Siêu tụ ( Tiếng anh là supercapacitor) là tụ điện dung lượng cao. Nó có giá trị điện dung cao hơn nhiều so với các loại tụ điện khác (nhưng giới hạn điện áp thấp hơn), giúp thu hẹp khoảng cách giữa tụ điện và pin sạc. Siêu tụ thường lưu trữ năng lượng nhiều hơn gấp 10 đến 100 lần trên một đơn vị thể tích hoặc khối lượng so với các tụ điện khác. Nó có thể nạp và sạc nhanh hơn pin đồng thời tuổi thọ cũng cao hơn nhờ khả năng chịu được số lần nạp, xả gấp nhiều lần pin sạc.
Ứng dụng siêu tụ
Siêu tụ điện được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi nhiều chu kỳ sạc, xả nhanh trong xe hơi, xe buýt, xe lửa, cần cẩu và thang máy. Các đơn vị nhỏ hơn được sử dụng là bộ nhớ dự phòng cho bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh. Cấu tạo của siêu tụ tương tự như cấu tạo của tụ điện với 2 điện cực và một lớp ngăn cách nằm giữa 2 điện cực. Tất cả nằm trong một lớp bọc được ngâm tẩm chất điện phân và được bọc kín. Chất điện phân sử dụng trong siêu tụ sẽ khác với các tụ điện thông thường.
Một ứng dụng phổ biến là trong các tuabin gió, các siêu tụ điện rất lớn giúp xử lý nguồn điện được cấp liên tục từ gió. Trong xe điện và xe hybrid, siêu tụ được sử dụng như các kho năng lương tạm thời để lưu trữ năng lượng từ phanh, Nguồn năng lượng này thường bị lãng phí khi xe dừng lại lúc này được lưu trữ nhanh và sau đó được tái sử dụng khi xe di chuyển trở lại.
Các vấn đề cần quan tâm của loại siêu tụ điện: bao gồm giá trị điện dung, giá trị điện trở nối tiếp tương đương, dòng rò, dòng đỉnh, điện áp đánh thủng, công suất và năng lượng,… .Trong nội dung bài viết chúng tôi sẽ đưa ra giải pháp cũng như các thiết bị cần thiết để đo và kiểm tra giá trị điện dung của siêu tụ điện 3V, 3F sản xuất bởi hãng Maxwell Technology.
GIẢI PHÁP ĐO VÀ KIỂM TRA ĐIỆN DUNG SIÊU TỤ ĐIỆN
Như chúng tôi đã giới thiệu ở trên, siêu tụ điện khác với các loại tụ điện thường ở chỗ chúng có giá trị điện dung rất lớn mà các thiết bị đo tiêu chuẩn thông thường không thể dùng để đo trực tiếp. Do đó cách phổ biến để đo điện dung các loại tụ điện dạng này là phương pháp “phân tích quá trình sạc và xả”
Siêu tụ 3V,3F của hãng Maxwell Technology
Ta có dạng đồ thị biểu diễn và mô tả quá trình nạp và xả của tụ điện:
Theo datasheet linh kiện của nhà cung cấp, ta có giá trị điện dung tiêu chuẩn của linh kiện là 3F.
Dòng sạc và xả trên một đơn vị điện dung đề xuất là 10mA/F . Vậy dòng điện I chúng ta sẽ sử dụng là dòng 1 chiều 30mA.
Điện áp một chiều nạp vào tụ đề xuất 3V (VR) thời gian giữ giá trị điện áp tại 3V là 5 phút (CV hold).
Tại quá trình xả tụ, ta sẽ lưu giữ giá trị thời gian t1 tại điểm điện áp V1 tụ bằng 0.8VR và tại giá trị thời gian t2 tại điểm điện áp tụ V2 bằng 0.4VR.
Từ đó, ta có công thức tính giá trị điện dung của tụ như sau: CR=
Để tiến hành thực nghiệm kiểm tra siêu tụ theo nguyên lý trên, chúng tôi sử dụng nguồn lập trình 1 chiều DC PSW 30-35 cho quá trình sạc và tải lập trình PEL 3041 cho quá trình xả. 2 thiết bị trên sản xuất bởi hãng GW Instek.
Toàn bộ quá trình kiểm tra được điều khiển và giám sát qua phần mềm trên PC hoặc laptop cá nhân thông qua các cổng truyền thông RS232 hoặc USB.
Sơ đồ nguyên lý
Phần mềm điều khiển
Để biết thêm thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ.
