JP4872476B2 - Capacitor discharge load test equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a discharge load tester for a capacitor which dispenses with an exchange of components, can be used semipermanently, and whose maximum load voltage variation is small. <P>SOLUTION: The tester is equipped with a power source 13, a pair of measuring terminals 11 to be connected to the capacitor 10, a charging circuit section 12 for applying the voltage of the power source to the capacitor via the measuring terminals, and a discharge circuit section 20 which is connected in parallel to the charging circuit 12 via the measuring terminals, and causes discharge current to flow via the measuring terminals on the occasion of discharging the capacitor. The discharge circuit 20 is equipped with a pair of cables 22 whose one-end sides are connected to the measuring terminals respectively, a switching means 21 which is connected to the other end sides of the cables and short-circuits/interrupts the discharge circuit section, and an inductance adjustment section 24 for performing adjustment to a desired discharge frequency by changing the interval between the pair of cables. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明はコンデンサの放電負荷試験装置、特に高電圧放電回路に用いられるコンデンサの放電負荷試験装置に関するものである。 The present invention relates to a capacitor discharge load test apparatus, and more particularly to a capacitor discharge load test apparatus used in a high voltage discharge circuit.
従来、車載用HIDランプ回路のような放電回路において、コンデンサに充電された電圧をスパークギャップを用いて放電させ、その起電圧で放電ランプを点灯させるものが知られている(特許文献1参照)。このような放電回路に用いられるコンデンサをスクリーニングするには、放電による負荷試験が必要であり、実際に使用されるスパークギャップによる放電回路に近い回路を用いて放電試験を行うのが一般的である。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a discharge circuit such as an in-vehicle HID lamp circuit, there is known a method in which a voltage charged in a capacitor is discharged using a spark gap and a discharge lamp is turned on with the electromotive voltage (see Patent Document 1). . In order to screen capacitors used in such a discharge circuit, a load test by discharge is necessary, and it is common to perform a discharge test using a circuit close to a discharge circuit by a spark gap that is actually used. .
図1は一般的なスパークギャップによる放電回路の一例を示す。この放電回路は、電源1、電流制限抵抗2、コンデンサ3、スパークギャップを持つ放電素子4、トランス5、放電ランプ6を含む。電源1の電圧は電流制限抵抗2を介してコンデンサ3に充電される。コンデンサ3の充電電圧がスパークギャップのブレークダウン電圧より高くなると、放電素子4がブレークダウンを起こして電流がトランス5の一次コイル側に流れる。一次コイル側の電圧は、トランス5によって昇圧され、二次コイル側に高電圧が発生する。二次コイル側に発生した高電圧を放電ランプ6に印加することにより、放電ランプ6が放電を開始し、点灯する。 FIG. 1 shows an example of a discharge circuit with a general spark gap. This discharge circuit includes a power source 1, a current limiting resistor 2, a capacitor 3, a discharge element 4 having a spark gap, a transformer 5, and a discharge lamp 6. The voltage of the power source 1 is charged to the capacitor 3 via the current limiting resistor 2. When the charging voltage of the capacitor 3 becomes higher than the breakdown voltage of the spark gap, the discharging element 4 causes breakdown and current flows to the primary coil side of the transformer 5. The voltage on the primary coil side is boosted by the transformer 5, and a high voltage is generated on the secondary coil side. By applying a high voltage generated on the secondary coil side to the discharge lamp 6, the discharge lamp 6 starts to discharge and lights up.
図2は、上記スパークギャップを用いた放電回路において、コンデンサを放電させた時の電圧変化を示したものである。図2に示すように、コンデンサの電圧は、高電圧位置(ここでは約1kV)から0Vを間にして所定の周波数で減衰振動し、やがて0Vに収束する。 FIG. 2 shows a voltage change when a capacitor is discharged in the discharge circuit using the spark gap. As shown in FIG. 2, the voltage of the capacitor attenuates and oscillates at a predetermined frequency from 0V to the high voltage position (about 1 kV in this case), and eventually converges to 0V.
しかし、上記のような放電回路を用いてコンデンサ3の負荷試験を実施すると、スパークギャップの劣化によって放電素子4の交換費用が発生するとともに、スパークギャップは定格電圧に対する最大負荷電圧のばらつきが大きいため、必要以上の電圧がコンデンサ3にかかってしまい、コンデンサ3の寿命そのものを縮めてしまう可能性がある。そのため、部品の交換の必要がなく、半永久的に使用でき、かつ最大負荷電圧のばらつきの少ない放電負荷試験装置が求められている。
特開平10−308292号公報
However, when the load test of the capacitor 3 is performed using the discharge circuit as described above, the replacement cost of the discharge element 4 is generated due to the deterioration of the spark gap, and the spark gap has a large variation in the maximum load voltage with respect to the rated voltage. There is a possibility that an excessive voltage is applied to the capacitor 3 and the life of the capacitor 3 itself is shortened. Therefore, there is a need for a discharge load test apparatus that does not require replacement of parts, can be used semipermanently, and has little variation in maximum load voltage.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-308292
そこで、本発明の目的は、部品の交換の必要がなく、半永久的に使用でき、かつ最大負荷電圧のばらつきの少ないコンデンサの放電負荷試験装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge load test apparatus for a capacitor that does not require replacement of parts, can be used semipermanently, and has little variation in maximum load voltage.
