JPH04501915A

JPH04501915A - コンデンサ破壊電圧の自動検査装置

Info

Publication number: JPH04501915A
Application number: JP2502248A
Authority: JP
Inventors: ベリガン，ポール，ジョーゼフ; ブレナン，マイケル，ジェームス，ジュニア
Original assignee: イー．アイ．デュポン　ドゥ　ヌムール　アンド　カンパニー
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1992-04-02
Also published as: EP0506655A1; KR940002721B1; DE68923182D1; US4906939A; KR920701828A; EP0506655B1; EP0506655A4; WO1991010147A1; ATE124146T1; ES2075193T3; DE68923182T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】コンデンサ破壊電圧の自動試験装置及五亘１１免肛立旦１本発明は所定数のコンデンサをプログラムの制御の下で順次に試験して、各コンデンサの破壊電圧を検査する自動試験装置に関する。

え敦致豊Ω１１金属薄膜コンデンサおよびメタル・フォイル／薄膜コンデンサ（またはこれらのいずれか）で誘電体として使用されている薄膜の主要特性は破壊電圧である。

この特性は、どの程度の電圧を薄膜の両端に印加したたとき、薄膜に障害を引き起すかを測る基準になっている。薄膜を絶縁状態で試験するという方法で、この電圧を正確に測定することは不可能である。というのは、完成したコンデンサ構造内に起こることが考えられる条件を金属導体と薄膜間の境界で再現することが不可能であるからである。従って、薄膜の誘電破壊電圧を試験するためには、コンデンサをい（つか作って、それらの破壊電圧特性を試験する必要がある。その試験結果から分かる薄膜の電圧破壊特性は、その意味が暗示的なものである。

統計的に意味のある結果を得るためには、非常に多数のコンデンサを試験する必要がある。しかし、現在この業界が採用している方法でコンデンサを試験することは時間がかかり、労働集約的な作業である。従って、コンデンサのサンプルをいくつか抜き出して、各々を同一の試験条件で自動的に試験する装置が望まれている。

光ｍ隨Ｊｕｌ朋本発明は、複数のコンデンサの１つひつの誘電破壊電圧特性を自動的に測定する装置を提供するものである０本発明の装置は、所定数の試験治具な備え、各々の試験治具は試験すべきコンデンサの各々を受け入れる構成になっている。複数のリレーからなるリレー回路網は、リレー回路網の中の少なくとも１つのリレーが各々の試験治具と、時間と共に変化する高電圧電源との間に配置されるように接続されている。さらに、本発明の試験装置は、これらのリレーのうちの所定のリレーを所定の順序に従って励磁することにより、各リレーと関連をもつコンデンサを高電圧電源に接続する手段を備えている。また、電圧電源の出力を制御して、それに関連する所定の波形をもつ所定の高電圧信号を、リレーの励磁によって電源に接続された各コンデンサに印加するようにした制御手段も備えている。

本発明の試験装置は、さらに、リレーの励磁によって高電圧電源に接続されたコンデンサを流れる電流な測定し、そのコンデンサを流れる電流が所定の破壊電流しきい値を越えたとき高電圧の値を記録する測定手段を備えている。記録された高電圧値をコンデンサの破壊電圧と定義している。励磁手段、制御手段、測定手段および記録手段の機能は、プログラムに従うて動作するデジタル・コンピュータにもたせることが好ましい。

各試験治具は、本体からなるソケット形状にし、本体に第１グループ、第２グループおよび第３グループのコンセントが設けられている。各グループは少な（とも１つのコンセントからなっている。試験を受ける各コンデンサの第１リード線は第１グループまたは第２グループのコンセントに受入れ可能になっており、各コンデンサの第２リード線は第３グループのコンセントに受入れ可能になっている。第１グループのコンセントは第１高電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続され、第２グループのコンセントは第２低電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続されている。第３グループのコンセントは試験治具に関連するリレーに接続されている。第１および第２過渡電流抑止装置は共にほぼ抵抗性の要素であり、それぞれ第１および第２グループのコンセントに所定間隔で近接するように、ソケット本体に物理的に取り付けられている。

区１目と隆皇」ｄ１明以下、添付図面を参照して、本発明ついて詳しく説明する。

第１図は、本発明による自動コンデンサ試験装置を示すシステム・ブロック図である。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、本発明のコンデンサ試験装置で使用されているコンデンサ保持構造における相互接続回路を示す概略図である。

第３Ａ図、第３Ｂ図および第３Ｃ図、第３Ｄ図は、それぞれ本発明のコンデンサ試験装置で使用されることを目的としたコンデンサ試験ソケット構造の２つの部品の物理的構成を示した平面図および側面図である。

第４図は、本発明よる自動コンデンサ試験装置の動作を示す流れ図である。

本明細書の最後に付いている付録には、ＨＰ　ＲＡＳＩＣ言語で書いたコンピュータ・プログラムのリストが掲載されているが、この付録は本明細書の一部を構成するものである。

