從智能電表到機器再到車輛，超級電容器在各種應用中不斷涌現。他們會更換電池嗎？也許目前并非在所有應用中都適用，但在某些設計中，超級電容器確實提供了優于電池的優勢。

在他最近的網絡研討會“使用 MAX38888 簡化超級電容器備份應用”中，Maxim 核心產品事業部產品定義總監 VA Krishnan 概述了超級電容器，并強調了它們在哪些情況下更適合使用。

那么，什么是超級電容器？大容量電容器，超級電容器彌合了電解電容器和可充電電池之間的差距。沒有電介質。正如 Krishnan 解釋的那樣，它的結構是這樣的，即固體電極和液體電解質形成帶有隔膜的雙電層，以防止短路。你得到的結是典型電容器的兩倍。電容作用是由離子的物理運動形成的。Krishnan 說，與電池不同，沒有化學反應，因此超級電容器具有出色的充電和放電生命周期。由于電極中的細孔增加了電極的活性表面積，超級電容器還具有極高的電容。

Krishnan 然后概述了超級電容器在備用應用中的優缺點。優點包括：

由于高電容，比傳統電池更長的備用時間

由于出色的充電/放電生命周期，使用壽命可能比電池更長

比電池更容易運輸和處理過程（特別是與鋰離子類型相比）

支持復雜有線應用中的分布式備份

需要考慮的一些缺點包括：

超過 12V 的昂貴備份，因為每個超級電容器的最大額定電壓限制為 3V

成本比電池高

低溫下的等效串聯電阻 （ESR） 比室溫下的 ESR 高 3-4 倍

目前的技術在高溫操作方面并不普遍（在高溫下壽命會縮短）

基于所有這些，超級電容器何時是備用應用比電池更好的選擇？根據 Krishnan 的說法，答案在于您對以下問題的回答：

如果電源消失》100ms 是否正常？您的電源是否有限，例如 USB？

主系統電壓是否 《12V？

備份時間是否小于 120 秒？

您的環境溫度是否 《105°C？

如果您對以上任何一個問題的回答是肯定的，那么超級電容器比傳統電池更值得考慮。隨著時間的推移，超級電容器的成本將繼續下降。使用超級電容器，“您可以采用復雜的有線系統并備份您需要備份的節點，而不是讓巨大的電池備份軌道并在其上運行整個系統，”Krishnan 說。

受益于超級電容器的應用

備份期間的電源要求已發生變化；隨著系統變得越來越智能，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控設備（如黑匣子）可能需要在備份期間將數據存儲在 SD 卡上。更復雜的應用，如消防安全執行器，可能需要在主電源斷電時進行數據存儲以及通信和其他核心功能。

備份期間的負載電流曲線不是恒定的。當所有系統都在運行時，峰值功率的時期決定了功率傳輸的大小。備用期間提供的總負載曲線和能量決定了超級電容器的大小。Krishnan 解釋說，超級電容器的大小和備用頻率決定了充電電路的大小。

在他的網絡研討會上，Krishnan 強調了超級電容器有價值的一些應用。便攜式條形碼掃描儀就是一個很好的例子。通常，這些掃描儀由鋰離子電池供電，并且大部分時間都在充電座中。Krishnan 指出，這里并不真正需要電池，因為超級電容器可以提供必要的電力。“這樣做的最大好處是您的運輸和處理成本顯著下降。電池。。.。。.可能是一個額外的系統成本。超級電容器更寬容 - 你不需要涓流充電等等，”他說。

為簡化超級電容器備用應用的開發，MAX38888等可逆降壓/升壓穩壓器可以提供幫助。MAX38888 支持 0.8V 至 4.5V 電容電壓范圍。更換電池時無需斷電，備用電源可在降壓和升壓模式下運行。圖 2 顯示了沒有和使用 MAX38888 的公共汽車/出租車監控應用。如您所見，使用 MAX38888 消除了一個降壓轉換器和一個線性充電器。

現有的巴士/出租車監控應用程序

使用 MAX38888 的公交車/出租車監控應用

圖 1. 由于 MAX38888 具有 2% 的調節精度，并且是一個雙向系統，當使用 MAX38888 可逆降壓/升壓穩壓器重新架構時，該總線/出租車監控系統不需要降壓轉換器和線性充電。

“Maxim 解決方案為備份應用提供了最簡單、最優化的解決方案，”Krishnan 說。

審核編輯：郭婷