第一種典型應(yīng)用:小功率短時后備電源
1、電表RTC時鐘保持
智能電能表在電池故障或更換過程中,為保持其內(nèi)部RTC電路在指定的精度下持續(xù)工作,選用超級電容器作為RTC后備工作電源。超級電容器不僅可以滿足智能電能表-40℃~+85℃的嚴(yán)苛工作溫度要求,其超長的工作壽命也為智能電能表長期可靠運行提供了可靠保障,更為重要的是,超級電容器自身可觀的比能量和相對簡潔的充放電管理電路設(shè)計,極大地簡化了RTC后備電源的設(shè)計。在原有鋰電池基礎(chǔ)上,超級電容器是十分理想的后備電源補充。當(dāng)然,超級電容器也廣泛應(yīng)用于其他類型MCU的RTC保持。
目前,國網(wǎng)智能單相表已明確提出使用超級電容作為RTC保持后補后備電源,保持RTC電路準(zhǔn)確運行 48 小時以上,以實現(xiàn)內(nèi)置電池可更換的目的。
可更換電池型智能單相表RTC用超級電容器應(yīng)滿足以下要求:
1、 無漏液隱患,避免“漏液”腐蝕PCB構(gòu)成整表故障;
2、 強環(huán)境適應(yīng)性,防水防潮、防腐蝕,溫度范圍寬,在-40℃~+85℃內(nèi)可靠工作;
3、 超長使用壽命,可達到16年工作壽命;
4、免維護,無需額外人工維護,一次安裝,全壽命周期使用;
5、 環(huán)保型儲能器件,大規(guī)模生產(chǎn)和使用不會造成環(huán)境污染。
2、掉電數(shù)據(jù)保護及通信輔助
目前主要有電力行業(yè)(故障指示器、集中器、FTU/DTU 等)、車載行業(yè)(行車記錄儀、軌跡記錄儀等);
1、故障指示器:采集單元(探頭)CT 取電存于超級電容,掉電后使用超級電容作為后備電源供電進行通 信(GPS);
2、集中器和采集器:國網(wǎng)要求集抄時,掉電后要求運行3分鐘,保證通信穩(wěn)定,使用超級電容而不選用電池,是因為電池在戶外的環(huán)境壽命衰減較快,壽命難以滿足集中器的壽命使用時間,另外,超級電容能夠保證通信時需要的脈沖電流,合眾匯能可根據(jù)客戶的實際設(shè)計情況及余量選擇,推薦合適的技術(shù)方案。
3、行車記錄儀:分為前裝及后裝,前裝一般是指車輛出廠的時候安裝好,后裝是指車輛出廠后終端客戶根據(jù)實際需要自行選裝,行車記錄儀需要后備電源以確保記錄的數(shù)據(jù)完整,特別是在車輛碰撞而斷掉主控電源的瞬間,之前絕大多數(shù)行車記錄儀選用電池作為后備電源,但是車內(nèi)高溫使電池的壽命驟減,同時,使用電池還有爆炸起火的風(fēng)險,尤其是,高端的行車記錄儀陸續(xù)選用了超級電容作為后備電源。
其他:類似的應(yīng)用還有充電樁、商用收款機等,主要還是實現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保護;
第二種典型應(yīng)用:支撐瞬間功率
1、智能水、燃氣表關(guān)閥
超級電容在智能水氣表中主要是實現(xiàn)關(guān)閥的功能,水表中一般會選用電池與超級電容并聯(lián)使用,因為水表在開關(guān)閥門的瞬間往往需要較大的瞬間啟動電流,家用智能水表在 150mA 上下,使用電池時,隨著時間的推移,電池的放電能力下降,對于這樣的瞬間電流往往無法及時響應(yīng),電池通過把電能存到超級電容,通過超級電容實現(xiàn)該瞬間功率支撐,達到可靠關(guān)閥的目的,同時,在某些通信場合,超級電容還實現(xiàn)通信瞬間脈沖電流的支撐,該行業(yè)常見的應(yīng)用型號有 。
2、車輛啟動
車輛啟動使用超級電容主要是利用超級電容的以下 2 點:
1、 較寬的溫度適用范圍:-40℃~70℃,尤其是低溫性能表現(xiàn)優(yōu)異;
2、 瞬間功率特性好:可以瞬間放出大電流; 汽車的蓄電池在氣溫較低的時候,基本上很難瞬間放出大的電流,特別是在北方,氣溫在零下 20℃以下的時候,蓄電池基本上沒有能很好地解決汽車啟動的瞬間需要的大電流,這時超級電容正好能夠滿足該應(yīng)用需求。
3、 醫(yī)療 X 光機
醫(yī)療 X 光機在曝光拍照的瞬間功率會很大,對于移動 X 光機,一般會有備用電池,使用電池時,如果頻繁使用 X 光機曝光的話,電池會因為瞬間大電流放電的沖擊而導(dǎo)致壽命,甚至因為電池?zé)o法及時相應(yīng)所需的電流脈沖以至于拍照不清晰,對于市電式 X 光機,啟動拍照時瞬間大電流對電網(wǎng)的沖擊也很大,容易
導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量變差及其它問題。使用超級電容的瞬間功率特性可以滿足X光機拍照的瞬間所需的電流,從而解決以上問題,此類應(yīng)用往往需要結(jié)合實際情況而設(shè)計相應(yīng)的電容方案。
4、 港口吊機
港口吊機在剛吊起的瞬間需要極大的電流,與 X 光機有類似的問題,超級電容也是解決了相應(yīng)的問題。
第三種典型應(yīng)用: 工業(yè)儲能及能量回收
1、微網(wǎng)儲能
微網(wǎng)儲能使用超級電容主要是存儲能量;
2、 太陽能儲能
太陽能儲能或與太陽能相關(guān)的應(yīng)用主要是用超級電容收集弱小電流的能力。
3、風(fēng)力變槳
風(fēng)力變槳出來的不穩(wěn)定電流很難保證電池需要的充電特性,頻繁的電流沖擊極容易把電池等損壞,超級電容有較好的功率特性及弱小電流收集能力,而且溫度適用范圍寬,壽命長,正好能用來處理風(fēng)力變槳產(chǎn)生的沖擊。