JP3156658B2 - コンデンサの充電方法 - Google Patents
コンデンサの充電方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサの絶縁抵
抗の測定や良否判定などに用いられるコンデンサの充電
方法に関するものである。
抗の測定や良否判定などに用いられるコンデンサの充電
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コンデンサの良否を判定するた
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流（充電電流）を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。当然ながら、良品は漏れ電流が少な
い。
め、測定用の直流電圧をコンデンサに印加し、十分に充
電された後のコンデンサの漏れ電流（充電電流）を測定
することにより、コンデンサの絶縁抵抗を測定する方法
が知られている。当然ながら、良品は漏れ電流が少な
い。
【０００３】従来、この種の絶縁抵抗測定方法として
は、ＪＩＳ−Ｃ５１０２で規定された測定方式が知られ
ている。この方式は、コンデンサに十分に充電された状
態の電流値を測定する必要があるため、約６０秒の測定
時間が必要であった。しかし、電子機器のコストダウ
ン、信頼性向上の要求に伴い、コンデンサなどの電子部
品もその生産能力向上と品質向上とが求められており、
コンデンサ１個当たりこのような長い測定時間を要する
従来の測定方法では、到底このような要求に応えること
ができない。
は、ＪＩＳ−Ｃ５１０２で規定された測定方式が知られ
ている。この方式は、コンデンサに十分に充電された状
態の電流値を測定する必要があるため、約６０秒の測定
時間が必要であった。しかし、電子機器のコストダウ
ン、信頼性向上の要求に伴い、コンデンサなどの電子部
品もその生産能力向上と品質向上とが求められており、
コンデンサ１個当たりこのような長い測定時間を要する
従来の測定方法では、到底このような要求に応えること
ができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コンデンサ
への充電方法として、直流電圧を連続的に印加する方法
の他に、断続印加する方法が知られている（特開平４−
２５４７６９号公報）。この方法は、間欠送りされるタ
ーンテーブルを用いて特性測定を行う場合に適した充電
方法であり、パーツフィーダから供給された多数のコン
デンサを連続的に特性測定できるという特徴がある。こ
のようなターンテーブルを用いた絶縁抵抗測定方法に
は、複数の充電領域を通過して充電を終えたコンデンサ
に対して、１個ずつ絶縁抵抗を測定する連続方式と、タ
ーンテーブルに所定数のコンデンサを供給した後、ター
ンテーブルを停止し、複数のコンデンサに対して同時に
充電と絶縁抵抗測定とを行うバッチ方式とがあるが、い
ずれの方式も充電に長時間が必要であり、充電効率があ
まり良くない。
への充電方法として、直流電圧を連続的に印加する方法
の他に、断続印加する方法が知られている（特開平４−
２５４７６９号公報）。この方法は、間欠送りされるタ
ーンテーブルを用いて特性測定を行う場合に適した充電
方法であり、パーツフィーダから供給された多数のコン
デンサを連続的に特性測定できるという特徴がある。こ
のようなターンテーブルを用いた絶縁抵抗測定方法に
は、複数の充電領域を通過して充電を終えたコンデンサ
に対して、１個ずつ絶縁抵抗を測定する連続方式と、タ
ーンテーブルに所定数のコンデンサを供給した後、ター
ンテーブルを停止し、複数のコンデンサに対して同時に
充電と絶縁抵抗測定とを行うバッチ方式とがあるが、い
ずれの方式も充電に長時間が必要であり、充電効率があ
まり良くない。
【０００５】しかしながら、本発明者は、コンデンサへ
の直流電圧の断続印加について鋭意研究を重ねた結果、
断続印加であっても、ある条件の下では連続印加と同様
な効果を持つこと、つまり、断続印加の場合も、連続印
加と同様の充電特性を持ち、たとえ電圧印加が途切れた
瞬間があっても、短い期間であれば、充電は進むという
事実を発見した。
の直流電圧の断続印加について鋭意研究を重ねた結果、
断続印加であっても、ある条件の下では連続印加と同様
な効果を持つこと、つまり、断続印加の場合も、連続印
加と同様の充電特性を持ち、たとえ電圧印加が途切れた
瞬間があっても、短い期間であれば、充電は進むという
事実を発見した。
【０００６】図１，図２は、セラミックコンデンサに直
流電圧を連続印加した場合と断続印加した場合における
電流値の変化を正確に測定し、その電流値と時間とを対
数電流−対数時間の座標にプロットしたものである。す
なわち、連続印加の場合には、図１のように印加開始ｔ
0 から微小期間はほぼ一定の大きな電流が流れるが、
それに続く遷移期間で急激に電流値が低下し、その
後、ある傾きを持った線形の充電特性で電流が低下し
た。この線形の充電特性は、充電開始から１分〜２分
後まで持続していた。
流電圧を連続印加した場合と断続印加した場合における
電流値の変化を正確に測定し、その電流値と時間とを対
数電流−対数時間の座標にプロットしたものである。す
