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未来趋势-可充电电池将被超级电容取代
以开始看到这文章觉得很不可思议,电容早就出来了，一直都没有听说可以当电池用的功能,不过看了下面的内容觉得或许有这可能吧,毕竟下面的文章学术性比较强,看的也不是很明白,&不过电容有那么多优点，我们还说很期盼的.
下面就一起去看看这篇文章:
来源：《Electronic Design》 作者：Mat Dirjish
超级电容以前主要用于大功率电源和大型工业与消费类电源设备，如今在各种尺寸的产品、特别是便携式设备中也找到了用武之地。超级电容以高达数千法拉的电容值和快速充放电速率而闻名于世。
由于能够长时间存储大量的电能，超级电容表现得更像是电池而不是一个标准电容。事实上，随着技术的进步，它们将替代众多产品中的可充电电池，从计算机、数码相机、手机到其它手持设备。
超级电容是什么？
简单地说，超级电容是一种非常大的极化电解质电容。这里的‘大’指的是容量，而不是它们的物理尺寸。
的确，对于普通的电解电容来说，电容值和/或电压值越大，整个封装也越大。电解电容通常提供微法拉数量级的电容值，从约0.1uF到约1F，其电压标称值最高可达1kVdc。一般来说，额定电压越高，电容值就越小，而电容值越大，封装也就越大，而且工作电压也可能会降低。
这些规则基本上也适用于超级电容。超级电容的容值在1F以上，工作电压范围从1.5V到160V甚至更高。随着电容值和电压增加，其体积也会增加。
电容值在数十法拉左右的早期超级电容是个大块头，主要用于大型电源设备。具有低电压工作能力的小体积超级电容则常用作消费电子设备中的短期备用电源。
尽管超级电容和电解电容存在很大的相似性，但在电气性能和物理尺寸方面也有很大的差异。例如，一个普通的10uF、25Vdc额定电压电解电容尺寸可能略小于甚至等同于1F到10F、2.7Vdc的超级电容。随着最近技术的进步，将超级电容的工作电压提高到25Vdc时，尺寸增加不到一倍，根据具体应用场合，这样的体积变化可能并不十分显著。
剖析超级电容
原则上讲，人们可以将超级电容看作是一个可充电电池。它能存储与其容量成正比的电荷，并在要求放电时释放电荷。超级电容与电解电容的最大区别是其电子双层架构，它能实现更高的容量。
此主题相关图片如下：
标准电容的结构是在两个附属于金属板上的电极之间夹一层电介质层(图1)。根据电容类型不同，电介质可以是氧化铝、四氧化钽、氧化钛钡或聚丙烯聚酯，不同的材料决定了不同的容量和电压特性(图2)。电介质的多少和极板间的距离也会影响电容量。然而，极板间最大允许距离限制了电介质的数量。
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在这种单层结构中，增加电介质数量来提高容量通常是可行的，方法有三种，即增加封装宽度和极板尺寸、增加封装长度和增加极板距离或这两种方法的组合。这三种方法都将导致电容器的体积变大，这是增加电容容量必须做出的一种牺牲。
双电层电容器(EDLC)正如它的字面意义那样可以解决上述问题，它在相同的封装内增加了第二个电介层，这个电介层与第一层在中间隔离物的两边并行工作(图3)。EDLC也采用无孔电介质，如活性碳、碳纳米管、炭黑凝胶，并选用导电聚合物，其存储容量要比标准的电解材料高出许多。额外层和更高效电介材料的这种组合能使电容容量提高近4个数量级。
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不过，电压能力是超级电容的薄弱环节，根源在于电介质材料。EDLC中的电介质特别薄，只有纳米数量级，因此能产生很大的表面积，从而形成更大的容量。但这些很薄的层不具有传统电介质理想的绝缘特性，因此要求较低的工作电压。
超级电容应用
与标准电容和电池相比，EDLC的多个优点使得它们能成为理想的替代品。这些优点包括：与可重复充电电池相比充放电次数更多，实际效率高达98%，更低的内部电阻，大输出功率，更好的热性能，与电池和标准电容相比有更好的安全余量。
与所有类型的电池不同，EDLC没有特殊的处理要求，因此在整个生命周期内都具有环境友好特性。以前又大又笨重的超级电容现在已经有了各种尺寸的产品，可以适合任何应用以及几乎任何预算。
针对便携式设备的超级电容
如前所述，大电容值的超级电容在物理尺寸方面不再是一个障碍。5F以上的超级电容已经开始应用于许多便携式和手持式产品。在一些案例中，这些元件甚至可以代替给这些产品供电的电池。
