Come caratterizzare la carica e la scarica dei supercondensatori

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Misura del comportamento di carica e scarica dei supercondensatori

I test di carica-scarica dei supercondensatori richiedono una sorgente di corrente continua (CC) a due quadranti, l’acquisizione di tensione e corrente e un supercondensatore in prova (DUT) con limiti di tensione e corrente definiti. Utilizzare un alimentatore rigenerativo dimensionato per l’intervallo operativo selezionato, compresa la sua capacità di assorbimento a bassa tensione. Configurare il funzionamento con priorità di tensione, con limiti di corrente separati per la carica positiva e la scarica negativa. Iniziare da una tensione inferiore definita, quindi impostare il setpoint di tensione superiore. La sorgente funziona in modalità a corrente costante (CC) fino a quando il supercondensatore raggiunge tale tensione, quindi in modalità a tensione costante (CV) mentre la corrente diminuisce. Applicare una soglia di corrente specificata o un tempo di permanenza prima di impostare il setpoint di tensione inferiore. Effettuare la scarica al limite di corrente negativo, quindi mantenere la tensione inferiore mentre la corrente di scarica si riduce gradualmente. Registrare tutte e quattro le fasi in modo continuo.

Per la misurazione del recupero di energia, definire la corrente positiva come quella che fluisce verso il dispositivo in prova (DUT) e la corrente negativa come quella che rifluisce verso la sorgente. Acquisire tensione e corrente su una base temporale comune e calcolare la potenza istantanea come loro prodotto. Integrare la potenza positiva durante la carica per ottenere l’energia erogata; integrare il valore assoluto della potenza negativa durante la scarica per ottenere l’energia recuperata. Utilizzare lo stesso intervallo di misurazione e gli stessi intervalli di integrazione definiti per entrambe le grandezze. Registrare la tensione iniziale e finale, i limiti di corrente, i tempi di permanenza e i criteri di terminazione per ogni ciclo. Verificare che le condizioni iniziali e finali dell’energia immagazzinata corrispondano prima di interpretare la differenza tra l’energia erogata e quella recuperata come perdita di ciclo. Ripetere la sequenza in punti di funzionamento selezionati. Riportare l’energia recuperata dal DUT separatamente dall’energia reimmessa nella rete dall’alimentatore rigenerativo.

Soluzione per la caratterizzazione della carica e della scarica dei supercondensatori

Caratterizzare un supercondensatore fornendo una corrente di carica controllata, assorbendo una corrente di scarica e registrando tensione e corrente durante entrambe le fasi. L’alimentatore del sistema Keysight Pro ATE fornisce le funzioni di sorgente e carico a due quadranti per questo flusso di lavoro di test di carica-scarica del supercondensatore. Il funzionamento con priorità di tensione, dotato di limiti di corrente positivi e negativi indipendenti, supporta la carica e la scarica a corrente costante seguite da fasi di mantenimento a tensione costante. Le misurazioni simultanee di tensione e corrente, l’acquisizione digitalizzata e i calcoli integrati di potenza, ampere-ora e wattora supportano la misurazione del recupero di energia durante l’intero ciclo. L’alimentatore rigenerativo reimmette l’energia assorbita nella rete e garantisce un assorbimento continuo entro i propri limiti operativi nominali senza la necessità di un dissipatore di potenza esterno. Selezionare l’intervallo di tensione e corrente in base al profilo di prova completo, in particolare la tensione minima di scarica e la corrente di assorbimento richiesta. Utilizzare intervalli di misura definiti per distinguere l’energia erogata, l’energia recuperata e l’energia residua immagazzinata, anziché considerare l’efficienza di rigenerazione della rete come l’efficienza del supercondensatore.
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