JPH06342024A - 電気二重層コンデンサの劣化検出方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサの劣化検出方法Info
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- JPH06342024A JPH06342024A JP5156106A JP15610693A JPH06342024A JP H06342024 A JPH06342024 A JP H06342024A JP 5156106 A JP5156106 A JP 5156106A JP 15610693 A JP15610693 A JP 15610693A JP H06342024 A JPH06342024 A JP H06342024A
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- double layer
- deterioration
- layer capacitor
- electric double
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/64—Testing of capacitors
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気二重層コンデンサの劣化を初期段階で鋭
敏かつ正確に検出する。 【構成】 測定信号源１０から電気二重層コンデンサＣ
１に対して、測定信号として例えば低周波の方形波信号
を加えるとともに、その応答信号の所定部分を積分し、
その積分値に基づいて特性変化を検出する。
敏かつ正確に検出する。 【構成】 測定信号源１０から電気二重層コンデンサＣ
１に対して、測定信号として例えば低周波の方形波信号
を加えるとともに、その応答信号の所定部分を積分し、
その積分値に基づいて特性変化を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気二重層コンデンサの
劣化検出方法に関し、さらに詳しく言えば、その劣化を
初期の段階で検出することができる電気二重層コンデン
サの劣化検出方法に関するものである。
劣化検出方法に関し、さらに詳しく言えば、その劣化を
初期の段階で検出することができる電気二重層コンデン
サの劣化検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気二重層コンデンサの劣化は、その初
期において漏れ電流が増加したり、短絡電流が流れるよ
うな顕著な徴候を見せるのは稀であり、通常は内部抵抗
や静電容量の低下などの現象がきわめて緩やかに進行す
る。そして、これらの現象が明かになったときには、す
でに電気分解がある程度まで進んでしまっている。
期において漏れ電流が増加したり、短絡電流が流れるよ
うな顕著な徴候を見せるのは稀であり、通常は内部抵抗
や静電容量の低下などの現象がきわめて緩やかに進行す
る。そして、これらの現象が明かになったときには、す
でに電気分解がある程度まで進んでしまっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、電気二重層コ
ンデンサの例えば耐電圧を調べるには、使用限度の上限
にまで電圧を加えてその耐久性を試験することになる
が、一度このような試験を行なうと、その電気二重層コ
ンデンサの特性が大きく変化し、再度使用することがで
きなくなるおそれが多分にある。
ンデンサの例えば耐電圧を調べるには、使用限度の上限
にまで電圧を加えてその耐久性を試験することになる
が、一度このような試験を行なうと、その電気二重層コ
ンデンサの特性が大きく変化し、再度使用することがで
きなくなるおそれが多分にある。
【０００４】このため、電気二重層コンデンサの劣化を
その初期において、まだ特性に顕著な変化が起こらない
うちに、しかも電気二重層コンデンサにダメージを与え
ることなく検出することは困難とされていた。
その初期において、まだ特性に顕著な変化が起こらない
うちに、しかも電気二重層コンデンサにダメージを与え
ることなく検出することは困難とされていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためになされたもので、その構成上の特徴は、測
定信号源から電気二重層コンデンサに対して、その測定
信号として方形波などの直線波形成分からなる定電流波
形信号を加えるとともに、同電気二重層コンデンサで発
生する電圧降下による応答信号を積分し、その積分値に
基づいて特性変化を検出するようにしたことにある。
決するためになされたもので、その構成上の特徴は、測
定信号源から電気二重層コンデンサに対して、その測定
信号として方形波などの直線波形成分からなる定電流波
形信号を加えるとともに、同電気二重層コンデンサで発
生する電圧降下による応答信号を積分し、その積分値に
基づいて特性変化を検出するようにしたことにある。
【０００６】ここで、測定信号を低周波数（１Ｈｚ〜１
ｋＨｚ）の定電流波形信号とする場合には、応答信号の
積分範囲は同応答信号の半周期中の後半部分とすること
が好ましい。
ｋＨｚ）の定電流波形信号とする場合には、応答信号の
積分範囲は同応答信号の半周期中の後半部分とすること
が好ましい。
【０００７】これに対して、測定信号を比較的高い周波
数（１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の定電流波形信号とする
場合には、応答信号の積分範囲は同応答信号の立上がり
（もしくは立下がり）部分を含む所定範囲とすることが
好ましい。
数（１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ）の定電流波形信号とする