なわち、連続印加の場合には、図１のように印加開始ｔ
0 から微小期間はほぼ一定の大きな電流が流れるが、
それに続く遷移期間で急激に電流値が低下し、その
後、ある傾きを持った線形の充電特性で電流が低下し
た。この線形の充電特性は、充電開始から１分〜２分
後まで持続していた。
【０００７】一方、断続印加の場合には、図２のように
１回目の電圧印加の特性，，は連続印加時と全く
同様である。その後、時刻ｔa で一旦電圧印加を中止
し、アースへ放電した後、時刻ｔb で２回目の電圧印加
を行うと、最初はのように急激に電流値が高くなる
が、その後、急激に低下して線形の充電特性に安定す
る。図２の横軸は対数時間であるため、の頂部の特性
は明確には現れていないが、実際にはと同様な水平部
とと同様な遷移期間とで構成されている。また、線形
の充電特性は１回目の電圧印加時の線形の充電特性
の延長線上にあることが分かった。その後、電圧の断続
印加を繰り返しても、上記〜と同様の特性が繰り返
され、線形の充電特性，の延長線上に安定する。な
お、印加電圧は連続印加も断続印加も同一電圧とした。
１回目の電圧印加の特性，，は連続印加時と全く
同様である。その後、時刻ｔa で一旦電圧印加を中止
し、アースへ放電した後、時刻ｔb で２回目の電圧印加
を行うと、最初はのように急激に電流値が高くなる
が、その後、急激に低下して線形の充電特性に安定す
る。図２の横軸は対数時間であるため、の頂部の特性
は明確には現れていないが、実際にはと同様な水平部
とと同様な遷移期間とで構成されている。また、線形
の充電特性は１回目の電圧印加時の線形の充電特性
の延長線上にあることが分かった。その後、電圧の断続
印加を繰り返しても、上記〜と同様の特性が繰り返
され、線形の充電特性，の延長線上に安定する。な
お、印加電圧は連続印加も断続印加も同一電圧とした。
【０００８】印加開始から一定時間Ｔを経た時点ｔ3 の
電流値ｉ3 を計測すると、連続印加時も断続印加時も電
流値ｉ3 は同一であった。つまり、直流電圧を断続印加
した場合であっても、断続印加におけるＯＦＦ時間（ｔ
a 〜ｔb ）が短い期間（例えば数百ｍ秒以下）であれ
ば、連続印加により充電した時と同様の結果となった。
本発明者らの実験によると、０．０１μＦ以上の容量値
を有するコンデンサであれば、断続印加のＯＦＦ時間を
５００ｍ秒以下とすれば、連続印加時と同様な結果が得
られた。
電流値ｉ3 を計測すると、連続印加時も断続印加時も電
流値ｉ3 は同一であった。つまり、直流電圧を断続印加
した場合であっても、断続印加におけるＯＦＦ時間（ｔ
a 〜ｔb ）が短い期間（例えば数百ｍ秒以下）であれ
ば、連続印加により充電した時と同様の結果となった。
本発明者らの実験によると、０．０１μＦ以上の容量値
を有するコンデンサであれば、断続印加のＯＦＦ時間を
５００ｍ秒以下とすれば、連続印加時と同様な結果が得
られた。
【０００９】上記充電特性について検討してみると、次
のような事実が判明した。すなわち、コンデンサの等価
回路は、図３のように容量Ｃ0 、内部抵抗ｒ、絶縁抵抗
Ｒ0、誘電分極成分Ｄで構成されているが、図１，図２
の非線形的な充電特性，は容量Ｃ0 の充電領域であ
るのに対し、線形的な充電特性は誘電分極成分Ｄの
充電領域であることが判明した。
のような事実が判明した。すなわち、コンデンサの等価
回路は、図３のように容量Ｃ0 、内部抵抗ｒ、絶縁抵抗
Ｒ0、誘電分極成分Ｄで構成されているが、図１，図２
の非線形的な充電特性，は容量Ｃ0 の充電領域であ
るのに対し、線形的な充電特性は誘電分極成分Ｄの
充電領域であることが判明した。
【００１０】ところで、上記のように断続印加を行った
場合、連続印加と同様な結果が得られることが分かった
が、コンデンサへの充電速度には差異がない。そこで、
本発明者は、コンデンサへの直流電圧の断続印加につい
てさらに研究を重ねた結果、ある条件を満たすと、同電
圧を連続印加した時に比べてより高速に充電できる事実
を発見した。このような事実に基づけば、同電圧を連続
印加した時より高速で充電を終了でき、絶縁抵抗の測定
あるいは良否判定を短時間で終了することが可能とな
る。
場合、連続印加と同様な結果が得られることが分かった
が、コンデンサへの充電速度には差異がない。そこで、
本発明者は、コンデンサへの直流電圧の断続印加につい
てさらに研究を重ねた結果、ある条件を満たすと、同電
圧を連続印加した時に比べてより高速に充電できる事実
を発見した。このような事実に基づけば、同電圧を連続
印加した時より高速で充電を終了でき、絶縁抵抗の測定
あるいは良否判定を短時間で終了することが可能とな
る。
【００１１】本発明は上記のような知見に基づいてなさ
れたもので、その目的は、コンデンサに直流電圧を断続
的に印加した場合に、高速に充電できるコンデンサの充
電方法を提供することにある。
れたもので、その目的は、コンデンサに直流電圧を断続
的に印加した場合に、高速に充電できるコンデンサの充
電方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、コンデンサに直流電圧を断続的に印加す
ることにより、コンデンサに充電する方法であって、先