１」Δ肛亙皇韮Ｉ以下の詳細な説明において、各図面に示されている類似部品は同一符号を付けて示しである。

第１図は、本発明による自動コンデンサ試験装置のシステム・ブロック図であり、装置全体は符号ＩＯで示しである。試験装置ｌＯは制御可能な高電圧電源１２と、Ｎ位置コンデンサ保持機構１６と、インタフェース１８と、プログラマブル・コントローラ２０とを備えている。インタフェース１８は、例えば、ヒユーレット・パラカード社（米国カリフォルニア州バロ・アルド）で製造され、型番号６９４２Ａマルチプログラマ・インタフェースの商品名で販売されているカード・ケージに実装されている。コントローラ２０として使用するのに適したものとしては、ヒユーレット・パラカード社（米国カリフォルニア州バロ・アルド）で製造され、型番号ＨＰ５ｇの商品名で販売されている装置がある。

高電圧電源１２は高電圧入力線２２と高電圧アース線２４によってコンデンサ保持機構１６に接続されている。電源１２として使用するのに適したものには、例えば、パータン社（米国ニューヨーク州サイオセット）で製造され、型番号２１０−０５Ｈの商品名で販売されている高電圧電源装置がある。コンデンサ保持機構１６は全体を符号２６で示した相互接続回路網と所定数Ｎの試験治具２８−１〜２８−Ｎを内蔵している。

第２Ａ図および第２Ｂ図に示すように、高電圧入力線２２はジャック３０．３２によって高電圧バス４０とアース・バス４２に接続されている。コンデンサ保持機構１６は、その一部を図中に符号Ｅで示すように、金属容器内に取り付けられている。容器Ｅは、図中に符号りで示すように前部に点検用扉が、同じく符号Ｄ °で示すように背部に点検用扉が付いている。点検用扉りとＤ′をもつ容器Ｅは適当な構造物で作ることができるが、このことは公知であり、また商用化されている電気ボックスを使用することも可能である。金属容器Ｅ内には、扉のインタロック・スイッチ３６と扉で作動する高電圧界とスイッチ３６．３８との作用関係は非常に重要であるので、以下そのことについて説明する。

インタロック・スイッチ３６は４個のマイクロスイッチ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｇ、３６Ｄを使用して構成されており、これらのスイッチは対の入力１ＩＩ３７で高電圧入力電源に直列に接続されている。スイッチ３６として使用するのに適したものとして、オムロン社（米国イリノイ州シャウムバーグ）で製造され、型番号Ｓ−５ＨＬ１２−ＩＡＳ−にの商品名で販売されている装置がある。スイッチ３６Ａ、３６Ｂと１ｊｌＤとの作用関係は扉りが閉じたときスイッチが閉じるようになっており、スイッチ３６Ｃ１３６Ｄと扉Ｄ°との作用関係も同じようになっている。従って、４個のスイッチ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ１３６Ｄ全部を閉じて高電圧電源を働かせるためには、扉りとＤｏを共に閉じなければならない。スイッチ３８は対の接点３８Ｘ、３８Ｙから形成され、その接点間は接触円板３８Ｄがブリッジしている。

接触円板３１０はスプリング装着プランジャ３８Ｐに接続され、このプランジャは容器Ｅの扉りに当接している。扉りを閉じると、プランジャ３８Ｐの作用によって、円板３８Ｄが接点３８Ｘ、３８Ｙから外れるようになっている。

扉りとＤｏのどちらかを開くと、スイッチ３６が開き、高電圧電源が遮断される。扉りをさらに開くと、円板３８Ｄが接点３８Ｘおよび３８Ｙに接触して、高電圧バスがアースに短絡されるので、操作員が感電しないように防止する。第２Ａ図および第２Ｂ図は扉りとＤｏが閉じたときにスイッチ群３６がどのような位置になるかを示すと共に、扉りが閉じたとき円板３８Ｄが接点３８Ｘ、３８Ｙに対してどのような相対位置になるかを示している。

ジャック３０には過渡電流抑止装置４４が接続されている。この装置は抵抗性の回路網で構成され、複数の（例えば、各々が４Ｋ、２Ｗの１０個の）抵抗が直列および並列に接続され、実効的にＩＯＫオーム高ワット数の抵抗を構成している。装置４４は高電圧電源１２に直列に接続されて、電源を過渡電流から保護している。

第２Ａ図および第２Ｂ図に示すように各々の試験治具２８は高電圧バス４０とアース・バス４２間に接続されている。各試験治具２８は試験を受けるコンデンサの１つを受け入れる構成になっている。各試験治具２８は全体を符号５０で示したソケット機構と、電圧過渡現象を抑止する過渡現象抑止手段５４と、リレー５６を備えている。

各リレー５６は対の接点５６Ｇと作動コイル５６Ｓとを備えている。各リレー５６の作動コイル５６Ｓはイン・タフエース１８に通じる線５８を通して接続されている。これにっいては上述する。各リレーとして使用に適したものには、ダグラス・ランダル社（米国コネチカット州ボウカタック）で製造され、型番号２４ＨＶＩＡ−７５の商品名で販売されている高電圧リレーがある。過渡現象抑止手段５４は第１および第２抵抗性要素５４Ａと５４Ｂを備えている。過渡現象抑止装置５４は、コンデンサに破壊電圧が現われたとき電磁干渉による影響を最小にするために、ソケット機構の近くに置いてお（のが望ましい。

