УДК 621.3.011.4

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ ПРИ ИХ ЗАРЯДЕ ОТ ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ И РАЗРЯДЕ НА РЕЗИСТИВНУЮ НАГРУЗКУ

А.А. Щерба1, чл.-корр. НАН Украины, Н.И. Супруновская2, канд. техн. наук, О.А. Белецкий3, асп.
1,2 – Институт электродинамики НАН Украины
пр. Победы, 56, Киев, 03680, Украина
3 – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт",
пр. Победы, 37, Киев-56, 03056, Украина

Проведено сравнение энергетических характеристик конденсаторов и суперконденсаторов (двухслойных электрохимических конденсаторов) при их заряде от источника напряжения и разряде на резистивную нагрузку. Обосновано, что для анализа переходных процессов во внутренних и внешних электрических цепях суперконденсаторов важно учитывать зависимость их емкости от величины напряжения. Показано, что при анализе переходных процессов заряда, частичного разряда, дозаряда и перераспределения зарядов между составными элементами суперконденсаторов необходимо синтезировать электрические схемы замещения, которые могут содержать линейные и нелинейные емкости, резисторы и индуктивности. Библ. 21, рис. 5, табл. 2.
Ключевые слова: суперконденсатор, электрическая схема замещения, нелинейная емкость, заряд, разряд, переходные процессы, импульс, КПД.


ЕНЕРГЕТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУПЕРКОНДЕНСАТОРІВ ПРИ ЇХНЬОМУ ЗАРЯДІ ВІД ДЖЕРЕЛА НАПРУГИ ТА РОЗРЯДІ НА РЕЗИСТИВНЕ НАВАНТАЖЕННЯ

А.А. Щерба1, чл.-кор. НАН України, Н.І. Супруновська2, канд. техн. наук, О.О. Білецький3, асп.
1,2 – Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ, 03680, Україна
3 – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут",
пр. Перемоги, 37, Київ-56, 03056, Україна

Проведено порівняння енергетичних характеристик конденсаторів і суперконденсаторів (двошарових електрохімічних конденсаторів) при їхньому заряді від джерела напруги й розряді на резистивне навантаження. Обґрунтовано, що для аналізу перехідних процесів у внутрішніх і зовнішніх електричних ланцюгах суперконденсаторів важливо враховувати залежність їхньої ємності від величини напруги. Показано, що при аналізі перехідних процесів заряду, часткового розряду, дозаряду й перерозподілу зарядів між складовими елементами суперконденсаторів необхідно синтезувати електричні схеми заміщення, які можуть містити лінійні й нелінійні ємності, резистори й індуктивності. Бібл. 21, рис. 5, табл. 2.
Ключові слова: суперконденсатор, електрична схема заміщення, нелінійна ємність, заряд, розряд, перехідні процеси, імпульс, ККД.


POWER CHARACTERISTICS OF SUPERCAPACITORS DURING THEIR CHARGE FROM A SOURCE OF VOLTAGE AND DISCHARGE ON RESISTIVE LOAD

A.A. Shcherba1, N.I. Suprunovska, O.O.2, Biletsky3
1,2 – Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
Peremogy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine
3 – National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute",
Peremohy, 37, Kyiv, 03056, Ukraine

Power characteristics of capacitors and supercapacitors (two-layer electrochemical capacitors) during their charge from a source of voltage and discharge on resistive load have been compared. It is proved that for transient analysis in internal and external electric circuits of supercapacitors it is important to take into account the dependence of their capacity on voltage value. It is shown that at transient analysis of the processes of charge, partial discharge, additional charge and redistribution of charges between components of supercapacitors it is necessary to synthesize the equivalent circuits which can contain linear and nonlinear capacities, resistors and inductances. References 21, figures 5, tables 2.
Key words: supercapacitor, electrical equivalent circuit, nonlinear capacity, charge, discharge, transients, pulse, efficiency.