上記目的を達成するため、本発明は、電源と、コンデンサに対して接続される一対の測定端子と、上記電源の電圧を上記測定端子を介してコンデンサに印加する充電回路部と、上記測定端子を介して上記充電回路部と並列に接続され、上記コンデンサを放電させたときの放電電流を上記測定端子を介して流す放電回路部とを備えたコンデンサの放電負荷試験装置において、上記放電回路部は、一端側が上記測定端子とそれぞれ接続された一対のケーブルと、上記ケーブルの他端側と接続され、上記放電回路部を短絡/遮断するスイッチング手段と、上記一対のケーブルの間隔を変化させて、所望の放電周波数に調整可能なインダクタンス調整部と、を備えることを特徴とするコンデンサの放電負荷試験装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a power supply, a pair of measurement terminals connected to the capacitor, a charging circuit unit for applying a voltage of the power supply to the capacitor via the measurement terminal, and the measurement terminal. In the discharge load testing device for a capacitor, comprising: a discharge circuit unit that is connected in parallel with the charging circuit unit via the discharge circuit unit and causes a discharge current when the capacitor is discharged to flow through the measurement terminal. The one end side is connected to the measurement terminal, a pair of cables connected to the other end side of the cable, the switching means for short-circuiting / cutting off the discharge circuit section, and the distance between the pair of cables is changed. And an inductance adjusting unit that can be adjusted to a desired discharge frequency.
まず、充電回路部を介してコンデンサに電圧を充電する。所定の電圧まで充電された後、スイッチング手段をONし、放電回路部を短絡させることでコンデンサの充電電流を放電させる。このとき、放電回路部はLCR直列共振回路を構成するので、放電回路部のインダクタンスを調整することで、所定の放電周波数で放電させることができる。この放電周波数を、図2に示したスパークギャップを用いた放電回路によるコンデンサの放電周波数とほぼ一致させることで、コンデンサの放電性能を確認することができる。本発明の放電負荷試験装置は、ブレークダウン現象を利用したスパークギャップを用いずに構成したものであり、スパークギャップのような不安定な部品を使用しないので、最大負荷電圧のばらつきを抑えることができ、コンデンサの寿命そのものを縮めてしまう恐れがない。また、スパークギャップのような消耗品を使用しないので、部品の交換の必要がなく、半永久的に使用できる。 First, a capacitor is charged with a voltage via a charging circuit unit. After being charged to a predetermined voltage, the switching means is turned on, and the discharge circuit is short-circuited to discharge the capacitor charging current. At this time, since the discharge circuit unit constitutes an LCR series resonance circuit, the discharge circuit unit can be discharged at a predetermined discharge frequency by adjusting the inductance of the discharge circuit unit. The discharge performance of the capacitor can be confirmed by making the discharge frequency substantially coincide with the discharge frequency of the capacitor by the discharge circuit using the spark gap shown in FIG. The discharge load test apparatus of the present invention is configured without using a spark gap utilizing the breakdown phenomenon, and does not use unstable parts such as a spark gap, so that variation in the maximum load voltage can be suppressed. And there is no risk of shortening the lifetime of the capacitor itself. In addition, since no consumables such as a spark gap are used, there is no need for replacement of parts, and it can be used semipermanently.
放電回路部のインダクタンスは、一対のケーブル(又は配線)の間隔を変化させることで、両ケーブルに挟まれた空間の面積が変化し、それによってインダクタンスが変化する。インダクタンスに反比例して放電周波数も変化する。一般の回路設計においてインダクタンスの調整方法には種々の方法があり、例えばインダクタ(コイル)を用いる方法があるが、高電圧に対する耐久性に問題があったり、自由にインダクタンスを調整できず、生産設備として具現化する簡便な調整方法ではない。本発明では、ケーブルの間隔を可変することでインダクタンスを調整するので、極めて簡便で、高電圧に対する耐久性も高く、自在に調整を行うことができる。 The inductance of the discharge circuit unit changes the space between the cables by changing the distance between the pair of cables (or wirings), thereby changing the inductance. The discharge frequency also changes in inverse proportion to the inductance. In general circuit design, there are various methods for adjusting the inductance. For example, there is a method using an inductor (coil). However, there is a problem with durability against high voltage, and the inductance cannot be adjusted freely. It is not a simple adjustment method embodied as In the present invention, since the inductance is adjusted by changing the distance between the cables, the adjustment is very simple, the durability against high voltage is high, and the adjustment can be performed freely.
