电子产品世界

电容器本质上是在电压施加电压时存储能量，然后保留能量直到被汲取或放电。电容器本质上是电能存储元件。它们用于整流器中以平滑输出电压。振荡器电路工作于电容器和电感器之间持续连续存储能量转移的现象。

有几种应用专门设计并用于储能的电容器。其中很少有以下几种：

• 相机中的手电筒 – 电解电容器从 30 μF 到 2700 μF，电压从 300 V 到 600 V。存储的能量从 1.5 焦耳到 450 焦耳不等。电容器通过充电电路从电池充电，然后存储的能量在毫秒内在闪光灯中放电，从而引起闪光。

• 脉冲负载，如磁线圈/激光器等 – 脉冲是通过变压器初级线圈或类似自耦变压器的抽头线圈中的电容器放电产生的。

• 汽车点火系统 - 点火线圈的电容器 0.1 至 0.33 μF 放电到点火线圈的初级中，产生 12 kV 至 20 kV。在 CDI 系统中，CDI 电容器放电用于获得汽油发动机点火的高压。

• 定时电路、继电器中的延迟定时器等 – 充电至已知电压的电容器通过电阻器放电（或充电），RC 时间常数决定电压达到预定值的时间以激活/停用继电器或某些设备。

• 灭虫器 – 电子电路将电容器充电至约 2kV 的高压，该电容器连接在两个平行的线网之间。被困在这些网之间的蚊子会被高压杀死。

• 短时间紧急电源保持电路 – 大值电容器可以在电源切断的情况下保持电路打开，时间由设计决定。

• 再生制动 – 这在车辆中特别有用，因为超级电容器在制动过程中以快速的速度存储再生能量。存储的能量被传递到电池进行充电，或在车辆加速时使用。

• 整流器输出总是在输出侧有一个电容器，用于存储能量，并在输出电压在峰值之间下降时向电路供电。这会处理所有纹波以获得平滑稳定的输出电压。该电容器也称为储液电容器。

• 直流母线电容器

不同应用的储能水平差异很大。例如，0.22 μF 400 V 点火电容器仅存储 0.02 焦耳。2500 μF 450 V DC 的电解电容器可存储 253 焦耳，而以 2.5 V 充电的 5000 F 超级电容器可存储 15,625 焦耳或 4.3 瓦时 （Wh）。在电路中使用电容器的应用有很多，每种应用都有自己的储能要求。额定电压为 20 kV 的 20 nf 真空电容器在额定电压下充满电时将存储 4 焦耳。

铝电解电容器具有最高的储能水平。在相机中，使用了 15 μF 至 600 μF 的电容器，额定电压为 150 V 至 600 V。几十年来，大量铝电解电容器一直用于船舶储能。提供高达 20,000 μF 的电容器和高达 500 V 的额定电压。它们在电解电容器中存储大量能量，并用于高纹波电流应用，如 PWM 逆变器、大型 KVA 线路 UPS、可再生能源电源、风力发电机驱动器、铁路牵引驱动器等。以 450 V 充电的 10,000 μF 电容器可存储约 1000 焦耳的能量。

最大的静电电容器组安装在德国德累斯顿高磁场设施。它使用电容器组存储总共 50 MJ 10 KV 能量，以构建高达 100 特斯拉的极高脉冲磁场，持续 10 毫秒（或 70 特斯拉，持续 100 毫秒）。金属化塑料薄膜电容器用于多种电气和电子电路中，包括整流器、电源等，作为储能设备。

陶瓷电容器 （MLCC） 用于电子电路中的储能、PCB 安装和较小的储能要求。它们具有高温运行和长寿命的优点。

这些只是电容器的一些常见储能应用，如果我们环顾四周，还有更多。超级电容器（或超级电容器）主要在过去二十年中开发，专门设计用于存储电池数量级的大能量水平，并在世界各地广泛用于无数应用——从手机、玩具、仪表、车辆和供电系统。它们还在电网存储和可再生能源系统中得到应用。风力涡轮机变桨控制电池早已在世界各地被超级电容器所取代。它们还为偏远地区和高可靠性应用提供独立的储能。

关键词： 电容器 储能应用