JP4728498B2 - Capacitor testing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサに対して特性試験、信頼性試験、破壊試験などの試験を行うコンデンサ試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子回路において高周波用途に用いられるコンデンサでは、その特性や信頼性、寿命等に関して、高周波による温度上昇、劣化、破壊等を調べる試験が行われている。このような試験を行う方法としては、従来、試験対象となるコンデンサに高周波電源及び各種の測定器を接続し、コンデンサに対して直接に高周波電力を印加する試験方法が用いられている。
【0003】
これに対して、近年、高周波用途に用いられるコンデンサとして、さらに高周波かつ高電圧での用途に用いるコンデンサの開発と利用が進められている。このようなコンデンサに対して試験を行う場合、高周波電源のみでコンデンサに電力を直接印加する従来の方法では、コンデンサに要求されている高周波かつ高電圧での特性等について充分に試験することが難しくなっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
コンデンサに試験電力を印加して行う他の試験方法として、試験対象となるコンデンサに対して高周波電力を直接印加せずに、共振用のコイルを用いる方法がある。この試験方法では、コンデンサにコイルを直列に接続して直列共振回路を構成し、この共振回路に高周波電力を印加しつつ共振状態を発生させて、コンデンサに対して高周波かつ高電圧の試験電力を印加する。
【0005】
ここで、上述した高周波のコンデンサ試験においては、コンデンサに対して充分に高電圧な試験電力を印加するため、コンデンサ及びコイルからなる直列共振回路に対して、試験が必要な周波数であって、かつ、その共振状態が充分に保持される周波数で高周波電力を印加する必要がある。
【0006】
例えば、コンデンサ試験では、高周波の試験電力を印加して行われる試験時間中に、試験対象であるコンデンサの容量などが変動する。このようにコンデンサの容量が変動すると、コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振周波数が変化して、その共振状態が充分には保持できない場合がある。このとき、コンデンサに印加される高周波電力が高電圧に保たれなくなり、したがって、コンデンサに対して必要な試験を確実に行うことができないという問題を生じる。
【0007】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能なコンデンサ試験装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
コンデンサ試験装置は、(1)試験対象となるコンデンサに直列に接続されて共振回路を構成するコイルと、(2)共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段と、(3)共振回路での共振状態を追尾して、その共振状態が保持されるようにコイルまたは印加電力生成手段を制御する共振制御手段とを備える構成としても良い。
【0009】
上記したコンデンサ試験装置においては、コンデンサの試験時にコンデンサ及びコイルからなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御手段によって自動的に共振状態を追尾することとしている。
【0010】
これにより、試験時間中にコンデンサの容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。このとき、試験対象となるコンデンサに対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【0011】
コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振状態の追尾方法としては、共振制御手段が、印加電力生成手段が印加する試験電力の周波数を制御することによって、共振状態を追尾することが好ましい。このように、共振周波数を利用して共振状態の追尾を行うことにより、高周波回路に用いられている回路素子や技術を応用することができ、装置の回路構成等が簡単化される。
【0012】
また、共振状態の他の追尾方法としては、印加電力生成手段が印加する試験電力の電圧を制御する構成がある。このような方法は、試験電力の周波数と共振周波数とのずれが小さい場合などに有効である。あるいは、コイルのインダクタンスを制御する構成がある。
【0013】
また、印加電力生成手段は、直流電源と、直流電源によって供給された直流電力から生成された試験電力を共振回路に印加するインバータとを有することを特徴とする。このようにインバータを用いることにより、共振回路に対して、商用電源などから低損失で効率的に試験電力を生成して印加することができる。
【0014】
あるいは、印加電力生成手段は、所定の増幅周波数帯域内で設定された周波数の交流電力を増幅して生成された試験電力を共振回路に印加する広帯域電力増幅器を有することを特徴とする。これにより、共振回路に対して、充分に高周波の試験電力を生成して印加することができる。
【0015】
本発明によるコンデンサ試験装置は、(a)試験対象となるコンデンサに直列に接続されて共振回路を構成するコイルを含み、その着脱によってコイルを交換可能に構成されたコイルユニットと、(b)共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段とを備え、コイルユニットは、コイルを内蔵し、装置前面のフロントパネルに設けられたコイル操作部において、装置本体に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする。
【0016】
コンデンサ試験においては、様々なコンデンサに対して広い周波数範囲で特性試験等を行うことを可能とするため、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に対して、より広い周波数範囲及び電圧範囲で試験電力を印加することが望まれている。これに対して、上記のように共振回路を構成するためのコイルを交換可能(着脱可能)なコイルユニットとしておくことによって、試験対象となるコンデンサに対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサの試験を行うことが可能となる。
【0017】
このとき、コイルユニットのセット状態を検出するセット検出手段をさらに備え、印加電力生成手段は、セット検出手段がセット状態不良を検出した場合に、共振回路への試験電力の印加を禁止することが好ましい。これにより、コイルユニットの交換により発生する問題を防止して、装置の安全性を向上することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明によるコンデンサ試験装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【0019】
図1は、本発明によるコンデンサ試験装置の第1実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置1は、試験対象となるコンデンサ11に対して、所望の周波数での高周波の試験電力を充分な高電圧で印加して、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの試験を行うものであり、コイル12と、印加電力生成部2と、共振制御部3と、検出部4と、設定部5とを備えて構成されている。
【0020】
コイル12は、試験対象となるコンデンサ11に直列に接続されて共振回路を構成するための共振用の内蔵コイルである。コイル12の一方の端子12aは、印加電力生成部2を介して試験端子11aに接続されている。また、コイル12の他方の端子12bは、試験端子11bに接続されている。
【0021】
コンデンサの試験時には、図1に示すように、2つの試験端子11a及び11bの間に、試験対象のコンデンサ11が接続される。これにより、コンデンサ11とコイル12とが直列に接続された直列共振回路が構成され、この共振回路を利用して、コンデンサ11への高周波電力の印加が行われる。
【0022】
印加電力生成部2は、上記したようにコイル12の端子12aと、コンデンサ11が接続される試験端子11aとの間に設置されている。印加電力生成部2には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。そして、印加電力生成部2は、その増幅機能などによって所定の周波数及び電圧の試験電力を生成して、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路に印加する。試験電力の周波数や電圧などは、自動でまたは設定部5から入力された設定内容により設定される。
【0023】
これらのコンデンサ11、コイル12、及び印加電力生成部2から構成される共振回路の動作は、共振制御部3によって制御されている。すなわち、共振制御部3は、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路での共振状態を追尾して、その共振状態がコンデンサ試験に充分な範囲内に保持されるように、コイル12または印加電力生成部2の一方または両方を制御する。
【0024】
