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作為超級電容器,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)個小時。理想狀態(tài)下,該電容器可以應(yīng)用于諸如電動汽車再生制動系統(tǒng)中,使用制動能量來產(chǎn)生電流并實現(xiàn)電流的即時存儲。
麻煩的是,由于表面積的限制,超級電容器的容量是有限的,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于當(dāng)電池以卷的形式進行儲電的電容量。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電容器。但這兩種材料本身十分昂貴,生產(chǎn)相對困難,實現(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)過一些電子周期之后,材料本身就會遭到破壞,其他材料則無法制作多孔的超級電容器。
抑制和耦合
(1)信號耦合
由于電容器通過交流電而阻隔直流信號,它們通常用于分離信號的交流和直流分量。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電容器分流,減少了對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)電路打開時,通過電感的電流會迅速塌陷,在開關(guān)或繼電器的開路上產(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)致接觸點氧化。新打開的電路上的緩沖電容器為這種脈沖繞過接觸點創(chuàng)造了一條路徑,從而保持了其壽命。寄生對陶瓷、鋁和鋁聚合物電容器阻抗的改變不同圖2顯示運作在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封裝中使用。
對于雙星形接線的電容器組的中性線上,以及多個電容器的串接線上,還應(yīng)單獨進行放電。
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)部故障機會較多,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,對電力電容器的運行應(yīng)盡可能地創(chuàng)造良好的低溫和通風(fēng)條件。
用于開關(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時仍不呈現(xiàn)上升趨勢。電解電容器ESR較低,能有效地濾除開關(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,應(yīng)向值班調(diào)度員匯報,待取得同意后,再斷開電容器的斷路器。而普通電解電容器在100kHz后就開始呈現(xiàn)上升趨勢,用于開關(guān)電源輸出整流濾波效果相對較差。
通過實驗可發(fā)現(xiàn),普通CDII型中4700μF,16V電解電容器,用于開關(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,同時普通電解電容器溫升相對較高。④在高壓網(wǎng)絡(luò)中,短路電流超過20A時,并且短路電流的保護裝置或熔絲不能可靠地保護對地短路時,則應(yīng)采用單相短路保護裝置。當(dāng)負(fù)載為突變情況時,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。