好ましい実施形態によれば、スイッチング手段は絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタであり、トランジスタのベース電流を制御して当該トランジスタをON/OFFするドライブ回路がさらに設けられているものがよい。
スイッチング手段として絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタを使用すれば、最大負荷電圧のばらつきが小さく、コンデンサへの放電負荷試験レベルを安定化させることができ、かつ繰り返し使用に対する耐久性が大きく、放電試験回路として寿命が大幅に延びる。さらに、ドライブ回路によって充放電のスイッチングを簡単に行うことができ、所定回数の負荷試験を自動的に実施できる。
According to a preferred embodiment, the switching means is an insulated gate bipolar transistor, and it is preferable that a switching circuit for controlling the base current of the transistor to turn on / off the transistor is further provided.
If an insulated gate bipolar transistor is used as a switching means, the variation in the maximum load voltage is small, the discharge load test level to the capacitor can be stabilized, the durability against repeated use is great, and the life as a discharge test circuit Is greatly extended. Furthermore, the charge / discharge switching can be easily performed by the drive circuit, and a predetermined number of load tests can be automatically performed.
好ましい実施形態によれば、インダクタンス調整部は、一端部に一対のケーブルを微小間隔で保持する第1ケーブル保持部を有し、他端部に一対のケーブルを第1ケーブル保持部より広い間隔で保持する第2ケーブル保持部を有するベースと、ベース上に第1ケーブル保持部と第2ケーブル保持部との間をスライド自在に設けられ、第1ケーブル保持部と対面する一側部に一対のケーブルの間隔を第1ケーブル保持部と同一間隔に調整する第1調整部を有し、第2ケーブル保持部と対面する他側部に一対のケーブルの間隔を第2ケーブル保持部と同一間隔に調整する第2調整部とを有するスライド部材と、を備えるものがよい。
この場合は、スライド部材をベースに対してスライドさせることにより、一対のケーブルの間に形成される面積を連続的に可変できるので、インダクタンスの調整を精度よく行うことができる。また、スライド部材を移動させたとき、ケーブルの一端側および他端側の間隔を一定に保持できるので、インダクタンスを比例的に変化させることができる。
According to a preferred embodiment, the inductance adjusting unit has a first cable holding unit that holds a pair of cables at a minute interval at one end, and a pair of cables at a wider interval than the first cable holding unit at the other end. A base having a second cable holding portion to hold, and a pair of slidably provided between the first cable holding portion and the second cable holding portion on the base, and a pair of one side portion facing the first cable holding portion The first adjustment unit that adjusts the distance between the cables to the same distance as the first cable holding part is provided, and the distance between the pair of cables is set to the same distance as the second cable holding part on the other side facing the second cable holding part. And a slide member having a second adjustment portion to be adjusted.
In this case, the area formed between the pair of cables can be continuously varied by sliding the slide member with respect to the base, so that the inductance can be adjusted with high accuracy. Further, when the slide member is moved, the distance between the one end side and the other end side of the cable can be kept constant, so that the inductance can be changed proportionally.
本発明による放電負荷試験装置の次段に、コンデンサの絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置をさらに備えるのがよい。
上記放電負荷試験装置を用いてコンデンサに高電圧の充放電を所定回数繰り返した後、このコンデンサを放電負荷試験装置から外し、次段の絶縁抵抗測定装置に接続する。もし、放電負荷試験によってコンデンサに不良が発生した場合には、絶縁抵抗測定において所定の絶縁抵抗が得られないので、不良のコンデンサを簡単に選別できる。
It is preferable to further include an insulation resistance measuring device for measuring the insulation resistance of the capacitor in the next stage of the discharge load testing device according to the present invention.
After the capacitor is repeatedly charged and discharged at a high voltage a predetermined number of times using the discharge load test apparatus, the capacitor is removed from the discharge load test apparatus and connected to the next-stage insulation resistance measurement apparatus. If a defect occurs in the capacitor in the discharge load test, a predetermined insulation resistance cannot be obtained in the insulation resistance measurement, so that the defective capacitor can be easily selected.