また、コンデンサ11及びコイル12の直列共振回路で発生する共振状態等についての電気的特性は、検出部4によって検出される。図1に示す構成例における検出部4では、電圧検出部41、電流検出部42、及び周波数検出部43が設けられている。
【0025】
これらの検出部のうち、電圧検出部41は、電力印加に伴うコンデンサ11への印加電圧値を検出する。また、電流検出部42は、電力印加に伴うコンデンサ11への通電電流値を検出する。また、周波数検出部43は、共振状態での共振周波数値を検出する。これらの検出値は、コンデンサ試験の結果判断などに用いられる。
【0026】
図2は、図1に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す正面図である。このコンデンサ試験装置1は、コイル12等を含む共振回路ユニットと、印加電力生成部2等を含むパワーユニットと、共振制御部3、検出部4、及び設定部5等を含むコントロールユニットとを備えている。
【0027】
図2は、コンデンサ試験装置1の前面に設けられたフロントパネルを示している。このフロントパネルは、共振回路ユニットに対応する共振回路パネル100と、共振回路パネル100の下部に設けられ、パワーユニットに対応するパワーパネル200と、共振回路パネル100の上部に設けられ、コントロールユニットに対応するコントロールパネル300とを有する。
【0028】
共振回路パネル100は、コンデンサ設置部110、及びコイル操作部120からなる。コンデンサ設置部110には、試験対象となるコンデンサ11を接続するための試験端子11a、11bが設けられている(図1参照)。また、このコンデンサ設置部110には、試験時にコンデンサ11に触れないようにするためのカバーが設けられる。
【0029】
また、本実施例では、コンデンサ試験の共振回路に用いられるコイル12について、低インダクタンス値を数タップ備え、数タップ分を1ユニットとして、手動による切換が可能なプラグイン方式としている。これにより、タップ間によるコイルのインダクタンスの変更が可能となる一方、試験に用いると決められたコイルについては、固定したインダクタンスとすることができる。
【0030】
これに対応して、コイル操作部120には、共振回路ユニットに内蔵されているコイルのインダクタンスを切り換えるコイル切換タップの6組のコイル端子121が設けられている。これにより、所定の端子間をショートバー122で接続することによって、共振回路に用いるコイルを選択して、そのインダクタンスを変更することが可能となっている。また、このコイル操作部120には、試験時にコイル端子121等に触れないようにするためのカバーが設けられる。
【0031】
コントロールパネル300は、主操作部310、電力操作部320、及び周波数操作部330からなる。
【0032】
主操作部310には、コンデンサ試験を開始する開始スイッチ311と、コンデンサ試験を停止する停止スイッチ312と、装置または共振状態などの異常を表示する異常表示ランプ313とが設けられている。また、主操作部310の左下部には、装置全体の電源をON/OFFする電源スイッチ301が設けられている。
【0033】
また、本実施例では、コンデンサ試験に対して、複数のタイマモードが利用可能となっている。タイマモードとしては、例えば、試験の開始及び停止の両方を手動で指示する手動モード、設定されたタイマ設定時間によって試験の停止を指示するタイマモード、設定されたサイクル時間及びカウンタ設定回数などによって試験電力の印加を繰り返し行うサイクルモードなどがある。これに対応して、主操作部310には、タイマ操作部314と、カウンタ操作部315と、タイマモード切換スイッチ316とが設けられている。
【0034】
タイマ操作部314は、設定されているタイマ設定時間や試験中での経過時間などを表示する表示部と、試験時間となるタイマ設定時間などを設定操作する設定操作部とを有する。また、カウンタ操作部315は、サイクルモードの場合などに用いられるものであり、サイクルの回数などを表示する表示部と、サイクルの回数となるカウンタ設定回数などを設定操作する設定操作部とを有する。また、タイマモード切換スイッチ316は、上記した各タイマモードを切り換える切換手段である。
【0035】
電力操作部320には、電圧検出部41で検出された印加電圧値を表示する電圧表示部321と、電流検出部42で検出された通電電流値を表示する電流表示部322と、電圧設定ボリューム323とが設けられている。
【0036】
電圧設定ボリューム323は、出力電圧を設定するための電圧設定手段であり、その操作により、印加電力生成部2で生成される試験電力の電圧、または、試験電力の生成に用いられる直流信号や交流信号(正弦波信号)などの電圧や振幅を可変に設定または変更する。
【0037】
周波数操作部330には、周波数検出部43で検出された共振周波数値を表示する周波数表示部331が設けられている。
【0038】
また、本実施例では、コンデンサ試験に対して、複数の試験モードが利用可能となっている。試験モードとしては、例えば、自動共振周波数検出追尾モード、手動周波数設定共振モード、手動周波数設定直接印加モードなどがある。これに対応して、周波数操作部330には、周波数設定ボリューム332と、試験モード切換スイッチ333とが設けられている。
【0039】
周波数設定ボリューム332は、手動周波数設定共振モードの場合などに用いられる周波数を設定するための周波数設定手段であり、その操作により、印加電力生成部2で生成される試験電力の周波数、または、試験電力の生成に用いられる交流信号(正弦波信号)の周波数を可変に設定または変更する。また、試験モード切換スイッチ333は、上記した各試験モードを切り換える切換手段である。
【0040】
本実施形態のコンデンサ試験装置においては、試験対象となるコンデンサ11に対して、高周波電力を高周波電源から直接に印加せずに、コンデンサ11にコイル12を直列に接続して直列共振回路を構成し、この共振回路に高周波電力を印加しつつ共振状態を発生させて、コンデンサ11に対して高周波かつ高電圧の試験電力を印加する。さらに、コンデンサ11の試験時にコンデンサ11及びコイル12からなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御部3によってコイル12または印加電力生成部2を制御して、自動的に共振状態を追尾することとしている。
【0041】
これにより、試験時間中にコンデンサ11の容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。このとき、試験対象であるコンデンサ11に対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、コンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【0042】
図3は、コンデンサ試験装置の第2実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置1の構成は、コイル12、印加電力生成部2、検出部4、及び設定部5については、第1実施形態と同様である。
【0043】
また、検出部4に対応して、表示部6が設置されている。図3に示す構成例における表示部6では、電圧表示部61、電流表示部62、及び周波数表示部63が設けられている。
【0044】
これらの表示部のうち、電圧表示部61は、図2の電圧表示部321に対応するものであり、電圧検出部41で検出された印加電圧値を表示する。また、電流表示部62は、図2の電流表示部322に対応するものであり、電流検出部42で検出された通電電流値を表示する。また、周波数表示部63は、図2の周波数表示部331に対応するものであり、周波数検出部43で検出された共振周波数値を表示する。
【0045】
本実施形態によるコンデンサ試験装置1では、試験対象として接続されたコンデンサ11及び共振用の内蔵コイル12からなる共振回路での共振状態の追尾方法として、印加電力生成部2が共振回路に印加する試験電力の周波数を制御する方法を用いている。
【0046】
このような追尾方法を実現するため、共振制御部3は、印加波形生成部31と、印加波形補正部32とを有して構成されている。印加波形生成部31は、コンデンサ試験に必要となる所望の周波数での高周波の交流信号を生成する。生成された交流信号は印加電力生成部2へと出力され、印加電力生成部2における所望の周波数での試験電力の生成に用いられる。
【0047】
また、印加波形補正部32は、印加電力生成部2に対して、共振回路での共振状態が充分に保持されるように、共振回路に印加する試験電力の周波数の制御を、印加波形生成部31を介して行う。
【0048】
具体的には、この印加波形補正部32には、図3に示すように、印加波形生成部31から印加電力生成部2に出力される交流信号と、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路から出力される共振信号とが入力されている。印加波形補正部32は、これらの交流信号と共振信号とを位相比較し、共振周波数が試験に必要な交流信号の周波数と一致するように、印加波形生成部31及び印加電力生成部2に対して帰還制御を行う。
【0049】
このように、共振周波数を利用して共振状態の追尾を行うことにより、高周波回路に用いられている回路素子や技術を応用することができ、装置の回路構成等が簡単化される。なお、周波数の帰還制御を行う印加波形補正部32としては、例えば、PLL(Phase Locked Loop)回路を用いることができる。
【0050】