の印加時の電圧Ｅ1 を後続の印加時の電圧Ｅ2 より大き
くしたものである。
め、本発明は、コンデンサに直流電圧を断続的に印加す
ることにより、コンデンサに充電する方法であって、先
の印加時の電圧Ｅ1 を後続の印加時の電圧Ｅ2 より大き
くしたものである。
【００１３】本発明者らは、断続印加時における印加電
圧を種々変更したところ、図４に示されるような結果が
得られた。つまり、図１の連続印加、図２の断続印加で
は共に定格電圧Ｅ0 を印加したものであるが、図４では
１回目の印加電圧Ｅ1 を定格電圧より高くし、２回目の
印加電圧Ｅ2 を定格電圧としたものである。
圧を種々変更したところ、図４に示されるような結果が
得られた。つまり、図１の連続印加、図２の断続印加で
は共に定格電圧Ｅ0 を印加したものであるが、図４では
１回目の印加電圧Ｅ1 を定格電圧より高くし、２回目の
印加電圧Ｅ2 を定格電圧としたものである。
【００１４】図４において、１回目の電圧印加の特性
〜は図１，図２とほぼ同様であるが、２回目の電圧印
加の特性では、最初にのように電流値が高くなった
後、急激に低下して線形の充電特性に安定する。線形
の特性の電流値は図２における線形の特性より低
い。つまり、特性は特性の延長線上にはないのであ
る。なお、３回目の電圧印加（電圧＝Ｅ2 ）を行うと、
線形の特性の延長線上に安定した。
〜は図１，図２とほぼ同様であるが、２回目の電圧印
加の特性では、最初にのように電流値が高くなった
後、急激に低下して線形の充電特性に安定する。線形
の特性の電流値は図２における線形の特性より低
い。つまり、特性は特性の延長線上にはないのであ
る。なお、３回目の電圧印加（電圧＝Ｅ2 ）を行うと、
線形の特性の延長線上に安定した。
【００１５】ところで、図４の〜の充電特性は、１
回目の電圧印加から２回目の電圧印加までの期間（ｔa
〜ｔb ）にアースに放電した場合であり、Ｃ0 （図３参
照）に蓄えられた電荷が一旦ほぼ０になり、次に電圧Ｅ
2 を印加すると、〜〜と似た特性、つまり〜
のような特性で充電される。これに対し、１回目の電圧
印加から２回目の電圧印加までの間の期間（ｔa 〜
ｔb ）を開放（オープン）状態とした場合には、図５に
’〜’に示すような充電特性となる。その理由は、
Ｅ1 ＞Ｅ2 のため、電圧Ｅ2 を印加したとき、Ｃ0 に蓄
えられていた電荷が一旦逆流するからである。そのた
め、電流値はマイナス〜０近傍〜充電曲線となり、’
〜’のような特性となる。図４，図５から明らかなよ
うに、放電した場合の方が充電特性に早く乗るという
利点があり、一方、開放した場合には、放電に比べてア
ースに接続するという一工程を省くことができるという
利点がある。
回目の電圧印加から２回目の電圧印加までの期間（ｔa
〜ｔb ）にアースに放電した場合であり、Ｃ0 （図３参
照）に蓄えられた電荷が一旦ほぼ０になり、次に電圧Ｅ
2 を印加すると、〜〜と似た特性、つまり〜
のような特性で充電される。これに対し、１回目の電圧
印加から２回目の電圧印加までの間の期間（ｔa 〜
ｔb ）を開放（オープン）状態とした場合には、図５に
’〜’に示すような充電特性となる。その理由は、
Ｅ1 ＞Ｅ2 のため、電圧Ｅ2 を印加したとき、Ｃ0 に蓄
えられていた電荷が一旦逆流するからである。そのた
め、電流値はマイナス〜０近傍〜充電曲線となり、’
〜’のような特性となる。図４，図５から明らかなよ
うに、放電した場合の方が充電特性に早く乗るという
利点があり、一方、開放した場合には、放電に比べてア
ースに接続するという一工程を省くことができるという
利点がある。
【００１６】このように、１回目の電圧印加による充電
特性〜は定格電圧による充電特性とほぼ同様である
が、２回目の電圧印加Ｅ2 による充電電流は定格電圧に
よる充電電流に比べて大きく低下した。つまり、連続印
加より急速に充電が進んだのである。したがって、定格
電圧による連続印加や断続印加では、所定の電流値ｉ3
に到達するまでｔ3 時間が必要であったのに対し、上記
のような印加電圧を変えた断続印加では所要時間がｔ4
で済み、充電時間を短縮できた。
特性〜は定格電圧による充電特性とほぼ同様である
が、２回目の電圧印加Ｅ2 による充電電流は定格電圧に
よる充電電流に比べて大きく低下した。つまり、連続印
加より急速に充電が進んだのである。したがって、定格
電圧による連続印加や断続印加では、所定の電流値ｉ3
に到達するまでｔ3 時間が必要であったのに対し、上記
のような印加電圧を変えた断続印加では所要時間がｔ4
で済み、充電時間を短縮できた。
【００１７】先の印加電圧Ｅ1 と後の印加電圧Ｅ2 との
比率について検討したところ、Ｅ1／Ｅ2 ≧１．２とし
た場合に明瞭な効果が現れることが分かった。特に、Ｅ
1 ／Ｅ2 ≧２とした場合には、Ｅ1 ＝Ｅ2 の場合に比べ
て数倍の速度で充電が進み、充電時間を大幅に短縮でき
た。
比率について検討したところ、Ｅ1／Ｅ2 ≧１．２とし
た場合に明瞭な効果が現れることが分かった。特に、Ｅ
1 ／Ｅ2 ≧２とした場合には、Ｅ1 ＝Ｅ2 の場合に比べ
て数倍の速度で充電が進み、充電時間を大幅に短縮でき
た。
【００１８】３回目の電圧印加（電圧＝Ｅ2 ）の場合、
ｔc 〜ｔd の期間にアースに放電すると、図４のように