以上のように、本発明によれば、コンデンサの放電負荷試験をスパークギャップによる放電回路を使用せずに実施できるので、最大負荷電圧のばらつきを抑えることができ、コンデンサの寿命そのものを縮めてしまう恐れがなく、しかも経時変化の少ない部品を使用できるので、部品の交換の必要がない。さらに、放電回路部のインダクタンスは、一対のケーブルの間隔を変化させることで調整するものであるから、構造が極めて簡便で、かつ高電圧に対する耐久性も高く、自在の調整を行うことができる。 As described above, according to the present invention, a capacitor discharge load test can be performed without using a discharge circuit due to a spark gap, so that variations in the maximum load voltage can be suppressed and the lifetime of the capacitor itself is shortened. There is no need to replace parts because there is no fear and parts with little change with time can be used. Furthermore, since the inductance of the discharge circuit portion is adjusted by changing the distance between the pair of cables, the structure is extremely simple and the durability against high voltage is high, and the adjustment can be freely performed.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to examples.
図3は、本発明にかかるコンデンサの放電負荷試験装置の回路図を示す。被検体であるコンデンサ10は、例えばHIDランプ用ディスチャージコンデンサである。 FIG. 3 is a circuit diagram of a capacitor discharge load testing apparatus according to the present invention. The capacitor 10 as the subject is, for example, a discharge capacitor for an HID lamp.
放電負荷試験装置は、コンデンサ10に対して接続される一対の測定端子11,11と、高電圧を測定端子11を介してコンデンサ10に印加する充電回路部12と、測定端子11を介して充電回路部12と並列に接続され、コンデンサ10を放電させたときの放電電流を流す放電回路部20とを備える。充電回路部12は、例えば1kVの高電圧を発生する電源13と、電流制限抵抗14と、印加リレー15とを備えており、コンデンサ10に対して高電圧を印加できるように構成されている。 The discharge load test apparatus includes a pair of measurement terminals 11 and 11 connected to the capacitor 10, a charging circuit unit 12 that applies a high voltage to the capacitor 10 through the measurement terminal 11, and charging through the measurement terminal 11. A discharge circuit unit 20 that is connected in parallel to the circuit unit 12 and flows a discharge current when the capacitor 10 is discharged is provided. The charging circuit unit 12 includes, for example, a power supply 13 that generates a high voltage of 1 kV, a current limiting resistor 14, and an application relay 15, and is configured to be able to apply a high voltage to the capacitor 10.
放電回路部20は、スイッチング手段の一例である絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタ21と、トランジスタ21のコレクタ端子およびエミッタ端子と測定端子11,11とをそれぞれ接続する一対のケーブル(配線)22とを備えている。トランジスタ21のベースには、当該トランジスタをON/OFFさせるドライブ回路23が接続されている。なお、図3ではNPN型トランジスタの例を示したが、PNP型であってもよいことは勿論である。 The discharge circuit unit 20 includes an insulated gate bipolar transistor 21 that is an example of a switching unit, and a pair of cables (wirings) 22 that connect the collector terminal and the emitter terminal of the transistor 21 to the measurement terminals 11 and 11, respectively. Yes. A drive circuit 23 for turning on / off the transistor is connected to the base of the transistor 21. Although an example of an NPN transistor is shown in FIG. 3, it is needless to say that a PNP transistor may be used.
図4は、放電回路部20のインダクタンスを調整可能なインダクタンス調整部24を示す。インダクタンス調整部24は、樹脂などの絶縁材料よりなるベース25と、ベース25上に一体に設けられたレール部26と、レール部26にそってスライド自在に設けられたスライド板27と、レール部26の一端側に固定されたケーブル保持板(第1ケーブル保持部)28とを備えている。スライド板27およびケーブル保持板28はベース25と同じ絶縁材料で形成されている。ケーブル22はレール部26の上面に沿って長手方向に配置されている。レール部26の両側部には、長手方向に2列のねじ孔26aが一定ピッチ間隔で形成されている。 FIG. 4 shows an inductance adjusting unit 24 that can adjust the inductance of the discharge circuit unit 20. The inductance adjusting unit 24 includes a base 25 made of an insulating material such as a resin, a rail unit 26 provided integrally with the base 25, a slide plate 27 provided slidably along the rail unit 26, and a rail unit. 26 is provided with a cable holding plate (first cable holding portion) 28 fixed to one end side. The slide plate 27 and the cable holding plate 28 are formed of the same insulating material as the base 25. The cable 22 is disposed in the longitudinal direction along the upper surface of the rail portion 26. On both sides of the rail portion 26, two rows of screw holes 26a are formed at a constant pitch in the longitudinal direction.
