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柔性电子让形式跟随功能
柔性电子让形式跟随功能
超级电容器、超级电容器和双电层电容器。无论提到哪个，这种无源电子元件都具有一些非常适合物联网 (IoT)、智能可穿戴设备和能量收集市场的特性。超级电容器非常适合为传输数据和快速收集来自间歇性来源的能量提供有效的功率脉冲，最重要的是，它具有近乎无限的循环寿命，避免了对电池管理和更换的压力。然而，传统的刚性、圆柱形和矩形超级电容器不必要地限制了产品设计，因为它们仅限于在电路板上使用，或者太大以至于需要专门的存储空间来放置组件。在物联网设备中，
大量现代可编程芯片、电子元件和传感器的尺寸小到沙粒，大到一角硬币。相比之下，电池和超级电容器等储能组件要大数千倍，并且构成了大部分设计意图。这会创建一个“摇尾狗”约束。有源电子设备应决定 PCB 的尺寸，而不是无源储能设备和组件。储能设备经常阻碍最终产品的尺寸和形状的灵活性，从而抑制产品小型化和/或产品改进的机会。
基于电缆的电容器 (CBC) 创新（可在其网站上找到）显着改善了超级电容器的外形尺寸，提供薄、灵活和类似电线的形状，使 CBC 可用于布线基础设施和机械布置中传统的圆柱、矩形、甚至扁平的超级电容器都无法适应。它可用于简化产品设计并提供传统超级电容器无法实现的功能。这看起来很简单，但是在产品的线束或 PCB 周围而不是在 PCB 表面实施 CBC 技术将释放相当多的“空间”，可以这么说。
功率脉冲是超级电容器最强大的资产，不仅可用于传输数据位或显着收集数据。这些功率脉冲也是机器人运动和调整的理想选择。特别是，关节处的执行器需要这些间歇性的功率爆发。这些机器人固定装置可能在许多致动器设备的布线基础设施周围、交叉和内部实施了 CBC 技术，最大限度地减少了它们在关节周围的尺寸，并在无意中减轻了重量，这一切都是由于外骨骼能够随着它弯曲移动。更不用说改进的稳定性和力量应用，使那些利用这项技术的人能够舒适地举起更多东西，提高耐力，并通过提高安全性来防止受伤。这种可穿戴技术有可能成为仓库工人、急救人员甚至军人的未来标准发布设备，CBC 有可能进一步改进这项技术。
外骨骼甚至可能加倍，它不仅是一个可通过 CBC 改进的可穿戴设备，而且本身还有一个能量收集设备。压电能量收集的使用可以通过安装致动器的关节的弯曲和移动来利用，例如 Bionic Power 所使用的。摩擦和运动将允许充电能力，超级电容器近乎无限的循环寿命只会进一步放大这些组件的注定组合。
另一方面，像 CBC 这样的薄而灵活的超级电容器可以分布在整个鞋子中，在那里它可以保持离散并让用户感到舒适。
加速度计、处理器和蓝牙模块足够小。BeBop Sensors 等公司甚至将压力传感器集成到用户可以站立的柔软纺织品中。不幸的是，一个坚硬且刚性的超级电容器，可以通过来自用户运动的电活性聚合物的生物力学（动能）能量充电，很难安装在任何地方而不会给用户带来不适或难看的凸起。
这些 CBC 足够灵活，可以集成到设计的结构元素中，而不是与电路板上的其他电子设备密切接触。再举一个例子，一个检测到头部受到危险打击的头盔可以让 CBC 进入头盔的衬里。与传统超级电容器相比，这将允许更均匀的重量分布和更薄、更流线型的形状。
其他可穿戴设备、珠宝或医疗监控应用程序也遇到了类似的问题，解决方案是超级电容器，它灵活且无缝集成到产品或系统的替代部件中，其中空间比电路板上的空间更丰富。更不用说，这些应用还可能需要使用小型光伏（太阳能）设备来为这些超级电容器收集能量，从而创造出动态的电子元件组合。
随着智能技术的发展和监控系统的改进，越来越多的明显问题不断出现。可靠的电源可能无法使用或位于难以到达的地方，例如地下铁路系统或连接到最高的椽子或制造仓库中的危险设备附近。电池通常无法维持传感器或其他设备的使用寿命，需要定期维护。如上所述，正在不断开发的一项技术是通过光伏和压电能量收集源来解决电池管理和更换问题。
目标是补充或移除电池，因为它们的使用寿命很短，这意味着需要一个储能元件来确保正确应用。CBC 能够作为具有灵活物理特性的超级电容器使用寿命长，并且可以提供收集和/或传输数据所需的峰值功率。
在设计任何产品时，请考虑使用柔性超级电容器可以实现的目标以及它们在电路板上节省的空间。通过使用在 PCB 上占用更少表面积的超级电容器，或将超级电容器从 PCB 偏移到系统的基础设施，设计工程师可以使他们的产品更小、提供新功能并提高性能，从而帮助自己在竞争中脱颖而出。CBC 经过优化，可在 PCB 上使用比其他超级电容器更少的表面积。它也可以完全脱离电路板使用，也可以在另一件基础设施内部使用，例如线束或保护头盔中的泡沫裂缝之间等。