また、共振状態の他の追尾方法としては、印加電力生成部2が印加する試験電力の電圧を共振制御部3によって制御することも可能である。交流信号(試験電力)と共振信号との位相がずれると、共振周波数の変化に伴って、共振によってコンデンサ11に印加される高周波電力の電圧(電力の振幅)が変動する。これに対して、周波数のずれが一定の範囲内にあれば、電圧制御によって周波数のずれを補って、コンデンサ11に対する高電圧な高周波電力の印加を保つことができる。
【0051】
また、図3に示すコンデンサ試験装置1では、共振制御部3は印加電力生成部2を制御する構成となっているが、図1に示したように、コイル12のインダクタンスを共振制御部3が制御することによって共振状態を追尾することも可能である。
【0052】
ただし、コイル12を可変にする構成では、装置が大型化したり、また、インダクタンスの可変範囲が狭い場合がある。したがって、装置の大きさや共振状態の追尾範囲などの点では、印加電力生成部2が共振回路に印加する試験電力の周波数または電圧を共振制御部3によって制御する構成とすることが好ましい。これらの共振の追尾方法は、各試験装置の具体的な構成や、必要とされる追尾範囲等に応じて、好適なものを選択して適用すれば良い。
【0053】
図1〜図3に示したコンデンサ試験装置1を用いたコンデンサの試験方法について説明する。なお、以下に示す具体例において用いられている試験モード及びタイマモードは、例えば、図2に示す構成のフロントパネルにおける試験モード切換スイッチ333、及びタイマモード切換スッチ316によってそれぞれ選択されるか、あるいは、試験装置の仕様としてあらかじめ設定される。以下においては、これらのモードが試験条件として選択可能なものとする。
【0054】
図4は、コンデンサ試験方法の第1の例を示すフローチャートである。本実施例は、試験モード=自動共振周波数検出追尾モード、タイマモード=タイマモードでのコンデンサ試験装置1の動作及び操作内容等を示している。なお、自動検出追尾モードとは、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路での共振周波数を自動的に追尾することで、コンデンサ11に対して必要な正弦波電圧・電流を印加するモードである。また、タイマモードとは、あらかじめ設定されたタイマ設定時間によってコンデンサ試験を行うモードである。
【0055】
まず、試験対象となるコンデンサ11を用意して、コンデンサ試験の準備を行う(ステップS101)。コンデンサ11及び内蔵コイル12からなる直列共振回路での共振周波数fは、コンデンサ11の容量C及びコイル12のインダクタンスLから、次式
f=1/2π√(LC) [Hz]
により求められる。
【0056】
求められた共振周波数fが試験装置1における試験可能な周波数範囲内であるかどうかを確認する。範囲外であれば、コイル切換タップを変更するか(図2参照)、あるいは、複数のコンデンサを直列または並列に接続して、周波数範囲内で試験を行えるようにする。
【0057】
また、コンデンサ11への通電電流を確認する。コンデンサのリアクタンスは次式により求まる。
【0058】
Zc=1/ωC=1/2πfC [Ω]
このZcに対し、コンデンサ11の印加電圧をVcとすると、通電電流Icは
Ic=Vc/Zc [A]
により求められる。コイル12にはそれぞれ許容可能な最大容量電流があるので、求められた通電電流Icがそれ以下であることを確認する。許容値を超えている場合には、印加電圧を下げて試験を行う。
【0059】
コイル操作部120のカバーを開けてショートバー122によりコイル12のインダクタンスを設定するとともに、コンデンサ設置部110のカバーを開けて試験対象であるコンデンサ11を試験端子11a、11bにセットし、カバーを閉めたら、装置の電源を投入する。
【0060】
次に、コンデンサ11に対する試験条件を設定する(S102)。試験モード切換スイッチ333により、試験モードとして自動検出追尾モード(自動共振)を設定する。また、タイマモード切換スイッチ316により、タイマモードとしてタイマモードを設定し、合わせて、タイマ操作部314により、タイマ設定時間などの必要な条件を設定する。
【0061】
また、共振周波数を自動的に検出し追尾するためには、印加波形補正部32に所定以上の印加電圧が必要となるので、そのような条件を満たすように、電圧設定ボリューム323での電圧値を設定する。
【0062】
各条件の設定を終了したら、コンデンサ試験を開始する(S103)。試験を開始すると、まず、共振周波数の自動検出が行われる(S104)。印加波形生成部31は、低レベルの交流信号を印加電力生成部2に出力して共振回路に交流電力を印加する。そして、交流信号(交流電力)の周波数を自動で変化させつつ、共振による急激な電圧上昇を利用して共振周波数を検出して、検出された共振周波数でロックインする。共振回路でのロックされた共振周波数は、周波数検出部43を介して周波数表示部63(図2における周波数表示部331)に表示される。
【0063】
このとき、印加電力生成部2により印加された交流電力の周波数と、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路での共振周波数とが一致すると、共振回路のコンデンサ11に、正弦波形の所定の電圧・電流が印加される。共振周波数のロック後は、共振制御部3の印加波形補正部32により、周波数値のずれを打ち消すように共振周波数が自動的に追尾される。
【0064】
続いて、共振周波数を自動的に追尾しつつ共振回路に試験電力を印加して、試験対象であるコンデンサ11に対して高周波かつ高電圧での必要な試験を行う(S105)。まず、電圧設定ボリューム323を操作して試験電力としての所望の印加電圧値を設定する。そして、印加電力生成部2の増幅機能により、設定された印加電圧値での試験電力がコンデンサ11に印加される。共振周波数を追尾しつつ直列共振を利用することにより、交流入力よりも大きな電圧をコンデンサ11に対して確実に印加することができる。
【0065】
また、印加電力生成部2からの試験電力を印加して行われるコンデンサの試験時間中には、検出部4の電圧検出部41、電流検出部42、及び周波数検出部43を介して、表示部6の電圧表示部61、電流表示部62、及び周波数表示部63に、それぞれ検出された印加電圧値、通電電流値、及び共振周波数値が表示される。これらの各表示の値や、それらの時間による変化などを測定することにより、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの各種のコンデンサ試験が行われる。必要な試験を終了したら、コンデンサ試験を停止する(S106)。
【0066】
図5は、図4に示したコンデンサ試験方法でのコンデンサ試験装置1の動作例を示すタイミングチャートである。図5中の各チャートは、上方からそれぞれ、コンデンサ試験の開始を指示する開始信号A、コンデンサ試験の停止を指示する停止信号B、印加電力生成部2による試験電力の印加を指示する印加信号C、共振制御部3による試験電力の制御を指示する補正信号D、及び共振回路に印加される試験電力Eを示している。
【0067】
まず、開始信号Aの指示により、時間(動作期間)T11において、装置に含まれる内部構成を動作可能とするための準備が行われる。次に、印加信号CがONとなると、まず、時間T12において、共振回路での共振周波数の自動検出、及び周波数のロックが行われる。
【0068】
続いて、共振周波数がロックされたら、補正信号DがONとなって周波数の追尾が開始されるとともに、時間T13にわたってコンデンサ11に試験電力が印加されて、必要なコンデンサ試験が行われる。なお、試験電力の印加においては、その印加開始直後の時間T14では、コンデンサ11への急激な電力印加を防止するためのソフトスタートが行われる。
【0069】
開始信号Aからタイマモードで設定されたタイマ設定時間T10が経過したら、コンデンサ試験を終了する。
【0070】
この自動共振周波数検出追尾モードでは、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路での共振状態を精度良く保持して、コンデンサ試験を確実に行うことができる。
【0071】
図6は、コンデンサ試験方法の第2の例を示すフローチャートである。本実施例は、試験モード=手動周波数設定共振モード、タイマモード=サイクルモードでのコンデンサ試験装置1の動作及び操作内容等を示している。なお、手動設定共振モードとは、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路に印加する試験電力の周波数を手動で可変して設定するモードである。また、サイクルモードとは、あらかじめ設定されたカウンタ設定回数によってコンデンサ試験を繰り返して行うモードである。
【0072】
まず、試験対象となるコンデンサ11を用意して、図4に示したコンデンサ試験方法と同様に、コンデンサ試験の準備を行う(ステップS201)。準備が終了したら、装置の電源を投入する。
【0073】
次に、コンデンサ11に対する試験条件を設定する(S202)。試験モード切換スイッチ333により、試験モードとして手動設定共振モード(手動共振)を設定する。また、タイマモード切換スイッチ316により、タイマモードとしてサイクルモードを設定し、合わせて、タイマ操作部314及びカウンタ操作部315により、サイクル時間やカウンタ設定回数などの必要な条件を設定する。
【0074】
各条件の設定を終了したら、コンデンサ試験を開始する(S203)。試験を開始すると、まず、共振周波数の手動設定が行われる(S204)。印加波形生成部31は、低レベルの交流信号を印加電力生成部2に出力して共振回路に交流電力を印加する。そして、周波数設定ボリューム332の操作によって周波数を手動で変化させつつ、共振による急激な電圧上昇を利用して共振周波数を設定して、設定された共振周波数でロックインする。共振回路でのロックされた共振周波数は、周波数検出部43を介して周波数表示部63(図2における周波数表示部331)に表示される。