第３Ａ図〜第３Ｄ図に示すように、ソケット機構５０は物理的に本体部分６０から構成され、本体部分はガラス充填スルホンなどの絶縁材から作られている。本体部分６０には所定数のコンセント６２が配置されている。本発明の好適実施例では、これらのコンセント６２は符号６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｇで示すように３つのグループに分けて配置されている。過渡現象抑止装置５４の一方の抵抗性要素５４Ａはコンセント６２Ａに接続され、他方の抵抗性要素５４Ｂはコンセント６２Ｂに接続されている。相互に密接して接続することが望ましいために、抵抗性要素５４Ａ、５４Ｂはそれぞれの関連するコンセント・グループに直接に接続されている。

本発明の好適実施例では、ソケット機構５０は２部品からなる、挿入力がゼロのデュアルインライン・ブレーナ装置に実装されている。そのような装置としては、チクスツール社（米国テキサス州アービング）で製造され、それぞれ型番号２４０−３３４６−００−０６０２　（第３Ａ図と第３Ｂ図）と２４０−３５９９〜００−０６０２　（第３Ｃ図と第３Ｄ図）の商品名で販売されているものがある。ソケット機構５０を組み立てるとき、第３Ａ図と第３Ｂ図に示す部品５０− １が第３Ｃ図と第３Ｄ図に示す部品５０−２内に挿入される。各部品５０−１．５０−２は隣り合うコンセントが２列に配置されているので、実装時に、２つの部品を組み立てたものを使用すれば、対のソケット機構に分けることができる。

部品５０−１．５０−２は、コンセントとそれに関連するビンのいくつかを取り除き、残ったビンを配線してコンセントを上述したようにグループに分けることによって変更される。こうすると、各コンセント・グループと他のグループとの電気的絶縁が向上する。部品からコンセントを取り除いたあとに残った穴には、エポキシ樹脂のような非電導ポリマー材料を詰め込む。

相互接続回路網２６は配線と極性反転リレー回路網７０と放電リレー８０からなっている。リレー回路網７０はリレーの対７２．７４と７６．７８から構成されている。これらのリレー７２．７４．７６．７８およびリレー８０として使用するのに適したものとしては、例えば、ダグラス・ランダル社（米国コネチカット州パウカタック）で製造され、型番号２４ＨＶＩＡ−７５の商品名で販売されている高電圧リレーがある。各リレー７２．７４．７６、　７８および８０は単一接点Ｃと作動コイルＳを使用している。リレ一対７２．７４と７６．７８のコイルＳは並列に配線されている。

対のコイル７２Ｓ、７４Ｓ、と７６Ｓ、１８Ｓおよびリレーのコイル８０Ｓの各々は、それぞれの制御＄１７３Ｌ、７几、および８０Ｌでインタフェース１８に接続されている０回路網７０は、バス４０に正極性の直流高電圧または負極性の直流高電圧を移管するように配線されている。本明細書で高電圧というときは、４０ミリアンペアで最大５．０００ボルトまでの直流電圧を意味する。放電リレー８０は高抵抗（約５０．０００オーム）、高ワツト数（約２５ワツト）の抵抗に直列接続され、試験治具内のコンデンサの両端に残っている蓄電電力を放出するものである。従って、これは治具の両端に接続された容量放電手段として、その前に高電圧電源１２に接続されていたコンデンサを放電する働きをする。リレー８０と抵抗８２が直列接続されている回路部分はバス４０．４２の両端に、従って試験治具２８のすべての両端に接続されている。相互接続回路網２６は、抵抗８６Ａ、８６Ｂからなり、バス４０の印加電圧をモニタするための分圧回路８６（約１０００対ｌ）も含んでいる。分圧回路８６の出力は線８８（シールド２線式ケーブルでなる）を通ってインタフェース１８に入力される。抵抗８６Ｂは、約３．８１ｃｍ（１１／２インチ）銅線を通して、コンデンサ保持機構１６を格納している金属容器Ｅの壁にシャーシ・アースされている。

インタフェース１８には、全体を符号９４で示したリレー出力制御装置が設けられている。このリレー出力制御装置９４は、本発明の好適実施例では、１つまたは２つの出力モジュールからなっている。この出力モジュールとしては、例えば、ヒユーレット・パラカード社（米国カリフォルニア州バロ・アルド）で製造され、型番号ＨＰ６９７３０Ａの商品名で販売されているものがある。リレー出力制御装置９４は、試験治具の各々に配置されているリレーの各々から出たリレー制御＄１５４とリレー制御線７３Ｌ、７７Ｌ、８０Ｌとに接続されている。また、リレー出力制御装置９４は内部バス９８に接続され、内部バス９８はインタフェース１００を経由して通信バス１０２を通ってプログラマブル・コントローラ２０に接続されている６通信バス１０２はＩ　ＥＥＤ規格４８８に準拠したものが使用できる。コントローラ２０とリレー出力制御装置９４は一緒に働いて、リレー５６のうちの任意のリレーに関連するコイル５６Ｓを励磁するために、その所定のリレー５６に関連する制御線５８を利用して許可信号を送る。従って、コントローラ２０とリレー出力制御装置９４は一緒になって、所定の順序に従って所定のリレーを励磁することによって、各リレーに関連するコンデンサを高電圧電源に接続する手段となっている。