高い電流値から急激に低下する特性を有するが、ｔc 〜
ｔdの期間を開放期間とすると、図５のように放電の場
合に比べて初期電流値が低いが同様のカーブを描いて特
性に安定する。これは、放電時にはＣ0 の電荷が放電
するのに対し、開放時にはＣ0 の電荷がＣ1 〜Ｃn に移
動するためであると考えられる。そのため、放電時に比
べて開放時の方が充電特性に乗る時間が短くなるとい
う特徴がある。
ｔc 〜ｔd の期間にアースに放電すると、図４のように
高い電流値から急激に低下する特性を有するが、ｔc 〜
ｔdの期間を開放期間とすると、図５のように放電の場
合に比べて初期電流値が低いが同様のカーブを描いて特
性に安定する。これは、放電時にはＣ0 の電荷が放電
するのに対し、開放時にはＣ0 の電荷がＣ1 〜Ｃn に移
動するためであると考えられる。そのため、放電時に比
べて開放時の方が充電特性に乗る時間が短くなるとい
う特徴がある。
【００１９】本発明において、ｔa 〜ｔb ，ｔc 〜ｔd
の期間中に放電する場合、アースに放電する代わりに、
Ｅ2 より小さい電圧を印加してもよいし、あるいは負の
電圧をかけて電流を逆流させてもよい。いずれの場合
も、アースに放電する場合とほぼ同様の効果を有する。
また、放電（アースへの放電，Ｅ2 より小さい電圧を印
加，負の電圧の印加を含む）する期間は、ｔa 〜ｔb ，
ｔc 〜ｔd の全期間中放電する必要はなく、その期間中
に放電期間が含まれておればよい。すなわち、０＜放電
期間≦ｔa 〜ｔb ，ｔc 〜ｔd
の期間中に放電する場合、アースに放電する代わりに、
Ｅ2 より小さい電圧を印加してもよいし、あるいは負の
電圧をかけて電流を逆流させてもよい。いずれの場合
も、アースに放電する場合とほぼ同様の効果を有する。
また、放電（アースへの放電，Ｅ2 より小さい電圧を印
加，負の電圧の印加を含む）する期間は、ｔa 〜ｔb ，
ｔc 〜ｔd の全期間中放電する必要はなく、その期間中
に放電期間が含まれておればよい。すなわち、０＜放電
期間≦ｔa 〜ｔb ，ｔc 〜ｔd
【００２０】本発明によれば、連続印加方式のように測
定装置（例えばターンテーブル）を長期間止めておく必
要がなく、コンデンサを間欠搬送しながら絶縁抵抗を測
定できるので、設備能力を向上させることができるとい
う利点がある。特に、ターンテーブルを有する測定装置
を用いた場合には、充電領域を小さくでき、測定用端子
数を減らすことができる。
定装置（例えばターンテーブル）を長期間止めておく必
要がなく、コンデンサを間欠搬送しながら絶縁抵抗を測
定できるので、設備能力を向上させることができるとい
う利点がある。特に、ターンテーブルを有する測定装置
を用いた場合には、充電領域を小さくでき、測定用端子
数を減らすことができる。
【００２１】また、先の印加電圧Ｅ1 を高くすると、電
圧Ｅ1 の印加時間Ｔ1 を短縮しても、同様な効果が得ら
れることがわかった。つまり、先の印加電圧Ｅ1 の印加
時間Ｔ1 を後の印加電圧Ｅ2 の印加時間Ｔ2 より短くし
ても、上記と同様な効果が得られ、充電時間を一層短縮
することが可能となった。この効果は、ターンテーブル
に所定数のコンデンサを供給した後、ターンテーブルを
停止し、複数のコンデンサに対して同時に充電と絶縁抵
抗測定を行うバッチ方式について、処理能力を向上させ
ることができるという点で有効である。この場合、先の
印加期間Ｔ1 は、容量Ｃ0 の充電期間1)と遷移期間2)と
の和以上とするのが望ましく、またコンデンサを短時間
に測定するという要請から１００ｍ秒以下とするのが望
ましい。
圧Ｅ1 の印加時間Ｔ1 を短縮しても、同様な効果が得ら
れることがわかった。つまり、先の印加電圧Ｅ1 の印加
時間Ｔ1 を後の印加電圧Ｅ2 の印加時間Ｔ2 より短くし
ても、上記と同様な効果が得られ、充電時間を一層短縮
することが可能となった。この効果は、ターンテーブル
に所定数のコンデンサを供給した後、ターンテーブルを
停止し、複数のコンデンサに対して同時に充電と絶縁抵
抗測定を行うバッチ方式について、処理能力を向上させ
ることができるという点で有効である。この場合、先の
印加期間Ｔ1 は、容量Ｃ0 の充電期間1)と遷移期間2)と
の和以上とするのが望ましく、またコンデンサを短時間
に測定するという要請から１００ｍ秒以下とするのが望
ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】図６は本発明方法を実施するため
の電流測定装置の一例を示す。この測定装置は、本願出
願人が特願平７−２９３４４２号で提案したものであ
る。この測定装置は、直流測定電源１０ａ，１０ｂ、ス
イッチ１１、被測定物であるコンデンサ１２、制限抵抗
１３、対数増幅器１４、計測用アンプ１５、Ａ／Ｄ変換
器１６，１８、演算処理回路（ＣＰＵ）１７を備えてい
る。充電初期は計測用アンプ１５で電流値を計測し、所
定の閾値で対数増幅器１４に切り換え、それ以後は対数
増幅器１４で電流値を計測する。この測定装置は、コン
デンサ１２の充電電流が幅広いレンジで変化しても正確
に測定することができるので、従来の測定装置では計測
困難であった充電初期から充電終期までの電流値を連続
的に計測できる。
の電流測定装置の一例を示す。この測定装置は、本願出