【0075】
このとき、印加電力生成部2により印加された交流電力の周波数と、コンデンサ11及びコイル12からなる直列共振回路での共振周波数とが一致すると、共振回路のコンデンサ11に、正弦波形の所定の電圧・電流が印加される。共振周波数のロック後は、共振制御部3により、電圧値のずれを打ち消すように共振状態での電圧が自動的に追尾される。
【0076】
続いて、共振電圧を自動的に追尾しつつ共振回路に試験電力を印加して、試験対象であるコンデンサ11に対して高周波かつ高電圧での必要な試験を行う(S205)。まず、電圧設定ボリューム323を操作して試験電力としての所望の印加電圧値を設定する。そして、印加電力生成部2の増幅機能により、設定された印加電圧値での試験電力がコンデンサ11に印加される。共振電圧を追尾しつつ直列共振を利用することにより、交流入力よりも大きな電圧をコンデンサ11に対して確実に印加することができる。
【0077】
また、印加電力生成部2からの試験電力を印加して行われるコンデンサの試験時間中には、検出部4の電圧検出部41、電流検出部42、及び周波数検出部43を介して、表示部6の電圧表示部61、電流表示部62、及び周波数表示部63に、それぞれ検出された印加電圧値、通電電流値、及び共振周波数値が表示される。これらの各表示の値や、それらの時間による変化などを測定することにより、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの各種のコンデンサ試験が行われる。必要な試験を終了したら、コンデンサ試験を停止する(S206)。
【0078】
図7は、図6に示したコンデンサ試験方法でのコンデンサ試験装置1の動作例を示すタイミングチャートである。図7中の各チャートは、上方からそれぞれ、コンデンサ試験の開始を指示する開始信号A、コンデンサ試験の停止を指示する停止信号B、印加電力生成部2による試験電力の印加を指示する印加信号C、共振制御部3による試験電力の制御を指示する補正信号D、及び共振回路に印加される試験電力Eを示している。
【0079】
まず、開始信号Aの指示により、時間(動作期間)T21において、装置に含まれる内部構成を動作可能とするための準備が行われる。次に、印加信号CがONとなると、まず、時間T22において、共振回路での共振周波数の手動設定、及び周波数のロックが行われる。
【0080】
続いて、共振周波数がロックされたら、補正信号DがONとなって電圧の追尾が開始されるとともに、時間T20にわたってコンデンサ11に試験電力が印加されて、必要なコンデンサ試験が行われる。
【0081】
具体的には、サイクルモードによるコンデンサ試験では、補正信号DがONとなって試験電力の印加及び電圧の追尾が行われる印加時間T23、及び補正信号DがOFFとなって試験電力の印加を休止する休止時間T24が、設定されているカウンタ設定回数だけ繰り返し行われる。したがって、試験時間T20は、印加時間T23及び休止時間T24を合わせた1回のサイクル時間T25をカウンタ設定回数だけ繰り返した時間となる。なお、繰り返して行われる印加時間T23のそれぞれにおいては、その印加開始直後の時間T26では、コンデンサ11への急激な電力印加を防止するためのソフトスタートが行われる。
【0082】
最初の補正信号Dからサイクルモードで設定されたサイクル時間及びカウンタ設定回数による時間T20が経過したら、コンデンサ試験を終了する。
【0083】
この手動周波数設定共振モードでは、あらかじめ共振周波数がわかっているコンデンサを試験対象とした場合に共振周波数を自動検出する時間を短縮して、コンデンサ試験を効率的に行うことができる。特に、試験電力の印加を複数回にわたって行うサイクルモードにおいては、サイクル毎に共振周波数を自動検出する時間を省略するため、このような手動設定を用いることが好ましい。
【0084】
図1〜図3に示したコンデンサ試験装置1の構成について、さらに具体的に説明する。なお、以下に示す第3、第4実施形態のコンデンサ試験装置1では、図3に示した第2実施形態と同様に、試験対象として接続されたコンデンサ11及び共振用の内蔵コイル12からなる共振回路での共振状態の追尾方法として、印加電力生成部2が共振回路に印加する試験電力の周波数を制御する方法を用いている。ただし、試験電力の電圧を制御する方法を用いる場合でも、同様の構成が可能である。
【0085】
図8は、コンデンサ試験装置の第3実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置1の構成は、コイル12、検出部4、及び設定部5については、第1及び第2実施形態と同様である。
【0086】
本実施形態における印加電力生成部2は、直流可変電源21と、インバータ22とを有して構成されている。直流可変電源21には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。
【0087】
直流可変電源21は、電源の交流入力を変換して直流電力を生成し、その直流電力をインバータ22へと供給する。また、インバータ22は、直流可変電源21によって供給された直流電力から高周波で充分な電圧の試験電力を生成し、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路に印加する。
【0088】
一方、共振制御部3は、印加波形生成部31と、印加波形補正部32とを有して構成されている(図3参照)。また、印加波形生成部31には、上記した印加電力生成部2の構成に対応して、インバータ制御部33が設けられている。インバータ制御部33は、インバータ22を介してコンデンサ試験に必要となる交流信号を出力するものである。
【0089】
印加電力生成部2による試験電力の生成及び印加にインバータ22を用いることにより、コンデンサ試験の共振回路に対して、商用電源などから低損失で効率的に試験電力を生成して印加することができる。
【0090】
具体的に説明すると、インバータ22は、直流可変電源21から供給される直流入力を電源とし、インバータ制御部33によって制御される周波数の交流電力を増幅して、試験電力として共振回路に印加するものであり、好ましくは、FETのフルブリッジから構成される。インバータ22で生成される試験電力の電力値は、直流可変電源21からインバータ22への電源供給値を変えることによって制御される。これらは、例えば、設定部5から入力された設定内容により設定される。
【0091】
このように、負荷がLC共振回路となっているコンデンサ試験用の回路に対して、高周波の試験電力を供給する電源としてインバータ22を適用した構成によれば、ゼロ電流スイッチングとなるために、インバータ22でのスイッチング損失などの損失が小さく抑えられ、したがって、高効率で試験電力の生成及び印加を行うことができる。
【0092】
ただし、インバータ22では、交互に動作するスイッチング素子が同時にONすることを避けるためにデッドタイムを設ける必要があり、生成可能な試験電力の周波数には上限がある。印加電力生成部2にインバータ22を用いた構成での試験電力の周波数範囲(試験装置1における試験可能な周波数範囲)は、例えば、10〜130kHz程度である。
【0093】
図9は、コンデンサ試験装置の第4実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置1の構成は、コイル12、検出部4、及び設定部5については、第1及び第2実施形態と同様である。
【0094】
本実施形態における印加電力生成部2は、広帯域電力増幅器23を有して構成されている。広帯域電力増幅器23には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。広帯域電力増幅器23は、増幅が可能な増幅周波数帯域内で設定された周波数の交流電力を増幅して高周波で充分な電圧の試験電力を生成し、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路に印加する。
【0095】
一方、共振制御部3は、印加波形生成部31と、印加波形補正部32とを有して構成されている(図3参照)。また、印加波形生成部31には、上記した印加電力生成部2の構成に対応して、正弦波発生器34が設けられている。正弦波発生器34は、広帯域電力増幅器23を介してコンデンサ試験に必要となる交流信号を出力するものである。
【0096】
印加電力生成部2による試験電力の生成及び印加に広帯域電力増幅器(電力増幅器)23を用いることにより、コンデンサ試験の共振回路に対して、充分に高周波の試験電力を生成して印加することができる。
【0097】
具体的に説明すると、広帯域電力増幅器23は、交流入力を電源とし、正弦波発生器34によって制御される周波数の交流電力を増幅して、試験電力として共振回路に印加するものである。広帯域電力増幅器23で生成される試験電力の電力値は、電力増幅器23での増幅率などを変えることによって制御される。これらは、例えば、設定部5から入力された設定内容により設定される。
【0098】
このように、コンデンサ試験用の回路に対して、高周波の試験電力を供給する電源として広帯域電力増幅器23を適用した構成によれば、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路に印加する試験電力の周波数の上限を高くすることができる。印加電力生成部2に広帯域電力増幅器23を用いた構成での試験電力の周波数範囲(試験装置1における試験可能な周波数範囲)は、例えば、10〜500kHz程度であり、インバータ22を用いた構成よりも周波数の上限値が高くなっている。
