電容器的耐電流測試電路的製作方法
2023-08-10 10:00:01
專利名稱：電容器的耐電流測試電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電容器的耐電流測試電路，特別是涉及一種能獲得寬頻域電流來測試電容器，並縮小整個測試設備的體積，且可節省成本的電容器的耐電流測試電路。
電容器是各類電腦、電子、電機等產品電路中不可缺少的必要零件，其使用率高，所以品質相當重要，因此，在電容器製造完成後，必須進行各種檢測，以確保其品質與效能，而電容器的耐電流測試便是重要檢測項目之一。由於，近來開關型電源電路被廣泛應用，隨著半導體功率元件特性的日益優良，開關頻率更提高至數拾或數百KHz，因此，電容器的電流也非單純50、60、100、120Hz，所以能獲得寬頻域電流的電容器的耐電流測試器才能符合目前業界的需求。
如圖1所示，一般用以測試電容器的測試電路(符合JISC 5102的測量規範)，其電路由一信號產生器1提供信號源(信號產生器1是可調整)，經一功率放大器2的放大電壓及電流信號，通過一變壓器3耦合至串接的待測電容器4進行測試，而變壓器3與待測電容器4間設有一直流電源供應器5，以模擬待測電容器4上的直流電壓，直流電源供應器5隨待測電容器4的耐壓量而定，電容器電流則由信號產生器1送出信號源，也就是供應功率放大器2放大電壓、電流，接著送經變壓器3，由變壓器3耦合至串接的待測電容器4，進行測試，變壓器3用於耦合交流，當測試有極性的電容器時，直流電源供應器5的負端與兩電容器的負端相連結，而測試無極性的電容器時，直流電源供應器5的負端則連接兩電容器串接的中點，直接對待測電容器4測試耐電流量，而待測電容器4上所施加電流的頻率與大小則由信號產生器1控制。
但是，一般電容器的耐電流的測試電路，雖然可達到測試待測電容器4的目的，但是在使用時，存有以下缺點因為一般測試電路的電流是經變壓器3耦合，採用耦合方式不但會產生耦合不確實，而造成損失現象，且變壓器3是有高、低頻適用的分別，當量測10KHz以下的待測電容器4，必須使用低頻變壓器，而在量測10KHz以上的待測電容器4，則必須使用高頻變壓器，因此，一般利用變壓器3耦合的目的，不但容易產生損失，無法將功率放大器2的輸出功率完全送達待測電容器4，且變壓器3的價格昂貴、體積大，只增製造成本及又佔用空間，並且，高、低頻區分的變壓器3，將無法獲得共用的一致性，導致降低其使用效益。
本發明的目的在於提供一種能獲得寬頻域電流電容器耐電流測試電路，並可縮小整個測試設備的體積，且可節省成本。
為達到上述目的本發明採取如下措施本發明的電容器的耐電流測試電路，包括一信號產生器及依序串接一功率放大器、一阻抗匹配網絡、待測電容器，一直流電源供應器連接在阻抗匹配網絡與待測電容器間，其特徵在於阻抗匹配網絡由兩個感抗值相近的電感器串聯構成，功率放大器的輸出端直接連接到待測電容器上。
下面結合附圖及實施例對本發明的結構特徵進行詳細說明
圖1是一般耐電流測試電路的電路圖。
圖2是本發明第一實施例的電路圖。
圖3是本發明第二實施例的電路圖。
圖4是本發明第三實施例的電路圖。
圖5是本發明第四實施例的電路圖。
如圖2所示，其是本發明電容器的耐電流測試電路的第一實施例的電路圖，其中，測試電路10由一控制單元11控制一信號產生器12，主要控制項目為電流的頻率及電流量，由信號產生器12提供信號源，經一功率放大器13進行電壓放大及電流放大，再經由兩個感抗值相近的電感器14以相串聯所構成的阻抗匹配網路(其中XL1愈趨近於XL2時愈好)，阻抗匹配網路起隔離交流成分的作用，兩電感器14直接串接在待測電容器15的兩端，而一直流電源供應器16的負端連接在有極性的待測電容器15的反相串接負端點(如果待測電容器15為無極性，直流電源供應器16的負端則接在待測電容器15的串接中點)，而在直流電源供應器16的正端則經兩電感器14分別接至待測電容器15的另兩端，對待測電容器15施以直流偏壓，並對待測電容器15測試其耐電流量，而信號產生器12的信號源是可調整，電感器14與待測電容器15的中點間可連接以一可調的直流電源供應器16，以作為手動調整待測電容器15的直流偏壓。