制御線５８．７３Ｌ、７几、および８０Ｌは光絶縁装置１０６を経由している。

光絶縁装置として適したものには、ゼネラル・エレクトリック社で製造され、部品番号Ｈ１１Ｂ２で販売されている装置がある。

また、インタフェース１８には、タイマ／パルス発生器１１０とカウンタ・モジュール１１２が設けられている。タイマ／パルス発生器１１０として使用に適したものには、ヒユーレット・パラカード社（米国カリフォルニア州バロ・アルド）で製造され、型番号６９７３６Ａで販売されている装置がある。カウンタ・モジュール１１２は、ヒユーレット・パラカード社で製造され、型番号ＨＰ６９７７５Ａで販売されている装置に実装されているものが好ましい。タイマ１１０の出力は線１１１を通ってカウンタ１１２に入力される。タイマ／パルス発生モジュール１１０とカウンタ・モジュール１１２は内部バス９８に、従ってプログラマブル・コントローラ２０に接続されている。カウンタ１１２からの出力バス１１４はＴスイッチ１４４、　バス１４６、および光絶縁装置１１６Ａを経由して高電圧電源１２に接続されている。Ｔスイッチとして適したものには、Ｔバー社（米国コネチカット州ウィルトン）で製造され、部品番号５７２２で販売されているものがある。光絶縁装置として適したものには、ヒユーレット・パラカード社で製造され、部品番号４Ｎ４６で販売されている装置がある。以下に説明するように、コントローラ２０は、タイマ／パルス発生器１１０およびカウンタ１１２と一緒になって、電圧電源１２の出力を制御し、リレー５６を励磁したとき電圧電源に接続される各コンデンサに所定の波形をもつ所定を高電圧を印加するようになっている。

また、インタフェース１８にはデジタル出力モジュール１４０が設けられている。デジタル出力モジュール１４０として使用するのに適したものとして、ヒユーレット・パラカード社（米国コネチカット州バロ・アルド）で製造され、型番号６９７３１Ａで販売されている装置がある。デジタル出力モジュール１４０は内部バス９８に、従ってプログラマブル・コントローラ２０に接続されている。デジタル出力モジュール１４０からの出力バス１４２はＴスイッチ１４４、バス１４６、および光絶縁装置１１６Ａを経由して高電圧電源１２に接続されている。

以下に説明するように、コントローラ２０はデジタル出力モジュール１４０と一緒になって、電圧電源１２の出力を制御する代替制御手段となって、リレー５６を励磁したとき電源に接続される各コンデンサに所定の高電圧を印加するようにしなっている。この代替制御手段は、代替試験プロトコル（下達する）がとり入れられているときに使用される。

高電圧電源１２には、電流モニタ回路１２Ｍが設けらている。このモニタ１２Ｍはリレー５６を励磁したとき電源１２に接続されるコンデンサに流れる電流をモニタする手段からなっている。モニタ１２Ｍからは電圧レベルが出力され、これは所定のしきい値にセットされた比較器１１８に入力される。しきい値の代表例として、高電圧電流モニタ１２Ｍからの電流として２５ミリアンペアがセットされている。比較器１８からのデジタル出力は光絶縁装置１１６Ａとほぼ同じ光絶縁装置１１６Ｂを経由して、線１２２を通って論理ゲート１２０に接続されている。比較器１１ｇは、コンデンサを流れる電流が所定の破壊電流しきい値をこえたとき、それを検出する手段を備えている。論理ゲート１２０は集積回路に実装されたＯＲゲートにすることが好ましく、そのようなものとしては、テキサス・インスッルメント社で製造され、部品番号５Ｎ７４３２で販売されているものがある。ゲート１２０の他方の入力端は、カウンタ１１２からのカウンタあふれ線１２４に接続されている。

ゲート１２０の出力は線１２６を経由してアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１３０に接続されている。コンバータとしては、例えば、ヒユーレット・パラカード社製の型番号ＨＰ６９７５１Ａがある。コンバータ１２ｇは入力バス９８に、従ってプログラマブル・コントローラ２０に接続されている。

分圧器８６からの出力線８８はピーク電圧検出器１３０に接続されている。この検出器１３０は、バーブラウン社（米国アリシナ州フェニックス）で製造され、型番号４０８５で販売されているものを使用して、実装するのが好ましい。検出器１３０の出力は線１３２を通ってコンバータ１２ｇに入力される。検出器１３０へのコマンド入力は線１３８と１４０を通ってデジタル出力モジュール１３６から与えられる。線１３８に現われた信号は検出器の動作モードを制御する。動作モードには、ピーク電圧検出と保持がある。線１４０に現われた信号は検出器をリセットする。デジタル出力モジュール１３６はバス員は装置１０を初期設定する。この初期設定は、ハード９８に、従ってコントローラ２０に接続されている。

モジュール１３Ｇとして使用するのに適したものには、ヒユーレット・パラカード社で製造され、型番号１１６ｃと１１６０　（装置１１６Ａと同じもの）が線１３ｇと１４０にそれぞれ接続されている。