ベース25の一端側には中継端子台29が固定されており、この中継端子台29には、ケーブル22の一端側を接続する一対の第1の端子29aと、一対の第2の端子29bとが設けられている。両端子29a,29bは相互に接続されている。第2の端子29bには測定端子11を介してコンデンサ10が接続される。第1の端子29aに接続された2本のケーブル22は、中継端子台29の近傍に固定されたケーブル保持板28によって微小間隔で保持される。ここでは、2本のケーブル22を束ねた状態で保持してあるが、一定間隔を保持できるものであれば何でもよい。なお、図4には図示していないが、充電回路部12は中継端子台29の第1の端子29aまたは第2の端子29bに接続されている。 A relay terminal block 29 is fixed to one end side of the base 25, and a pair of first terminals 29 a that connect one end side of the cable 22 and a pair of second terminals 29 b are connected to the relay terminal block 29. Is provided. Both terminals 29a and 29b are connected to each other. The capacitor 10 is connected to the second terminal 29b through the measurement terminal 11. The two cables 22 connected to the first terminal 29 a are held at a minute interval by a cable holding plate 28 fixed in the vicinity of the relay terminal block 29. Here, the two cables 22 are held in a bundled state, but any cable can be used as long as it can maintain a constant interval. Although not shown in FIG. 4, the charging circuit unit 12 is connected to the first terminal 29 a or the second terminal 29 b of the relay terminal block 29.
ベース25の他端側には、トランジスタ21が固定されており、このトランジスタ21の一対の端子21aにケーブル22の他端側が接続されている。端子21aは、一対のケーブル22をケーブル保持板28より広い間隔で保持する第2ケーブル保持部を兼ねている。 The transistor 21 is fixed to the other end side of the base 25, and the other end side of the cable 22 is connected to a pair of terminals 21 a of the transistor 21. The terminal 21a also serves as a second cable holding portion that holds the pair of cables 22 at a wider interval than the cable holding plate 28.
スライド板27は、レール部26に沿ってケーブル保持板28とトランジスタ21との間をスライド自在に設けられている。スライド板27のケーブル保持板28と対面する一側部には、一対のケーブル22の間隔をケーブル保持板(第1ケーブル保持部)28と同一間隔に調整する第1調整部27aが設けられ、トランジスタ21と対面する他側部には、一対のケーブル22の間隔を端子(第2ケーブル保持部)21aと同一間隔に調整する第2調整部27bが設けられている。両調整部27aと27bの間には、間隔が漸次変化する漸変部27cが設けられている。スライド板27およびケーブル保持板28は、固定ねじ30によってレール部26のいずれかのねじ孔26aに固定される。スライド板27およびケーブル保持板28をベース25に固定する方法としては、ねじ止めに限らず、固定ピンや接着剤等を用いてもよい。なお、スライド板27がケーブル22を保持していることで、レール部26に対する動きが規制されるので、格別な固定手段を持たなくても、スライド板27の動きを止めることも可能である。 The slide plate 27 is slidably provided between the cable holding plate 28 and the transistor 21 along the rail portion 26. A first adjustment portion 27 a that adjusts the distance between the pair of cables 22 to the same distance as the cable holding plate (first cable holding portion) 28 is provided on one side of the slide plate 27 facing the cable holding plate 28. On the other side facing the transistor 21, a second adjustment unit 27b for adjusting the interval between the pair of cables 22 to the same interval as the terminal (second cable holding unit) 21a is provided. Between both the adjustment parts 27a and 27b, the gradual change part 27c from which a space | interval changes gradually is provided. The slide plate 27 and the cable holding plate 28 are fixed to one of the screw holes 26 a of the rail portion 26 by a fixing screw 30. The method of fixing the slide plate 27 and the cable holding plate 28 to the base 25 is not limited to screwing, and a fixing pin, an adhesive, or the like may be used. In addition, since the movement with respect to the rail part 26 is controlled because the slide board 27 hold | maintains the cable 22, even if it does not have a special fixing means, it is also possible to stop the movement of the slide board 27. FIG.
図4の(a)はスライド板27をトランジスタ21に最も近づけた状態、図4の(b)はスライド板27をトランジスタ21とケーブル保持板28の中間位置とした状態、図4の(c)はスライド板27をケーブル保持板28に最も近づけた状態である。スライド板27を移動させることにより、一対のケーブル22の間隔が変化し、両ケーブル22に挟まれた空間の面積(図4に斜線で示す)が変化する。ケーブル22としては可撓性を持つ配線が望ましく、ここでは例えばシリコン樹脂被覆の単心電線を用いた。その結果、放電回路部20のインダクタンスが変化する。図4の(a)のインダクタンスが最も小さい。特に、スライド板27を移動させたとき、斜線で示された領域のケーブル22が平行状態、つまりケーブル22の間隔Dが一定を保つので、インダクタンスを比例的に変化させることができる。 4A shows a state in which the slide plate 27 is closest to the transistor 21, FIG. 4B shows a state in which the slide plate 27 is at an intermediate position between the transistor 21 and the cable holding plate 28, and FIG. Is a state in which the slide plate 27 is closest to the cable holding plate 28. By moving the slide plate 27, the distance between the pair of cables 22 changes, and the area of the space sandwiched between the two cables 22 (shown by hatching in FIG. 4) changes. The cable 22 is preferably a flexible wiring, and here, for example, a single core electric wire coated with silicon resin is used. As a result, the inductance of the discharge circuit unit 20 changes. The inductance shown in FIG. 4A is the smallest. In particular, when the slide plate 27 is moved, the cable 22 in the area indicated by hatching is in a parallel state, that is, the distance D between the cables 22 is kept constant, so that the inductance can be changed proportionally.