使用時，如圖2所示，當待測電容器15接設在待測位置(也就是與電感器14並聯連接)時，是依待測電容器15的耐電壓，先同時調整信號產生器12及直流電源供應器16(以手控調整時，不需連接控制單元11，反過來說，當作數字式調整時，則控制單11另以引線17連接到直流電源供應器16進行同步調整)，這時，信號產生器12將信號送至功率放大器13，經功率放大器13放大電壓及電流後，其交流電流I的流過二待測電容器15，模擬實際電路上的交流電流，當兩電感器14的總感抗愈大於待測電容器15的總容抗(XLXC)時，其交流電流I被電感器14阻隔而不流經直流電源供應器16，以達到有效產生隔離交流電流I流向直流電源供應器16的現象，使經濟效益提高，又因電感器14在直流時阻抗甚低，直流電源供應器16的負端接在串接待測電容器15的串接中點，而直流電源供應器16正端則經由直流阻抗甚低的二電感器14分別接至待測電容器15的另兩端，達到對待測電容器15施以直流偏壓的目的，其直流充電電流路徑如Ⅱ、Ⅲ所示，利用上述電路是可取代一般變壓器耦合交流的功用。
在交流狀態時，當兩電感器14的總感抗與待測電容器15的總容抗比值為1∶1時，電感器14與電容器15將流過相同大小的交流電流，將造成功率放大器13電流容量增加一倍，為達到電感器14的上述比值，其體積勢必變大，較不合經濟效益，但合乎可使用的狀態，原則上，XL(總感抗值)愈大於XC(總容抗值)，其使用的經濟效益將愈高。
如圖3所示，其是本發明電容器的耐電流測試電路的第二實施例，其中，控制單元11、信號產生器12、功率放大器13、電感器14及待測電容器15的電路結構都與上述實施例相同，不同處僅在信號產生器12後面，用兩組功率放大器13以橋式接法連接到待測電容器15，而其使用情形以及功效都與上述實施例相同，在本實施例中是採用提高輸出電壓的接法。
如圖4所示，其是本發明電容器的耐電流測試電路的第三實施例，其中，控制單元11、信號產生器12、功率放大器13、電感器14及待測電容器15的電路結構與上述實施例大致相同，不同處僅在於信號產生器12後面，並接有三個功率放大器13，而其使用情形以及功效都與上述實施例大致相同，在本實施例中，主要為提高輸出電流，並接愈多個功率放大器13，可提升的電流量愈高，本實施例只繪出三個功率放大器13，當然也可如圖中的虛線所示增加其數量，可更加提高輸出電流量。
如圖5所示，其是本發明電容器的耐電流測試電路的第四實施例，其中，控制單元11、信號產生器12、功率放大器13、電感器14及待測電容器15的電路結構都與上述實施例相同，不同處僅在於信號產生器12後面，是用兩組功率放大器13以橋式接法連接至待測電容器15，至於其使用情形以及功效都與上述實施例大致相同，在本實施例中採用同時提升輸出電壓及輸出電流的連接方式。
如圖3、4、5所示，當待測電容器15連接在待測位置(也就是與電感器14並聯連接)時，是依待測電容器15的耐電壓，同時調整信號產生器11及直流電源供應器16，以手控調整時，不需連接控制單元11，反過來說，當採用數字式調整時，則和第一實施例相同，控制單元11以引線17連接到直流電源供應器16進行同步調整。
綜上所述，與現有技術相比，本發明具有如下效果本發明是藉兩電感器14的感抗值趨於相等(即XL1=XL2)及以相串聯構成的阻抗匹配網路，當以交流電供應時，由功率放大器13輸出的交流電流I，將因兩電感器14的總感抗愈大於兩待測電容器15的總容抗(也就是XLXC)，使兩電感器14近似高阻抗，而使交流電流I只通過兩待測電容器15，而不流經直流電源供應器16，達到耐電流測試的目的，對待測電容器15施加直流偏壓時，電感器14的直流阻抗非常低，如圖2、3、4、5所示，此時直流電流Ⅱ、Ⅲ將分別流經電感器14與分別對各待測電容器15充電，因此而不會影響功率放大器13，所以，本發明利用電感器14的設置，將無頻率響應的問題，因交流電流不經一般變壓器耦合而直接連接到待測電容器15，所以交流電流不受一般變壓器頻率響應的限制可適用高頻、低頻，且當總感抗愈大於總容抗(XLXC)時，電感器14的體積將較小，所以可縮小整個測試設備的體積，以及經濟效益愈高，具有少佔空間且可節省成本的好處，另外，功率放大器13輸出的交流電流是可完全直接送至待測電容器15，而不會有其它損失的問題，所以可提高量測的準確性、穩定性及可靠性。
權利要求
1．一種電容器的耐電流測試電路，包括一信號產生器及依序串接一功率放大器、一阻抗匹配網絡、待測電容器，一直流電源供應器連接在阻抗匹配網絡與待測電容器間，其特徵在於阻抗匹配網絡由兩個感抗值相近的電感器串聯構成，功率放大器的輸出端直接連接到待測電容器上。
全文摘要
一種電容器的耐電流測試電路,包括:一信號產生器及依序串接一功率放大器、一阻抗匹配網絡、待測電容器,一直流電源供應器連接在阻抗匹配網絡與待測電容器間;阻抗匹配網絡由兩個感抗值相近的電感器串聯構成,功率放大器的輸出端直接連接到待測電容器上:本電路能獲得寬頻域電流來測試電容器,並可縮小整個測試設備的體積,且可節省成本。
文檔編號G01R27/26GK1289931SQ9911968
公開日2001年4月4日 申請日期1999年9月27日 優先權日1999年9月27日
發明者林恒生 申請人:林恒生