随着消费者应用超越计算机应用和整个dc-dc变换器领域的创新,电源管理变得越来越重要。与此同时,有两个趋势将对2005年产生相当大的影响。
首先,随着价格的下降和工程师们对超级电容器相对于电池的性能的了解,超级电容器将有更多的应用。其次,燃料电池将出现在消费产品中,从笔记本电脑到主动耳机。你不用将产品插上电源充电,而是将其注入甲醇。
超级公布者
2004年9月29日电子设计更新(ED Online 8878)特色关于桥接电源的故事,面包箱的尺寸,面包箱装有22 2600-F双层电容器。该设备由Maxwell设计,针对电话,数据中心和医院。虽然该公告激起了许多读者兴趣,但Maxwell没有在劳雷斯上休息。
当电网出现故障时,该公司的1.6 kw和2.3 kw PowerCache产品是第一批上线的设备。它们在启动过程中提供48v电力,或传递给发电机、微型涡轮机、燃料电池或其他可选的主备用能源。在超级捕集器出现之前,桥式动力装置使用机械飞轮来储存能量。(事实上,他们中的大多数人现在仍然如此。)
为了建造一个超级电容器,设计者需要一个具有巨大表面积的电极和含有微小离子的电解质。麦克斯韦在20世纪90年代早期解决了电极的问题,他使用了一种可以提供2000米电极的精细分割的碳2每克的表面积,以及一种电解质,其中的离子小到足以穿透碳的纳米孔隙。麦克斯韦最初的3千英尺苏打瓶大小的超级电容器的制造成本高达数万美元。但现在,2.7 kf超电容的价格在50美元左右,而且价格还在继续下跌。
Ultracaps每千克储存约5 W-H(18 kJ)的能量,并且可以在2.5 V的电流上放电电流。良好的电池可能存储20或30 W-H / kg,但永远不会将其返回到高电流的系统。此外,与电池不同,Ultacap可以重复充电和放电而不会损坏。
麦克斯韦的最新消息涉及到15v、58-F的Boostcap超级电容包和模块,其中包含6个标准d电池形状因子超级电容。该组件可用于再生制动、能量存储、风力涡轮机叶片节距控制和更小的故障转移系统,它们都提供了一个简单的固态解决方案,以缓冲可用功率和所需功率之间的短期不匹配。
包是收缩包装,模块有一个铝外壳。尺寸大概是9 × 3英寸。它们都重约一磅。包售价127美元,小批量的模块售价200美元。
燃料电池
据推测,2005年将是便携式消费设备使用直接甲醇燃料电池(DMFC)的一年。笔记本电脑的dmfc将能够在100厘米左右为机器供电10小时3.的甲醇。更小的dmfc甚至没有泵或风扇可以用于个人媒体播放器和更小的设备。
去年夏天,东芝宣布了拇指尺寸DMFC的原型,可以集成到作为移动电话的数字音频播放器和无线耳机的设备中的设备(看看)。它推出了100兆瓦,足以为MP3音乐播放器供电。它将持续20小时的2厘米3.装高浓缩(99.5%)甲醇。加满油后,它的重量不到10克。
东芝的原型机是被动的。主动dmfc使用泵和风扇将甲醇和氧气输送到电池组中,而被动dmfc则依赖浓度梯度来输送和循环电池组中的甲醇和氧气。活跃处理器更大,更适合笔记本电脑。
本公司必须在燃料电池电极和聚合物电解质膜的结构上消耗相当大的工程努力,因此它可以与几乎未稀释的甲醇合作。通常,燃料电池最适用于甲醇 - 水浓度小于10%,但这需要太大的燃料箱。Hitachi和NEC也展示了DMFC。
此外,燃料电池也不会将锂电池远远甩在后面。这对致力于充电电路和可充电“油表”芯片的芯片制造商来说是件好事。
刚刚上个月,Maxim引入了一种燃料量芯片,计算锂离子(锂离子)和锂离子聚合物电池的剩余容量。该芯片集成了自己的燃料测量算法,从主机上留下了一些负担。(当然,芯片仍将向主人发送低电量警告。)
今年早些时候,德州仪器宣布了一套双芯片气库,承诺使电池寿命更加现实。问题是电池自放电率随温度而变化,电池在使用之间有多长时间,以及在再充电之前是否完全放电。
TI的专有算法利用较长的不活动时间来重新校准电荷状态的“起始位置”,也消除了自放电的影响。通过比较系统负载前后的充电状态,不断更新全充电容量。