ピーク電圧検出器１３０とコンバータ１２ｇは電流モニタ１２Ｍ　（比較器１１８と論理ゲート１２０を経由して接続されている）とコントローラ２０と一緒に作用して、電流モニタに関連する電圧測定手段となって、コンデンサを流れる電流が所定の破壊電圧しきい値をこえたときの高電圧の値を測定する。この高電圧の値がコンデンサの破壊電圧と定義されている。ピーク電圧検出器１３０とコンバータ１２ｇは記録すべき破壊電圧の値を測定し、他方、モニタ１２Ｍ、比較器１１ｇおよび論理ゲート１２０はコンデンサ破壊電圧が現われたことを検出して、その測定値を確認する。この実施例では、破壊電圧の値はコントローラ２０のメモリに記憶される。もちろん、図に２ＯＲで示すような記録装置をコントローラ２０と併用することも可能である。例えば、記録装置２０Ｒは磁気媒体記録装置、ハードコピー印刷装置、プロッタ、ＣＲＴ表示装置などにすることができる。

これまでに説明してきた装置の動作について、多数のコンデンサの破壊電圧を検査する場合に関連づけて説明する。第４図に示すように、ブロック１５０で操作試験を行なうサンプルの総数などがある。試験バラフェアに′［源を人飢必賛とする試験７０トコル＋ｔ′疋義した該当のプログラムをコントローラ２０にロードすることによって行なわれる。試験プロトコルの各々の詳細について、以下で説明する。

基本的試験プロトコルは、単一極性の印加電圧を使用して特定のコンデンサに印加し、誘電体に電圧破壊が起こるか、電源の上限電圧値に達するまでこの印加電圧を徐々に上げていく方法をとっている。まず、操作員は手操作でＴスイッチ１４４を切り替えて、モジュール１１２の出力を高電圧電源１２に接続する。次に、操作員は試験すべき複数のコンデンサを、それぞれの試験治具２８−１〜２８ −Ｎに装填する。試験治具はすべてを使用する必要はない。個々のコンデンサは、その一方のリード線をコンセント・グループ６２Ａか６２８のどちかに属するコンセントに挿入し、他方のリード線をコンセント・グループ６２Ｃに属するコンセントに挿入するようにして装填する。特定のコンセント・グループからどのコンセントを選択するかはコンデンサの物理的寸法を基準にして行なう。コンデンサを所定位置に固定したら、次に、保持機構１６を収納する容器の扉りを閉じる。これにより、高電圧がバス４０とアース・バス４２の両端に現われる。操作員はサンプルＩＤ（識別番号）と試験パラメータ情報を与える。サンプルＩＤの例としては、サンプルの記述、薄膜の厚さ、験を行なうコンデンサの一部、が同じバッチＩＤを使用して順次に試験ができるようにする）、サンプルの総数、電圧上昇率などがある。付録のＡ−１とＡ−２ページを参照のこと。

操作員がコマンドを入力すると、自動試験シーケンスが開始される。その他のプロトコルについては後述する。

プログラムの制御の下で、コントローラ２０はブロック１５４に記述されているステップを実行する。これらのステップには、該当の試験治具２８−１〜２８− Ｎに置かれているコンデンサのうちの必要なものを、リレー５６−１〜５６−Ｎのうちの対応するものを閉じることによって選択することがある。この選択は、コントローラ２０がリレー出力制御装置９４にコマンドを送り、制御装置が該当のリレー５６のコイル５６Ｓのうちの該当するものを主張し、その試験治具をバス４０．４２間に接続することによって行なわれる。付録のＡ−２ページの符号１５４Ａの個所を参照のこと。

次に、印加すべき電圧の極性が選択される。これはリレー回路網中の該当するリレーの対を選択することによって行なわれる。また、これは、コントローラ２０からリレー制御モジュール９４に信号を送り、これを受けてモジュール９４が選択した対のリレー７２．７４または７６．７８のコイルを主張することによって行なわれる。

付録のＡ−２ページの符号１５４Ｂの個所を参照のこと。

次に、コントローラ２０は出力制御モジュール１３６に線１４０を通してコマンドを送って、ピーク電圧検出器１３０をリセットする。そのあと、コントローラ２０は線１３ｇを通して信号を送って、ピーク電圧検出器をピーク検出モードにするように、モジュール１３０に指示する。付録のＡ−２ページの符号１５４（：の個所を参照のこと。

次に、コントローラ２０はカウンタ・モジュール１１２をゼロにリセットする。

付録のＡ−２ページの符号１５４Ｄの個所を参照のこと。

次に、タイマ・モジュール１１０の動作モードがコントローラ２０によってセットされる。このセットを行なうと、タイマ１１０は線１１１を通してパルスなカウンタ・モジュールに出力することを開始する。付録のＡ−２ページの符号１５４Ｅの個所を参照のこと。カウンタ・モジュール１１２の出力の受けて、電源１２の出力から時間と共に変化する高電圧信号が出力される。カウンタ出力がその値を大きくしていくと、励磁されたリレーに関連するコンデンサに印加される高電圧信号の値はそれに応じて太き（なっていく。上述したように、いま説明している基本的試験プロトコルでは、高電圧信号の波形は、単一極性が段階的に徐々に大きくなってい（形状になっている。この階段形状の勾配は、タイマからのパルスの周波数によって決まる。使用されるプロトコルに関係なく、ピーク電圧検出器１３０の出力は高電圧信号を追跡し、高電圧信号が減少した場合に備えて、最大高電圧値を保持している。もちろん、この減少は誘電体に破壊が起こったときに起こるものである。

ブロック１５６に示すように、コントローラ２０はその外部トリガ入力を受けてコンバータ１２．８が動作するようにする。励磁したリレーに関連するコンデンサに誘電体の破壊が起こり始めると、コンデンサに電流が流れ始める。電流の大きさが所定のしきい値をこえると、コンバータ１２８は、比較器１１８が電流モニタ回路１２Ｍの出力を検出することにより、トリガされる。