図5は、放電回路部20の等価回路を示す。
コンデンサ10とケーブル22とトランジスタ21とで構成される放電回路部20は、図5に示すようなLCR直列共振回路を構成する。そのため、放電周波数fは次式で与えられる。
FIG. 5 shows an equivalent circuit of the discharge circuit unit 20.
The discharge circuit unit 20 including the capacitor 10, the cable 22, and the transistor 21 forms an LCR series resonance circuit as shown in FIG. Therefore, the discharge frequency f is given by the following equation.
よって、インダクタンスLsを調整することにより、放電回路部20の放電周波数を調整することができる。 Therefore, the discharge frequency of the discharge circuit unit 20 can be adjusted by adjusting the inductance Ls.
放電回路部20に流れる電流が直流で、かつ導体はすべて円筒であると仮定すると、図6のような平行な円筒形導体22による往復回路のインダクタンスLは、次式で表される。
なお、aは導体半径〔m〕、Dは導体間隔〔m〕、μ0 は真空の透磁率〔H/m〕、μs は導体材質による比透磁率〔H/m〕である。
Assuming that the current flowing through the discharge circuit unit 20 is direct current and the conductors are all cylindrical, the inductance L of the reciprocating circuit by the parallel cylindrical conductors 22 as shown in FIG.
Here, a is the conductor radius [m], D is the conductor spacing [m], μ 0 is the vacuum permeability [H / m], and μ s is the relative permeability [H / m] depending on the conductor material.
(2)式は単位メートル当たりのインダクタンスであることから、導体の全長をSとすると、これを長くしていけばインダクタンスも増加する傾向となる。しかし、導体自体が弾性体でなければ、Sを伸縮させることはできない。本実施例では、導体間の間隔Dを小さくして、最短D=2aにすることで、
log〔(2a−a)/a〕=log1=0
となり、(2)式におけるlogの値が無視できる。つまり、S寸法が一定であるにも拘わらず、導体を束ねることでD寸法を最小にした場合は、存在しないことと同等になり、結果的に束ねずに導体の長さが変化したことと同じになる。インダクタンスLは、束ねずに残ったケーブル22の導体長さに比例する。なお、束ねずに残った導体部分の間隔Dが一定であることが必要である。
Since the equation (2) is an inductance per unit meter, assuming that the total length of the conductor is S, the inductance tends to increase if this length is increased. However, S cannot be expanded or contracted unless the conductor itself is an elastic body. In this embodiment, the distance D between the conductors is reduced to the shortest D = 2a.
log [(2a-a) / a] = log1 = 0
Thus, the value of log in equation (2) can be ignored. That is, when the D dimension is minimized by bundling the conductors even though the S dimension is constant, it is equivalent to the absence of the conductor, and as a result, the length of the conductor is changed without bundling. Be the same. The inductance L is proportional to the conductor length of the cable 22 remaining without being bundled. It is necessary that the distance D between the conductor portions remaining without being bundled is constant.
図3に示す放電負荷試験装置において、放電負荷試験を開始する前に、まず基準となるコンデンサ10を測定端子11に接続し、トランジスタ21と並列に測定器(例えばオシロスコープなど)を接続し、コンデンサ10を放電させたときの放電波形を測定する。放電波形が、図2に示すスパークギャップによる放電波形と同様な波形(放電周波数)となるように、スライド板27の位置を調整し、インダクタンスを調整する。インダクタンスの調整を終了した後、実際の放電負荷試験においては測定器を外す。なお、後述する放電負荷試験の実施中に、定期的に測定器を接続して放電周波数を測定してもよい。 In the discharge load test apparatus shown in FIG. 3, before starting the discharge load test, the capacitor 10 serving as a reference is first connected to the measurement terminal 11, and a measuring instrument (such as an oscilloscope) is connected in parallel with the transistor 21. The discharge waveform when 10 is discharged is measured. The position of the slide plate 27 is adjusted and the inductance is adjusted so that the discharge waveform becomes a waveform (discharge frequency) similar to the discharge waveform due to the spark gap shown in FIG. After the adjustment of the inductance is completed, the measuring instrument is removed in the actual discharge load test. During the discharge load test to be described later, a measuring device may be connected periodically to measure the discharge frequency.