Tecate Group推出了具有多样配置的多种PowerBurst品牌超级电容器。针对通用的脉冲电源、混合电池和便携式产品应用，径向引线的TPL和径向折弯的 TPLS系列双层电容器分别具有0.5F到70F和100F到400F的容量(图4)。这两类器件的电压额定值都是2.7V，工作温度范围是-40℃到 65℃。TPL和TPLS系列的最大高度分别是45mm(100F)和60mm(400F)。
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CAP-XX公司专门针对便携式市场推出了GS/GW系列单节和双节超级电容器(图5)。这些电容提供了电能有限的电池的替代品，寿命非常长，单节配置电压为2.3V，串联连接的双节电容器电压可达4.5V。
此主题相关图片如下：这两种电容的工作温度范围都是-40℃到75℃。GW系列产品的外形尺寸为28.5x17mm，电压4.5V时的电容量最高为0.4F，等效串联电阻(ESR)低于60 mΩ。GS系列产品的外形尺寸为39x17mm，电压4.5V的电容量可达0.7F，ESR低至34 mΩ。
同样针对紧凑空间设计但可耐更高温度的CAP-XX公司HS和HW系列电容器具有很薄的外壳，工作温度范围是-40℃到85℃(图6)。在4.5到5.5V电压范围内，HW的尺寸为28.5x17mm。在5.5V电压时的电容量可达0.4F，ESR在 5.5V时可低至100 mΩ。
此主题相关图片如下：
这些元件的厚度范围从0.9mm到2.9mm不等。电容量可达0.7F的HS系列外形尺寸为39mmx17mm，厚度范围同样为0.9mm到2.9mm，最小ESR为55 mΩ。这两个系列的超级电容可以处理高达20A的脉冲电流，额定的RMS电流为4A。
Kanthal Globar公司的Maxcap双层电容器可以用来代替作为存储器后备电源的电池，具有超过5.5 F/in.3的容积效率、无限的服务寿命、快速充放电能力和非常低的漏电流等特性(图7)。Kanthal Globar公司还表示，这些电容比电池更安全，在短路时不会爆炸，也不会损坏。这些电容器是非极化器件，不需要限流电阻或过压保护，因而可以消除装配错误和相关的成本。
此主题相关图片如下：
Maxcap电容有径向引线(LP、LC、LK、LT、LF、LV、LX和LJ系列)和表面贴装(LM 系列)两大类。额定电压为3.5V或5.5V，电容值范围从0.01F到5F和0.47F到1F与5.6F，具体取决于额定电压值。电路板上还有一种 5F/11V的封装。工作温度范围有两种，一种是从-40℃到85℃，一种是-25℃到70℃。另外，所有的Maxcap都是小尺寸元件，可在远端部署，并且不要求接入端口。
针对大型设备的超级电容
虽然看起来似乎所有电子设计都在缩小尺寸，设计师在拚命地争夺每纳米空间，但仍有许多领域微型化既不可能也没必要，包括汽车和运输、再生能源、军用和航空。在这些领域，通常采用更大尺寸的超级电容。
Maxwell Technologies公司推出的突破性BOOSTCAP产品设定了事实上的标准，基于其私有电极技术的产品可提供单节和多节模块化配置。
模块化BOOSTCAP配置由涵盖14个模块的BPAK和BMOD系列组成(图8)。根据具体的应用，用户可以从下列电容值/工作电压组合中选取合适的产品：15Vdc下有20、23、52和58F；16.2Vdc下有110、250或 500F；48.6Vdc下有165F；75Vdc下有94F；125Vdc下有63F。这些模块的外形尺寸也不等，从约178x52x32mm到超过 515x263x211mm。目标应用包括工业、汽车和消费类市场。
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Maxwell Technologies公司还有许多大型的具有很高容量的BOOSTCAP品牌单节电容器，不过工作电压比较低。BCAP系列共5节，在2.7Vdc的工作电压下电容值可达650、、F(图9)。这些电容的主要用途是与电池并行工作，适合要求恒定低功率放电以及峰值负载下提供脉冲功率的应用。
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Evans Capacitor公司的3STHQ3和3PTHQ3电容组器件则主要用于任务繁重的军事应用，它将公司的三个THQ3混合电容集成进了一个阳极电镀、环氧密封的铝壳中，整个尺寸为4.47×1.59×1.09英寸(图10)。针对更高的工作电压，3STHQ3组可以串联电容的方式提供以下四种产品：0.004 F/160 Vdc, 0.Vdc, 0.Vdc和0.Vdc。
