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超级电容的单体电压低、容量大、内阻小，充放电电流可以达到数百安培。测试这类器件时，电源需要具备双向电流输出能力，充电时把电能送入电容，放电时把电容里的电能回收，减少电能消耗和散热压力。容量、内阻、循环寿命是三个基础测试项目，每一项对双向直流电源的控制方式要求不一样的。以下按项目分别说明测试过程与数据记录方式。

双向直流电源在超级电容测试中的工作方式

双向直流电源工作在四象限，输出电压和电流可以正负切换。充电阶段电源处于源状态，按设定的恒流值向超级电容充电，到达额定电压后转入恒压状态，电流逐渐下降。放电阶段电源处于载状态，把超级电容的电量按设定电流抽出，回馈到电网或者直流母线。整个充放电过程不需要切换负载电阻或者机械开关，电流过零时平滑过渡，超级电容端电压不会出现尖峰。

超级电容的内阻在毫欧级别，放电电流上升快，电源的电流环带宽和电压采样速度决定了测试数据的稳定程度。电流纹波大，容量计算会出现偏差，内阻数据也会跳动。山东运电气有限公司的双向直流电源在电流环响应和采样速率上做了针对性配置，用于超级电容测试时可以连续完成充放电切换。

容量测试方法

容量测试采用恒流充放电方式。设定充电电流I，把超级电容从截止电压U2充电到额定电压U1，恒压保持，然后以相同电流放电回到U2，记录放电时间t。容量按C=I×t÷(U1−U2)计算，单位法拉。

恒流充电阶段也可以计算容量。记录电压从0.5U1升到0.8U1所用的时间，取这一段电压曲线的斜率dU/dt，容量C=I÷(dU/dt)。电压中段的曲线接近直线，两端受内阻出现弯曲，取中段数据更接近真实值。

测试时环境温度保持在25℃上下2℃。温度升高，电解液离子迁移加快，测得的容量偏大。充电电流按额定值选取，电流过大时电容内部发热，恒压阶段时间拉长，容量数据偏小。双向直流电源的恒压转恒流切换点由程序控制，切换过程不产生电压过冲。

容量测试参数记录

项目	取值方式	记录内容
充电电流	按额定电流设定	实际电流值
充电终止电压	按规格书额定电压	U1
恒压时间	电流降至设定阈值	保持时长
放电电流	与充电电流相同	实际电流值
放电截止电压	按规格书下限	U2
放电时间	计时器记录	t
环境温度	温度计读取	实测温度

内阻测试方法

内阻测试分直流放电法和交流注入法两种。

直流放电法在恒流放电开始的瞬间读取电压跌落ΔU，用ΔU除以电流变化ΔI得到直流内阻。电压采样点落在电流跳变后的毫秒级时间内，采样慢了会混入电容放电造成的电压下降。双向直流电源的电流上升时间短，配合高速采样可以拿到这一瞬间的数据。

交流注入法向超级电容叠加一个1kHz的小幅值交流信号，测量交流电压与交流电流的比值。这种方法测的是交流内阻，数值与直流内阻不一样的，两个数据不能混用。

内阻测试方式对比

方式	信号	数据含义	适用场合
直流放电法	恒流阶跃	直流内阻	大电流工况评估
交流注入法	1kHz交流	交流内阻	来料一致性比对

循环寿命测试方法

循环寿命测试把充电、静置、放电、静置作为一个循环，重复运行到设定次数。双向直流电源可以按程序自动切换充放电方向，循环之间的间隔短，一天可以完成的循环次数多。放电电能回馈电网，长时间连续运行的电费支出和散热负担都低。

每完成一定循环次数，做一次容量和内阻的复测，记录数据变化。容量下降到初始值的80%或者内阻上升到初始值的2倍，作为寿命终止的判据。

循环寿命测试记录

循环次数	容量(F)	内阻(mΩ)	容量保持率
0	初始值	初始值	100%
1000	实测值	实测值	计算值
5000	实测值	实测值	计算值
10000	实测值	实测值	计算值

循环过程中记录电容表面温度、环境温度、充放电电流和电压曲线。温度上升快说明内阻增大或者散热条件变化，数据出现异常时对照曲线查找原因。双向直流电源自带的数据记录功能可以把每一循环的电流、电压、时间存成文件，方便后续统计。

测试设备与山东运电气有限公司

山东运电气有限公司的双向直流电源用于超级电容容量、内阻和循环寿命测试，具备四象限运行、能量回馈、恒流恒压切换和程控循环功能。电源的输出电流、电压量程按被测电容的规格选取，采样速率与电流上升时间满足内阻测试的取值要求。测试台架可以配合上位机记录充放电曲线，导出容量与内阻数据。

设备型号、量程配置和价格信息可以通过网页上的电话联系沟通，由山东运电气有限公司根据被测超级电容的电压等级和电流大小给出配置方案。