【0099】
ただし、広帯域電力増幅器23では、電源として入力される交流電力に対する効率はインバータ22と比較して低く、生成可能な試験電力の電圧の上限がやや低くなる。このような電圧の上限は、例えば、インバータ22での上限電圧値が6000Vに比べて、広帯域電力増幅器23での上限電圧値が4000V程度である。
【0100】
図10は、コンデンサ試験装置の第5実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置1の構成は、印加電力生成部2、共振制御部3、及び設定部5については、第1実施形態と同様である。
【0101】
本実施形態によるコンデンサ試験装置1では、コンデンサ11に直列に接続されて共振回路を構成するコイル12が、装置への着脱によってコイル12を交換可能に構成されたコイルユニット13として設置されている。
【0102】
具体的には、本実施形態では、図2の実施例に関して説明したように、コンデンサ試験の共振回路に用いられるコイル12について、低インダクタンス値を数タップ備え、数タップ分を1ユニットのコイルユニット13として、手動による切換が可能なプラグイン方式としている。これにより、タップ間によるコイルのインダクタンスの変更が可能となる一方、試験に用いると決められたコイルについては、固定したインダクタンスとすることができる。
【0103】
さらに、このコイルユニット13は、試験装置1に対して着脱可能に構成されている。これにより、共振回路に用いるコイル12を必要に応じて交換することが可能となっている。
【0104】
このようなコイルユニット13を用いた構成に対して、検出部4に、電圧検出部41、電流検出部42、及び周波数検出部43に加えて、セット検出部44が設けられている。このセット検出部44は、コイル12を含むコイルユニット13の試験装置1へのセット状態を検出する。
【0105】
セット検出部44によって検出されたセット状態についての情報は、印加電力生成部2に入力されている。そして、印加電力生成部2は、セット検出部44がコイルユニット13のセット状態不良を検出した場合に、コンデンサ11及びコイル12からなる共振回路への試験電力の印加を禁止する。
【0106】
また、検出部4に対応して、表示部6が設置されている。図10に示す構成例における表示部6では、電圧表示部61、電流表示部62、及び周波数表示部63に加えて、セット表示部64が設けられている。このセット表示部64は、セット検出部44で検出されたコイルユニット13のセット状態を表示する。このようなセット表示部64としては、例えば、図2の異常表示ランプ313のように、セット状態不良が検出された場合に異常ランプを点灯させる構成などを用いることができる。
【0107】
コンデンサ試験においては、様々なコンデンサに対して広い周波数範囲で特性試験等を行うことを可能とするため、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に対して、より広い周波数範囲及び電圧範囲で試験電力を印加することが望まれている。これに対して、上記のように共振回路を構成するためのコイル12を交換可能(着脱可能)なコイルユニット13としておくことによって、試験対象となるコンデンサ11に対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサ11の試験を行うことが可能となる。
【0108】
また、着脱可能なコイルユニット13に対してセット検出部44を設け、セット検出部44がコイルユニット13のセット状態不良を検出した場合に、印加電力生成部2による共振回路への試験電力の印加を禁止するとともに、異常ランプによってエラーを表示している。
【0109】
コイルユニット13がセット状態不良のままでコイル端子121にショートバー122を接続したりした場合、振動などによってショートバー122付近にスパークが発生するなどの危険を生じる。これに対して、上記のようにセット状態不良を検出して試験装置1の動作を制御することにより、コイルユニット13の交換により発生する問題を防止して、装置の安全性を向上することができる。
【0110】
図11は、図10に示したコンデンサ試験装置の一実施例について、そのコイルユニット等の構成を示す斜視図である。図11に示すコイルユニット13は、空芯コイルからなるコイル12を内蔵し、装置本体に対して着脱可能となっている。また、コイルユニット13の前面には、コイルを切り換えるためのコイル端子121が設けられている(図2参照)。このような空芯コイルでは、その巻き方や用いる銅線の仕様などを変えることにより、共振状態における周波数値や電圧値などの試験範囲を広くすることができる。
【0111】
この着脱可能なコイルユニット13に対し、装置本体側には、セット検出部44としてマイクロスイッチ44aが設置されている。このマイクロスイッチ44aは、装置本体に装着されたコイルユニット13がボタン44bを押し込むことによってセット状態良を検出するようになっている。
【0112】
なお、コイル12をコイルユニット13とした場合のコンデンサ試験方法は、基本的には図4または図6に示した試験方法と同様であるが、共振周波数などに応じてコイルユニット13及びコイル12を交換することが可能な点、及び、セット検出部44で検出されたコイルユニット13のセット状態によって動作が異なってくる点が異なる。
【0113】
図4のフローチャートを参照して説明すると、まず、コンデンサ試験の準備段階(ステップS101)において、試験対象となるコンデンサ11に対して求められた共振周波数fまたは通電電流Icなどにより、必要に応じてコイルユニット13を交換して、共振に用いるコイル12を変更することができる。
【0114】
また、準備を終了して装置の電源を投入した際に、セット検出部44によってコイルユニット13のセット状態が検出される。セット状態良(正常)が検出されたら、図4に示したS102〜S106の各ステップによるコンデンサ試験が続いて行われる。
【0115】
一方、セット状態不良(異常)が検出されたら、セット状態不良の情報が印加電力生成部2及びセット表示部64に出力される。これにより、印加電力生成部2は、試験電力の共振回路への印加が禁止された状態となる。また、セット表示部64は、セット状態不良を示す異常表示ランプ313のLEDを点灯する。
【0116】
このとき、操作者は、異常表示ランプ313の点灯によってセット状態不良を確認し、コイルユニット13を正常にセットし直す。これにより、セット検出部44によってセット状態良(正常)が検出されたら、図4に示したS102〜S106の各ステップによるコンデンサ試験が続いて行われる。
【0117】
なお、コンデンサ試験の実行中においても、セット検出部44がセット状態不良を検出した場合には、試験を強制的に終了し、印加電力生成部2を試験電力の共振回路への印加が禁止された状態とするとともに、セット状態不良を示す異常表示ランプ313のLEDを点灯する。
【0118】
本発明によるコンデンサ試験装置は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、検出部4や設定部5、表示部6などの構成は、上記した構成に限らず、コンデンサ試験の結果判断の方法などに応じて様々な構成を用いて良い。
【0119】
また、コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振状態の追尾方法については、上記したタイマモード及びサイクルモードによる試験方法の例では、タイマモードでは周波数の追尾、サイクルモードでは電圧の追尾を行っているが、例えばサイクルモードで周波数の追尾を行うなどの異なる構成としても良く、あるいは、周波数と電圧の追尾、あるいはさらにコイルを可変とすることによる追尾を合わせて行っても良い。また、タイマモードについては、試験の停止をタイマによらずに手動で指示する手動モードを用いても良い。
【0120】
【発明の効果】
本発明によるコンデンサ試験装置は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、共振を利用したコンデンサの試験時に、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御手段によって自動的に共振状態を追尾するコンデンサ試験装置によれば、試験時間中にコンデンサの容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。
【0121】
このとき、試験対象となるコンデンサに対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【0122】
また、共振回路を構成するためのコイルを交換可能(着脱可能)なコイルユニットとしておくことによって、試験対象となるコンデンサに対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサの試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンデンサ試験装置の第1実施形態の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す正面図である。
【図3】コンデンサ試験装置の第2実施形態の構成を示すブロック図である。
【図4】コンデンサ試験方法の第1の例を示すフローチャートである。
