Huace-DCS10KV电介质充放电测试系统

            Huace-DCS10KV电介质充放电测试系统主要用于研究介电储能材料高电压放电性能。目常规的方法是通过电滞回线计算高压下电介质的能量密度，测试时，样品的电荷是放 回到高压源上，而不是释放到负载上，通过电滞回线测得的储能密度一般会大于样品实 际释放的能量密度，无法正确评估电介质材料的正常放电性能。华测Huace-DCS10KV储 能电介质充放电系统采用门设计的电容放电电路来测量，测试电路如下图所示。在该 电路中，先将介电膜充电到给定电压，之后通过闭合高速MOS高压开关，存储在电容 器膜中的能量被放电到电阻器负载的原理设计开发，更符合电介质充放电原理。


          在实际应用中，当电介质或电容器充电后，存储的能量被放 电到外部负载，放电过程由负载、电工互连和电容器组成的整个电 路决定，有时甚至电缆的长度变化也会强烈的影响放电过程、电压 和电流波形。因此P-E回滞测量的放电条件与实际实用中的放电条 件明显不同，并且在实际应用中从P-E回滞环获得的能量密度可能 偏离（通常高于）真实的放电能量密度。  为了评估介电材料在类似于现实应用的放电条件下的性能，另 一种测试方式用于测量介电材料的储能特性。在测量过程中，先 将介电材料充电到给定的电压，然后，将电容器中的存储的能量放 电到外部负载，如下图 （1），经测试的介电材料可以建模为理想的无损耗电容，与电阻 {等效串联电阻（ESR）}串联，代表介质材料的损耗。很容易看 出，当外部负载电阻RL》ESR时，大部分储存的能量将通过 ESR（电介质材料tanδ、电和连接 电缆的电阻等）消散，并且来自RL测量的能量密度将远远小于存储 的能量密度（快速放电）。因此，如果RL》ESR，介质电容器的放 电效率将取决于负载条件，并且可以非常高。RL的选 取影响着测 试的放电速度。较大的RL意味着较大的RLC常数（C是材料的电容） 较慢的放电速度。在测试中，尽管可以固定RL，但是介电材料的电 容是可能不是恒定的，因为材料介电性能具有场致依赖性。无论怎 样，总是可以使用负载电阻和弱场电容来估算放电速度，并选择负载电阻进行测试。 

储能电介电放电行为

1.典型的测试电路

华测Huace-DCS10KV储能电介质充放电系统采用门设计的电容 放电电路来测量，测试电路如下图所示。在该电路中，先将 介电膜充电到给定电压，之后通过闭合高速MOS高压开关，存储 在电容器膜中的能量被放电到电阻器负载。在放电过程中电压 对样品的时间依赖性可以通过检波器进行记录。介电材料的储 能性能通常取决于放电速度，可通过改变负载电阻器的电阻来 调节。通常测试系统中装了具有不同电阻的电阻器。在测试过 程中，用户需要选择电阻器或几个电阻器的组合获得得所需的 电阻，并将电阻器或电阻的组合连接到测试的电介质材料。在 该电路中，选择高压MOSFET开关以释放储存的能量非常重要。 该开关限制电路的大放电速度和大充电电压。本套测试系 统由放电采集电路、高压放大器或高压直流电源和控制计算机 构成。在测试中，测试人员需要通过选择合适的电阻来确定测 量的放电速度，测试样品上的电压可以由计算机自动获得。 



主要技术参数：

1、电流探头带宽：120MHz；
2、峰值电流：0-100A，150 A(多种电流可监测）；
3、电流采集精度：1mA；
4、高压源模块：3KV，5KV， 10kV，15KV多可选（电流：0-5mA）；
5、开关适用：100万次，耐压15kV；
6、温控范围：0-200℃；
7、温度稳定性和精度：0.1℃；
8、测试样品：薄膜，厚膜，陶瓷，玻璃等；
9、可以配合各种化设备进行多种压电材料和介电材料的测试。 

产品特点：
1、 本系统采用特殊高压开关，通过单刀双掷控制充电和放电过程，开关可以承受10kV高压，寄生电容小，动作时间短；
2、 电压10kV，电流5mA；
3、 可外接高压放大器或高压直流电源；
4、 通过电流探头检测放电电流，可达100A；
5、 可以实现欠阻尼和过阻尼两种测试模式，欠阻尼测试时，放电回路短路，不使用电阻负载，过阻尼测试时，使用较大的高精 度无感电阻作为放电负载；
6、 可以作为一个信号源，产生任意波形；
7、 通过示波器采集数据，并能直接计算储能密度；
8、 定制载样平台，可适用于陶瓷和薄膜样品测试；
9、 可以进行变温测试，RT~200℃；
10、 可以进行疲劳测试；
11、 还可用于化材料之用。