Hur man testar Super kondensatorer (1 / 5 steg)

Steg 1: Motsvarande serie motstånd

Varför är ESR viktigt?

När super kondensatorer först började att bli tillgängliga ESR manskap var i intervallet lågt Ohm. Detta verkar inte som en stor sak tills du börjar att räkna ut spänningen droppar i högre nuvarande kretsar. Säga att du behövs för att leverera en krets för 6 sekunder med 12 V på 10A och din krets fungerar ner till en spänning på 6 V. Du gör dina beräkningar och bestämma att en serie sträng av 6, 50 Farad kondensatorer kommer att ge den kraft du behöver. Det är tills du beräkna spänningsfallet från serien motstånd. Kan säga att dessa tidiga generationen kondensatorer har en ESR på 0.5 ohm, 6 i serien avkastning en total ESR på 3 ohm. E = IR, så 10 x 3 = 30 volt fallhöjden. Inte kommer för att fungera. Du måste parallellt en hel massa mindre värde lock för att få ESR en användbar nivå. Nu om vi ville köra en 100 mA belastning under en mycket längre tid det skulle vara genomförbart. 0,1 x 3 = 0.3V, 12V-0.3 V = 11,7 V. låg ESR blir extremt viktigt för hög aktuella program som audio peak power boost mössor som har blivit så vanligt, eller starter batterier ersättning och energi skörd från regenerativa bromssystem. Inte så viktigt för minne tillbaka upp och låg power program. Lyckligtvis för oss har modern super kondensatorer ESRS i intervallet låg mOhm som gör hög aktuella projekt mycket möjligt.

Konstant ström, spänningsmätning

Ta en titt på förenklade super kondensatorn Schematisk ovan. Alla kondensatorer förenkla ner till tre element visas. ESR är helt enkelt den serie resistiv del av våra kondensator och som sådan, lämpar sig väl för analys med hjälp av Ohms lag. Vi behöver en konstant strömkälla för detta test. Antingen en ström begränsad bänk tillgång eller en konstant nuvarande belastning kommer att fungera. Vad vi ska göra är en 1 Ampere strömkälla eller handfat och mäta momentan spänning ändringen. Tänk på den kondensator delen av vår krets som en perfekt nuvarande källa/diskbänk. Tricket är att mäta i mitten av spänningsområde (0,0 V - 2,7 V för en enda cap) så du är säker på att ha en sant 1 A nuvarande flöden. Det klassiska instrumentet för denna mätning är Digital lagring oscilloskop (DSO) med hjälp av mätning markörer kan du lösa ner till runt 10 mV på typiska hobby tillämpningsområdet. Oroa dig inte om du inte har ett scope, kan du fortfarande få en relativ uppfattning om din kondensatorer ESR använder en god kvalitet Digital Multimeter (DMM). Och om du har turen att ha en Mooshimeter det fungerar nästan samt en DSO.

Jag antar du har en variabel begränsande bänk strömtillförsel. Om du inte, rekommenderar jag det vara nästa på listan inköpsorder. Med anständig 0-30V 0-5A leveranser är tillgängliga för 50-60 USD finns verkligen ingen anledning att inte ha en. Detta sagt, om du har ett nätaggregat som inte har justerbar strömbegränsning, du kan bygga den super lätt konstant nuvarande belastning som jag har tagit för mindre än 10 USD. Du kan också använda en av billiga DC till DC boost/buck makt leverans moduler tillgängliga på eBay för runt 5 till 10 USD.

Förbered din kondensator genom att urladda det genom det lämpliga strömbegränsande motståndet och sedan en direkt kort i ca 15 minuter. Detta borde få dig nära 0,00 V om inte du har förmodligen en hög ESR fråga. Det är en bra idé att kontrollera kalibreringen av din makt levererar nuvarande mätaren. På de billigare enheterna tenderar dessa att vara lite. Korta leder din försörjning och ange din nuvarande gräns 1.0 A. ställa din DMM till åtgärd 2 A eller mer och kontrollera makt leverans kalibreringen. Ange din strömkällans spänning uppgår högst till den kondensator betyget och medan du är på det mäta att visas spänningen är samma som vad mätaren läser (Glöm inte att flytta dina leder, vi alla har gjort det)!

Anslut din DMM eller omfattning leder till kondensatorn under testet. Ansluta din makt leverans leder till kondensatorn provas, men inte ansluta till leverans ännu. Ställa in de mätning på din övervakning enheter. Med en 1A test nuvarande ESR i ohm kommer att vara lika med momentan spänning differential som uppstår vid använda eller ta bort 1 Amp testa nuvarande. (Dvs 50 mVolt = 50 mOhm) På en ny gemensam jordbrukspolitik bör du se under 10 mV förändring. (du förmodligen kommer inte att kunna mäta mindre än 10 eller 20 mV) På en äldre eller dåligt cap, kan du se så högt som 1 V. mått spänningen på den gemensamma jordbrukspolitiken och posten. Anslut nätdelen och omedelbart slå på håll knappen på din DMM. Det lagrade värdet minus kondensator start spänningen blir din ESR. Använda en DMM för detta är mer av en konst än en vetenskap. Beroende på din mätare är den bästa upplösningen du kan uppnå godkänd/icke godkänd. Förhoppningsvis har du en känd bra mössa att mäta som ger dig en baslinjemätning att jämföra med. Om du kör tester på en DSO eller Mooshimeter, beroende på dina inställningar, kan du sluta nu eller låta den ladda till dess slutförandepunkt. Förstora och mäta starta upp spänning spike innan kondensatorn börjar laddas. Denna spänning ändra värdet kommer att vara din ESR.

Om du vill mäta ESR använder en konstant nuvarande belastning, ange belastningen till 1A. Ladda din kondensatorn att märkspänningen och ta bort från leverans. Mät spänningen på kondensatorn. Gäller belastningen och omedelbart slå på håll knappen på din DMM. Spänningsfallet kommer att motsvara ESR (volt = ohm på 1A laddning/urladdning ström)

Kondensator ESR mätare

Ja, du kan använda en kondensator ESR mätare för att mäta din super caps ESR. En sak som du måste göra innan mätning är att kondensatorn till som nära noll volt som du kan få det. Någon märkbar DC-spänning som lagras i din kondensator skadar mätaren. Dessa mäter använda DC fastspänning kretsar för att se till att enheten under testet är avslutat. De är inte avsedda att hantera de stora mängder energi som lagras i super caps. En annan faktor att beakta är att mätaren förmodligen använder en 100 kHz sinusvåg istället för den 1 kHz de flesta kondensator tillverkare anger för testning. Detta kan resultera i något olika mätvärden än en 1 kHz ESR bro och båda kommer att vara annorlunda än det DC-värdet.

Batterimätaren ESR

Detta är fällt det enklaste och mest exakta sättet att mäta din super kondensatorer. Den 50 USD enhet som jag har kan mäta ner till 0,001 ohm och kan användas på en fullt laddad kondensator. Billiga enheten jag har nollor aldrig helt så mina mätningar har en plus 2 mOhm fel. Även så, gör lätthet och konsekventa mätningar erhålls detta en stor investering.