CN101839947A - 一种电容器寄生电感的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电容器寄生电感的测量方法，选取由同一导电材料制成的长度、宽度和厚度相等的两块板材作为测试电极；将测试电极分上下两层设置在待测电容器的外电极上，并分别与待测电容器外电极的正、负极电连接；将两个测试电极与测试仪表的的两个输入端子电连接；按常规放电法测量得到电容器寄生电感值。本发明两个测试电极叠加设置，外接电路中测试电极部分的杂散电感和等效电阻的影响小，提高了电容器寄生电感测量的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种电容器寄生电感的测量方法。
背景技术
电力电子电容器广泛应用于轨道交通、高速列车、中高压变频器等领域，这些领域对所需电容器的性能有着特别苛刻的要求。电容器寄生电感是其性能的一个重要指标。如果电容器寄生电感较大可引起这些设备直流母线电压升高，同时使控制核心元件绝缘栅双极型晶体管(IGBT)上产生过电压，由此可能引发绝缘栅双极型晶体管的损坏或设备故障。基于上述原因，很多设备厂家要求电容器寄生电感小于50～100nH。而GE、Alstom、BCP等一些大公司要求电容器寄生电感小于30nH。
目前常规使用放电法测量电容器寄生电感，使用LCR测量仪或示波器测量基本参数。具体测试方法如图1所示，即用两个铜带作为测试电极21、22分别固定在电容器的两个正负外电极11、12上，测试电极11、12分别通过导线31、32与LCR测量仪或示波器的两测试电极电连接。测试时，LCR测量仪或示波器对两个铜带施加一定频率的电压，再瞬间将两个铜带短路，记录下LCR测量仪或示波器上放电波形，计算出电容器放电周期T，利用下面公式计算电容器寄生电感：
l＝(T/2π)2/c
l0＝l-l1
其中：l为总电感，l0为电容器寄生电感，l1为外接测试回路电感，c为被测电容器容量，T为电容器放电周期。
这种测试方法的优点是简单，不需要专门的测试仪器。其缺点是外接测试电极铜带自身存在的杂散电感L1、L2等因素，使测试电感误差较大，误差电感量约在20nH左右，使得判断被测电容器的实际寄生电感量受到影响，特别是在用户对电容器寄生电感要求严格，要求电容器寄生电感低于30nH的情况下，这种测试方法明显不能满足要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述放电法测量电容器寄生电感存在的不足之处，提供一种电容器寄生电感的测量方法，可以减少因测试电极杂散电感造成的误差，提高电容器寄生电感的测试精度。
本发明是在放电法测量电容器寄生电感基础上的改进。本发明是这样实现的：它包括以下步骤：
(1)选取由同一导电材料制成的长度、宽度和厚度相等的两块板材作为测试电极；
(2)在测试电极的相同位置开设与待测电容器外电极配合的安装孔，将测试电极分上下两层通过安装孔设置在待测电容器的外电极上，并且一个测试电极与待测电容器外电极的正极电连接，另一个测试电极与待测电容器外电极的负极电连接；
(3)将两个测试电极与测试仪表的的两个输入端子电连接；
(4)按常规放电法测量得到电容器寄生电感值。
由于两个测试电极长度、宽度和厚度相等，其电感量可以使用精密LCR测量仪测量。两个测试电极并且处在相邻的上下位置上，两个测试电极的磁力感应线可以相互抵消，外接电路中测试电极部分的杂散电感和等效电阻，提高测量的精确性。
本发明的优选方案是：步骤(2)中测试电极通过叠加方式固定在待测电容器的外电极上，测试电极之间设置绝缘层。这样，上下两个测试电极叠加在一起，两者之间的间隙小，可以最大程度地降低外接电路中测试电极部分的杂散电感和等效电阻，尽可能的降低了测量的误差。
由上述技术方案可知，本发明采用两个长度、宽度和厚度相等的同材质测试电极，两个测试电极叠加设置，两者之间的间隙小，两个测试电极的磁力感应线可以相互抵消，使得外接电路中测试电极部分的杂散电感和等效电阻的影响降到最低，提高了电容器寄生电感测量的精确性。
附图说明
图1为现有电容器寄生电感测试原理图；
图2为本电容器寄生电感测试原理图。
具体实施方式
如图2所示，选用两块长度、宽度和厚度相等的两块铜带作为测试电极21、22，测试电极21、22上在相同位置开设与待测电容器四个外电极11、12、13和14配合的安装孔，测试电极21、22通过叠加方式固定在待测电容器的四个外电极11、12、13和14上，测试电极21、22之间设置绝缘层4。测试电极21与待测电容器外电极的正极11、13电连接，测试电极22与待测电容器外电极的负极12、14电连接；测试电极11、12分别通过导线31、32与LCR测量仪或示波器的两测试电极电连接。
测试时，LCR测量仪或示波器对两个铜带施加一定频率的电压，再用绝缘锤从箭头5处向下锤击测试电极21，使得两个测试电极瞬间短路，记录下LCR测量仪或示波器上放电波形，计算出电容器放电周期T，根据公式计算电容器寄生电感。
由于上下两个测试电极21、22叠加在一起，两者之间的间隙小，可以最大程度地降低外接电路中测试电极21、22部分的杂散电感和等效电阻，尽可能的降低了测量的误差。同时电容器电极11、12、13和14上也产生的杂散电感L3、L4、L5和L6，而相邻两个电极的磁力线方向相反，电感也可以部分地抵消，使得测试结果更精确。
Claims (2)
1.一种电容器寄生电感的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取由同一导电材料制成的长度、宽度和厚度相等的两块板材作为测试电极；
(2)在测试电极的相同位置开设与待测电容器外电极配合的安装孔，将测试电极分上下两层通过安装孔设置在待测电容器的外电极上，并且一个测试电极与待测电容器外电极的正极电连接，另一个测试电极与待测电容器外电极的负极电连接；
(3)将两个测试电极与测试仪表的的两个输入端子电连接；
(4)按常规放电法测量得到电容器寄生电感值。
2.根据权利要求1所述的一种电容器寄生电感的测量方法，其特征在于步骤(2)中测试电极通过叠加方式固定在待测电容器的外电极上，测试电极之间设置绝缘层。
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