CN101308176A - 一种在线测量电解电容的电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在线测量电解电容的电路，包括有直接连接电源Vcc的电阻R、与电阻R连接的增益放大器、连接增益放大器输出的第一电压比较器与第二电压比较器、与第一电压比较器和第二电压比较器的输出相连的异或门电路、以及连接该异或门电路输出的计时电路，其中，在电阻R与增益放大电路之间设置有连接待测电解电容的测量端，将测量电容C的电容值问题转化为求电容充电的时间差问题，通过增益放大器，并结合电源电压Vcc及充电电阻R的档位切换，提高了测试的速度与效率，可在线批量、准确快速地测量出电解电容容量。

Description

一种在线测量电解电容的电路

【技术领域】

本创作涉及电子元器件值测量技术领域，特别涉及一种在线测量电解电容的电路。

【背景技术】

目前，测量电容器的电容值、漏泄电流等性能参数的方法和电路多种多样，然而这些测量方法和电路都极其复杂，难以进行或难以操作，并且对测量结果需要进行整理，费时费力。另外，这些测量方法和电路包括电容电桥、运算放大器和其它精密仪器。这类仪器往往只有在装备完善的修理和校准车间才能找到。相较于测量电压、电流和直流电阻，一般维修技术人员都喜欢用万用表，因为其小巧、轻便、测量准确且成本低，然而，要在线快速、准确地测出电解电容的容量用一块普通万用表显然是不可能实现的，而上述那种复杂的电容电桥、运算放大器和其它精密仪器之类的电容测量系统，会大大增加其费用和设备的休积，且操作起来不便，实用性也不强。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供一种在线测量电解电容的电路，方便在线批量、快速准确地测出电解电容的值。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种在线测量电解电容的电路，包括有直接连接电源Vcc的电阻R、与电阻R连接的增益放大器、连接增益放大器输出的第一电压比较器与第二电压比较器、与第一电压比较器和第二电压比较器的输出相连的异或门电路、以及连接该异或门电路输出的计时电路，其中，在电阻R与增益放大电路之间设置有连接待测电解电容的测量端。

相较于现有技术，本创作将测量电容C的电容值问题转化为求电容充电的时间差问题，通过增益放大器，并结合电源电压Vcc及充电电阻R的档位切换，提高了测试的速度与效率，可在线批量、准确快速地测量出电解电容容量。

【附图说明】

图1为本发明电路原理图。

图2为本发明接入待测电容后电容充放电的曲线图示。

图3为本发明接入待测电容后电路输出波形图示。

图4为本发明应用流程图示。

【具体实施方式】

请参阅图1所示，本发明在线测量电解电容的电路，包括直接连接电源Vcc的电阻R、与电阻R连接的增益放大器、连接增益放大器输出的第一电压比较器与第二电压比较器、与第一电压比较器和第二电压比较器的输出相连的异或门电路、以及连接该异或门电路输出的计时电路，其中，在电阻R与增益放大电路之间有连接待测电解电容的测量端。所述增益放大器设置有可供选择的测试档位，在本实施例中分设置为两个测试档位，分别是10倍与100倍的增益。

图2所示为本发明在接入待测电容后，电容充放电的曲线图。根据测量电解电容的公式： $\mathrm{Vc}=\mathrm{Vcc}(1-e^{\frac{-t}{\mathrm{\τ}}})$

其中，τ为RC常数，即τ＝RC，参照图2的电容充电曲线图，当电解电容的充电电压Vc分别充到第一电压与第二电压的两个时刻时将其记为Vc1和Vc2，在本实施例中第一电压、第二电压分别为0.5V与2V，此时，对应的两个充电时刻分别表示为t1和t2。由此可得：

$\mathrm{RC}=(t2-t1)/\ln \frac{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}1}{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}2}$

电源电压Vcc电压值和电阻R阻值设置有多个可调档位，两者都可根据外围条件同时选择最接近的测试档位。进一步地，可得式子：

$C=(t2-t1)/\ln \frac{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}1}{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}2}R$

当电压Vcc电压值和电阻R的测试档位确定后，Vcc的电压也就恒定可知，同理，电阻R的阻值也可知。同时，电容充电在t1时刻的第一电压Vc1与在t2时刻的第二电压Vc2分别控制为0.5伏和2伏，即第一电压Vc1和第二电压Vc2的电压值也是确定的。此时，测量电容C的容量值的问题也就转化为求(t2-t1)的时间差的问题。

图3所示为接入待测电阻后，电路输出波形图，当待测电容充电电压分别达到第一电压0.5伏和第二电压2伏的时，比较器启动开始工作，两个时刻分别输出的波形如图3所示，其中第一电压0.5伏时刻表示为波形A，第二电压2伏时刻表示为波形B。波形A与波形B通过异或门电路整形处理后得到波形C，其中波形C脉宽所示即为时间差(t2-t1)，确定时间差(t2-t1)的值后，根据以下式子：

$C=(t2-t1)/\ln \frac{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}1}{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}2}R$

即可准确地在线测量出电解电容的值，从而突出本方法的在线批量、快速准确的特点。

图4为测试流程图示，接入待测电容器，当要测试电容的时，电源电压Vcc的电压值与电阻R的阻值、增益放大器的值三者都转到默认的档位上，进行测试工作。当电容充电电压分别达到第一电压0.5伏和第二电压2伏的时刻，比较器启动工作，两个时刻分别输出如图3所示的波形，其中，第一电压0.5伏时刻表示为波形A，第二电压2伏时刻表示为波形B。波形A与波形B通过异或门整形处理后得到波形C，该波形C脉宽所示即为(t2-t1)的时间差。得到脉宽即(t2-t1)的时间差后，进行脉宽判断。如果脉宽在300μs与5ms之间的范围内，则有效且通过测试；如果脉宽小于300μs，则需要增大测试量程，将电源Vcc的电压值与电阻R的阻值、以及增益放大器的量程适当增大一个级别，接着再重新测试，直至脉宽符合要求为止；如果脉宽大于5ms，则需要降低测试量程，将电源Vcc的电压值与电阻R的阻值、以及增益放大器的量程适当减小一个级别，接着再重新测试，直至脉宽符合要求为止。通过上述测试后，根据式子：

$C=(t2-t1)/\ln \frac{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}1}{\mathrm{Vcc}-\mathrm{Vc}2}R$

即可准确地在线测量出电解电容的值。

本创作在线测量电解电容的电路原理也可应用到电容测量仪器、设备，电容批量生产的测试，如ICT在线测试等等。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例子，但并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种在线测量电解电容的电路，其特征在于：包括有直接连接电源Vcc的电阻R、与电阻R连接的增益放大器、连接增益放大器输出的第一电压比较器与第二电压比较器、与第一电压比较器和第二电压比较器的输出相连的异或门电路、以及连接该异或门电路输出的计时电路，其中，在电阻R与增益放大电路之间设置有连接待测电解电容的测量端。

2.如权利要求1所述的在线测量电解电容的电路，其特征在于：所述电源电压Vcc电压值和电阻R阻值设置有多个可调档位。

3.如权利要求2所述的在线测量电解电容的电路，其特征在于：所述增益放大器设置有可供选择的测试档位。

4.如权利要求3所述的在线测量电解电容的电路，其特征在于：所述增益放大器设置有10倍与100倍增益的两个测试档位。

Images