願人が特願平７−２９３４４２号で提案したものであ
る。この測定装置は、直流測定電源１０ａ，１０ｂ、ス
イッチ１１、被測定物であるコンデンサ１２、制限抵抗
１３、対数増幅器１４、計測用アンプ１５、Ａ／Ｄ変換
器１６，１８、演算処理回路（ＣＰＵ）１７を備えてい
る。充電初期は計測用アンプ１５で電流値を計測し、所
定の閾値で対数増幅器１４に切り換え、それ以後は対数
増幅器１４で電流値を計測する。この測定装置は、コン
デンサ１２の充電電流が幅広いレンジで変化しても正確
に測定することができるので、従来の測定装置では計測
困難であった充電初期から充電終期までの電流値を連続
的に計測できる。
【００２３】上記スイッチ１１はＣＰＵ１７によって所
定時間おきに切り換えられ、コンデンサ１２には何れか
一方の直流測定電源１０ａ，１０ｂから直流電圧が断続
印加される。電源１０ｂの電圧Ｅ2 は定格電圧（ここで
は２５ボルト）に設定され、電源１０ａの電圧Ｅ1 は電
圧Ｅ2 より高く設定されている。なお、電圧Ｅ1 印加と
電圧Ｅ2 印加との切換の間でアースに放電する場合に
は、接点１１ａと１１ｂの間にアースに接続された接点
１１ｃを設ければよい。また、電圧Ｅ1 の印加と電圧Ｅ
2 の印加との間で開放する場合には、接点１１ｃは不要
である。
定時間おきに切り換えられ、コンデンサ１２には何れか
一方の直流測定電源１０ａ，１０ｂから直流電圧が断続
印加される。電源１０ｂの電圧Ｅ2 は定格電圧（ここで
は２５ボルト）に設定され、電源１０ａの電圧Ｅ1 は電
圧Ｅ2 より高く設定されている。なお、電圧Ｅ1 印加と
電圧Ｅ2 印加との切換の間でアースに放電する場合に
は、接点１１ａと１１ｂの間にアースに接続された接点
１１ｃを設ければよい。また、電圧Ｅ1 の印加と電圧Ｅ
2 の印加との間で開放する場合には、接点１１ｃは不要
である。
【００２４】スイッチ１１をＯＮ／ＯＦＦさせる時間間
隔は一定である必要はない。例えば、２回目のＯＮ時間
Ｔ1 を１回目のＯＮ時間Ｔ2 より長くしてもよいし、１
回目のＯＮ時間Ｔ1 を２回目のＯＮ時間Ｔ2 より長くし
てもよい。さらに３回以上印加する場合には、各回のＯ
Ｎ時間を変えてもよい。なお、本発明方法は図６の測定
装置を用いる必要性はなく、コンデンサへ異なる電圧を
断続印加できるものであれば、他のいかなる装置を用い
てもよい。
隔は一定である必要はない。例えば、２回目のＯＮ時間
Ｔ1 を１回目のＯＮ時間Ｔ2 より長くしてもよいし、１
回目のＯＮ時間Ｔ1 を２回目のＯＮ時間Ｔ2 より長くし
てもよい。さらに３回以上印加する場合には、各回のＯ
Ｎ時間を変えてもよい。なお、本発明方法は図６の測定
装置を用いる必要性はなく、コンデンサへ異なる電圧を
断続印加できるものであれば、他のいかなる装置を用い
てもよい。
【００２５】次に、図２のように定格電圧（２５ボル
ト）を２回断続印加した場合Ａと、図７のように異なる
直流電圧Ｅ1 ，Ｅ2 を断続印加した場合Ｂ，Ｃの充電特
性を図８に示す。ここでは、コンデンサとして積層セラ
ミックコンデンサを用い、初期充電電流を５０ｍアンペ
アとした。なお、実験Ａ〜Ｃにおいて、１回目の印加
（ＯＮ）時間Ｔ1 ＝２０ｍ秒、放電時間ＴOFF ＝２０ｍ
秒、２回目の印加（ＯＮ）時間Ｔ2 ＝１秒とし、各電圧
は以下のようにした。
ト）を２回断続印加した場合Ａと、図７のように異なる
直流電圧Ｅ1 ，Ｅ2 を断続印加した場合Ｂ，Ｃの充電特
性を図８に示す。ここでは、コンデンサとして積層セラ
ミックコンデンサを用い、初期充電電流を５０ｍアンペ
アとした。なお、実験Ａ〜Ｃにおいて、１回目の印加
（ＯＮ）時間Ｔ1 ＝２０ｍ秒、放電時間ＴOFF ＝２０ｍ
秒、２回目の印加（ＯＮ）時間Ｔ2 ＝１秒とし、各電圧
は以下のようにした。
【００２６】
【表１】
【００２７】図８から明らかなように、１回目の電圧印
加時の充電特性はＡ〜Ｃともほぼ同様であるが、２回目
の電圧印加時には、充電電流値がＡ＞Ｂ＞Ｃの関係とな
り、Ｃの場合に最も充電が進んでいる。Ｂの場合も、Ａ
に比べると充電が進んでいる。充電電流値が１×１０-7
アンペア以下に低下する所要時間は、Ａでは約０．８
秒、Ｂでは約０．４秒、Ｃでは約０．１６秒となり、
Ｂ，ＣではＡより高速充電されたことがわかる。
加時の充電特性はＡ〜Ｃともほぼ同様であるが、２回目
の電圧印加時には、充電電流値がＡ＞Ｂ＞Ｃの関係とな
り、Ｃの場合に最も充電が進んでいる。Ｂの場合も、Ａ
に比べると充電が進んでいる。充電電流値が１×１０-7
アンペア以下に低下する所要時間は、Ａでは約０．８
秒、Ｂでは約０．４秒、Ｃでは約０．１６秒となり、
Ｂ，ＣではＡより高速充電されたことがわかる。
【００２８】本発明者は、Ｅ1 ／Ｅ2 ＞２とした場合に
ついて更に実験を重ねた結果、Ｅ1／Ｅ2 を大きくする
につれて充電速度が増していることが分かった。また、
１回目および２回目の印加電圧を共に定格電圧より大き
くした場合、１回目と２回目の印加電圧が同一電圧であ
る限り、図２と同様な特性しか得られないことも分かっ
た。
ついて更に実験を重ねた結果、Ｅ1／Ｅ2 を大きくする
につれて充電速度が増していることが分かった。また、
１回目および２回目の印加電圧を共に定格電圧より大き
くした場合、１回目と２回目の印加電圧が同一電圧であ
