初識(shí)電化學(xué)電容器

A. 什么是超級(jí)電容器？

超級(jí)電容器是一種新型的儲(chǔ)能裝置，由于其相對(duì)于傳統(tǒng)的平板電容器具有較高的能量密度，而相對(duì)于二次電池而言其具有較大的功率密度，因此它常常被描述為能夠“bridge the gap between capacitor and battery”。一般應(yīng)每三個(gè)月對(duì)電容器組的外表面、套管表面及周圍鐵架上的灰塵清掃干凈。Maxwell公司公布的超級(jí)電容器與鋰電池性能對(duì)比以及超級(jí)電容器的優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比，

關(guān)于超級(jí)電容器，有一本很經(jīng)典的書籍。要想詳細(xì)了解電容器知識(shí)的小伙伴可以仔細(xì)閱讀一下該書籍。這里主要基于文獻(xiàn)閱讀的形式來介紹一下電容器的相關(guān)知識(shí)。

優(yōu)點(diǎn)                                                                     缺點(diǎn)

1.        循環(huán)壽命長(zhǎng)                                             1.    低能量密度

2.        高功率密度                                             2.    線性下降的放電電壓

3.         可快速充放電                                         3.    自放電強(qiáng)

4.         安全                                                     4.    低輸出電壓

5.         工作溫度范圍廣

表格來源，Maxwell Technologies, Inc.

關(guān)于超級(jí)電容器，有一本很經(jīng)典的書籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。要想詳細(xì)了解電容器知識(shí)的小伙伴可以仔細(xì)閱讀一下該書籍。當(dāng)器件高速開關(guān)時(shí)，把射頻能量從高頻器件的電源端泄放到電源分配網(wǎng)絡(luò)。這里主要基于文獻(xiàn)閱讀的形式來介紹一下電容器的相關(guān)知識(shí)。

眾所周知，高頻設(shè)計(jì)過程中總是需要功率因素足夠高，但是由于電感性負(fù)載的存在，往往事與愿違，這時(shí)提高功率因數(shù)的常用方法就是給電感性負(fù)載并聯(lián)電容器。由于制造工藝的原因，會(huì)造成大電容的分布電感比較大，導(dǎo)致高頻性能不好，而小電容則剛剛相反，So，如果為了讓低頻、高頻信號(hào)都很好地通過，那么就可以采用一個(gè)大電容再并上一個(gè)小電容的方式（其實(shí)這已經(jīng)是司空見慣的PCB布局之一了）。電容器是一個(gè)密封體，如果密封不嚴(yán)，空氣、水分和雜質(zhì)會(huì)滲入其中而使其絕緣性能下降，甚至導(dǎo)致絕緣擊穿。在處理旁路電容時(shí)需要注意一個(gè)問題，就是旁路電容的頻率越高時(shí)，受到引線電感成分的影響也越大，因此一般建議使用貼片電容。

  電容器殼體膨脹

   電容器的絕緣介質(zhì)是油性有機(jī)物質(zhì)，在電容器運(yùn)行過程中溫度逐漸升高，箱體隨之熱脹冷縮本是一種正?，F(xiàn)象，但當(dāng)箱體密封受損空氣、水分、雜質(zhì)的侵入而使絕緣性能下降內(nèi)部放電或擊穿時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生大量氣體使箱體鼓起變形而膨脹。電容器的作用和工作原理在電子線路中，電容用來通過交流而阻隔直流，也用來存儲(chǔ)和釋放電荷以充當(dāng)濾波器，平滑輸出脈動(dòng)信號(hào)。造成箱體膨脹的主要原因有：運(yùn)行時(shí)過電壓、過電流、操作過電壓、室溫過高、電容器本身質(zhì)量問題等。當(dāng)出現(xiàn)電容器殼體膨脹時(shí)應(yīng)及時(shí)退出運(yùn)行并查明原因排除故障。

   電容器出現(xiàn)下列情況之一的，應(yīng)作停用處理：

   電容器外殼嚴(yán)重膨脹有爆1炸可能的、漏油嚴(yán)重以及運(yùn)行時(shí)內(nèi)部有響聲的、電容器接頭有過熱跡象的、運(yùn)行時(shí)造成三相不平衡超過5%以上的。

   電容器操作時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)

   電容器的分、合閘操作應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行；電容器帶有殘余電荷的情況下禁止合閘；對(duì)電容器進(jìn)行清掃時(shí)應(yīng)在母線上連接地線，如果熔斷器燒壞的應(yīng)在電容器的接頭上連接地線，以放掉電容器中的殘余電荷；電力補(bǔ)償電容器在運(yùn)行過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行安全運(yùn)行規(guī)范，加強(qiáng)值班巡視和檢查，作好運(yùn)行記錄，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理。如發(fā)現(xiàn)殼體膨脹、內(nèi)部有響聲和漏油，應(yīng)立即停止使用，以免爆1炸。