従って、コンバータ１２８の主張は、電流モニタ１２Ｍが検出した電流測定値を受けて行なわれる。主張が行なわれると、コンバータ１２ｇは検出器１３０が保持していた電圧のピーク値を読み取る。

ブロック１５Ｊｌに示すように、コンバータ１２ｇがトリガされると、コンバータからコントローラ２０に信号が入力され、コントローラはコンバータ１２８の出力端に現われたコンデンサの破壊電圧の最大値を読み取ってそれをそのメモリに記録する。

破壊が起こると、ブロック１６０に示すように、ピーク電圧検出器１３０は保持モードに置かれ（線１３ｇを通して）、タイマ・モジュール１１０の出力パルス列は停止され、カウンタ・モジュール１１２はゼロにリセットされる。カウンタ・モジュール１１２がゼロになると、高電圧電源１２の出力はゼロに戻る。コンバータは、ピーク電圧検出器１３０が保持している破壊電圧の値の保持を続ける。電源がゼロになると、コンデンサを流れていた電流が止まる。付録のＡ−３ページの符号１６０の個所を参照のこと。

ブロック１６２に示すように放電リレー８０のコイル８０Ｓは、コントローラ２０からの指示を受けて、線８０Ｌを通して制御モジュール９４によって主張される。所定の時間が経過すると、コンデンサに残っている電荷を放出するために、リレー８０が再び開く。付録のＡ−３ページの符号１６２Ａの個所を参照のこと。さらに、サンプル・リレー５６のうち主張されたリレーは消磁され（付録のＡ −３ページの符号１６２Ｂを参照のこと）、回路網７０内の極性制御リレ一対も消磁される（付録のＡ−３ページの符号１６２Ｃを参照のこと）。破壊電圧の値は、付録のＡ−３ページの符号１６２Ｄに示すように、この時点で装置２０Ｒから印刷または表示することが可能である。

これらまで説明したステップ１５４から１６２までは、ブロック１６６に示すように、試験対象の残りのコンデンサの各々について繰り返される。付録に示すコーディング例は、コーディング例に示す順序でコントローラ２０によって制御される３つのデジタル出力モジュール９４の各々が１６個の出力を駆動するもで、コンデンサを１６個単位で試験するようになっている。従って、このコーディング例で、ステップ１５４から１６６までに対する部分はＡ〜３ページとＡ−４ページにも現われているが、これらが置かれている個所が特に付録に示されているのは特に理由がなく、分かりやすくするためである。サンプルの総数すべての試験が完了すると、コントローラ２０は、ブロック１６８に示すように、テスト結果の報告書とグラフを形式を整えて出力する。

本発明の自動試験装置を用いて実施されるもう１つのプロトコルは、消去プロトコルと呼ばれるものである。これは、Ｔスイッチ１４４を手操作で切り替えて、モジュール１４０の出力を高電圧電源１２に接続することから始める。消去プロトコルでは、選択したコンデンサ（つまり、励磁したリレー５６に関連するコンデンサ）に印加された電圧が期待破壊電圧値以下の値にセットされ、取り除かれ、コンデンサを放電する。次に、反対極性の電圧がコンデンサに印加され、取り除かれ、コンデンサを放電する。この循環作用により、誘電体はストレスを受けて、破滅的な破壊の原因となる値以下になる。この循環は、両極性とも、高い電圧のときだけ繰り返される。循環は、所定の電圧値（両極性とも）になるまで繰り返される。消去プロトコルの対象となる金属薄膜は「消去」と呼ばれる減少な受けて、誘電体に内部欠陥が生じるので、金属被膜層の小さな領域が結果の周囲から取り除かれることになる。印加電圧を制限すると、この金属被膜の除去が行なわれても、誘電体に破滅的な障害が起こることはない、このプロトコルは、上述したプログラムのブロック１５４（特に１５４Ｅ）に然るべき変更を加えるだけで簡単に得ることができる。つまり、各サイクルの印加電圧の大きさを所望の値にセットし、モジュール１４０から所望の値が出力されるようにすれば良い。

また、各々の連続するサイクル期間に、モジュール１４０からの出力は太き（なる（従って、そのサイクルの出力電圧が大きくなる）、極性は、ブロック１５４（特に１５４Ｂ）で説明した方法と同じように反転される。

上に述べた消去プロトコルに代わるプロトコルとしてもう１つある。そのプロトコルは、各サイクル期間の最大電圧を所定の時間期間（代表例として、数秒から数分までの間）保持する方法である。このプロトコルは上述した消去プロトコルを使用し、ブロック１５４Ｅのあとに該当持続期間の待ち期間を追加することで得られる。

本発明から得られる利点を受ける当業者は、本発明に各種態様の変更を加えることが可能である。かかる変更は、請求の範囲に明確化されている本発明の範囲内に属することは勿論である。

