NSP‑1000 系列:超级电容充电应用解决方案
伴随 AI 数据中心、智能制造、自动化物流、轨道交通、再生能源与智慧电网等行业高速发展,设备系统对瞬时大功率输出、短时后备供电以及高频次充放电的需求持续攀升。传统电池虽然具备优异的能量密度,但在快速充放电、高倍率出力与循环使用寿命上存在明显短板。因此,兼具高功率密度与超长循环寿命特性的超级电容,逐步成为各类工业设备不可或缺的储能器件。
超级电容最突出的特性为充放电速度快。锂电池往往需要数十分钟乃至数小时才能完成充电,而超级电容仅需数秒到数分钟即可完成充电,还可在极短时间内释放大能量,十分适用于瞬时功率补偿以及短时后备供电场景。除此之外,超级电容充放电循环寿命可达数十万甚至百万次,远超普通电池,非常适配需要高频反复充放电的各类工业工况。
然而超级电容放电结束后,端电压有可能跌落至接近 0V。与锂电池放电后仍保留一定残余电压不同,超级电容充电时常需要电源从近乎 0V 开始升压充电。若电源直接对接处于低电压状态的超级电容,二者之间电压差值很大,在缺少有效限流措施的情况下,会出现巨大的瞬时浪涌电流,极易触发电源 过流保护,造成充电无法正常执行。 除此以外,用于超级电容的充电电源,除要满足足够的输出功率,还必须具备低压输出能力、稳定可靠的恒流控制,并且能够长期运行在恒流工作模式,以此保障充电过程安全高效。
面对超级电容与高功率储能设备的使用诉求,明纬推出 NSP‑1000系列 数字化 AC/DC 电源。该产品除具备高效率、高功率密度以及完备的数字化控制能力之外,还搭载创新 PV 可编程电压功能(如图 1),可实现输出电压向下调节至极低区间,突破传统工业电源最低输出电压的固有局限。
就超级电容应用而言,NSP‑1000 系列 PV 功能最主要优势为可于接近 0V 输出电压条件下启动,输出电压再依据设定值逐步升高;搭配 PC 功能进行控制(如图 2),充电过程得以维持平稳且具备可预测性,不会因为充电初期的大电流需求而触发保护机制。


圖2 PC功能外部電壓 vs 輸出電流曲線