朱亚娜 曾荣宇

摘要：超级电容，又叫双电层电容器，是20世纪七，八十年代发展起来的一种新型储能装置，结构上同普通电解电容非常相似，属于双电层电容器。但由于采用活性炭多孔电极和电解质组成了双电层结构，加上极小的电极间隙，可以获得超大的容量。超级电容檢测电路是一种检测超级电容电压，快速判断超级电容模组中单体是否损坏的电路，通过该电路的检测，可以为维护人员提供准确的判断，从而提高以超级电容为部件的设备的整体利用率，带来经济效益。

关键词：超级电容；检测电路；电压检测

中图分类号：TM206 文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着社会经济的发展，人们对于绿色能源和生态环境越来越关注，超级电容器作为一种新型的储能器件，因为其无可替代的优越性，越来越受到人们的重视。传统电池由于充电时间长，充放电次数低等原因，逐渐显示出不能满足技术发展要求。在一些需要高功率、高效率解决方案的设计中，已开始采用超级电容器来取代传统的电池。超级电容作为一种储能介质，对比原有的电池技术，它具有以下的优点：储存电容量大；充放电能力强；使用寿命长；工作温度范围宽；成本低等特点，因此得到大范围的应用。本文中介绍的超级电容检测电路，提供了一种检测超级电容模组的方法，能够快速判断大量超级电容模组中，单体超级电容的质量，准确定位损坏超级电容单体，为设备的检修和备件的更换提供技术保障，同时缩短操作时间，提高设备的稳定性，保障利用率。

一、超级电容简介

常见的超级电容器大多是双电层结构，同电解电容器相比，这种超级电容器能量密度和功率密度都非常高。同传统的电容器和二次电池相比，超级电容器储存电荷的能力比普通电容器高，并具有充放电速度快、效率高、对环境无污染、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点。随着人们对于绿色能源和生态环境越来越关注，超级电容由于它本身的特点，已经进入市场前沿，目前超级电容应用领域相当广泛，小到时钟芯片、静态随机存贮器、数据传输系统等微小电流供电的后备电源，智能电表的电磁阀的启动电源，小型充电产品中代替充电电池等。大到电动汽车的快速启动，电动汽车的电源，电力系统设备中风力发电的变桨后备电源，光伏能源的储能元件等等。

二、超级电容电压检测电路

参见附图：两套可控分压电路分别测量整套超级电容的电压，以及超级电容下半部分的电压，其中测量整套电容的电阻R1一端连接超级电容C1的正极，另一端连接滑动电阻R2，电阻R2的另一端连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极连接电阻R3，电阻R3的另一端连接电阻R4，电阻R4的另一端连接超级电容模组的负极，三极管T1的基级是控制端，电阻R3和R4的连接处是测量点Q1，连同接地端一起接到智能电表上，用于测量整组超级电容电压。四个电阻起到分压的作用，每个电阻分配相应的模组电压，电阻值可以根据需要自行设定。当三极管基极上有逻辑“1”信号时，并且该信号电压可以导通三极管，这时开关管T1导通，由于T1的导通内阻远小于电阻R1、R2、R3、R4，在忽略三极管导通时的电压下，可以认为测量端Q1的电压信号由电阻R1、R2、R3、R4分压得到，我们通过R4分得的电压，以及R1，R2，R3，R4之间的比例关系，可以反向推断出整体超级电容的电压。如果该逻辑“1”信号的实际电压不能导通三极管，电阻R3和R4分压该实际逻辑1的电压，测量点Q1和Q3的电压信号不会过大，便于保护后级的电压测量电路。当基极上有逻辑“0”信号时，即0V电压信号，三极管T1关闭，没有电流流过T1，可以节省超级电容器的电量。

另一部分用于测量下半部分电容的可控分压电路。电阻R5一端连接超级电容C4的正极，另一端连接滑动电阻R6，电阻R6的另一端连接三极管T2的集电极，三极管T2的发射极连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8，电阻R8的另一端连接超级电容模组的负极，三极管T2的基级是控制端，电阻R7和R8的连接处是测量点Q2和Q4，电阻R7以及电阻R8的连同接地端一起接到智能电表上，用于测量下半部分超级电容电压。该部分的测量原理同上部分是相同。

三、检测电路智能化

上述中，我们详述了超级电容以及超级电容检测电路的原理及应用，其中关于超级电容检测电路部分，我们可以根据市场的需求对其进行外部设备的改进。首先可以根据测量电路中超级电容模块的个数，进行测量电阻数值的等量等比例增加，理论上可以测量任意数量单体串联组成的超级电容模组。其次，根据待测设备的测量要求，可以外加智能电表，多通道数据采集记录模块，阀值监控报警，自动显示损坏模组序列号等智能化功能，同时提供在线实时检测等服务。

四、结论

随着超级电容应用市场的快速增长，对于超级电容模组电压检测的要求也越来越高，只有准确及时的掌握超级电容模组的电压情况，实时监控电容的运行情况，才能推广电容的使用，同时延长其使用寿命，为需要的供电设备提供稳定的电源支撑。同理，在以超级电容为大容量电能储能介质时，也必须要对设备的状态进行测量。因此，超级电容检测电路的市场，必然伴随超级电容的使用得到巨大的推广。

附图

参考文献：

[1]张治安，邓梅根，胡永达等.电化学电容器的特点及应用[J].电子元件与材料，2003，22（11）

[2]朱磊，吴伯荣，陈晖.超级电容器研究及其应用.稀有金属.2003，27（3）.