（Ａ−３）（＾−４）（Ａ−５）（Ａ−６）ｘ″３ＴＩ　ＧＯＴＯ３Ｓ３＠　／Ａ　−ｑ　ｓ請求の範囲（１）（削除）（２）各々が第１リード線と第２リード線をもつ複数のコンデンサの１つひとつの誘電体の破壊電圧特性を自動的に測定する装置であって、時間と共に変化する高電圧電源と、各々が試験の対象となるコンデンサの１つを受け入れるように構成された所定数の試験治具と、複数のリレーから構成されたリレー回路網であって、そのリレー回路網の中の少なくとも１つのリレーが各々の試験治具と高電圧電源との間に接続されているリレー回路網とでなり、各試験治具は、本体からなり、本体に第１、第２、および第３コンセントが配置され、各コンデンサの第１リード線が第１または第２コンセントのどちらか一方に受け入れ可能になっており、コンデンサの第２リード線が第３コンセントに受け入れ可能になっているソケットを備え第１コンセントは第１高電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続され、第２コンセントは第２低電圧範囲の過当電流抑止装置に接続され、第３コンセントは試験治具に関連するリレーに接続されており、さらに、リレーのうちの所定のリレーを所定の順序に従って励磁し、それによって各リレーに関連するコンデンサを高電圧電源に接続する手段と、高電圧電源の出力を制御し、リレーの励磁によって電源に接続された各コンデンサに所定の波形をもつ所定の高電圧を印加するようにした制御手段と、リレーの励磁によって電源に接続されたコンデンサを流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、電流モニタ手段と関連づけられ、コンデンサに流れる電流が所定の破壊電流しきい値をこえたとき高電圧の値を測定し、測定された高電圧の値がコンデンサの破壊電圧であるものと定義している電圧測定手段とからなるコンデンサ破壊電圧の自動検査装置。

（３）第１および第２過渡電流抑止装置は共にほぼ抵抗性の要素からなる請求項２に記載の装置。

（４）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１および第２コンセントに所定の間隔で近接するようにソケットの本体に物理的に取り付けられている請求項３に記載の装置。

（５）各々が第１リード線と第２リード線をもつ複数のコンデンサの１つひとつの誘電体の破壊電圧特性を自動的に測定する装置であって、時間と共に変化する高電圧電源と、各々が試験の対象となるコンデンサの１つを受け入れるように構成された所定数の試験治具と、複数のリレーから構成されたリレー回路網であって、そのリレー回路網の中の少なくとも１つのリレーが各々の試験治具と高電圧電源との間に接続されているリレー回路網とでなり、各試験治具は、本体からなり、本体に第１、第２、および第３グループのコンセントが配置され、各グループのコンセントは少な（とも１つのコンセントを備え、各コンデンサの第１リード線は第１または第２グループ内のコンセントのどちらか一方に受け入れ可能になっており、コンデンサの第２リード線は第３グループ内のコンセントに受け入れ可能になっているソケットを備え、第１グループ内の各コンセントは第１高電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続され、第２グループ内の各コンセントは第２低電圧範囲の過当電流抑止装置に接続され、第３グループ内のコンセントは試験治具に関連するリレーに接続されており、さらに、リレーのうちの所定のリレーを所定の順序に従って励磁し、それによって各リレーに関連するコンデンサを高電圧電源に接続する手段と、高電圧電源の出力を制御し、リレーの励磁によって電源に接続された各コンデンサに所定の波形をもつ所定の高電圧を印加するようにした制御手段と、リレーの励磁によって電源に接続されたコンデンサを流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、電流モニタ手段と関連づけられ、コンデンサに流れる電流が所定の破壊電流しきい値をこえたとき高電圧の値を測定し、測定された高電圧の値がコンデンサの破壊電圧であるものと定義している電圧測定手段とからなるコンデンサ破壊電圧の自動検査装置。

（６）第１および第２過渡電流抑止装置は共にほぼ抵抗性の要素からなる請求項５に記載の装置。

（７）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１グループおよび第２グループのコンセントに所定の間隔で近接するようにソケットの本体に物理的に取り付けられている請求項５に記載の装置。

（８）さらに、高電圧電源の極性を反転する手段を備えている請求項２に記載の装置。

（９）さらに、試験治具の各々がその内部に装着される金属ハウジングと、ハウジングの扉と、高電圧電源とアース電位間に接続され、扉が開いたときに応動して操作員が感電するのを防止する扉作動スイッチとを備えている請求項２に記載の装置。

（１０）さらに、試験治具の各々がその内部に装着される金属ハウジングと、ハウジングの扉と、高電圧電源とアース電位間に接続され、扉が開いたときに応動して操作員が感電するのを防止する扉作動スイッチとを備えている請求項５に記載の装置。

（１１）さらに、高電圧電源に直列に接続された高ワツト数の過渡現象抑止装置を備えている請求項１０に記載の装置。

（１２）さらに、高電圧電源に直列に接続された高ワツト数の過渡現象抑止装置を備えている請求項９に記載の装置。

（１３）測定装置はすべての試験治具の両端に接続された分圧器と、分圧器に接続されたピーク電圧検出器と、ピーク電圧検出器に接続されたアナログ／デジタル・コンバータとからなり、コンバータは電流モニタ手段に応動して、ピーク電圧検出器によって分圧器の最大電圧を変換するようした請求項２に記載の装置。

（１４）さらに、試験治具のすべての両端にイ接続されて、リレーの励磁によって以前に電源に接続、されていたコンデンサを放電するための容量放電手段毫備えている請求項２に記載の装置。