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针对更大的容量，3PTHQ3组器件可以并联电容的方式提供0.45F/10Vdc到0.01F/125Vdc范围内的产品。这两种配置的工作温度范围都是从-55℃到85℃，包括所有必要的平衡电阻和走线。
针对大电流环境，德国制造商Wima提供了全系列的双层圆柱形器件，其工作电流额定值高达400A，脉冲电流承受能力可达1400A。Wima公司的SuperCap C系列和R系列产品由电容值在110到600F范围内的2.7Vdc电容组成，它们的工作电流和脉冲电流额定值分别可达100A和800A。
最大和最强健的SuperCap MC系列则规定了14Vdc的工作电压和400A的电流。该产品的重量为1.7公斤，长宽高尺寸为325x60x90mm，正负电极之间的距离是265mm，可承受高达1.4kA的脉冲电流。
其它参数包括110F±20%的电容量，内部电阻为7mΩ，最大储存能量为10kJ，工作温度范围是-30℃到65℃，工作寿命长达9万小时。
超级电容的未来
如前所述，超级电容有望代替众多设备中的可充电电池。这种演进是合理的，特别是目前人们对绿色技术和高性价比替代能源非常渴求。
最近超级电容制造商CAP-XX和Perpetuum正在就能量收储解决方案展开合作，目的是要成功创建无电池的无线传感器状态监视系统。在去年6月份举行的nanoPower论坛上演讲的一个案例研究就介绍了Perpetuum的PGG17振动能量收储微型发电机如何与CAP-XX的超级电容器配合实现无电池状态监视系统的。这些系统采集并在机器上显示数据，目的是改善资产管理质量。
据这两家公司介绍，传统的状态监视系统需要人工的数据采集，或使用电池供电的无线传感器。据他们宣称，在与这些系统相关的恶劣环境中，电池可能只能用2到5年。显而易见，在一个可能有数千个电池供电的无线传感器节点的工厂中，更换和处理电池的成本将非常高。
在平时工作过程中，PMG17将无用的机械振动转换成电能，可以提供0.5mW到50mW的稳定电源。CAP-XX超级电容器储存这些能量，然后提供在无线网络(如IEEE802.15.4和802.11)上传送传感器状态数据所需的峰值功率。
PMG17可以为间歇性无线传感器系统(如无线HART、SP-100和Wi-Fi)提供必要的电能。然而，它的输出阻抗太高，无法提供传感器节点要求的10到100秒时间长的mW级功率。高容量和低ESR的超级电容器可以解决这个问题，它可以提供约1秒的峰值功率来传送数据。
“微型发电机和超级电容组合消除了电池的可靠性问题和耗时的维护工作，可以极大地节省操作成本和能量使用。”Perpetuum公司的技术管理人员Stephen Roberts表示。
“无线系统制造商现在可以使用这种“安装完就可遗忘的”自发电能源轻松地设计出无电池的系统。”CAP-XX公司应用技术副总裁Pierre Mars指出。
看完有何感谢？到圣奇仕摄影网论坛发表下吧！
这篇文章学术性比较强,我也看不太明白.有些东西不做这个行业了解太多意义也不大,至于是否真的超级电容能够代替充电电池我们就拭目以待吧
非常好我支持^.^
不好我反对
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http://v.youku.com/v_show/id_XNTYwMDEyNDY0.html
下午亲自翻译的一小段youtube视频，晚上才在优酷发布成功。特此贴上仅供参考。（真有这个人，真有这个事，但是跟国内媒体的报道不是同一个故事。）国内媒体不专业：1 对已有技术的改进被解释为一项新的硬件发明2 “超级电容”被国内媒体解释为“超级充电器”3 “充电20秒就能点亮LED设备”被解释为“给一部手机充电只需要20秒”下面贴出其论文原文并做部分翻译。Methods/MaterialsTo improve supercapacitor energy density, I designed, synthesized, and characterized a novel core-shell nanorod electrode with hydrogenated TiO2 (H-TiO2) core and polyaniline shell. H-TiO2 acts as the double layer electrostatic core. Good conductivity of H-TiO2 combined with the high pseudocapacitance of polyaniline results in significantly higher overall capacitance and energy density while retaining good power density and cycle life. This new electrode was fabricated into a flexible solid-state device to light an LED to test it in a practical application.