超级电容器可以代替电池作为备用电源吗？

从智能电表到机器再到车辆，超级电容器在各种应用中如雨后春笋般涌现。他们会更换电池吗？也许目前不是在所有应用中，但在某些设计中，超级电容器确实比电池更具优势。

那么，什么是超级电容器？超级电容器是一种高容量电容器，它弥合了电解电容器和可充电电池之间的差距。没有电介质。正如Krishnan所解释的那样，其结构使得固体电极和液体电解质与隔板形成双电层以防止短路。您获得的结点是典型电容器的两倍。电容器作用是由离子的物理运动形成的。与电池不同，没有化学反应，因此超级电容器具有出色的充电和放电生命周期。超级电容器还具有极高的电容，因为电极中的细孔增加了电极的活性表面积。

超级电容器在备份应用中的优缺点。优点包括：

由于高电容，备份时间比传统电池更长

由于具有出色的充电/放电生命周期，因此可能比电池更长的使用寿命

比电池更容易运输和处理过程（特别是与锂离子电池相比）

支持复杂有线应用中的分布式备份

需要考虑的一些缺点包括：

超过12V的昂贵备份，因为每个超级电容器的最大额定电压限制为3V

成本高于电池

低温下的等效串联电阻 （ESR） 比室温下的 ESR 高 3-4 倍

目前的技术对于高温操作并不普遍（在高温下寿命会缩短）

基于所有这些，对于备用应用来说，什么时候超级电容器比电池更好？

受益于超级电容器的应用

备份期间的电源需求已经发生了变化;随着系统变得越来越智能，它们需要更多的功能。这增加了所需的电容量。例如，公共汽车或出租车监控设备（如黑匣子）在备份期间可能需要数据存储在SD卡上。更复杂的应用，如消防安全执行器，可能需要数据存储以及主电源熄灭时的通信和其他核心功能。

备份期间的负载电流配置文件不是恒定的。当所有系统运行时，峰值功率周期决定了功率传输大小。备用期间的总负载曲线和输送的能量决定了超级电容器的尺寸。超级电容器的大小和备份的频率决定了充电电路的大小。

为了简化超级电容备份应用的开发，像MAX38888这样的可逆降压/升压稳压器可以提供帮助。MAX38888回退0.8V至4.5V电容电压范围。更换电池时无需断电，备用电源在降压和升压模式下工作。图2所示为不带MAX38888的总线/出租车监控应用。如您所见，使用MAX38888省去了一个降压转换器和一个线性充电器。

现有的公共汽车/出租车监控应用

 

总线/出租车监控应用，采用MAX38888

图2.由于MAX38888具有2%的调节精度，并且是双向系统，因此当使用MAX38888可逆降压/升压稳压器重构时，该总线/出租车监控系统不需要降压转换器和线性充电。

审核编辑：郭婷