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。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。其原因是，在數(shù)字設(shè)備中，隨著功能的增加，電路的電流有越來(lái)越大的趨勢(shì)。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。

電解電容器的紋波電流承受能力分析

1 引言

在電力電子線路中，電解電容器經(jīng)常受到大脈動(dòng)電流、高頻大濾波電流和短時(shí)大電流脈沖的作用，因此對(duì)流過(guò)其內(nèi)部的電流要有嚴(yán)格的限制，這樣才能保證電路的可靠性。其中一個(gè)很重要的指標(biāo)就是電解電容器紋波電流的額定值。由大量的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)得知，一般紋波電流對(duì)電解電容器主要的影響就是使其發(fā)熱，因?yàn)殡娊怆娙萜鞯牡刃Т?lián)電阻（ESR）相對(duì)比較大，一般為數(shù)十毫歐姆到十幾歐姆，這樣紋波電流流過(guò)ESR就會(huì)有明顯的功率損耗，使電容器發(fā)熱。而且流過(guò)電容器的紋波電流越大，在電容器ESR上產(chǎn)生的損耗也會(huì)隨之增大，由功率損耗產(chǎn)生的熱會(huì)明顯降低電解電容器的使用壽命。如果電解電容器工作在超出其紋波電流額定值的條件下，就會(huì)使電容器因核心過(guò)熱而導(dǎo)致失效或損壞。因此，若要增加紋波電流額定值，提高紋波電流能力是不是無(wú)路可尋了呢。

耐紋波電流

影響電解電容器性能的主要的參數(shù)之一就是紋波電流問(wèn)題。紋波電流對(duì)鋁電解電容器的影響主要是在ESR上產(chǎn)生功耗使鋁電解電容器發(fā)熱，進(jìn)而縮短使用壽命。  

降低紋波電流的方法可以采用較大容量的鋁電解電容器，畢竟大容量鋁電解電容器可承受的紋波電流比小容量的鋁電解電容器大；也可以采用多只小容量鋁電解電容器的并聯(lián)方式，還可以選用紋波電流低的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

一般而言，反激式變換器產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)變換電流相對(duì)大。表1是各種開(kāi)關(guān)變換器電路拓?fù)涞闹绷麟娏鳌⒄鳛V波的紋波電流、開(kāi)關(guān)變換電流和濾波電容上的總紋波電流。