る限り、図２と同様な特性しか得られないことも分かっ
た。
【００２９】また、１回目の印加時間Ｔ1 を２回目の印
加時間Ｔ2 より短くしても、同様な効果が得られること
を確認した。したがって、充電時間をさらに短縮するこ
とが可能となる。ただし、時間Ｔ1 はコンデンサの容量
によって変わり、最低限次の条件を確保しなければなら
ない。 Ｃ0 の充電期間＋遷移期間≦Ｔ1 また、積層セラミックコンデンサの場合、短時間に絶縁
抵抗を測定するという要請から、その上限値は次の条件
を満足することが望ましい。 Ｔ1 ≦１００ｍｓ なお、時間Ｔ2 は要求される被測定物の処理能力から任
意に決定すればよい。
加時間Ｔ2 より短くしても、同様な効果が得られること
を確認した。したがって、充電時間をさらに短縮するこ
とが可能となる。ただし、時間Ｔ1 はコンデンサの容量
によって変わり、最低限次の条件を確保しなければなら
ない。 Ｃ0 の充電期間＋遷移期間≦Ｔ1 また、積層セラミックコンデンサの場合、短時間に絶縁
抵抗を測定するという要請から、その上限値は次の条件
を満足することが望ましい。 Ｔ1 ≦１００ｍｓ なお、時間Ｔ2 は要求される被測定物の処理能力から任
意に決定すればよい。
【００３０】図９に本発明方法を用いた良否判定方法に
ついて説明する。まず、異なる電圧Ｅ1 ，Ｅ2 ・・・を
用いた断続印加を行う（ステップＳ１）。次に、電圧印
加開始からの経過時間ｔが所定時間ｔｃを経過したか否
かを判定する（ステップＳ２）。この時間ｔｃは、断続
印加によって充電電流がしきい値ｉｃに到達するまでの
基準時間であり、例えば１秒〜１０秒程度に設定され
る。所定時間ｔｃが経過していない場合は、断続印加を
繰り返す。所定時間ｔｃが経過した後、電流値ｉ（ｔ）
を測定し（ステップＳ３）、この電流値ｉ（ｔ）を良否
を判定すべきしきい値ｉｃと比較する（ステップＳ
４）。ｉ（ｔ）＜ｉｃの場合は、充電が十分に進行して
いるので良品と判定し（ステップＳ５）、ｉ（ｔ）≧ｉ
ｃの場合は、十分に充電が進行していないので、不良品
と判定する（ステップＳ６）。
ついて説明する。まず、異なる電圧Ｅ1 ，Ｅ2 ・・・を
用いた断続印加を行う（ステップＳ１）。次に、電圧印
加開始からの経過時間ｔが所定時間ｔｃを経過したか否
かを判定する（ステップＳ２）。この時間ｔｃは、断続
印加によって充電電流がしきい値ｉｃに到達するまでの
基準時間であり、例えば１秒〜１０秒程度に設定され
る。所定時間ｔｃが経過していない場合は、断続印加を
繰り返す。所定時間ｔｃが経過した後、電流値ｉ（ｔ）
を測定し（ステップＳ３）、この電流値ｉ（ｔ）を良否
を判定すべきしきい値ｉｃと比較する（ステップＳ
４）。ｉ（ｔ）＜ｉｃの場合は、充電が十分に進行して
いるので良品と判定し（ステップＳ５）、ｉ（ｔ）≧ｉ
ｃの場合は、十分に充電が進行していないので、不良品
と判定する（ステップＳ６）。
【００３１】なお、本発明方法によりコンデンサの充電
を行った後、絶縁抵抗を測定するか、あるいは所定時間
充電した後の電流値をしきい値と比較することにより良
否を判定するかは限定されない。
を行った後、絶縁抵抗を測定するか、あるいは所定時間
充電した後の電流値をしきい値と比較することにより良
否を判定するかは限定されない。
【００３２】図１０は本発明方法を用いた特性測定・選
別装置の一具体例を示す。２０はターンテーブルであ
り、ターンテーブル２０は矢印方向に１ピッチずつ間欠
的に回転する。ターンテーブル２０の周囲には、被測定
物であるチップ型コンデンサを１個ずつ保持できる複数
の保持部２１が等ピッチ間隔で設けられている。ターン
テーブル２０の周囲には、コンデンサをターンテーブル
２０へ供給する供給部２２、容量測定部２３、本発明が
実施される充電部２４、充電電流を測定するＩＲ測定部
２５、放電部２６、取出部２７等が設けられており、供
給部２２にはコンデンサを１個ずつターンテーブル２０
へ送り込むパーツフィーダなどの供給装置２８が配置さ
れている。
別装置の一具体例を示す。２０はターンテーブルであ
り、ターンテーブル２０は矢印方向に１ピッチずつ間欠
的に回転する。ターンテーブル２０の周囲には、被測定
物であるチップ型コンデンサを１個ずつ保持できる複数
の保持部２１が等ピッチ間隔で設けられている。ターン
テーブル２０の周囲には、コンデンサをターンテーブル
２０へ供給する供給部２２、容量測定部２３、本発明が
実施される充電部２４、充電電流を測定するＩＲ測定部
２５、放電部２６、取出部２７等が設けられており、供
給部２２にはコンデンサを１個ずつターンテーブル２０
へ送り込むパーツフィーダなどの供給装置２８が配置さ
れている。
【００３３】上記充電部２４は複数の段階に別れてお
り、例えば前半の部分２４ａの印加電圧がＥ1 、後半の
部分２４ｂの印加電圧がＥ2 となっている。ここでは、
各部分２４ａ，２４ｂがそれぞれ複数回の電圧印加で構
成された場合を示しているが、それぞれ１回のみの電圧
印加でもよい。
り、例えば前半の部分２４ａの印加電圧がＥ1 、後半の
部分２４ｂの印加電圧がＥ2 となっている。ここでは、
各部分２４ａ，２４ｂがそれぞれ複数回の電圧印加で構
成された場合を示しているが、それぞれ１回のみの電圧
印加でもよい。