（１５）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１および第２コンセントに所定の間隔で近゛接するようにソケットの本体に物理的に取り付けら九ている請求項２に記載の装置。

（ｌ＠）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１および第２コンセントに所定の間隔で近接するようにソケットの本体に物理的に取り付けられている請求項６に記載の装置。

（１７）さらに、高電圧電源の極性を反転する手段を備えている請求項５に記載の装置。

（１８）測定装置はすべての試験治具の両端に接続された分圧器と、分圧器に接続されたピーク電圧検出器と、ピーク電圧検出器に接続されたアナログ／デジタル・コンバータとからなり、コンバータは電流モニタ手段に応動して、ピーク電圧検出器によって分圧器の最大電圧を変換するようした請求項５に記載の装置。

（１９）さらに、試験治具のすべての両端に接続されて、リレーの励磁によって以前に電源に接続されていたコンデンサを放電するための容量放電手段を備えている請求項５に記載の装置。

手続補正書平成５３年１２月３日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のコンデンサの各々の誘電体の破壊電圧特性を自動的に測定する装置であって、時間と共に変化する高電圧電源と、各々が試験の対象となるコンデンサの１つを受け入れるように構成された所定数の試験治具と、複数のリレーから構成されたリレー回路網であって、そのリレー回路網の中の少なくとも１つのリレーが各々の試験治具と高電圧電源との間に接続されているリレー回路網と、リレーのうちの所定のリレーを所定の順序に従って励磁し、それによって各リレーに関連するコンデンサを高電圧電源に接続する手段と、高電圧電源の出力を制御し、リレーの励磁によって電源に接続された各コンデンサに所定の波形をもつ所定の高電圧を印加するようにした制御手段と、リレーの励磁によって電源に接続されたコンデンサを流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、電流モニタ手段と関連づけられ、コンデンサに流れる電流が所定の破壊電流しきい値をこえたとき高電圧の値を測定し、測定された高電圧の値がコンデンサの破壊電圧であるものと定義している電圧測定手段とからなるコンデンサ破壊電圧の自動検査装置。
（２）各コンデンサは第１リード線と第２リード線をもち、各試験治具は、本体からなり、本体に第１、第２、および第３コンセントが配置され、各コンデンサの第１リード線が第１または第２コンセントのどちらか一方に受け入れ可能になっており、コンデンサの第２リード線が第３コンセントに受け入れ可能になっているソケットと、第１コンセントは第１高電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続され、第２コンセントは第２低電圧範囲の過当電流抑止装置に接続され、第３コンセントは試験治具に関連するリレーに接続されていることからなる請求項１に記載の装置。
（３）第１および第２過渡電流抑止装置は共にほぼ抵抗性の要素からなる請求項２に記載の装置。
（４）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１および第２コンセントに所定の間隔で近接するようにソケットの本体に物理的に取り付けられている請求項３に記載の装置。
（５）各コンデンサは第１リード線と第２リード線をもち、各試験治具は、本体からなり、本体に第１、第２、および第３グループのコンセントが配置され、各グループのコンセントは少なくとも１つのコンセントを備え、各コンデンサの第１リード線は、第１または第２グループのコンセントのどちらか一方に受け入れ可能になっており、コンデンサの第２リード線は、第３グループ内のコンセントに受け入れ可能になっているソケットと、第１クループ内のコンセントは第１高電圧範囲の過渡電流抑止装置に接続され、第２グループ内のコンセントは第２低電圧範囲の過当電流抑止装置に接続され、第３グループ内のコンセントは試験治具に関連するリレーに接続されていることからなる請求項１に記載の装置。
（６）第１および第２過渡電流抑止装置は共にほぼ抵抗性の要素からなる請求項２に記載の装置。
（７）第１および第２過渡電流抑止装置は、それぞれ第１グループおよび第２グループのコンセントに所定の間隔で近接するようにソケットの本体に物理的に取り付けられている請求項３に記載の装置。
（８）さらに、高電圧電源の極性を反転する手段を備えている請求項１に記載の装置。
（９）さらに、試験治具の各々がその内部に装着される金属ハウジングと、ハウジングの扉と、高電圧電源とアース電位間に接続され、扉が開いたときに応動して操作員が感電するのを防止する扉作動スイッチとを備えている請求項２に記載の装置。
（１０）さらに、試験治具の各々がその内部に装着される金属ハウジングと、ハウジングの扉と、高電圧電源とアース電位間に接続され、扉が開いたときに応動して操作員が感電するのを防止する扉作動スイッチとを備えている請求項４に記載の装置。
（１１）さらに、高電圧電源に直列に接続された高ワット数の過渡現象抑止装置を備えている請求項１０に記載の装置。
（１２）さらに、高電圧電源に直列に接続された高ワット数の過渡現象抑止装置を備えている請求項９に記載の装置。
（１３）測定装置はすべての試験治具の両端に接続された分圧器と、分圧器に接続されたピーク電圧検出器と、ピーク電圧検出器に接続されたアナロク／デジタル・コンバータとからなり、コンバータは電流モニタ手段に応動して、ピーク電圧検出器によって分圧器の最大電圧を変換するようした請求項１に記載の装置。
（１４）さらに、試験治具のすべての両端に接続されて、リレーの励磁によって以前に電源に接続されていたコンデンサを放電するための容量放電手段を備えている請求項１に記載の装置。