引言
超級電容器的額定電壓很低(不到3V),在應(yīng)用中需要大量的串聯(lián)。由于應(yīng)用中常需要大電流充放電,因此串聯(lián)中的各個單體電容器上電壓是否一致是至關(guān)重要的。如果不采取必要的均壓措施,會引起各個單體電容器上電壓較大,采取更多的串聯(lián)數(shù)來解決問題是不可取的。影響均壓的因素主要有:
1 容量的偏差對電容器組的影響
通常超級電容器容量偏差為-10%--+30%,上下偏差1.44。當(dāng)電容器組中出現(xiàn)容量偏差較大時,在充電時容量最小的電容器首先到達(dá)額定電壓而電容量偏差最大的僅充到69%的額定電壓,其儲能為最小容量電容器的0.69%。如式(1)

在批量生產(chǎn)電容器組時精選電容量在很小的偏差內(nèi)對提高電容器組的儲能是有意義的,但將提高生產(chǎn)成本。
2 漏電流對超級電容器組的影響
超級電容器多為儲能用。充有電荷后靜置狀態(tài)下的電荷(或電壓)保持能力取決于漏電流,經(jīng)過相對長的靜置時間后,漏電流大的超級電容器保持的電荷(或電壓)明顯低于漏電流小的。因此放電時,漏電流大的首先達(dá)到放電終了,而漏電流小的仍保持較多的電荷,充電時漏電流小的首先達(dá)到充電終了。因此,這時超級電容器組的各單體的充放電能量為:

其中ΔU為充放電前漏電流最小和漏電流最大的超級電容器電壓差值。
3 ESR的影響
由于超級電容器的ESR相對較大,而且反復(fù)充電后ESR逐漸變大,ESR大的將越來越大,在充放電時ESR大的將先于ESR小的先到達(dá)充放電終了電壓,使其他ESR相對小的充放電不充分。
綜上所述,超級電容器串聯(lián)應(yīng)用中必須考慮并解決均壓問題。
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原文標(biāo)題:超級電容器串聯(lián)應(yīng)用中的均壓問題及解決方案
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