【図5】図4に示したコンデンサ試験方法での試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】コンデンサ試験方法の第2の例を示すフローチャートである。
【図7】図6に示したコンデンサ試験方法での試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】コンデンサ試験装置の第3実施形態の構成を示すブロック図である。
【図9】コンデンサ試験装置の第4実施形態の構成を示すブロック図である。
【図10】コンデンサ試験装置の第5実施形態の構成を示すブロック図である。
【図11】図10に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…コンデンサ試験装置、11…コンデンサ、11a、11b…試験端子、12…コイル、13…コイルユニット、2…印加電力生成部、21…直流可変電源、22…インバータ、23…広帯域電力増幅器、3…共振制御部、31…印加波形生成部、32…印加波形補正部、33…インバータ制御部、34…正弦波発生器、4…検出部、41…電圧検出部、42…電流検出部、43…周波数検出部、44…セット検出部、5…設定部、6…表示部、61…電圧表示部、62…電流表示部、63…周波数表示部、64…セット表示部、
100…共振回路パネル、110…コンデンサ設置部、120…コイル操作部121…コイル端子、122…ショートバー、200…パワーパネル、300…コントロールパネル、301…電源スイッチ、310…主操作部、320…電力操作部、330…周波数操作部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a capacitor testing apparatus that performs tests such as a characteristic test, a reliability test, and a destructive test on a capacitor.
[0002]
[Prior art]
With regard to capacitors used for high-frequency applications in electronic circuits, tests for examining temperature rise, deterioration, breakdown, etc. due to high-frequency are performed with respect to characteristics, reliability, life, and the like. As a method for performing such a test, conventionally, a test method in which a high frequency power source and various measuring devices are connected to a capacitor to be tested and high frequency power is directly applied to the capacitor is used.
[0003]
On the other hand, in recent years, as a capacitor used for high-frequency applications, development and use of a capacitor used for higher-frequency and higher-voltage applications has been promoted. When testing such a capacitor, it is difficult to sufficiently test the characteristics at high frequency and high voltage required for the capacitor with the conventional method in which power is directly applied to the capacitor with only a high frequency power supply. It has become.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As another test method performed by applying test power to a capacitor, there is a method of using a resonance coil without directly applying high-frequency power to a capacitor to be tested. In this test method, a series resonance circuit is configured by connecting a coil to a capacitor in series, a resonance state is generated while high frequency power is applied to the resonance circuit, and high frequency and high voltage test power is applied to the capacitor. Apply.
[0005]
Here, in the above-described high-frequency capacitor test, in order to apply a sufficiently high voltage test power to the capacitor, the series resonance circuit composed of the capacitor and the coil has a frequency that requires a test, and Therefore, it is necessary to apply high frequency power at a frequency at which the resonance state is sufficiently maintained.
[0006]
For example, in the capacitor test, the capacity of the capacitor to be tested varies during the test time performed by applying high-frequency test power. When the capacitance of the capacitor fluctuates in this way, the resonance frequency in the resonance circuit composed of the capacitor and the coil changes, and the resonance state may not be sufficiently maintained. At this time, the high frequency power applied to the capacitor cannot be maintained at a high voltage, and therefore, a problem arises that a necessary test cannot be reliably performed on the capacitor.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. A test power at a desired frequency is applied to a capacitor to be tested at a sufficiently high voltage to ensure a necessary test. It is an object of the present invention to provide a capacitor testing apparatus that can be used for the following.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Co The capacitor test apparatus includes (1) a coil that is connected in series to a capacitor to be tested to form a resonance circuit, (2) an applied power generation unit that applies test power of a predetermined frequency to the resonance circuit, and (3) A resonance control unit that tracks a resonance state in the resonance circuit and controls the coil or the applied power generation unit so that the resonance state is maintained; It is good as composition .
