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作為超級(jí)電容器,其電荷的轉(zhuǎn)移很快,充、放電的速度以秒為單位,而傳統(tǒng)電池的充電則需要數(shù)個(gè)小時(shí)。理想狀態(tài)下,該電容器可以應(yīng)用于諸如電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)中,使用制動(dòng)能量來(lái)產(chǎn)生電流并實(shí)現(xiàn)電流的即時(shí)存儲(chǔ)。
麻煩的是,由于表面積的限制,超級(jí)電容器的容量是有限的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)電池以卷的形式進(jìn)行儲(chǔ)電的電容量。公司曾經(jīng)試圖增加電極的表面積,例如將多孔導(dǎo)電材料(如目前市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位的活性炭)應(yīng)用于電容器中。但是,他們總是希望做得更好。
解決有限電容的一個(gè)方案是制備表面積非常高的材料,如碳納米管和石墨烯。這兩種物質(zhì)是由單層碳原子構(gòu)成,已經(jīng)用于制造高容量的超級(jí)電容器。但這兩種材料本身十分昂貴,生產(chǎn)相對(duì)困難,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用不大容易。墊整電容在電路在能使振蕩信號(hào)的頻率范圍減小,而且顯著提高低頻端振蕩頻率的電容,它是與槽路主電容串聯(lián)的。另一種氧化還原-活化分子,該分子容易吸收電子,然后釋放電子。但氧化還原-活化分子材料有自己的不足。在經(jīng)過(guò)一些電子周期之后,材料本身就會(huì)遭到破壞,其他材料則無(wú)法制作多孔的超級(jí)電容器。
抑制和耦合
(1)信號(hào)耦合
由于電容器通過(guò)交流電而阻隔直流信號(hào),它們通常用于分離信號(hào)的交流和直流分量。該方法稱為AC耦合或“電容耦合”。
(2)去耦
去耦電容器是用于保護(hù)電路的一部分免受另一電路的影響的電容器,例如抑制噪聲或瞬變。由其他電路元件引起的噪聲通過(guò)電容器分流,減少了對(duì)電路的其余部件的影響。
(3)噪聲抑制,尖峰脈沖和緩沖器
當(dāng)感應(yīng)電路打開(kāi)時(shí),通過(guò)電感的電流會(huì)迅速塌陷,在開(kāi)關(guān)或繼電器的開(kāi)路上產(chǎn)生大的電壓。如果電感足夠大,則能量可能產(chǎn)生火花,導(dǎo)致接觸點(diǎn)氧化。新打開(kāi)的電路上的緩沖電容器為這種脈沖繞過(guò)接觸點(diǎn)創(chuàng)造了一條路徑,從而保持了其壽命。寄生對(duì)陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同圖2顯示運(yùn)作在500kHz下的連續(xù)同步調(diào)節(jié)器模擬的電源輸出電容器波形。緩沖電容器通常與串聯(lián)的低電阻一起使用。這種電阻器、電容器組合可在單個(gè)封裝中使用。
對(duì)于雙星形接線的電容器組的中性線上,以及多個(gè)電容器的串接線上,還應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行放電。
電容器在變電所各種設(shè)備中屬于可靠性比較薄弱的電器,它比同級(jí)電壓的其他設(shè)備的絕緣較為薄弱,內(nèi)部元件發(fā)熱較多,而散熱情況又欠佳,內(nèi)部故障機(jī)會(huì)較多,制造電力電容器內(nèi)部材料的可燃物成分又大,所以運(yùn)行中極易著火。緩沖電容器通常與串聯(lián)的低電阻一起使用,以耗散能量并最1小化RFI。因此,對(duì)電力電容器的運(yùn)行應(yīng)盡可能地創(chuàng)造良好的低溫和通風(fēng)條件。
用于開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源輸出整流的電解電容器,要求其阻抗頻率特性在300kHz甚至500kHz時(shí)仍不呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。電解電容器ESR較低,能有效地濾除開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源中的高頻紋波和尖峰電壓。(3)當(dāng)電容器的熔斷器熔絲熔斷時(shí),應(yīng)向值班調(diào)度員匯報(bào),待取得同意后,再斷開(kāi)電容器的斷路器。而普通電解電容器在100kHz后就開(kāi)始呈現(xiàn)上升趨勢(shì),用于開(kāi)關(guān)電源輸出整流濾波效果相對(duì)較差。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可發(fā)現(xiàn),普通CDII型中4700μF,16V電解電容器,用于開(kāi)關(guān)電源輸出濾波的紋波與尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高頻電解電容器的低,同時(shí)普通電解電容器溫升相對(duì)較高。④在高壓網(wǎng)絡(luò)中,短路電流超過(guò)20A時(shí),并且短路電流的保護(hù)裝置或熔絲不能可靠地保護(hù)對(duì)地短路時(shí),則應(yīng)采用單相短路保護(hù)裝置。當(dāng)負(fù)載為突變情況時(shí),用普通電解電容器的瞬態(tài)響應(yīng)遠(yuǎn)不如高頻電解電容器。