上記のような予備調整を行った後、被検体であるコンデンサ10を測定端子11に接続し、放電負荷試験を実施する。放電負荷試験は、図7に示すような方法で実施する。まず、測定端子11をコンデンサ10に接触させ、(a)のように印加リレー15をONし、電源13から電流制限抵抗14および印加リレー15を介してコンデンサ10に充電する。所定の充電時間が終了した後、(b)のようにドライブ回路23によってトランジスタ21をONし、コンデンサ10に充電された電圧を放電する。所定の放電時間が終了した後、ドライブ回路23によってトランジスタ21をOFFし、(c)のように再びコンデンサ10に充電する。(a)〜(c)の操作を所定回数繰り返した後、(d)のように印加リレー15をOFFし、放電負荷試験を終了する。 After performing the preliminary adjustment as described above, the capacitor 10 as the subject is connected to the measurement terminal 11 and a discharge load test is performed. The discharge load test is performed by a method as shown in FIG. First, the measurement terminal 11 is brought into contact with the capacitor 10, the application relay 15 is turned on as shown in FIG. 5A, and the capacitor 10 is charged from the power source 13 through the current limiting resistor 14 and the application relay 15. After the predetermined charging time ends, the transistor 21 is turned on by the drive circuit 23 as shown in (b), and the voltage charged in the capacitor 10 is discharged. After the predetermined discharge time is completed, the transistor 21 is turned off by the drive circuit 23, and the capacitor 10 is charged again as shown in (c). After repeating the operations (a) to (c) a predetermined number of times, the application relay 15 is turned off as shown in (d), and the discharge load test is terminated.
放電負荷試験を終了したコンデンサ10は、次段の絶縁抵抗測定装置40(図8参照)へ送られる。絶縁抵抗測定装置40は、周知のように、コンデンサ10に所定の直流電流を印加し、十分に充電された後のコンデンサ10の漏れ電流(充電電流)を測定することにより、漏れ電流からコンデンサ10の絶縁抵抗(IR)を求めるものである。絶縁抵抗が基準値以上か否かによって、コンデンサが良品か不良品かを選別できる。放電負荷試験によってコンデンサ10に不良(ショート)が発生した場合には、絶縁抵抗測定で確実に選別できる。 The capacitor 10 that has completed the discharge load test is sent to the next-stage insulation resistance measuring device 40 (see FIG. 8). As is well known, the insulation resistance measuring device 40 applies a predetermined direct current to the capacitor 10 and measures the leakage current (charging current) of the capacitor 10 after being fully charged, thereby measuring the capacitor 10 from the leakage current. The insulation resistance (IR) is obtained. Whether the capacitor is a good product or a defective product can be selected depending on whether the insulation resistance is higher than a reference value. When a defect (short) occurs in the capacitor 10 by the discharge load test, it can be reliably selected by measuring the insulation resistance.
上記実施例では、インダクタンス調整部24として、ベース25のレール部26上にケーブル22を微小間隔で保持するケーブル保持板28を固定し、トランジスタ21側にケーブル22を広い間隔で保持する端子(第2ケーブル保持 部)21aを設けたが、上記とは逆に、ケーブル保持板28側の間隔を広くし、トランジスタ21側の間隔を狭くしてもよい。さらに、インダクタンス調整部は上記実施例の構造に限定されるものではなく、一対のケーブル22の間隔を中間部材(スライド部材)を移動させることで調整できるものであれば、如何なる構造であってもよい。 In the above-described embodiment, as the inductance adjusting unit 24, the cable holding plate 28 that holds the cable 22 at a minute interval is fixed on the rail portion 26 of the base 25, and the terminal (first terminal) that holds the cable 22 at a wide interval on the transistor 21 side. (2 cable holding part) 21a is provided, but conversely to the above, the distance on the cable holding plate 28 side may be increased and the distance on the transistor 21 side may be reduced. Further, the inductance adjusting unit is not limited to the structure of the above embodiment, and any structure can be used as long as the distance between the pair of cables 22 can be adjusted by moving the intermediate member (sliding member). Good.
上記実施例では、スイッチング手段として、絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタを使用したが、これに限るものではなく、例えば高電圧をON/OFFできるリレーなどを用いてもよい。 In the above embodiment, the insulated gate bipolar transistor is used as the switching means. However, the invention is not limited to this. For example, a relay capable of turning on / off a high voltage may be used.
一般的なスパークギャップによる放電回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the discharge circuit by a general spark gap. 図1に示すスパークギャップを用いた放電回路を用いてコンデンサを放電させた時の電圧変化を示す図である。It is a figure which shows the voltage change when discharging a capacitor | condenser using the discharge circuit using the spark gap shown in FIG. 本発明にかかるコンデンサの放電負荷試験装置の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the discharge load test apparatus of the capacitor | condenser concerning this invention. インダクタンス調整部の平面図であり、(a)〜(c)は各調整段階を示す。It is a top view of an inductance adjustment part, (a)-(c) shows each adjustment stage. 放電回路部の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a discharge circuit part. インダクタンスを計算するための円形導体による往復回路図である。It is a reciprocating circuit diagram by the circular conductor for calculating an inductance. 放電負荷試験方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the discharge load test method. 絶縁抵抗測定装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of an insulation resistance measuring apparatus.