【００３４】従来の場合には、コンデンサをターンテー
ブル上で長時間充電しなければならないため、充電領域
を広くとる必要があり、ターンテーブル自体が大型化し
ていたが、本発明方法を用いた場合には、コンデンサを
高速充電できるので、充電領域２４を広くとる必要がな
く、ターンテーブル２０を小型化できるとともに、測定
端子数を削減でき、コスト低減が図れる。また、充電領
域であった部分を特性測定などの他の用途に用いること
が可能である。
ブル上で長時間充電しなければならないため、充電領域
を広くとる必要があり、ターンテーブル自体が大型化し
ていたが、本発明方法を用いた場合には、コンデンサを
高速充電できるので、充電領域２４を広くとる必要がな
く、ターンテーブル２０を小型化できるとともに、測定
端子数を削減でき、コスト低減が図れる。また、充電領
域であった部分を特性測定などの他の用途に用いること
が可能である。
【００３５】なお、本発明はセラミックコンデンサに限
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、他の
コンデンサの充電にも用いることが可能である。また、
本発明による電圧印加パターンには種々のパターンが考
えられ、先の電圧印加Ｅ1 と後の電圧印加Ｅ2 の回数
は、それぞれ１回に限らず、それぞれ複数回であっても
よい。例えば、１回目の印加電圧Ｅ1 、２回目の印加電
圧Ｅ2 （Ｅ1 ＞Ｅ2 ）、３回目の印加電圧Ｅ1 、４回目
の印加電圧Ｅ2 のように、大小の電圧印加を複数回繰り
返してもよいし、１回目の印加電圧Ｅ1 、２回目の印加
電圧Ｅ2 、３回目の印加電圧Ｅ3 の関係をＥ1 ＞Ｅ2 ＞
Ｅ3 としてもよい。いずれにしても、大きな電圧印加の
後に小さな電圧印加を行うことにより、充電が加速され
るので、大電圧印加の後に小電圧印加という段階を含む
ものであればよい。
らず、電解コンデンサやフィルムコンデンサなど、他の
コンデンサの充電にも用いることが可能である。また、
本発明による電圧印加パターンには種々のパターンが考
えられ、先の電圧印加Ｅ1 と後の電圧印加Ｅ2 の回数
は、それぞれ１回に限らず、それぞれ複数回であっても
よい。例えば、１回目の印加電圧Ｅ1 、２回目の印加電
圧Ｅ2 （Ｅ1 ＞Ｅ2 ）、３回目の印加電圧Ｅ1 、４回目
の印加電圧Ｅ2 のように、大小の電圧印加を複数回繰り
返してもよいし、１回目の印加電圧Ｅ1 、２回目の印加
電圧Ｅ2 、３回目の印加電圧Ｅ3 の関係をＥ1 ＞Ｅ2 ＞
Ｅ3 としてもよい。いずれにしても、大きな電圧印加の
後に小さな電圧印加を行うことにより、充電が加速され
るので、大電圧印加の後に小電圧印加という段階を含む
ものであればよい。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、先の印加電圧Ｅ1 を後続の印加電圧Ｅ2 より大
きくなるようにコンデンサに直流電圧を断続的に印加し
たので、非印加期間の間に充電が急速に進行し、同電圧
を連続して印加したときよりも高速で充電することがで
きる。その結果、絶縁抵抗測定や良否判定を高速で終了
でき、測定能力を大幅に向上させることができるという
効果がある。
よれば、先の印加電圧Ｅ1 を後続の印加電圧Ｅ2 より大
きくなるようにコンデンサに直流電圧を断続的に印加し
たので、非印加期間の間に充電が急速に進行し、同電圧
を連続して印加したときよりも高速で充電することがで
きる。その結果、絶縁抵抗測定や良否判定を高速で終了
でき、測定能力を大幅に向上させることができるという
効果がある。
【図１】コンデンサに直流電圧を連続印加した時の充電
特性図である。
特性図である。
【図２】コンデンサに直流電圧を断続印加した時の充電
特性図である。
特性図である。
【図３】コンデンサの等価回路図である。
【図４】本発明方法にしたがってコンデンサに直流電圧
を断続印加（放電）した時の充電特性図である。
を断続印加（放電）した時の充電特性図である。
【図５】本発明方法にしたがってコンデンサに直流電圧
を断続印加（開放）した時の充電特性図である。
を断続印加（開放）した時の充電特性図である。
【図６】電流測定装置の一例の回路図である。
【図７】断続印加方法の一例を示す図である。
【図８】図７の断続印加を行った時の実際の充電特性図
である。
である。
【図９】本発明による充電方法を用いた良品判別方法の
フローチャート図である。
フローチャート図である。
【図１０】本発明方法を用いた特性測定・選別装置の一
例の平面図である。
例の平面図である。
１０ａ，１０ｂ 直流測定電源 １１ スイッチ １２ コンデンサ １４ 対数増幅器 １５ 計測用アンプ １６，１８ Ａ／Ｄ変換器 １７ ＣＰＵ ２０ ターンテーブル ２４，２４ａ，２４ｂ 充電部 ２５ ＩＲ測定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/00 G01R 27/00 - 27/32 H01G 13/00 H02J 1/00
Claims (6)
- 【請求項１】コンデンサに直流電圧を断続的に印加する
ことにより、コンデンサに充電する方法であって、 先の印加時の電圧Ｅ1 を後続の印加時の電圧Ｅ2 より大
