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超級電容器內阻ESR的幾種測試方法(DC ESR篇)

超級電容器內阻ESR的幾種測試方法(DC ESR篇)
· 發布于 2017-01-05
等效串聯內阻(ESR,equivalent series resistance)是超級電容器的主要電氣參數之一,當一個超級電容器被模擬為包括電感、電容、電阻的等效模擬電路時,其中與電容串聯的電阻部分即為等效串聯電阻。超級電容器的ESR主要由電極物質內阻、電解液內阻、接觸電阻等組成,代表電容器內部發熱所消耗的功率,對超級電容器的充放電過程影響比較大。目前測試ESR的方法主要有以下幾種:
1. IEC 62391-1 ESR Test
 
如圖所示,以恒電流將超級電容器充電至額定電壓,保持額定電壓30分鐘后以恒電流I將超級電容器完全放電。將放電時電壓變化曲線反向延長,和放電開始的時間相交于一點,此點和放電開始的電壓變化定義為ΔU3,ESR可以由以下公式計算:
ESR = ΔU3 / I
2. 10mS ESR Test
 
如圖所示,以恒電流將超級電容器充電至額定電壓,保持額定電壓10分鐘后以恒電流I將超級電容器完全放電。放電開始和放電后10mS的電壓差定義ΔU10ms,ESR可以由以下公式計算:
ESR = ΔU10ms / I
3. 6 steps method/六步法
 
如圖所示,步驟為:
1靜置10s;
2以恒電流將超級電容器充電至額定電壓;
3靜置5s;
4靜置10s;
5以恒電流I將超級電容器放電至一半的額定電壓;
6靜置5s。將第六步開始和結束的電壓差定義為ΔU,ESR可以由以下公式計算:
ESR = ΔU / I
總結,以上三種測試結果我們一般稱之為DC ESR,DC ESR是超級電容器實際使用的內阻。IEC方法測試時間長,計算不方便,并且根據輔助延長線的取值范圍不同,測試結果偏差較大,在實際測試過程中一般很少采用。10mS 測試方法時間也較長,并且10ms的數據采集需要昂貴的設備來實現,因此實際也很少使用。大部分廠家采取六步測試法來測試產品的DC ESR,凹克亦采用此測試方法。
需要進一步說明的是,由于DC ESR測試復雜,需要專用儀器,一般客戶采取AC ESR的測試方法來對產品進行甄選。我們將在寫下一期文章進行說明。
 
 

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