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產(chǎn)品名稱：儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電測試系統(tǒng)
產(chǎn)品型號(hào)：Huace-DCS10KV
產(chǎn)品廠商：華測
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簡單介紹：

儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電測試系統(tǒng)簡介儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電測試系統(tǒng)采用特殊高壓開關(guān)，通過單刀雙擲控制充電和放電過程，開關(guān)可以承受10kV高壓，寄生電容小，動(dòng)作時(shí)間短；

詳情介紹：

儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電測試系統(tǒng)

產(chǎn)品簡介

華測Huace-DCS10KV儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電系統(tǒng)采用專門設(shè)計(jì)的電容放電電路來測量，測試電路如下圖所示。在該電路中，首先將介電膜充電到給定電壓，之后通過閉合高速M(fèi)OS高壓開關(guān)，存儲(chǔ)在電容器膜中的能量被放電到電阻器負(fù)載。在放電過程中電壓對(duì)樣品的時(shí)間依賴性可以通過檢波器進(jìn)行記錄。介電材料的儲(chǔ)能性能通常取決于放電速度，可通過改變負(fù)載電阻器的電阻來調(diào)節(jié)。通常測試系統(tǒng)中裝了具有不同電阻的電阻器。在測試過程中，用戶需要選擇電阻器或幾個(gè)電阻器的組合獲得得所需的電阻，并將電阻器或電阻的組合連接到測試的電介質(zhì)材料。在該電路中，選擇高壓MOSFET開關(guān)以釋放儲(chǔ)存的能量非常重要。該開關(guān)限制電路的*大放電速度和*大充電電壓。本套測試系統(tǒng)由放電采集電路、高壓放大器或高壓直流電源和控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成。在測試中，測試人員需要通過選擇合適的電阻來確定測量的放電速度，測試樣品上的電壓可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)獲得。

主要參數(shù)

1、電流探頭帶寬：120MHz；

2、峰值電流：0-100A，150 A(多種電流可監(jiān)測）；

3、電流采集精度：1mA；

4、高壓源模塊：3KV，5KV， 10kV，15KV多可選（電流：0-5mA）；

5、開關(guān)適用：100萬次，耐壓15kV；

6、溫控范圍：0-200℃；

7、溫度穩(wěn)定性和精度：0.1℃；

8、測試樣品：薄膜，厚膜，陶瓷，玻璃等；

9、可以配合各種極化設(shè)備進(jìn)行多種壓電材料和介電材料的測試。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、本系統(tǒng)采用特殊高壓開關(guān)，通過單刀雙擲控制充電和放電過程，開關(guān)可以承受10kV高壓，寄生電容小，動(dòng)作時(shí)間短；

2、電壓10kV，電流5mA；

3、可外接高壓放大器或高壓直流電源；

4、通過電流探頭檢測放電電流，可達(dá)100A；

5、可以實(shí)現(xiàn)欠阻尼和過阻尼兩種測試模式，欠阻尼測試時(shí)，放電回路短路，不使用電阻負(fù)載，過阻尼測試時(shí)，使用較大的高精

度無感電阻作為放電負(fù)載；

6、可以作為一個(gè)信號(hào)源，產(chǎn)生任意波形；

7、通過示波器采集數(shù)據(jù)，并能直接計(jì)算儲(chǔ)能密度；

8、定制載樣平臺(tái)，可適用于陶瓷和薄膜樣品測試；

9、可以進(jìn)行變溫測試，RT~200℃；

10、可以進(jìn)行疲勞測試；

11、還可用于極化材料之用

利用放電電路進(jìn)行測試

與P-E回滯測量類似，在放電測試之前，應(yīng)在介電材料的表面制備導(dǎo)電電極，

還應(yīng)測量可用于估計(jì)測試的放電速度的弱場介電特性。因?yàn)樵跍y試中經(jīng)常涉及

幾千伏的高電壓，所以介電材料通常浸入硅油中。測試者應(yīng)該確定他們感興趣

的放電速度。放電速度可以通過樣品的低場電容C和負(fù)載電阻RL(RLC常數(shù)）

粗略計(jì)算。一旦確定了期望的放電速度，就可以選擇負(fù)載電阻器并將其連接到

測試樣品，然后將充電電壓施加到介電材料。一旦樣品完全充電，然后通過按

下電路盒上的放電按鈕關(guān)閉高速開關(guān)，將儲(chǔ)存的能量釋放到負(fù)載電阻器，電阻

器上電壓的時(shí)間依賴性就可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄。

在此將以P（VDF-TrFE-CFE）三元共聚物（63／37／7.5）作為示例材料，來

演示如何解釋放電結(jié)果。使用上圖所示的電路，表征三元共聚物對(duì)負(fù)載電阻器

的放電行為。使用時(shí)間相關(guān)的電壓數(shù)據(jù)公式，可以計(jì)算放電能量密度的時(shí)間依

賴性。圖中顯示了三元共聚物中不同充電電場的1MΩ負(fù)載的放電能量密度隨

時(shí)間的變化。總放電能量密度與從單極P-E回路推導(dǎo)出的能量密度相當(dāng)。這里

使用薄膜樣品的電容在1kHz下測量為約1nF。對(duì)幾種三元共聚物膜樣品進(jìn)行表

征發(fā)現(xiàn)，由于極化響應(yīng)的非線性和頻率依賴性，三元共聚物的放電特性不能簡

單地通過RC常數(shù)來描述，其中R是電阻(R=RL+ESR)

假設(shè)電容器電容不隨頻率、電場和RC電路的時(shí)間常數(shù)(τ=RLC+ESRXC)變化，

如果RL>ESR，可以忽略ESRXC,，則放電能量密度與時(shí)間的關(guān)系如下：

Uc(1)=UD(1-e-(21/t))

式中，UD為放電能量。

為了便于比較，使用1nF的電容和1MΩ的負(fù)載電阻，利用公式來估算能量放電

時(shí)間。70％能量釋放所需理論放電時(shí)間為0.6ms，50％能量釋放所需理論放電

時(shí)間為0.35ms。而實(shí)驗(yàn)中，這兩種能量釋放所需放電時(shí)間分別為0.66ms和

0.3ms。估計(jì)值和測量值之間的差異反映了非線性［有效介電常數(shù)在高場（＞

100MV／m）變小］和介電響應(yīng)的頻率依賴性（介電常數(shù)在更高頻率或更短

放電時(shí)間下變得更小）。此外，ESR在高頻（或短放電時(shí)間）下很小，并且在

放電后時(shí)間變長。

對(duì)于相同的三元共聚物薄膜電容器，其他負(fù)載電阻（(RLL分別為100kΩ和

1kΩ）下放電能量密度如圖所示。正如預(yù)期的那樣，減小的RL會(huì)縮短放電時(shí)

間。然而，仔細(xì)檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，放電時(shí)間的減少與RL的減少不成比例。

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儲(chǔ)能電介質(zhì)充放電測試系統(tǒng)

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