場合には、応答信号の積分範囲は同応答信号の立上がり
（もしくは立下がり）部分を含む所定範囲とすることが
好ましい。
【０００８】なお、直線波形成分からなる波形信号に
は、方形波を初めとして台形波、三角波、のこぎり波な
どが含まれる。
は、方形波を初めとして台形波、三角波、のこぎり波な
どが含まれる。
【０００９】
【作用】本発明は電気二重層コンデンサの高周波インピ
ーダンスを利用して劣化検出を行なうもので、電気二重
層コンデンサに対して例えば１ｋＨｚ程度の低周波数の
方形波を供給して、その応答信号の所定範囲を積分して
特性変化の有無を検出する。
ーダンスを利用して劣化検出を行なうもので、電気二重
層コンデンサに対して例えば１ｋＨｚ程度の低周波数の
方形波を供給して、その応答信号の所定範囲を積分して
特性変化の有無を検出する。
【００１０】その応答信号の波形および位相がともに測
定信号に近似し所定の許容範囲内に入っていれば、正常
と判断される。これに対して、応答信号の波形や位相が
大きく変化し、所定の許容範囲から外れている場合には
異常として、劣化が検出される。
定信号に近似し所定の許容範囲内に入っていれば、正常
と判断される。これに対して、応答信号の波形や位相が
大きく変化し、所定の許容範囲から外れている場合には
異常として、劣化が検出される。
【００１１】なお、測定信号が低周波の場合、応答信号
の積分範囲をその半周期の後半部分としたのは、特性劣
化が特にその後半部分の波形に鋭敏に現れるからであ
る。
の積分範囲をその半周期の後半部分としたのは、特性劣
化が特にその後半部分の波形に鋭敏に現れるからであ
る。
【００１２】電気二重層コンデンサの特性変化は、その
構造やそこに流す電流の大小などの相違により、高周波
特性の変動となって現れる場合もある。これを検出する
場合には、測定信号を比較的高い周波数として、その応
答信号の立上がり（もしくは立下がり）部分のみのデー
タを収集することになる。
構造やそこに流す電流の大小などの相違により、高周波
特性の変動となって現れる場合もある。これを検出する
場合には、測定信号を比較的高い周波数として、その応
答信号の立上がり（もしくは立下がり）部分のみのデー
タを収集することになる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１および図２を参
照しながら説明する。図１には、内部抵抗をＲ１とする
電気二重層コンデンサＣ１が示されており、その劣化を
検出するにあたって、同コンデンサＣ１に対して測定信
号源１０から測定信号を供給する。
照しながら説明する。図１には、内部抵抗をＲ１とする
電気二重層コンデンサＣ１が示されており、その劣化を
検出するにあたって、同コンデンサＣ１に対して測定信
号源１０から測定信号を供給する。
【００１４】この実施例において、測定信号源１０は方
形波定電流信号源からなり、同測定信号源１０から測定
信号として低周波数、例えば１ｋＨｚの方形波信号が電
気二重層コンデンサＣ１が供給される。
形波定電流信号源からなり、同測定信号源１０から測定
信号として低周波数、例えば１ｋＨｚの方形波信号が電
気二重層コンデンサＣ１が供給される。
【００１５】この電気二重層コンデンサＣ１を経た応答
信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１にてディジタル信号に変換
された後、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１２に取り
込まれる。同ＣＰＵ１２には位相検出回路１３および積
分回路１４が含まれており、同積分回路１４にて応答信
号の所定範囲のデータが積分される。
信号は、Ａ／Ｄ変換回路１１にてディジタル信号に変換
された後、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）１２に取り
込まれる。同ＣＰＵ１２には位相検出回路１３および積
分回路１４が含まれており、同積分回路１４にて応答信
号の所定範囲のデータが積分される。
【００１６】ここで、図２を参照して応答信号について
説明する。この応答信号はもっぱら電気二重層コンデン
サＣ１内で発生する電圧降下による影響を受けるが、コ
ンデンサ素子が正常である場合にはＡで示すような測定
信号と近似な波形として現れる。
説明する。この応答信号はもっぱら電気二重層コンデン
サＣ１内で発生する電圧降下による影響を受けるが、コ
ンデンサ素子が正常である場合にはＡで示すような測定
信号と近似な波形として現れる。
【００１７】これに対して、コンデンサ素子に劣化が生
じた場合、その応答信号は波形Ｂとして示すように、波
形自体の他に位相までもが測定信号に対して大きく変化
する。この変化は特に、半周期の後半部分において顕著
に現れる。この現象は、おそらくは電流密度の高い電極
の一部に電解液の分解によって発生する微量のガスによ
る電気伝導度の減少によるものと推測される。
じた場合、その応答信号は波形Ｂとして示すように、波
形自体の他に位相までもが測定信号に対して大きく変化
する。この変化は特に、半周期の後半部分において顕著
に現れる。この現象は、おそらくは電流密度の高い電極
の一部に電解液の分解によって発生する微量のガスによ
る電気伝導度の減少によるものと推測される。
【００１８】このため、この実施例では応答信号の周期
をＴとすると、まず位相検出回路１３にてその周期Ｔを
検出し、積分回路１４にて後半の半周期のさらにＴａで
示す後半部分のデータを積分し、これに基づいて劣化を
検出するようにしている。このように、波形の所定範囲
Ｔａのデータを積分することにより、個々の信号の揺ら
ぎにあまり左右されない平均的なデータが得られる。
をＴとすると、まず位相検出回路１３にてその周期Ｔを
