超級(jí)電容性能測試方法

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1、超級(jí)電容性能測試方法容量測量CapacitanceMeasurement超級(jí)電容表現(xiàn)出顯著的“非傳導(dǎo)性吸收”儲(chǔ)能方式，因此用傳統(tǒng)的方法將不能準(zhǔn)確地測量出超級(jí)電容的容量，比如用實(shí)驗(yàn)室常用的LCR表等，測量超級(jí)電容的容量將是不準(zhǔn)確的。下面我們列出一種超級(jí)電容容量的測量方法，這種測量方法是基于RC時(shí)間常數(shù)計(jì)算出來的。下面的測試電路可以在實(shí)驗(yàn)室里很容易建立起來，核心是用一個(gè)具有恒流輸出及電壓限制的功率電源作為充電電源。電容兩端的充電電壓波形可以通過一個(gè)數(shù)字示波器進(jìn)行記錄。通過示波器的光標(biāo)，可以很方便地讀出電壓從1.5V上升到2.5V所用的時(shí)間，基本的計(jì)算公式如下：i=C（△V/△t）公

2、式變換為：C=i（△V/△t）。充電電流設(shè)定為1A，電壓變化范圍△V=2.5V-1.5V-1V那么C=△t,在這個(gè)示例中，超級(jí)電容的容量在數(shù)字上與電容從1.5V充電到2.5V的時(shí)間相等。時(shí)間單位為秒。由于超級(jí)電容結(jié)構(gòu)的特殊性，電容在測試前必須進(jìn)行完全的放電，這樣才能得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果，如果超級(jí)電容在測試前已經(jīng)充過電，那么最好將電容兩端子短路15分鐘以上，以使電容完全放電。流入電流測量InflowCurrentMeasurement：由于超級(jí)電容表現(xiàn)出明顯的非傳導(dǎo)性介質(zhì)特性，所以測量實(shí)際的自放電或者自漏電數(shù)值是比較困難的。當(dāng)一只超級(jí)電容被充電至工作電壓的過程中，流入電流是很大的，

3、并且逐步變小。此時(shí)流入電流是介質(zhì)吸收電流與電容漏電流之和。介質(zhì)吸收電流是作為能量儲(chǔ)存，但深度存儲(chǔ)需要比較長的時(shí)間，電容的流入電流與時(shí)間是對(duì)數(shù)關(guān)系，具體如下表所示。這些典型曲線是由下面的電路進(jìn)行測量的，電容在測量前被短路了兩天，這樣被儲(chǔ)存的能量就會(huì)被完全釋放。只有當(dāng)介質(zhì)吸收電源為0時(shí)，此時(shí)的流入電流才是漏電電流，這大概需要連續(xù)充電100個(gè)小時(shí)才能達(dá)到，此時(shí)漏電流大概為幾個(gè)微安。在這個(gè)點(diǎn)以后，為了繼續(xù)測量流入電流，需要使用一只準(zhǔn)確的微伏表與一只比較大的電阻，數(shù)值參看上圖。直流阻抗與交流阻抗測量InternalResistanceandESR（equlvalentseriesresi

4、stance）Measurement串聯(lián)等效阻抗或者交流阻抗可以通過LCR電橋在1KHZ下進(jìn)行測量。這種方法測量的結(jié)果是比較準(zhǔn)確的。另外一種方法是測量所謂的直流阻抗，可以用同一種儀器，但這種方法測量的結(jié)果是不準(zhǔn)確的，誤差比較大。下圖是用點(diǎn)燃容量測量電路獲得的充電電壓曲線，起始階段的局部放大圖如下圖所示，當(dāng)用1A的電流進(jìn)行充電時(shí)，瞬間發(fā)生的電壓階躍可以被用來計(jì)算主流內(nèi)阻，直流內(nèi)阻或者DC阻抗等于階躍電壓值除以1A的電流，對(duì)于內(nèi)阻很低的電容，可以用更大的電流進(jìn)行測量。在這個(gè)示例中，內(nèi)部抗阻=初始電壓階躍/充電電流=0.15V/1A=0.15Ω，研究得出，直流阻抗是交流阻抗的1.1—

5、1,5倍之間。