实验原理和材料为了提高超级电容的能量密度，她设计、合成并鉴定了一种新型核壳的纳米棒电极，该电极以氢化二氧化钛(H-TiO2)做核，聚苯胺(polyaniline)做壳，其中H-TiO2起到双层静电核心的作用。H-TiO2的良好导电性和polyaniline的高赝电容()相结合的结果就是显著提升的总容量和能量存储密度，同时还保持了良好的循环寿命。为了验证这种新电极的实际应用效果，它被制成了一个柔性的固态设备并用来点亮了LED。【译注：其应用前景不仅仅是点亮LED，另外视频里说的是LED device，但是画面里没有看到是什么“设备”，所以不确定是小灯泡还是啥】ResultsStructural and electrochemical properties of the new electrode were evaluated. It demonstrated high capacitance of 203.3 mF/cm2 (238.5 F/g) compared to the next best alternative supercapacitor in previous research of 80 F/g, due to the design of the core-shell structure. This resulted in excellent energy density of 20.1 Wh/kg, comparable to batteries, while maintaining a high power density of 20540 W/kg. It also demonstrated a much higher cycle life compared to batteries, with a low 32.5% capacitance loss over 10,000 cycles at a high scan rate of 200 mV/s.实验结果她评估了新型电极的结构属性和电气化学属性。结果显示，新型核壳结构带来了高达203.3 mF/cm2 (238.5 F/g)的容量（），而对照组（原来的研究成果）超级电容最好的结果仅仅为80 F/g。其结果是高达20.1 Wh/kg的能量密度，同电池有可比性，【译注：虽然同的能量密度还差得远远的，详见下文强行插入】 能量密度（）：因电极材料不同而不同，按质量计算，可达150～200Wh/kg (540～720kJ/kg)；按体积计算，可达250～530Wh/L(0.9～1.9kJ/cm3)。（接上文）同电池有可比性，同时保持了一个高达20540 W/kg的功率密度（），同时也显示出了远远高于电池的循环寿命，在一万次的循环（200 mV/s的高扫描率）【译注：google不到准确意思】之后仅仅损失32.5%的容量。附录：锂电池的一些概念.docConclusions/DiscussionThis project successfully designed, synthesized and characterized a novel nanorod electrode supercapacitor with increased energy density while retaining power density and long cycle life. This work is an important initial step in introducing this new electrode material in supercapacitors to replace conventional batteries in flexible electronic devices.结论/探讨这个项目成功地设计、合成并鉴定了一种新型纳米电极超级电容，其具有更高的能量密度，同时保持了功率密度和更长的循环寿命。