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超级电容器内阻ESR的几种测试方法(DC ESR篇)
发布时间:2019/1/17 18:33:36
超级电容器内阻ESR的几种测试方法(DC ESR篇)
· 发布于 2017-01-05
等效串联内阻(ESR,equivalent series resistance)是超级电容器的主要电气参数之一,当一个超级电容器被模拟为包括电感、电容、电阻的等效模拟电路时,其中与电容串联的电阻部分即为等效串联电阻。超级电容器的ESR主要由电极物质内阻、电解液内阻、接触电阻等组成,代表电容器内部发热所消耗的功率,对超级电容器的充放电过程影响比较大。目前测试ESR的方法主要有以下几种:
1. IEC 62391-1 ESR Test
 
如图所示,以恒电流将超级电容器充电至额定电压,保持额定电压30分钟后以恒电流I将超级电容器完全放电。将放电时电压变化曲线反向延长,和放电开始的时间相交于一点,此点和放电开始的电压变化定义为ΔU3,ESR可以由以下公式计算:
ESR = ΔU3 / I
2. 10mS ESR Test
 
如图所示,以恒电流将超级电容器充电至额定电压,保持额定电压10分钟后以恒电流I将超级电容器完全放电。放电开始和放电后10mS的电压差定义ΔU10ms,ESR可以由以下公式计算:
ESR = ΔU10ms / I
3. 6 steps method/六步法
 
如图所示,步骤为:
1静置10s;
2以恒电流将超级电容器充电至额定电压;
3静置5s;
4静置10s;
5以恒电流I将超级电容器放电至一半的额定电压;
6静置5s。将第六步开始和结束的电压差定义为ΔU,ESR可以由以下公式计算:
ESR = ΔU / I
总结,以上三种测试结果我们一般称之为DC ESR,DC ESR是超级电容器实际使用的内阻。IEC方法测试时间长,计算不方便,并且根据辅助延长线的取值范围不同,测试结果偏差较大,在实际测试过程中一般很少采用。10mS 测试方法时间也较长,并且10ms的数据采集需要昂贵的设备来实现,因此实际也很少使用。大部分厂家采取六步测试法来测试产品的DC ESR,凹克亦采用此测试方法。
需要进一步说明的是,由于DC ESR测试复杂,需要专用仪器,一般客户采取AC ESR的测试方法来对产品进行甄选。我们将在写下一期文章进行说明。