從智能電表到機(jī)器再到車輛，超級(jí)電容器在各種應(yīng)用中如雨后春筍般涌現(xiàn)。他們會(huì)更換電池嗎？也許目前不是在所有應(yīng)用中，但在某些設(shè)計(jì)中，超級(jí)電容器確實(shí)比電池更具優(yōu)勢(shì)。

那么，什么是超級(jí)電容器？超級(jí)電容器是一種高容量電容器，它彌合了電解電容器和可充電電池之間的差距。沒(méi)有電介質(zhì)。正如Krishnan所解釋的那樣，其結(jié)構(gòu)使得固體電極和液體電解質(zhì)與隔板形成雙電層以防止短路。您獲得的結(jié)點(diǎn)是典型電容器的兩倍。電容器作用是由離子的物理運(yùn)動(dòng)形成的。與電池不同，沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，因此超級(jí)電容器具有出色的充電和放電生命周期。超級(jí)電容器還具有極高的電容，因?yàn)殡姌O中的細(xì)孔增加了電極的活性表面積。

超級(jí)電容器在備份應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)包括：

由于高電容，備份時(shí)間比傳統(tǒng)電池更長(zhǎng)

由于具有出色的充電/放電生命周期，因此可能比電池更長(zhǎng)的使用壽命

比電池更容易運(yùn)輸和處理過(guò)程（特別是與鋰離子電池相比）

支持復(fù)雜有線應(yīng)用中的分布式備份

需要考慮的一些缺點(diǎn)包括：

超過(guò)12V的昂貴備份，因?yàn)槊總€(gè)超級(jí)電容器的最大額定電壓限制為3V

成本高于電池

低溫下的等效串聯(lián)電阻 （ESR） 比室溫下的 ESR 高 3-4 倍

目前的技術(shù)對(duì)于高溫操作并不普遍（在高溫下壽命會(huì)縮短）

基于所有這些，對(duì)于備用應(yīng)用來(lái)說(shuō)，什么時(shí)候超級(jí)電容器比電池更好？

受益于超級(jí)電容器的應(yīng)用

備份期間的電源需求已經(jīng)發(fā)生了變化;隨著系統(tǒng)變得越來(lái)越智能，它們需要更多的功能。這增加了所需的電容量。例如，公共汽車或出租車監(jiān)控設(shè)備（如黑匣子）在備份期間可能需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡上。更復(fù)雜的應(yīng)用，如消防安全執(zhí)行器，可能需要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及主電源熄滅時(shí)的通信和其他核心功能。

備份期間的負(fù)載電流配置文件不是恒定的。當(dāng)所有系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，峰值功率周期決定了功率傳輸大小。備用期間的總負(fù)載曲線和輸送的能量決定了超級(jí)電容器的尺寸。超級(jí)電容器的大小和備份的頻率決定了充電電路的大小。

為了簡(jiǎn)化超級(jí)電容備份應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，像MAX38888這樣的可逆降壓/升壓穩(wěn)壓器可以提供幫助。MAX38888回退0.8V至4.5V電容電壓范圍。更換電池時(shí)無(wú)需斷電，備用電源在降壓和升壓模式下工作。圖2所示為不帶MAX38888的總線/出租車監(jiān)控應(yīng)用。如您所見(jiàn)，使用MAX38888省去了一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器和一個(gè)線性充電器。

現(xiàn)有的公共汽車/出租車監(jiān)控應(yīng)用

總線/出租車監(jiān)控應(yīng)用，采用MAX38888

圖2.由于MAX38888具有2%的調(diào)節(jié)精度，并且是雙向系統(tǒng)，因此當(dāng)使用MAX38888可逆降壓/升壓穩(wěn)壓器重構(gòu)時(shí)，該總線/出租車監(jiān)控系統(tǒng)不需要降壓轉(zhuǎn)換器和線性充電。

審核編輯：郭婷