検出し、積分回路１４にて後半の半周期のさらにＴａで
示す後半部分のデータを積分し、これに基づいて劣化を
検出するようにしている。このように、波形の所定範囲
Ｔａのデータを積分することにより、個々の信号の揺ら
ぎにあまり左右されない平均的なデータが得られる。
【００１９】電気二重層コンデンサを経時的に監視して
その劣化を検出するにあたっては、まず、特性が正常で
ある状態の電気二重層コンデンサに上記の測定信号を与
えて、その応答信号の後半半周期の後半部分Ｔａのデー
タを積分して基準データを得る。そして、その基準デー
タの値に例えば１．０５を乗じて、その値を５％増に相
当する上限閾値として設定する。
その劣化を検出するにあたっては、まず、特性が正常で
ある状態の電気二重層コンデンサに上記の測定信号を与
えて、その応答信号の後半半周期の後半部分Ｔａのデー
タを積分して基準データを得る。そして、その基準デー
タの値に例えば１．０５を乗じて、その値を５％増に相
当する上限閾値として設定する。
【００２０】ここで、上限閾値を＋５％としたのは、実
際に測定した積分データの３σのばらつきが±２．５％
程度であったため、およそその２倍くらいであるなら
ば、有意差を弁別できるとしたことによるもので、これ
とは別に任意に設定可能であることはもちろんである。
際に測定した積分データの３σのばらつきが±２．５％
程度であったため、およそその２倍くらいであるなら
ば、有意差を弁別できるとしたことによるもので、これ
とは別に任意に設定可能であることはもちろんである。
【００２１】この前段階を終えてから、例えば所定時間
ごとに同電気二重層コンデンサに同じ測定信号を与え、
上記と同様にその応答信号の後半半周期のさらに後半部
分Ｔａのデータを積分し、ＣＰＵ１２でその値と上限閾
値とを比較する。その結果、上限閾値よりも大であれば
劣化有りと判定され、ＣＲＴなどからなるディスプレイ
１５に表示される。なお、場合によっては複数個の正常
な電気二重層コンデンサからデータを得て、その平均値
を基準データとしても良い。
ごとに同電気二重層コンデンサに同じ測定信号を与え、
上記と同様にその応答信号の後半半周期のさらに後半部
分Ｔａのデータを積分し、ＣＰＵ１２でその値と上限閾
値とを比較する。その結果、上限閾値よりも大であれば
劣化有りと判定され、ＣＲＴなどからなるディスプレイ
１５に表示される。なお、場合によっては複数個の正常
な電気二重層コンデンサからデータを得て、その平均値
を基準データとしても良い。
【００２２】積分データは劣化の進行に伴って鋭敏に増
大するとともに、この劣化検出は他の試験などを実施中
でもそれと並行して行なうことが可能であるため、従来
では検出できなかった微妙な劣化までも早期かつ正確に
検出することができる。
大するとともに、この劣化検出は他の試験などを実施中
でもそれと並行して行なうことが可能であるため、従来
では検出できなかった微妙な劣化までも早期かつ正確に
検出することができる。
【００２３】ところで、電気二重層コンデンサの特性の
変化は、コンデンサの構造やそこに流す電流の大小など
の違いによって、高周波特性の変動となって現れる場合
がある。
変化は、コンデンサの構造やそこに流す電流の大小など
の違いによって、高周波特性の変動となって現れる場合
がある。
【００２４】それを検出するには、測定信号を比較的高
い周波数に設定し（例えば、１００ｋＨｚ程度）、上記
の積分回路１４にて応答信号の所定部分のデータを積分
するすることになるが、この場合にはその波形の立上が
り（もしくは立下がり）部分を積分して個々のデータの
細かな揺らぎを平均化し、その値と素子が正常であると
きに設定された閾値とを比較するようにすれば良い。
い周波数に設定し（例えば、１００ｋＨｚ程度）、上記
の積分回路１４にて応答信号の所定部分のデータを積分
するすることになるが、この場合にはその波形の立上が
り（もしくは立下がり）部分を積分して個々のデータの
細かな揺らぎを平均化し、その値と素子が正常であると
きに設定された閾値とを比較するようにすれば良い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気二重層コンデンサに方形波などの直線波形成分から
なる所定周波数の定電流波形信号を供給するとともに、
その応答信号の所定部分を積分し、その値から劣化を検
出するようにしたことにより、電気二重層コンデンサの
劣化を初期の段階で鋭敏かつ正確に検出することがで
き、したがって研究開発、製造、品質管理もしくは保守
などの分野に広く適用される。
電気二重層コンデンサに方形波などの直線波形成分から
なる所定周波数の定電流波形信号を供給するとともに、
その応答信号の所定部分を積分し、その値から劣化を検
出するようにしたことにより、電気二重層コンデンサの
劣化を初期の段階で鋭敏かつ正確に検出することがで
き、したがって研究開発、製造、品質管理もしくは保守
などの分野に広く適用される。
【図１】本発明を実施するうえで用いられる劣化検出装
置の一例を示したブロック線図。
置の一例を示したブロック線図。
【図２】電気二重層コンデンサから得られる応答信号を
示した波形図。
示した波形図。
１０ 測定信号源 １１ Ａ／Ｄ変換回路 １２ ＣＰＵ １３ 位相検出回路 １４ 積分回路 Ｃ１ 電気二重層コンデンサ Ｒ１ 内部抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡村 廸夫 神奈川県横浜市南区南太田町３丁目303番 地の24 (72)発明者 森本 剛 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内 (72)発明者 平塚 和也 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 測定信号源から電気二重層コンデンサに