这项工作是一个重要的起步，将来这种新的电极材料将被用来制作超级电容，以在柔性电子设备之中替代传统电池。【译注：关键在于“柔性电子设备”好吗，传统电池是不能弯折的，因为有漏液危险，而超级电容由于是固态，可按需要进行折叠、弯曲（视频的最后有提到）。其意义根本不是“20秒充好手机电池”好吗。。。】Help ReceivedUsed lab equipment at University of California Santa Cruz under the supervision of Dr. Yat Li所受帮助使用了圣塔克鲁兹加利福尼亚大学（）的实验室设备，由Dr. Yat Li监督。【译注：这里的确比较暧昧，说不清楚到底有没有受到博士的学术指导。据说这是博士前一两年发表的研究成果 恰恰就是超级电容方面的研究，不过，反向推理：既然博士都允许女孩出来接受采访而没有公开抗议，那女孩一定是做出了实质性贡献的，加之上文提到的“compared to the next best alternative supercapacitor in previous research of 80 F/g”先前的研究成果，可以想见，女孩一定是基于博士的成果做出了重大改进，因而的确算是自己的科研成果。】PS：国内被广泛传播的这个画面英文是什么呢？“超级电容可弯曲、体积小巧，可承受一万次充放电循环”画面来源是KPIX的的一段新闻视频： 【需要翻墙】在视频的第1分22秒，记者拿着自己的手机对女孩说：“那，如果我把手机电池取下来，理论上可以用你的设备为它供电？” 女孩说“是的，只是个尺寸问题，（技术成熟之后）我可以用它来替换传统电池。。。” 【记者为了更好地理解啥叫超级电容，而做了一个比方。女孩的意思是对的，超级电容就相当于电池，将来可能用来替代传统电池。】由于两种“电池技术”的对比，两者出现在了一个画面里，外媒认为这个画面很具代表性，所以截图并做了批注，旨在强调超级电容相较传统电池的优势所在（可弯折、体积小、寿命长），却被国内媒体解释为“20秒内充一部手机”，是因为看到手机电池吗？看个截图就妄加猜测。。。节操呢？349 条评论分享收藏感谢收起超级电容快速初充电电路研究
15:24:35来源: 互联网 关键字：
　　具有功率密度高，充放电时间端，循环寿命长，工作温度范围宽等显著的优点，适合应用在大功率能量流动的场合。超级电容容值通常达到几千法拉，但是可耐受的电压低，在实际使用时必须大量串联使用[1]。同时，超级电容自漏电速率大大超过锂电池等传统的化学储能元件，无法长期保存能量，这要求超级电容在初次使用，或者长期静置再次投入电气设备使用之前需要进行快速的初充电，使超级电容内部维持一定的能量[2]。　　超级电容快速初充电与电池充电技术有很大的不同，电池制造完成后，内部存储有一定的化学能，电　池端压随着电池内部能量的储存和释放只在较窄的范围内变化[3]。而超级电容的储能方式为电场储能，能量以电荷的形式存储的电容器内部，因此在充电前期存在短路状态，且会存在长时间接近短路充电状态。针对这种长时间的短路充电状态，必须要对充电电流进行限制，否则会引起短时间大电流冲击，对充电电路造成不可恢复的损坏。同时，超级电容内部等效串联电阻 ESR(ESR, Equivalent Series Resistance)造成的发热问题限制了超级电容的充放电电流，大电流冲击也会对超级电容性能造成影响。充电电流的纹波也是造成超级电容发热的原因之一，因此，超级电容快速充电技术要求对充电电流的纹波进行限制，减小超级电容的发热，同时可以减少损耗，提高效率[4]。超级电容组的容值从几十法拉到几百法拉之间，将合适的能量在一定的时间内存储在超级电容组内，超级电容快速充电需要保持基本不变的充电电流，使整个充电过程中超级电容电压上升速度比较均匀[5][6]。　　本文研究了一种基于反激变换器的快速充电电路　　[1]，对该电路工作原理、设计过程进行了详细的分析，设计了实验电路，对电路原理和性能进行了实验验证。　　2 快充电路工作原理　　图 1 为基于反激变换器的超级电容快速充电电路拓扑及控制框图。包括输入整流桥，反激变压器，串联在原边的开关器件，副边续流二极管，电流传感器，副边隔离电压检测及控制 PWM 信号产生电路。与传统的反激电路相比，该超级电容快速充电电路去除了输入端滤波电解电容，增加了电路的可靠性;将电流检测电阻改为磁耦合检测，降低损耗，并且可以同时检测变压器原边和副边电流，用以限制副边充电电流;副边电压隔离检测，用以控制超级电容充电截至电压。