[0009]
In the above-described capacitor testing apparatus, the test condition for the test power applied to the resonance circuit composed of the capacitor and the coil during the capacitor test is not constant during the test time, and the resonance state is automatically tracked by the resonance control means. To do.
[0010]
As a result, even when the resonance condition changes due to a change in the capacitance of the capacitor during the test time, the resonance state is satisfactorily maintained. At this time, for the capacitor to be tested, the high frequency power applied to the capacitor is kept at a sufficiently high voltage throughout the test time, and therefore, the desired frequency for the capacitor to be tested is The necessary test can be reliably performed by applying the test power at a sufficiently high voltage.
[0011]
As a method for tracking a resonance state in a resonance circuit including a capacitor and a coil, it is preferable that the resonance control unit tracks the resonance state by controlling the frequency of the test power applied by the applied power generation unit. In this way, by tracking the resonance state using the resonance frequency, it is possible to apply circuit elements and techniques used in the high-frequency circuit, and the circuit configuration of the apparatus is simplified.
[0012]
As another method for tracking the resonance state, there is a configuration in which the voltage of the test power applied by the applied power generation means is controlled. Such a method is effective when the difference between the frequency of the test power and the resonance frequency is small. Or there exists the structure which controls the inductance of a coil.
[0013]
The applied power generation means includes a DC power supply and an inverter that applies test power generated from the DC power supplied by the DC power supply to the resonance circuit. By using the inverter in this way, it is possible to efficiently generate and apply test power from a commercial power supply or the like with low loss to the resonance circuit.
[0014]
Alternatively, the applied power generation means includes a broadband power amplifier that applies test power generated by amplifying AC power having a frequency set within a predetermined amplification frequency band to the resonance circuit. Thereby, sufficiently high frequency test power can be generated and applied to the resonance circuit.
[0015]
Book A capacitor testing apparatus according to the invention includes: (a) a coil unit that includes a coil that is connected in series to a capacitor to be tested and constitutes a resonance circuit; Applied power generating means for applying a test power of a predetermined frequency to The coil unit has a built-in coil and is configured to be attachable to and detachable from the apparatus main body at a coil operation unit provided on the front panel on the front surface of the apparatus. It is characterized by that.
[0016]
In the capacitor test, test power can be applied to a resonant circuit consisting of a capacitor and a coil over a wider frequency range and voltage range in order to allow a wide range of characteristics to be tested for various capacitors. It is hoped to do. On the other hand, by setting the coil for configuring the resonance circuit as described above as a replaceable (detachable) coil unit, the capacitor to be tested has a desired frequency in a wide frequency range. It is possible to efficiently test a capacitor by applying high-frequency high-frequency power.
[0017]
At this time, it further comprises set detecting means for detecting the set state of the coil unit, and the applied power generating means may prohibit application of the test power to the resonance circuit when the set detecting means detects a set state failure. preferable. Thereby, the problem which generate | occur | produces by replacement | exchange of a coil unit can be prevented, and the safety | security of an apparatus can be improved.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a capacitor testing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
[0019]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a first embodiment of a capacitor testing apparatus according to the present invention. The
[0020]
The
[0021]
When testing a capacitor, as shown in FIG. 1, a
[0022]
The applied
[0023]
The operation of the resonance circuit composed of the
[0024]
Further, the electrical characteristics of the resonance state generated in the series resonance circuit of the
[0025]
Among these detection units, the
[0026]
FIG. 2 is a front view showing the configuration of an embodiment of the capacitor testing apparatus shown in FIG. The
[0027]
FIG. 2 shows a front panel provided on the front surface of the
[0028]
The
[0029]
Further, in this embodiment, the
[0030]
Correspondingly, the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
In this embodiment, a plurality of timer modes can be used for the capacitor test. The timer mode includes, for example, a manual mode in which both start and stop of the test are manually instructed, a timer mode in which the test is instructed according to a set timer setting time, a set cycle time, and a counter setting number of times. There is a cycle mode in which power is repeatedly applied. Correspondingly, the
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The
[0037]
The
[0038]
In this embodiment, a plurality of test modes can be used for the capacitor test. Examples of the test mode include an automatic resonance frequency detection tracking mode, a manual frequency setting resonance mode, and a manual frequency setting direct application mode. Correspondingly, the
[0039]
The
[0040]
In the capacitor testing apparatus of this embodiment, a series resonance circuit is configured by connecting a
[0041]
Thereby, even when the capacitance of the
[0042]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the second embodiment of the capacitor testing apparatus. The configuration of the
[0043]
A display unit 6 is installed corresponding to the detection unit 4. In the display unit 6 in the configuration example illustrated in FIG. 3, a
[0044]
Among these display units, the
[0045]
In the
[0046]
In order to realize such a tracking method, the
[0047]
The applied
[0048]
Specifically, as shown in FIG. 3, the applied
[0049]
In this way, by tracking the resonance state using the resonance frequency, it is possible to apply circuit elements and techniques used in the high-frequency circuit, and the circuit configuration of the apparatus is simplified. For example, a PLL (Phase Locked Loop) circuit can be used as the applied
[0050]
As another tracking method for the resonance state, the voltage of the test power applied by the applied
[0051]
Further, in the
[0052]
However, in the configuration in which the
[0053]
A capacitor testing method using the
[0054]
FIG. 4 is a flowchart showing a first example of the capacitor testing method. The present embodiment shows the operation and operation contents of the
[0055]
First, a
f = 1 / 2π√ (LC) [Hz]
It is calculated by.
[0056]
It is confirmed whether or not the obtained resonance frequency f is within a testable frequency range in the
[0057]
Also, the current flowing to the
[0058]
Zc = 1 / ωC = 1 / 2πfC [Ω]
When the applied voltage of the
Ic = Vc / Zc [A]
It is calculated by. Since each
[0059]
Open the cover of the
[0060]
Next, test conditions for the
[0061]
Further, in order to automatically detect and track the resonance frequency, the applied
[0062]
When the setting of each condition is completed, the capacitor test is started (S103). When the test is started, first, the resonance frequency is automatically detected (S104). The applied
[0063]
At this time, when the frequency of the AC power applied by the applied
[0064]
Subsequently, a test power is applied to the resonance circuit while automatically tracking the resonance frequency, and a necessary test at a high frequency and a high voltage is performed on the
[0065]
Further, during the test time of the capacitor performed by applying the test power from the applied
[0066]
FIG. 5 is a timing chart showing an operation example of the
[0067]
First, in response to an instruction from the start signal A, preparation for enabling the internal configuration included in the apparatus is performed at time (operation period) T11. Next, when the applied signal C is turned ON, first, at time T12, the resonance frequency is automatically detected and the frequency is locked in the resonance circuit.
[0068]
Subsequently, when the resonance frequency is locked, the correction signal D is turned ON and frequency tracking is started, and test power is applied to the
[0069]
When the timer setting time T10 set in the timer mode has elapsed from the start signal A, the capacitor test is terminated.
