超级电容器串联时影响均压的因素

引言

超级电容器的额定电压很低（不到3V），在应用中需要大量的串联。由于应用中常需要大电流充放电，因此串联中的各个单体电容器上电压是否一致是至关重要的。如果不采取必要的均压措施，会引起各个单体电容器上电压较大，采取更多的串联数来解决问题是不可取的。影响均压的因素主要有：

1 容量的偏差对电容器组的影响

通常超级电容器容量偏差为-10%--+30%，上下偏差1.44。当电容器组中出现容量偏差较大时，在充电时容量最小的电容器首先到达额定电压而电容量偏差最大的仅充到69%的额定电压，其储能为最小容量电容器的0.69%。如式（1）

在批量生产电容器组时精选电容量在很小的偏差内对提高电容器组的储能是有意义的，但将提高生产成本。

2 漏电流对超级电容器组的影响

超级电容器多为储能用。充有电荷后静置状态下的电荷（或电压）保持能力取决于漏电流，经过相对长的静置时间后，漏电流大的超级电容器保持的电荷（或电压）明显低于漏电流小的。因此放电时，漏电流大的首先达到放电终了，而漏电流小的仍保持较多的电荷，充电时漏电流小的首先达到充电终了。因此，这时超级电容器组的各单体的充放电能量为：

其中ΔU为充放电前漏电流最小和漏电流最大的超级电容器电压差值。

3 ESR的影响

由于超级电容器的ESR相对较大，而且反复充电后ESR逐渐变大，ESR大的将越来越大，在充放电时ESR大的将先于ESR小的先到达充放电终了电压，使其他ESR相对小的充放电不充分。

综上所述，超级电容器串联应用中必须考虑并解决均压问题。