超級電容器如何有效加強備用電源和負載管理 (上)

超級電容器，也被稱作雙電層電容器（EDLC），其儲能機制迥異于傳統(tǒng)電池，乃是依賴于靜電方式累積能量，而非通過化學反應來實現(xiàn)。這一獨特性質(zhì)1，使得超級電容器在應對需要瞬時釋放大量電能或要求長期耐用性的應用場景中，展現(xiàn)出了非凡的適用性。

1:[https://blog.knowlescapacitors.com/blog/supercapacitors-vs.-batteries-a-comparison-in-energy-storage-solutions  ]

超級電容器憑借其內(nèi)置的高功率特性，在工程師設計需要短期功率峰值輸出的電力電子設備時扮演著至關(guān)重要的角色。同時，在諸如安全裝置等低功率應用場景中，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，在電池供電的設備遭遇斷電情形時，超級電容器能夠迅速充當備用電源，確保設備的持續(xù)運行（如圖1a所示）。其次，對于那些開關(guān)電流需求較大的設備，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）。在此應用場景下，超級電容器有效發(fā)揮了其保護作用，能夠防止設備中的存儲器等重要組件遭受大幅電壓波動的損害。

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（b）。

以下實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，它能在實時時鐘備份中確保時間記錄不間斷，于斷電備份時提供應急電力，在高負載輔助系統(tǒng)中協(xié)助應對瞬時高能耗需求，以及在混合儲能系統(tǒng)中協(xié)同工作，共同維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

實時時鐘備份

在實時時鐘備份（亦稱作內(nèi)存?zhèn)浞荩┑膽脠鼍跋?，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，就設計層面而言，寫入速度成為了固態(tài)硬盤的一個主要短板，但這一不足可以通過采用受保護的高速緩沖存儲器（即SDRAM）來有效彌補。值得注意的是，SDRAM需要配備備用電源以確保其穩(wěn)定運行，而在眾多備選方案中，超級電容器憑借其超快的響應時間、卓越的高功率密度以及幾乎無需維護的特點，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備用電源和負載管理等方面發(fā)揮作用的下半部分內(nèi)容，敬請期待。