Tuổi thọ ở nhiệt độ phòng(năm)
4.8 Tham số điện
Hình 4.7 Sơ đồ minh họa hành vi điện dung tạo ra cấu trúc xốp của các điện cực
Hình 4.8 Mạch tương đương với nhiều phần tử RC
Hình 4.9 Tần số phụ thuộc vào giá trị điện dung của một siêu tụ điện 50 F
Các giá trị điện dung của tụ điện thương mại được xác định là "điện dung danh nghĩa CR". Đây là giá trị mà Capacitor đã được thiết kế. Giá trị cho một thành phần thực tế phải nằm trong giới hạn cho bởi dung sai quy định. Các giá trị tiêu biểu nằm trong dãy
farads (F), có độ lớn gấp ba đến sáu bậc so với các tụ điện điện phân.
Giá trị điện dung thu được từ năng lượng W của một tụ điện nạp nạp qua điện áp DC VDC.
Giá trị này gọi là điện dung DC
4.9 Đo lường
Các tụ điện thông thường thường được đo với điện áp AC nhỏ (0.5 V) và tần số 100 Hz hoặc 1 kHz tùy thuộc vào loại tụ điện. Việc đo điện dung AC cung cấp kết quả nhanh, quan trọng cho các dây chuyền sản xuất công nghiệp. Giá trị điện dung của tụ điện siêu lớn phụ thuộc mạnh vào tần số đo, liên quan đến cấu trúc điện cực xốp và sự di chuyển ion của điện cực hạn chế. Ngay cả ở tần số thấp 10 Hz, giá trị điện dung đo được giảm từ 100 đến 20 phần trăm của giá trị điện dung DC.
Sự phụ thuộc tần số mạnh mẽ này có thể được giải thích bằng những khoảng cách khác nhau mà các ion phải di chuyển trong các lỗ điện cực. Khu vực ở đầu của các lỗ chân lơng có thể dễ dàng được truy cập bởi các ion. Khoảng cách ngắn đi cùng với điện trở thấp. Khoảng cách càng lớn của các ion sẽ càng cao, kháng càng cao. Hiện tượng này có thể được mơ tả bằng một loạt mạch điện tử RC (điện trở / tụ điện) với các hằng số thời gian nối tiếp RC. Những kết quả này dẫn đến dòng chảy dòng chảy chậm, làm giảm tổng diện tích bề mặt điện cực có thể được phủ bằng ion nếu cực thay đổi - điện
dung giảm xuống khi tần số AC tăng lên. Do đó, tổng điện dung chỉ đạt được sau thời gian đo lâu hơn.
Hình 4.10 Minh họa các điều kiện đo lường để đo điện dung của siêu tụ
Vì lý do của sự phụ thuộc tần số rất mạnh của điện dung, nên tham số điện này phải được đo với một phép tính tích điện và đo phóng điện đặc biệt, được xác định trong các tiêu chuẩn IEC 62391-1 và -2.
Đo lường bắt đầu với việc sạc tụ điện. Điện áp phải được áp dụng và sau khi cung
cấp điện áp cố định / dịng điện khơng đổi đã đạt được điện áp định mức, tụ điện phải được sạc trong 30 phút. Tiếp theo, tụ điện phải được xả với một dòng điện liên tục Idischarge. Sau đó, thời gian t1 và t2, để điện áp giảm từ 80% (V1) xuống 40% (V2) của điện áp định mức được đo. Giá trị điện dung được tính như sau:
Giá trị dịng điện được xác định bởi ứng dụng. Tiêu chuẩn IEC xác định bốn lớp: 1. Bộ nhớ sao lưu, dòng điện xả trong mA = 1 • C (F)
2. Lưu trữ năng lượng, dịng điện xả trong mA = 0,4 • C (F) • V (V) 3. Cơng suất, dịng xả trong mA = 4 • C (F) • V (V)
4. Điện tức thời, dịng xả trong mA = 40 • C (F) • V (V)
Các phương pháp đo lường được sử dụng bởi các nhà sản xuất cá nhân chủ yếu tương đương với các phương pháp chuẩn hóa .
Phương pháp đo tiêu chuẩn là quá tốn thời gian cho các nhà sản xuất sử dụng trong quá trình sản xuất cho từng thành phần riêng lẻ. Đối với tụ điện sản xuất công nghiệp, giá trị điện dung được đo bằng điện áp AC nhanh tần số thấp hơn và một yếu tố tương quan được sử dụng để tính điện dung được đánh giá.
Sự phụ thuộc tần số này ảnh hưởng đến hoạt động của tụ điện. Chu trình nạp và xả nhanh chóng có nghĩa là khơng có giá trị điện dung danh định cũng khơng có năng lượng cụ thể. Trong trường hợp này giá trị điện dung đánh giá được tính lại cho mỗi điều kiện ứng dụng.