主电路工作原理基本上与反激电路原理类似，但是控制电路结合超级电容初充电特性进行了设计，以满足超级电容初次充电时长时间短路限流充电的要求。　　　　图 2 中 A 为电流检测(Current Sensor)波形。用与变压器相同的比例检测原边电流和变压器副边电流，由于变压器原副边与匝比成反比，检测电流成为连续的电流波形。电压比较器(Voltage Comparator)，将检测电流值与限幅值 Limit1 比较，当原边电流值>=限幅值 Limit1 时，产生信号 B，以产生驱动信号关断功率管。功率管关断，原边电流耦合至变压器副边绕组，副边等效电路如图 3 所示。副边电感 L2将能量释放至超级电容中，当副边电流下降至某一电流值，电流检测(Current Sensor)输出值下降至限幅值 Limit2时，产生信号 C，以产生开通驱动信号，功率管开通，副边二极管阻断，输入电压 Vin加在原边电感两端，电感电流上升，当电流值再次上升至限幅值 Limit1 时，关断功率管，依此逻辑进行控制。副边超级电容在功率管关断时进行充电。在充电开始阶段，超级电容电压很低，变压器副边电流下降缓慢，开关频率很低(通常低至数百赫兹)，如图 2 第一阶段所示。随着超级电容电容电压的上升，副边电流下降速度加快，开关频率增加，如图 2 第二阶段所示。当超级电容电压增加至充电截止电压时，此时开关频率最高(通常设计为初始频率的 10~20 倍)。通过限幅值的设计，可以对工作频率范围进行调整。与传统的反激电路不同，该电路不需要频率发生器，整个充电过程中，工作频率自动调整。　　由于超级电容电压的升高，快速充电电路工作频率增加，增加速率近似为线性变化。输出电流平均值随着超级电容电压升高及工作频率的增加会有所下降，但是通过合理的设计可以使输出电流 IC变化范围控制在 5%以内，可以看作为近似的恒流充电。根据超级电容充电特性　　也可以看作为线性增加。整个超级电容快速充电过程为平滑变化的曲线。通常超级电容组模块电压为 24V 或者 48V，容值为 30F~165F。因此设计超级电容快速充电电路，设计指标可以按照 48V，165F超级电容组为对象进行设计。　　2.2 控制电路工作原理　　控制电路通过同时采样变压器原边电流 IL1和副边电流 IL2，将采样电流与上限幅值 Limit1 与下限幅值Limit2 比较，通过控制开关管的开通和关断，将电流控制在上下限幅之间。图 4 为输入电压波形与电流采样波形图。　　素提高，当 Limit2=0V 时，可以达到输入电流最高功率因素。　　3.快速充电电路设计　　超级电容快速充电部分分为控制电路逻辑设计和主功率部分参数设计。按照上一节所述控制电路逻辑控制部分由于没有现成的控制芯片可以采用，因此采用分离的通用集成芯片即可实现控制部分的设计。　　3.1 控制电路　　如果在整流输出侧接入电解电容，可以得到稳定的直流输入电压。由于铝电解电容可能存在失效问题，以及寿命限制，使电路稳定性及工作寿命受到一定的影响，因此在快速充电电路中避免使用输入铝电解电容。将经过整流之后的脉动直流电压，作为上限幅值Limit1 的参照，使输入电流跟随输入电压的波动调整，可以提高输入功率因数。若将下限幅值 Limit2 设置为0，可使功率因数得到进一步的提高，但会增加输出电流纹波量。　　控制电路原理图如图 5 所示。控制电路由运算放大器 LM358、比较器 LM393 和 RS 触发芯片 CD4043等构成。采用与变压器相同匝比的互感器进行电流检测，互感器的同名端与反激变压器一致。电流检测信号经过 LM358 调理后与电流限幅值 Limit1 与 Limit2进行比较。二个比较器的输出经过触发器 RS4043 锁存后作为 MOSFET 管驱动信号。输出侧电压检测作为充电终止信号，控制 CD4043 使能端。　　设计指标:　　充电对象：165F 48V 超级电容组　　快充要求：　　充电时间 <20min　　输入电压 220Vac　　输出电压 0~24V　　功率等级 <250W　　电流纹波 <50%　　3.2 功率电路　　根据上述分析可以归纳出超级电容快速充电器的设计步骤为：首先根据超级电容所需要充电的能量，以及充电时间，预估快速充电电路功率等级 Po;根据超级电容对充电纹波电流的限制，计算出开关管工作频率 fsw及开关管开通时间 ton，同时确定检测比例 ki、kv和限幅 Limit2 电压值 V由检测比例 kv、ki与 ton，计算变压器原边电感量 L1;根据超级电容最终充电截止电压，结合功率 MOSFET 管耐压，合理地确定变压器变比 N;根据以上确定的参数循环迭代计算快充充电时间，并校核快充的工作频率及工作功率。如果频率与功率设计不合理，需要重新循环计算。