超級電容器，又名電化學(xué)電容器，雙電層電容器、黃金電容、法拉電容，是從上世紀(jì)七、八十年代發(fā)展起來的通過極化電解質(zhì)來儲能的一種電化學(xué)元件。它不同于傳統(tǒng)的化學(xué)電源，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲能過程是可逆的，也正因?yàn)榇顺夒娙萜骺梢苑磸?fù)充放電數(shù)十萬次。其基本原理和其它種類的雙電層電容器一樣，都是利用活性炭多孔電極和電解質(zhì)組成的雙電層結(jié)構(gòu)獲得超大的容量。在可再生能源、電動汽車、國防及航空航天等領(lǐng)域具有很高應(yīng)用價值。下面為大家介紹的是十篇基于超級電容的應(yīng)用設(shè)計(jì)方案。
　　基于超級電容器儲能的直流DVR裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　電壓暫降是電力系統(tǒng)中危害最大的電能質(zhì)量問題之一。針對電壓暫降問題，文章提出了基于超級電容的直流動態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer， DVR）裝置，完成了該裝置的主電路以及超級電容充放電的控制方法，并對該裝置進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，該裝置在電網(wǎng)發(fā)生電壓暫降的時候，可以有效地支撐敏感負(fù)荷的直流電壓，降低電壓暫降對敏感負(fù)荷的影響。
　　超級電容器太陽能草坪燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　本產(chǎn)品中選用超級電容做為儲能元件。該電容具有法拉級的超大電容量，超強(qiáng)的荷電保持能力，且漏電流非常小，8小時電壓下降率小于5％；無須特別的充電電路和控制放電電路，充電迅速，而且可以在僅高于其漏電流（典型值約為1 mA）的狀態(tài)下充電，因此，即使在陰天，太陽能電池也能對超級電容器充電；具有優(yōu)良的溫度性能，可在-40℃～75℃的環(huán)境溫度中正常使用；無污染，是一種綠色電源；可焊接，而且不存在象蓄電池那樣接觸不牢固等問題。
　　一種長壽高效Boost超級電容掉電保持后備電源
　　本文采用超級電容器設(shè)計(jì)了高效、大電流Boost掉電后備電源。該電源實(shí)現(xiàn)短時掉電保護(hù)，其配置需要優(yōu)化，即采用盡量小的電容容量獲得盡量長的使用時間。采用Buck結(jié)構(gòu)，效率會有所提高，但會有較大的電容電荷不能利用；采用升降壓結(jié)構(gòu)的Buck-Boost產(chǎn)生的反壓直接利用會有困難；采用高頻變壓器隔離的拓?fù)洌诮?jīng)濟(jì)性、效率、功率密度等方面均有一定限制。
　　電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中的超級電容原理及應(yīng)用
　　UCMS（超級電容管理系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)對超級電容的封裝，主要作用是管理每個單體電流的大小，防止電壓超過電解質(zhì)的分解電壓而造成損壞，限制單體不均勻性的影響。從而使超級電容組穩(wěn)定可靠的工作，提高超級電容組整體的效率和壽命。超級電容經(jīng)過一個雙向的高頻DC/DC后在直流電壓總線與電池組進(jìn)行耦合。為了串聯(lián)較少的超級電容單體，DC/DC一般為電流型升壓變換器，通過控制DC/DC的輸出電流來達(dá)到控制其輸出功率的目的。
　　針對高分辨率照相手機(jī)的LED閃光燈超級電容參考