[0070]
In this automatic resonance frequency detection tracking mode, the resonance state in the series resonance circuit composed of the
[0071]
FIG. 6 is a flowchart showing a second example of the capacitor testing method. The present embodiment shows the operation and operation contents of the
[0072]
First, the
[0073]
Next, test conditions for the
[0074]
When the setting of each condition is completed, the capacitor test is started (S203). When the test is started, first, the resonance frequency is manually set (S204). The applied
[0075]
At this time, when the frequency of the AC power applied by the applied
[0076]
Subsequently, a test power is applied to the resonance circuit while automatically tracking the resonance voltage, and a necessary test at a high frequency and a high voltage is performed on the
[0077]
Further, during the test time of the capacitor performed by applying the test power from the applied
[0078]
FIG. 7 is a timing chart showing an operation example of the
[0079]
First, in response to an instruction from the start signal A, preparation for enabling the internal configuration included in the apparatus is performed at time (operation period) T21. Next, when the applied signal C is turned ON, first, at time T22, the resonance frequency is manually set and the frequency is locked in the resonance circuit.
[0080]
Subsequently, when the resonance frequency is locked, the correction signal D is turned ON to start voltage tracking, and test power is applied to the
[0081]
Specifically, in the capacitor test in the cycle mode, the correction signal D is turned on to apply the test power and the voltage tracking is performed T23, and the correction signal D is turned off and the test power application is suspended. The pause time T24 to be performed is repeated for the set counter setting number of times. Accordingly, the test time T20 is a time obtained by repeating one cycle time T25 including the application time T23 and the rest time T24 by the counter set number of times. In each of the application times T23 that are repeatedly performed, a soft start for preventing a rapid power application to the
[0082]
When the cycle time set in the cycle mode and the time T20 based on the counter setting number have elapsed from the first correction signal D, the capacitor test is terminated.
[0083]
In this manual frequency setting resonance mode, when a capacitor whose resonance frequency is known in advance is used as a test object, the time for automatically detecting the resonance frequency can be shortened, and the capacitor test can be performed efficiently. In particular, in the cycle mode in which the test power is applied a plurality of times, it is preferable to use such manual setting in order to omit the time for automatically detecting the resonance frequency for each cycle.
[0084]
The configuration of the
[0085]
FIG. 8 is a block diagram schematically showing the configuration of the third embodiment of the capacitor testing apparatus. The configuration of the
[0086]
The applied
[0087]
The DC
[0088]
On the other hand, the
[0089]
By using the
[0090]
More specifically, the
[0091]
Thus, according to the configuration in which the
[0092]
However, in the
[0093]
FIG. 9 is a block diagram schematically showing the configuration of the fourth embodiment of the capacitor testing apparatus. The configuration of the
[0094]
The applied
[0095]
On the other hand, the
[0096]
By using the wideband power amplifier (power amplifier) 23 for the generation and application of the test power by the applied
[0097]
More specifically, the
[0098]
Thus, according to the configuration in which the
[0099]
However, in the
[0100]
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of the fifth embodiment of the capacitor testing apparatus. The configuration of the
[0101]
In the
[0102]
Specifically, in the present embodiment, as described with reference to the example of FIG. 2, the
[0103]
Further, the
[0104]
In addition to the
[0105]
Information about the set state detected by the
[0106]
A display unit 6 is installed corresponding to the detection unit 4. In the display unit 6 in the configuration example illustrated in FIG. 10, a
[0107]
In the capacitor test, test power can be applied to a resonant circuit consisting of a capacitor and a coil over a wider frequency range and voltage range in order to allow a wide range of characteristics to be tested for various capacitors. It is hoped to do. On the other hand, by setting the
[0108]
In addition, a
[0109]
If the
[0110]
FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the coil unit and the like in the embodiment of the capacitor testing apparatus shown in FIG. A
[0111]
A
[0112]
The capacitor test method when the
[0113]
Referring to the flowchart of FIG. 4, first, in the capacitor test preparation stage (step S101), depending on the resonance frequency f or energization current Ic obtained for the
[0114]
Further, when the preparation is completed and the apparatus is turned on, the set state of the
[0115]
On the other hand, when a set state failure (abnormality) is detected, information on the set state failure is output to the applied
[0116]
At this time, the operator confirms the set state failure by lighting the
[0117]
Even when the capacitor test is being performed, if the
[0118]
The capacitor testing apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, the configuration of the detection unit 4, the
[0119]
As for the resonance state tracking method in the resonance circuit including the capacitor and the coil, in the example of the test method using the timer mode and the cycle mode described above, the frequency tracking is performed in the timer mode and the voltage tracking is performed in the cycle mode. However, for example, different configurations such as frequency tracking in the cycle mode may be used, or frequency and voltage tracking, or tracking by making the coil variable may be combined. As for the timer mode, a manual mode for manually instructing to stop the test without using the timer may be used.
[0120]
【The invention's effect】
As described in detail above, the capacitor testing apparatus according to the present invention has the following effects. That is, when testing a capacitor using resonance, the test condition for the test power applied to the resonance circuit composed of the capacitor and the coil is not made constant during the test time, and the resonance state is automatically tracked by the resonance control means. According to the capacitor testing apparatus, even when the resonance condition changes due to a change in the capacitance of the capacitor during the test time, the resonance state is well maintained.
[0121]
At this time, for the capacitor to be tested, the high frequency power applied to the capacitor is kept at a sufficiently high voltage throughout the test time, and therefore, the desired frequency for the capacitor to be tested is The necessary test can be reliably performed by applying the test power at a sufficiently high voltage.
[0122]
In addition, by setting the coil for configuring the resonant circuit as a replaceable (detachable) coil unit, high voltage high frequency power is applied to the capacitor under test at a desired frequency in a wide frequency range. Thus, the capacitor can be efficiently tested.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a capacitor testing apparatus.
FIG. 2 is a front view showing a configuration of an embodiment of the capacitor testing apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the capacitor testing apparatus.
FIG. 4 is a flowchart showing a first example of a capacitor testing method.
5 is a timing chart showing the operation of the test apparatus in the capacitor testing method shown in FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a second example of a capacitor testing method.
7 is a timing chart showing the operation of the test apparatus in the capacitor testing method shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of a capacitor testing apparatus.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fourth embodiment of a capacitor testing apparatus.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of a capacitor testing apparatus.
11 is a perspective view showing a configuration of an embodiment of the capacitor testing apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段と
を備え、
前記コイルユニットは、前記コイルを内蔵し、装置前面のフロントパネルに設けられたコイル操作部において、装置本体に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするコンデンサ試験装置。A coil unit that is connected in series to a capacitor to be tested and constitutes a resonance circuit, and that is configured so that the coil can be exchanged by attaching and detaching the coil unit;
Application power generation means for applying a test power of a predetermined frequency to the resonance circuit ,
The coil unit has a built-in the coil, the coil operating portion provided on the front panel of the device front, a capacitor testing apparatus characterized that you have been configured to be capable of detachable from the apparatus main body.
前記印加電力生成手段は、前記セット検出手段がセット状態不良を検出した場合に、前記共振回路への前記試験電力の印加を禁止することを特徴とする請求項1記載のコンデンサ試験装置。A set detecting means for detecting a set state of the coil unit;
The applied power generating means, the set when the detecting means detects the set state failure, the capacitor testing apparatus of claim 1, wherein the prohibiting application of the test power to the resonant circuit.
前記コイルユニットの前面には、前記コイルのインダクタンスを切り換えるコイル切換タップのコイル端子が設けられていることを特徴とする請求項1または2記載のコンデンサ試験装置。 3. The capacitor testing apparatus according to claim 1, wherein a coil terminal of a coil switching tap for switching the inductance of the coil is provided on the front surface of the coil unit.
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