符号の説明Explanation of symbols
10 コンデンサ
11 測定端子
12 充電回路部
13 高圧電源
14 電流制限抵抗
15 印加リレー
20 放電回路部
21 バイポーラ型トランジスタ
21a 端子(第2ケーブル保持部)
22 ケーブル
23 ドライブ回路
24 インダクタンス調整部
25 ベース
27 スライド部材
28 ケーブル保持板(第1ケーブル保持部)
40 絶縁抵抗測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Capacitor 11 Measurement terminal 12 Charging circuit part 13 High voltage power supply 14 Current limiting resistor 15 Application relay 20 Discharge circuit part 21 Bipolar transistor 21a Terminal (2nd cable holding part)
22 Cable 23 Drive circuit 24 Inductance adjustment section 25 Base 27 Slide member 28 Cable holding plate (first cable holding section)
40 Insulation resistance measuring device

Claims (4)

  1. 電源と、
    コンデンサに対して接続される一対の測定端子と、
    上記電源の電圧を上記測定端子を介してコンデンサに印加する充電回路部と、
    上記測定端子を介して上記充電回路部と並列に接続され、上記コンデンサを放電させたときの放電電流を上記測定端子を介して流す放電回路部とを備えたコンデンサの放電負荷試験装置において、
    上記放電回路部は、
    一端側が上記測定端子とそれぞれ接続された一対のケーブルと、
    上記ケーブルの他端側と接続され、上記放電回路部を短絡/遮断するスイッチング手段と、
    上記一対のケーブルの間隔を変化させて、所望の放電周波数に調整可能なインダクタンス調整部と、を備えることを特徴とするコンデンサの放電負荷試験装置。
    Power supply,
    A pair of measuring terminals connected to the capacitor;
    A charging circuit for applying the voltage of the power source to the capacitor via the measurement terminal;
    In a capacitor discharge load test apparatus comprising: a discharge circuit unit that is connected in parallel with the charging circuit unit via the measurement terminal and that causes a discharge current when the capacitor is discharged to flow through the measurement terminal;
    The discharge circuit part is
    A pair of cables each having one end connected to the measurement terminal;
    Switching means connected to the other end of the cable and short-circuiting / cutting off the discharge circuit unit;
    An apparatus for adjusting a discharge load of a capacitor, comprising: an inductance adjusting unit capable of adjusting a desired discharge frequency by changing a distance between the pair of cables.
  2. 上記スイッチング手段は絶縁ゲートバイポーラ型トランジスタであり、上記トランジスタのベース電流を制御して当該トランジスタをON/OFFするドライブ回路がさらに設けられていることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサの放電負荷試験装置。 2. The capacitor discharge according to claim 1, wherein the switching means is an insulated gate bipolar transistor, and further includes a drive circuit for controlling the base current of the transistor to turn on / off the transistor. Load test equipment.
  3. 上記インダクタンス調整部は、
    一端部に上記一対のケーブルを微小間隔で保持する第1ケーブル保持部を有し、他端部に上記一対のケーブルを第1ケーブル保持部より広い間隔で保持する第2ケーブル保持部を有するベースと、
    上記ベース上に第1ケーブル保持部と第2ケーブル保持部との間をスライド自在に設けられ、上記第1ケーブル保持部と対面する一側部に上記一対のケーブルの間隔を第1ケーブル保持部と同一間隔に調整する第1調整部を有し、上記第2ケーブル保持部と対面する他側部に上記一対のケーブルの間隔を第2ケーブル保持部と同一間隔に調整する第2調整部とを有するスライド部材と、を備える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放電負荷試験装置。
    The inductance adjusting unit is
    A base having a first cable holding portion that holds the pair of cables at a minute interval at one end and a second cable holding portion that holds the pair of cables at a wider interval than the first cable holding portion at the other end. When,
    The first cable holding portion is provided on the base so as to be slidable between the first cable holding portion and the second cable holding portion, and the distance between the pair of cables is set on one side facing the first cable holding portion. And a second adjustment unit that adjusts the distance between the pair of cables to the same distance as the second cable holding part on the other side facing the second cable holding part. The capacitor | condenser discharge load testing apparatus of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の放電負荷試験装置の次段に、コンデンサの絶縁抵抗を測定する絶縁抵抗測定装置を備えることを特徴とするコンデンサの選別装置。 4. A capacitor selection device comprising an insulation resistance measuring device for measuring an insulation resistance of a capacitor in the next stage of the discharge load testing device according to claim 1.
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