　　解決為每個LED閃光燈提供1～2A驅(qū)動電流問題的方法之一是，用一個電容來儲存電流，通過使用一個超級電容，設(shè)計(jì)師可以為這些短持續(xù)間隔的事件提供所需的大電流，并在這些事件之間通過電池對它們再充電。為了支持電池，設(shè)計(jì)師可以增加一個很薄的超級電容，這可在不犧牲纖薄手機(jī)設(shè)計(jì)的情況下應(yīng)對手機(jī)的峰值功率需求（如為拍照、音頻和視頻、無線傳輸和GPS結(jié)果閱讀提供閃光）。它也允許設(shè)計(jì)師通過僅滿足平均功耗而不是峰值功耗來最佳地調(diào)整電池和功率電路的大小，減少系統(tǒng)的占板面積。
　　利用超級電容延長交通運(yùn)輸和移動應(yīng)用中的電池壽命
　　超級電容具有無限次的再充電能力和很高的能量密度，可以在寬溫度范圍內(nèi)甚至電池發(fā)生故障的情況下為汽車、重型運(yùn)輸車輛、船舶和牽引機(jī)車提供有保證的發(fā)動機(jī)啟動功能。 在移動電子系統(tǒng)中，超級電容能夠在多種不同的應(yīng)用使用場合控制峰值電流。由于能夠更好地控制放電，電池能夠更長時間地保持它們的峰值電能，并延長設(shè)備的運(yùn)行時間。
　　基于單片機(jī)的車載超級電容測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　本論文給出一種超級電容電池檢測系統(tǒng)。通過對超級電容組件進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)采集其電壓、電流參數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)對比，從而驗(yàn)證出本檢測系統(tǒng)能在強(qiáng)電壓電流變化情況下快速實(shí)現(xiàn)較高的檢測精度。超級電容管理系統(tǒng)共由3個主要模塊組成：采集模塊內(nèi)，霍爾電壓、霍爾電流傳感器分別對超級電容電壓和電流進(jìn)行現(xiàn)場采集，中央處理模塊內(nèi)，采集模塊發(fā)送的4mA～20mA電流信號傳送到上位機(jī)；電源管理模塊為各功能模塊提供穩(wěn)定隔離的電壓。
　　超級電容器改善汽車啟動性能
　　超級電容器與蓄電池并聯(lián)應(yīng)用可以提高機(jī)車的啟動性能，將超級電容（450F/16.2V）與12V、45Ah的蓄電池并聯(lián)啟動安裝1.9升柴油機(jī)的汽車，在10攝氏度時平穩(wěn)啟動，蓄電池也可以啟動，但采用超級電容器與蓄電池并聯(lián)時啟動電動機(jī)的速度和性能都非常得好。由于電源的輸出功率的提高，啟動速度由僅用蓄電池時的啟動速度300rpm，增加到450rpm；在零下20攝氏度時，由于蓄電池的性能大大下降，很可能不能正常啟動或需多次啟動才能成功，而超級電容器與蓄電池并聯(lián)時則僅需一次點(diǎn)火。
　　基于開關(guān)電源的整流濾波中超級電容器的理論分析
　　本文將超級電容器用于整流濾波，并進(jìn)行設(shè)計(jì)和具體實(shí)現(xiàn)，與一般的整流濾波電路一樣，只不過濾波電容器換成了超級電容器。采用一只90mF/12V bestcap，超級電容器就可以實(shí)現(xiàn)9V輸出的穩(wěn)壓電源的濾波。測試證明，超級電容器可以用于電源輸出端的整流濾波，而且其濾波效果俱佳。其與電解電容器相比，具有其很大的優(yōu)勢。
　　超級電容器儲能特性研究
　　超級電容器的儲能原理不同于蓄電池，其充放電過程的容量狀態(tài)有其自身的特點(diǎn)。超級電容器受充放電電流、溫度、充放電循環(huán)次數(shù)等因素影響，其中充放電流是最主要的影響因素。本文主要分析恒流充電條件下的超級電容器特性。恒流限壓充電的方法為控制最高電壓為Umax，恒流充電結(jié)束后轉(zhuǎn)入恒壓浮充，直到超級電容器充滿。采用這種充電方法的優(yōu)點(diǎn)是：第一階段采用較大電流以節(jié)省充電時間，后期采用恒壓充電可在充電結(jié)束前達(dá)到小電流充電，既保證充滿，又可避免超級電容器內(nèi)部高溫而影響超級電容器的容量特性。
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