通过应用数学计算工具 MathCAD 编程可进行循环数值计算，可以计算出在充电整个过程中开关频率的变化。　　4.实验验证　　为了验证该电路工作情况和设计方法的正确性，根据设计结果搭建了试验平台，对电路原理进行了验证。在 220Vac 输入下为 Maxwell 公司 BoostCAP 系列165F 超级电容组进行充电，图 7 为开关管 DS 端电压和电流检测波形。　　由图 7 可以看出，检测变压器原副边电流作为开关管开通和关断信号，可实现恒流充电的要求，同时限幅值 Limit1 跟随电网电压变化，可以提高功率因数。图 8 为限幅值 Limit1 跟随电网电压变化，电流互感器输出的包络线与电网正弦波一致。&　　5.结论　　超级电容在初期使用或者长期静置后，自身存储能量为 0。在将超级电容投入电气设备中使用前，需要对超级电容进行快速充电。本文介绍的超级电容快速充电电路可以适应超级电容初充电时存在的长时间短路要求，并且该电路具有恒流充电、控制简单、输入功率因数高、低成本等优点。　　参考文献　　[1] Maxwell Technologies,Inc.，“Switching Power Supply”[p] United Stated Patent：US 6,912,136, B2 ， Jun.2，2005　　[2] Dellalay,S.;Barrade,P.;Rufer,A..“Design Considerationsfor the fast Charge of supercapaciors in the frame of lowvoltage applications. ” [C],In:Power Electronics andApplications(EPE2011),Proceedingof2011-14thEuropean Conference on 12 December 　　[3] Monteiro,J.; Garrido,N.; Fonseca,R. “An experimentalstudy of an efficient supercapacitor stacking scheme topower mobile phones.”[C] In: TelecommunicationsEnergyConference(INTELEC),2011IEEE33rdInternational,12 December 　　[4] Barrade,P.; “Energy storage and applications withsupercapacitors”, Associazione Nazionale AzionamentiElettrici, 14o Seminario Interattivo, Azionamenti elettrici :Evoluzione Tecnologica eProblematiche Emergenti,2003.　　[5] Deg Freige,M.; Ross,M.; Joos,G.;Dubois,M.; “Power &energy ratings optimization in a fast-charging station forPHEV batteries”,In: Electric Machines & DrivesConference (IEMDC), 2011 IEEE International,15-18May .　　[6] Bouscayrol,A.; Lhomme,W.; Demian,C.; Allè;gre,A.L.;Chattot,E.; El Fassi,S. “Experimental set-up to test thepower transfer of an innovative subway usingsupercapacitors”[C],In:Vehicle Power and PropulsionConference (VPPC), 2010 IEEE,10 March 　　作者介绍：　　王成 (1988-)，男，硕士研究生，主要研究方向，功率电 子 变 换 技 术 和 超 级 电 容 储 能 系 统 ，wii1225520@gmail.谢少军(1968-)，男，教授，博士生导师，主要研究方向为功率电子变换技术和可持续能源发电技术;丁予(1990-)男，硕士研究生，主要研究方向，功率电子变换技术 DVR 技术。
编辑：探路者
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