Направления применения суперконденсаторов (ионисторов)

Суперконденсаторы по своим техническим характеристикам находятся между электролитическими конденсаторами и аккумуляторными батареями. Поэтому и область их применения отлична от традиционных накопителей (конденсаторов и АКБ). Суперконденсаторы имеют свою собственную сферу применения. В большинстве случае нет смысла в замене электролитических конденсаторов на суперконденсаторы, поскольку высокая емкость нивелируется тем, что у электролитов выше номинальное напряжение. Также нет смысла и в том, чтобы пытаться заменить АКБ на суперконденсаторы, в случае, когда требуется длительное питание аппаратуры.

Решение о применении или не применении суперконденсатров в составе аппаратуре должно приниматься индивидуально в каждом конкретном случае на основании объективных расчетов и полученных результатов по совокупности факторов: выполнение основной функции питания, цена изделия, цена владения, надежность, срок службы, наработка, габариты, масса, рабочая температура, необслуживаемость и другие. Лучшее решение – это предварительный расчет и реальные испытания в составе аппаратуры. Наше предприятие осуществляет подбор необходимых суперконденсаторов по вашим требованиям и предоставляет опытные образцы.

Главным образом, применение суперконденсаторов связано с повышением надежности аппаратуры и повышением ее безопасности. Большинство аппаратуры, в которой применяются суперконденсаторы сегодня, прекрасно работала задолго до их появления и в целом не было необходимости в применении подобных устройств накопления энергии. При это все знали минусы АКБ и мирились с этим принимая как должное. При появлении суперконденсаторов у производителей радиоэлектронной аппаратуры появилась возможность улучшить свои устройства с точки зрения надежности, безопасности или экономики. Таким образом, суперконденсаторы являются устройством накопления энергии, которое позволяет получить конкурентное преимущество для радиоэлектронной аппаратуры. Применение российских суперконденсаров, как отечественной ЭКБ дает дополнительные преимущества разработчикам и производителям российской аппаратуры.
Остановимся подробнее на основных направлениях применения суперконденсаторов.

Какие функции выполняет суперконденсатор в аппаратуре?

1. Обеспечение импульсной мощности
Благодаря низкому эквивалентному последовательному сопротивлению, а также большой наработке суперконденсаторы могут обеспечить кратковременное импульсное питание аппаратуры в течение всего срока ее службы.
В суперконденсаторах нет химических реакций, поэтому разрядка большими токами не значительно сказывается на их наработке, в отличии от АКБ. Кроме того, суперконденсаторы за счет быстрой скорости зарядки являются быстро перезаряжаемыми импульсными источниками тока постоянной готовности.
Суперконденсаторы часто устанавливаются параллельно с батареями, чтобы обеспечить комфортный̆ режим работы батарей, тем самым увеличивая срок их службы. Суперконденсатор разгружает батарею, принимая на себя большие пиковые токи.

2. Резервный источник питания
Суперконденсаторы успешно применяются в качестве источников электропитания для резервных запоминающих устройств, корректного выключения системы или уведомления о событиях. Суперконденсаторы могут поддерживаться в полностью заряженном состоянии и действовать как резервный источник питания для выполнения критически важных функций в случае отказа электропитания. Суперконденсаторы могут применяться для оповещения об отключении питания, обеспечения резервного питания микроконтроллеров и запоминающего устройства.

3. Обеспечение промежуточного питания
Суперконденсаторы отлично справляются с ролью временного источника питания при переключении с одного основного источника питания на другой. Благодаря моментальному включению в работу и достаточной запасаемой энергии суперконденсаторы обеспечивают необходимое время работы до включения основного источника резервного питания.

4. Основные источники энергии
Для устройств, требующих мощности только в течение коротких промежутков времени, или устройств, которые могут быстро заряжаться перед использованием, суперконденсаторы могут использоваться в качестве основного источника энергии.
Также суперконденсаторы служат основным источником питания в системах однократного применения.

Суперонденсаторы применяются в качестве импульсного источника питания, для временного, резервного и даже основного питания аппаратуры. При этом стоит рассмотреть какие проблемы суперконденсаторы решают в составе аппаратуры, для чего их применяют, когда есть другие традиционные источники питания.

Проблемы, решаемые в аппаратуре:

1. Проблема просадки бортовой сети питания при больших нагрузках
Решение: суперконденсаторы устанавливаются параллельно с АКБ и компенсируют падение напряжения на аккумуляторе при повышенных нагрузках, обеспечивая стабильную работу устройства и увеличивая срок службы аккумулятора.

2. В качестве кратковременного резервного источника питания используется АКБ, имеющий следующие недостатки:
— не обеспечивается требуемый уровень питания при низких температурах;
— относительно небольшой срок службы и наработка (циклы заряд-разряд);
— некоторые типы АКБ требуют обслуживания.
Решение: суперконденсаторы устанавливают взамен химических источников тока. Они обеспечивают надежное кратковременное резервное питание в широком температурном диапазоне в течение всего срока службы аппаратуры.

3. При работе аппаратуры требуется обеспечение кратковременного относительно мощного импульсного питания. Для обеспечения данных импульсов используется отдельная силовая линия. При этом длина линии может быть достаточно протяженная и дорогостоящая.
Решение: при использовании суперконденсаторов для обеспечения импульсного питания отсутствует необходимость в подведении отдельных линий питания. Суперконденсатор в течении некоторого времени заряжается малыми токами и при необходимости обеспечивает требуемую мощность для срабатывания аппаратуры. Таким образом, облегчается монтаж аппаратуры и обеспечивается экономия на материалах.

4. Для работы аппаратуры требуется мощное импульсное питание с достаточно частым срабатыванием. Используется АКБ, который быстро деградирует от повышенных нагрузок и выходит из строя.
Решение: благодаря большой наработке и отсутствию химических реакций суперконденсаторы способны заряжаться и разряжаться большими токами даже при относительно частом срабатывании.
Это обеспечит надежную и бесперебойную работу системы.

5. В питающей сети имеются регламентированные провалы напряжения или переключения с одного источника питания на другой. При провалах напряжения аппаратура уходит в длительный перезапуск. Провалы в питании негативно сказываются на работе аппаратуры и ее сроке службы.
Решение: применить суперконденсаторы для обеспечения надежного «моста» между провалами напряжения и переключениями. Обеспечивается прогнозируемая стабильная работа аппаратуры.

6. При авариях, выходе из строя всех источников питания отсутствует информация о произошедшем: как о самом факте аварии, так и о состоянии системы на момент нештатной ситуации.
Решение: для обеспечения «последнего вздоха» системы устанавливается суперконденсатор. Его энергии будет достаточно для сохранения данных, управления исполнительными механизмами, а также для оповещения о произошедшей аварии.
Благодаря большому сроку службы, даже простояв несколько лет в составе аппаратуры, он сработает, когда это будет жизненно важно. Также суперконденсаторы имеют высокий уровень стойкости к внешним воздействующим факторам и относительно безопасны.

7. Другие проблемы, связанные с обеспечением надежного кратковременного питания аппаратуры или обеспечением мощного импульсного питания.