【導(dǎo)讀】超級電容器，也被稱作雙電層電容器（EDLC），其儲(chǔ)能機(jī)制迥異于傳統(tǒng)電池，乃是依賴于靜電方式累積能量，而非通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。這一獨(dú)特性質(zhì)1，使得超級電容器在應(yīng)對需要瞬時(shí)釋放大量電能或要求長期耐用性的應(yīng)用場景中，展現(xiàn)出了非凡的適用性。
超級電容器，也被稱作雙電層電容器（EDLC），其儲(chǔ)能機(jī)制迥異于傳統(tǒng)電池，乃是依賴于靜電方式累積能量，而非通過化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。這一獨(dú)特性質(zhì)1，使得超級電容器在應(yīng)對需要瞬時(shí)釋放大量電能或要求長期耐用性的應(yīng)用場景中，展現(xiàn)出了非凡的適用性。
超級電容器憑借其內(nèi)置的高功率特性，在工程師設(shè)計(jì)需要短期功率峰值輸出的電力電子設(shè)備時(shí)扮演著至關(guān)重要的角色。同時(shí)，在諸如安全裝置等低功率應(yīng)用場景中，超級電容器同樣備受青睞。在這些場合下，電池往往難以長時(shí)間維持所需的性能水平；而相比之下，超級電容器則能夠高效地應(yīng)對突如其來的能量需求高峰，并且在長期的使用過程中，它能承受比電池更多的充放電循環(huán)，展現(xiàn)出更為持久的可靠性。
電子電路中的超級電容器
超級電容器在電子電路中扮演著兩大關(guān)鍵角色。首先，在電池供電的設(shè)備遭遇斷電情形時(shí)，超級電容器能夠迅速充當(dāng)備用電源，確保設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行（如圖1a所示）。其次，對于那些開關(guān)電流需求較大的設(shè)備，超級電容器則能夠提供穩(wěn)定的交流電壓支持（如圖1b所示）。在此應(yīng)用場景下，超級電容器有效發(fā)揮了其保護(hù)作用，能夠防止設(shè)備中的存儲(chǔ)器等重要組件遭受大幅電壓波動(dòng)的損害。
圖 1. 超級電容器在電子電路中的常見作用，包括備用電源 (a)和壓降保護(hù)（b）。
以下實(shí)例闡述了超級電容器如何在多種系統(tǒng)中發(fā)揮其功能，以提升效率和可靠性。具體而言，它能在實(shí)時(shí)時(shí)鐘備份中確保時(shí)間記錄不間斷，于斷電備份時(shí)提供應(yīng)急電力，在高負(fù)載輔助系統(tǒng)中協(xié)助應(yīng)對瞬時(shí)高能耗需求，以及在混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中協(xié)同工作，共同維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)時(shí)時(shí)鐘備份
在實(shí)時(shí)時(shí)鐘備份（亦稱作內(nèi)存?zhèn)浞荩┑膽?yīng)用場景下，固態(tài)硬盤相較于傳統(tǒng)硬盤展現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢，諸如更低的功耗以及更高的可靠性。然而，就設(shè)計(jì)層面而言，寫入速度成為了固態(tài)硬盤的一個(gè)主要短板，但這一不足可以通過采用受保護(hù)的高速緩沖存儲(chǔ)器（即SDRAM）來有效彌補(bǔ)。值得注意的是，SDRAM需要配備備用電源以確保其穩(wěn)定運(yùn)行，而在眾多備選方案中，超級電容器憑借其超快的響應(yīng)時(shí)間、卓越的高功率密度以及幾乎無需維護(hù)的特點(diǎn)，成為了最為理想的選擇。
在下一期的內(nèi)容中，我們將繼續(xù)為大家?guī)黻P(guān)于超級電容器如何在加強(qiáng)備用電源和負(fù)載管理等方面發(fā)揮作用的下半部分內(nèi)容，敬請期待。
文章來源：Knowles樓氏電容
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