[發明專利]一種超級電容器的電容量測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201310349381.X
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103487663A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 潘齊鳳;馮建華;陳德舜;楊立明;彭永燃;黃小山;彭丹
• 申請（專利權）人: 中國振華（集團）新云電子元器件有限責任公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及一種超級電容器的電容量測試系統及其測試方法，屬于電容器檢測技術領域。

背景技術

進入21世紀后，隨著世界各國經濟發展，不可再生能源如石油、天然氣、煤等加速消耗，人類將面臨能源枯竭的巨大挑戰。在這種背景下，各國積極尋求和開發新的替代能源如太陽能、風能等可再生能源技術。在可再生能源技術中，需要將各類形式的能量轉換成電能，并將其貯存起來，在需要的時候輸出給外部電路，而電能貯存不可或缺的元件之一就是貯能電容器。

超級電容器稱為多通道雙電層電容器，也稱法拉級電容器，為了貯存較高能量的電能，一般貯能電容器選用雙電層電容器，其電容量為法拉級。由于該類電容器與傳統電容器（微法級別）有較大的區別，無法用普通數字電橋進行快速、準確的測量。如何高效準確對其電容量進行測量是雙電層電容器的研制、生產和應用面臨的一個重要課題。為解決該類電容器的電容量測試問題，相應公司開發了各類測試儀器，提供了相應的測試解決方案。

比如國內某超級電容器容量測試儀，采用恒流法測試，容量測試范圍0.1F-300F，測試精度±2%，但充電電流不能數控調節，且只有一個通道，無法滿足規模化快速測量以及各類不同測試條件的測試需求。

比如國外某超級電容器測試儀，最多通道為12通道，其主要優點是采用LAN方式進行通信，電壓電流同時采樣時間可達到1ms，具備恒電流、恒電壓、恒功率等多種充電和放電方式，但該測試儀器價格昂貴，且其測試軟件為專用軟件，不能進行二次開發，通道數最多為12通道，不能擴展，不利于規模化測試。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超級電容器的電容量測試系統及其測試方法，能克服現有技術的不足，提高電容器的測試效率和檢測的自動化程度。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種超級電容器的電容量測試系統，它包括可程控精密直流電源V1、可程控直流電子負載I1以及多組電容器測試電路，所述的電容器測試電路由待檢測電容器、充電支路、放電支路、AD采集支路以及繼電器組成，其中，充電支路、放電支路以及AD采集支路分別與待檢測電容器的正、負極相連，充電支路以將對應電容器的正極應連接在一起作為正端、負極連在一起作為負端的方式并聯接在可程控精密直流電源V1上，放電支路以將前一個電容器的正極與后一個電容器的負極相連的方式串聯接在可程控直流電子負載I1上，充電支路和放電支路通過繼電器切換。

所述的可程控精密直流電源V1上設置有控制開關J3。

所述的可程控直流電子負載I1的電流分辨率要求不低于±1mA，誤差不低于0.5%，電流范圍只取決于單只電容器的放電電流。

所述的可程控精密直流電源V1的電壓分辨率要求不低于±1mV，誤差不低于0.5%，電壓范圍只取決于單只電容器的最高充電電壓。

一種超級電容器的電容量測試系統及其測試方法，它包含以下步驟：

（1）、同時切換繼電器，將電容器與可程控精密直流電源V1并聯，采用并聯充電的方法對多只電容器進行同步充電，由于充電時電容器為并聯連接，保證了充電電壓的高度一致性；

（2）、當電容器電壓達到規定值后，恒定規定的時間；

（3）、當恒壓時間到后，先斷開可程控精密直流電源V1的控制開關J3，接著同時切換繼電器，使電容器連接成串聯方式，采用串聯放電的方法對多只電容器進行同步放電，保證了電容器放電電流的高度一致性；

（4）、啟動可程控直流電子負載I1，以預設恒流電流I開始放電，放電的同時采用通過AD采集支路的AD采集卡同步掃描實現對多只電容器放電電壓的同步采集，減少巡回掃描方式產生的時間延遲；

（5）、開始對監測電壓和時間進行計算，即當電壓下降到V1值時，記錄該時刻t1，當電壓下降到V2，記錄該時刻t2；

（6）、按IEC62391-1中規定的電容量計算公式

C=I*（t2-t1）/（U1-U2）

計算電容量；

（7）、完成電容量測試后，可根據需要，調節恒流電子負載放電電流，以達到快速放電的目的。

本發明的有益效果在于：采用并聯充電-串聯放電、自動切換、差分輸入以及同步掃描，大大提高了雙電層電容器的測試效率和檢測的自動化程度，并具有測量條件一致性好、測量速度快、成本低廉的優點，適合工業化大生產。

附圖說明

圖1為本發明系統充電的結構示意圖；

圖2為本發明系統放電的結構示意圖

圖3為本發明系統的充電的示意圖；