対して、その測定信号として方形波などの直線波形成分
からなる定電流波形信号を加えるとともに、同電気二重
層コンデンサで発生する電圧降下による応答信号を積分
し、その積分値に基づいて特性変化を検出することを特
徴とする電気二重層コンデンサの劣化検出方法。 - 【請求項２】 上記測定信号は低周波数の定電流波形信
号であり、上記応答信号の積分範囲は同応答信号の半周
期中の後半部分とすることを特徴とする請求項１に記載
の電気二重層コンデンサの劣化検出方法。 - 【請求項３】 上記測定信号は比較的高い周波数の定電
流波形信号であり、上記応答信号の積分範囲は同応答信
号の立上がり（もしくは立下がり）部分を含む所定範囲
とすることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層コ
ンデンサの劣化検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156106A JPH06342024A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 電気二重層コンデンサの劣化検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156106A JPH06342024A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 電気二重層コンデンサの劣化検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06342024A true JPH06342024A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15620446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156106A Pending JPH06342024A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 電気二重層コンデンサの劣化検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06342024A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799723A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-11 | Okamura Kenkyusho:Kk | 電力用蓄電装置 |
| WO2006111529A1 (de) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung mit einem kondensatormodul und verfahren zu dessen betrieb |
| US7212011B2 (en) | 2004-06-30 | 2007-05-01 | Matsushita Electrid Industrial Co. Ltd. | Capacitor deterioration judgment method |
| EP3051553A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-03 | OMRON Corporation | Relay unit and method for controlling relay circuit |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP5156106A patent/JPH06342024A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0799723A (ja) * | 1993-09-28 | 1995-04-11 | Okamura Kenkyusho:Kk | 電力用蓄電装置 |
| US7212011B2 (en) | 2004-06-30 | 2007-05-01 | Matsushita Electrid Industrial Co. Ltd. | Capacitor deterioration judgment method |
| WO2006111529A1 (de) * | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung mit einem kondensatormodul und verfahren zu dessen betrieb |
| JP2008537466A (ja) * | 2005-04-20 | 2008-09-11 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | コンデンサモジュールとその動作方法 |
| EP3051553A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-03 | OMRON Corporation | Relay unit and method for controlling relay circuit |
| US10049842B2 (en) | 2015-02-02 | 2018-08-14 | Omron Corporation | Relay unit for performing insulation diagnosis and method for controlling same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020626 |