きくしたことを特徴とするコンデンサの充電方法。 - 【請求項２】先の印加電圧Ｅ1 を後の印加電圧Ｅ2 の
１．２倍以上としたことを特徴とする請求項１に記載の
コンデンサの充電方法。 - 【請求項３】先の印加電圧Ｅ1 の印加時間Ｔ1 を後の印
加電圧Ｅ2 の印加時間Ｔ2 より短くしたことを特徴とす
る請求項１または２に記載のコンデンサの充電方法。 - 【請求項４】先の印加時間Ｔ1 と後の印加時間Ｔ2 との
間の期間に、アースへの放電期間が存在することを特徴
とする請求項１ないし３のいずれかに記載のコンデンサ
の充電方法。 - 【請求項５】先の印加時間Ｔ1 と後の印加時間Ｔ2 との
間の期間に、後の印加電圧Ｅ2 より小さい電圧、または
負の電圧を印加する期間が存在することを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載のコンデンサの充電方
法。 - 【請求項６】先の印加時間Ｔ1 と後の印加時間Ｔ2 との
間の期間は、開放期間であることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載のコンデンサの充電方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36781697A JP3156658B2 (ja) | 1997-01-06 | 1997-12-25 | コンデンサの充電方法 |
| SG1998003682A SG74658A1 (en) | 1997-12-25 | 1998-09-16 | Capacitor charging method |
| US09/187,598 US6066940A (en) | 1997-01-06 | 1998-11-06 | Capacitor charging method |
| MYPI98005186A MY114608A (en) | 1997-12-25 | 1998-11-14 | Capacitor charging method |
| KR1019980053974A KR100299938B1 (ko) | 1997-12-25 | 1998-12-09 | 커패시터충전방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1202197 | 1997-01-06 | ||
| JP9-12021 | 1997-01-06 | ||
| JP36781697A JP3156658B2 (ja) | 1997-01-06 | 1997-12-25 | コンデンサの充電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246746A JPH10246746A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3156658B2 true JP3156658B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=26347554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36781697A Expired - Lifetime JP3156658B2 (ja) | 1997-01-06 | 1997-12-25 | コンデンサの充電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156658B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4336006B2 (ja) * | 1999-10-18 | 2009-09-30 | 日置電機株式会社 | 製品検査ライン用の絶縁抵抗計 |
| JP4008173B2 (ja) | 2000-01-25 | 2007-11-14 | 株式会社 東京ウエルズ | 蓄電器の絶縁抵抗測定方法および絶縁抵抗測定装置 |
| US7471068B2 (en) * | 2006-11-03 | 2008-12-30 | Ivus Industries, Llc | Ultra-fast ultracapacitor charging method and charger |
| CN104515916B (zh) * | 2013-09-30 | 2017-09-26 | 无锡村田电子有限公司 | 电容器的检测筛选方法 |
| JP7243175B2 (ja) * | 2018-12-20 | 2023-03-22 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサの良否判定装置およびその良否判定方法 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP36781697A patent/JP3156658B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10246746A (ja) | 1998-09-14 |
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