[发明专利]一种高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置和方法，该方法用高精度直流电压源通过充电电阻给金属化膜电容器充电至设定电压，然后断开电源，电容器通过放电电阻放电；测量电容器的电容量和电压计算电容器中储存的能量，采集电容器的放电电流，并对放电电流的平方和电阻的乘积进行积分，得到电容器释放的能量，电容器释放的能量除以电容器中储存的能量即可得到电容器的放电效率。本发明还提供实现上述方法的装置：主要包括高精度直流电压源、充电电阻、恒温恒湿箱、放电电阻、电压表、继电器和静电计。本发明试验装置简单、测量方法便捷、可操作性强，对样品尺寸要求低。

技术领域

本发明属于电容器储能测试领域，更具体地，涉及一种高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置和方法。

背景技术

作为储能电源，金属化膜电容器在脉冲功率系统中起着重要的作用。金属化膜电容器大多数用聚合物薄膜作为储能介质，一方面，在高场强下，聚合物薄膜的电导损耗较大；另一方面，聚合物薄膜会在电场作用下产生极化过程，慢极化过程会消耗能量。因此，电容器中储存的能量不能完全提供给负载，影响了电容器的效率。

目前，在电容器放电效率的测量中，通常用Sawyer-Tower电路测量聚合物薄膜的电滞回线来计算储能介质的放电效率。但是，这种方法只能测量储能介质的放电效率，不能反映电容器元件的放电效率。另外，这种方法计算的是储能介质在固定频率下的放电效率，不能反映电容器在实际工作条件下(慢速充电，快速放电)的放电效率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置和方法，由此解决现有电容器放电效率测量中存在的不能根据实际工作条件测量电容器元件放电效率的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置，包括：高精度直流电压源1、第一继电器2、充电电阻3、恒温恒湿箱4、放电电阻6、静电计7、第二继电器8和电压表9；

所述恒温恒湿箱4包括第一接线端5和第二接线端5'，用于分别与待测金属化膜电容器的正负极电连接，所述第一接线端5与所述充电电阻3、所述放电电阻6以及所述第二继电器8的第一端电连接，所述第二接线端5'与所述静电计7、所述电压表9以及所述高精度直流电压源1的第一端电连接，并接地；

所述高精度直流电压源1的第二端与所述第一继电器2的第一端电连接，所述第一继电器2的第二端与所述充电电阻3的第二端电连接，所述放电电阻6的第二端与所述静电计7的第二端电连接，所述第二继电器8的第二端与所述电压表9的第二端电连接。

优选地，所述静电计7的数据输出端用于与外部终端设备相连，以由所述外部终端设备记录所述静电计7的读数。

按照本发明的另一方面，提供了一种基于上述任意一项所述的高场强下金属化膜电容器放电效率测量装置的高场强下金属化膜电容器放电效率测量方法，包括：

将待测金属化膜电容器放置在所述恒温恒湿箱4中，并将所述恒温恒湿箱4的温度设置为20℃-120℃，湿度设置为20％至40％，然后将所述待测金属化膜电容器在所述恒温恒湿箱4中保持2小时以上；

将放置在所述恒温恒湿箱4中的所述待测金属化膜电容器的正负极分别与所述恒温恒湿箱4的接线端电连接；

闭合所述第一继电器2和所述第二继电器8，由所述高精度直流电压源1通过所述充电电阻3给所述待测金属化膜电容器充电，并由所述电压表9实时监测所述待测金属化膜电容器两端的电压；

在所述待测金属化膜电容器两端的电压达到预设电压时，获取所述待测金属化膜电容器中储存的能量，并断开所述第一继电器2和所述第二继电器8，以使所述待测金属化膜电容器通过所述放电电阻6放电，并由所述静电计7对所述待测金属化膜电容器的放电电流进行测量；