近日，上?？萍即髮W(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院楊恒昭課題組（儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)室）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種融合連續(xù)電流和脈沖電流兩種充電模式的超級(jí)電容快速充電電路，有效提升了超級(jí)電容充電速度。該成果以“Design and Implementation of a Dual-Mode Fast Charger for Supercapacitors”為題發(fā)表于國(guó)際期刊IEEE Transactions on Power Electronics。

超級(jí)電容作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，因其功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、溫度特性好等優(yōu)點(diǎn)，在電氣化交通、可再生能源、國(guó)防特種裝備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。超級(jí)電容通常允許在短時(shí)間內(nèi)以遠(yuǎn)高于最大連續(xù)電流的脈沖電流進(jìn)行充放電。楊恒昭課題組充分利用這一重要特性，提出了一種超級(jí)電容雙?？焖俪潆婋娐?。該電路以正激電路為基礎(chǔ)，通過(guò)添加儲(chǔ)能電容C_r和C_f分別改善脈沖電流的上升沿和下降沿，從而加快了連續(xù)電流和脈沖電流兩種充電模式之間的切換速度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)一個(gè)額定容量為1.5 F的超級(jí)電容模組從4 V充電至8 V時(shí)，雙模充電電路用時(shí)1.68 s。相較于僅使用連續(xù)電流的2.04 s充電時(shí)間，雙模充電電路將充電時(shí)間縮短了17.6%。此外，雙模充電電路還表現(xiàn)出良好的動(dòng)態(tài)特性。當(dāng)充電電流在連續(xù)電流（2.4 A）和脈沖電流（7.1 A）之間切換時(shí)，脈沖電流的上升時(shí)間和下降時(shí)間分別為4.4 μs和4.2 μs，兩者均顯著快于正激電路的150 μs和100 μs。

圖1. 超級(jí)電容雙?？焖俪潆婋娐罚海╝）結(jié)構(gòu)；（b）樣機(jī)

圖2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（a）充電過(guò)程中的超級(jí)電容電壓和充電電流；（b）連續(xù)電流和脈沖電流

圖3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：（a）脈沖上升過(guò)程；（b）脈沖下降過(guò)程

信息學(xué)院2022級(jí)碩士研究生陳洋為第一作者，楊恒昭教授為通訊作者。上?？萍即髮W(xué)為第一完成單位。

論文鏈接：https://doi.org/10.1109/TPEL.2025.3644917