[發(fā)明專利]一種電雙層超級(jí)電容容量測量電路及其測量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410173875.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103941102A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉泳澎;馬彥斌;趙振宇;羅偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肇慶綠寶石電子有限公司
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 鄭永泉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電雙層超級(jí)電容容量測量電路及其測量方法。

背景技術(shù)

電容器通常簡稱其為電容，用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是“裝電的容器”，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調(diào)諧回路，?能量轉(zhuǎn)換，控制等方面。定義2：電容器，任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體（包括導(dǎo)線）間都構(gòu)成一個(gè)電容器。

但是，現(xiàn)有的測量電容器容量的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其成本較高，不方便廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種電雙層超級(jí)電容容量測量電路，其電路連接簡單，成本較低，可大范圍的廣泛應(yīng)用。進(jìn)一步的，提供應(yīng)用該電路的測量方法，其測量方法步驟簡潔。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電雙層超級(jí)電容容量測量電路，其中，包括計(jì)時(shí)器、與計(jì)時(shí)器連接的第一電壓比較器、第二電壓比較器，還包括恒流源、恒流放電電路、開關(guān)，恒流源分別與第一電壓比較器、第二電壓比較器連接，待測電容器一端接地，另一端連接開關(guān)，開關(guān)的A端連接恒流源用于對(duì)待測電容器充電，開關(guān)的B端連接恒流放電電路用于對(duì)待測電容器放電。

本方案中，測量電路的電流連接結(jié)構(gòu)簡單，計(jì)時(shí)器可準(zhǔn)確測量時(shí)間，所述的第一電壓比較器的閾值電壓為0.9－1.0V。所述的第二電壓比較器的閾值電壓為待測電容器額定耐壓值的92%－97%。上述閾值電壓根據(jù)待測電容器來設(shè)定。

本方案中，恒流充電法，根琚電容器的定義,電容器的容量C?與其儲(chǔ)存的電量Q,和其電位U,有入下關(guān)系:

????????C=Q/U

??????在通常情況下,電容器是線性時(shí)不變?cè)?故對(duì)時(shí)間微分?:

C=dQ/dt/dU/dt

根據(jù)電流的定義:?I=dQ/dt,上式可變成:

??????C=I/?du/dt

???????=I/[(U₂-U₁)/(t₂?–t₁)

對(duì)理想電容器進(jìn)行恒流充(放)電,其上的電壓和時(shí)間成線性關(guān)系，只要測出U1,U2,T1,T2就能得到待測電容器的容量C，對(duì)雙電層電容器,漏電流近乎為零，雖有內(nèi)阻,但對(duì)測試無影響,因?yàn)橛?jì)算用到的都是變化值。在測式前,對(duì)待測電容器充分放電直到其兩端電壓為零,再充電,用示波器記錄充電開關(guān)接通,直到待測電容器上的電壓到閾值電壓,再斷開開關(guān)的全過程。

根據(jù)所述的電雙層超級(jí)電容容量測量電路的測量方法，其中，包括以下步驟，

S1.?將待測電容器放電，使待測電容器兩端的電壓為0；

S2.?設(shè)定恒流源的充電電流為I，再分別設(shè)定第一電壓比較器、第二電壓比較器的閾值電壓為V1、V2；

S3.?將計(jì)時(shí)器清零；

S4.?開關(guān)閉合，開關(guān)的A端連接恒流源，開始充電；

S5.?當(dāng)待測電容器的電壓分別達(dá)到第一電壓比較器和第二電壓比較器的閾值電壓V1、V2時(shí)，計(jì)時(shí)器記錄相應(yīng)的時(shí)間T1、T2；

S6.?獲得測量過程記錄的數(shù)據(jù)I、V1、V2、T1、T2，進(jìn)行計(jì)算可得待測電容器容量為C=I*(T2-T1)/(V2-V1)。

所述的步驟S5之后，換下待測電容器，再裝上另一個(gè)待測電容器，再重復(fù)進(jìn)行步驟S3－步驟S5。所述的步驟S5之后，測量完畢，斷開電源后再進(jìn)行步驟S6。所述的恒流源的輸出恒定電流為0.01400±0.00001A。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：本發(fā)明開關(guān)的A端連接恒流源用于對(duì)待測電容器充電，開關(guān)的B端連接恒流放電電路用于對(duì)待測電容器放電。其電路連接簡單，成本較低，可大范圍的廣泛應(yīng)用。進(jìn)一步的，提供應(yīng)用該電路的測量方法，其測量方法步驟簡潔。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路連接示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。