JPH09211041A - 容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置 - Google Patents
容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置Info
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- JPH09211041A JPH09211041A JP3720696A JP3720696A JPH09211041A JP H09211041 A JPH09211041 A JP H09211041A JP 3720696 A JP3720696 A JP 3720696A JP 3720696 A JP3720696 A JP 3720696A JP H09211041 A JPH09211041 A JP H09211041A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量性素子の等価直列抵抗を正確に測定でき
る容量性素子の等価直列抵抗測定方法を提供することを
主目的とする。 【解決手段】 測定対象物である容量性素子Ｃを一定電
流で所定時間充電し、容量性素子Ｃの端子間電圧を測定
した直後に充電を停止し、充電停止後の端子間電圧を測
定し、充電停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子間
電圧との差電圧を一定電流の値で除算することによって
容量性素子Ｃの等価直列抵抗を測定する。
る容量性素子の等価直列抵抗測定方法を提供することを
主目的とする。 【解決手段】 測定対象物である容量性素子Ｃを一定電
流で所定時間充電し、容量性素子Ｃの端子間電圧を測定
した直後に充電を停止し、充電停止後の端子間電圧を測
定し、充電停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子間
電圧との差電圧を一定電流の値で除算することによって
容量性素子Ｃの等価直列抵抗を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容量性素子の内部
に存在する等価直列抵抗を測定する容量性素子の等価直
列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置に関するも
のである。
に存在する等価直列抵抗を測定する容量性素子の等価直
列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】コンデンサの性能を示すパラメータの１
つとしていわゆる等価直列抵抗が存在する。この等価直
列抵抗は、コンデンサを、抵抗と理想コンデンサとの直
列回路として等価的に表したときの抵抗を意味する。こ
の等価直列抵抗を測定する装置として、図７に示す等価
直列抵抗測定装置４１が従来から知られている。
つとしていわゆる等価直列抵抗が存在する。この等価直
列抵抗は、コンデンサを、抵抗と理想コンデンサとの直
列回路として等価的に表したときの抵抗を意味する。こ
の等価直列抵抗を測定する装置として、図７に示す等価
直列抵抗測定装置４１が従来から知られている。
【０００３】この従来の等価直列抵抗測定装置４１は、
交流電源４２、交流電圧計４３、位相検出部４４および
演算部４５を備えている。
交流電源４２、交流電圧計４３、位相検出部４４および
演算部４５を備えている。
【０００４】等価直列抵抗測定装置４１では、測定が開
始されると、交流電源４２が、測定対象物であるコンデ
ンサＣに所定周波数で一定電流の交流信号を印加すると
共に、その交流信号の電流波形をモニタ信号として位相
検出部４４に出力する。位相検出部４４は、モニタ信号
の位相と、コンデンサＣの端子間に発生した端子間電圧
の位相とを比較することにより両者の位相差を検出し、
検出した位相差を演算部４５に出力する。一方、交流電
圧計４３は、コンデンサＣの端子間電圧を測定して演算
部４５に出力する。演算部４５は、位相差と端子間電圧
とに基づいて、コンデンサＣの等価直列抵抗を演算す
る。
始されると、交流電源４２が、測定対象物であるコンデ
ンサＣに所定周波数で一定電流の交流信号を印加すると
共に、その交流信号の電流波形をモニタ信号として位相
検出部４４に出力する。位相検出部４４は、モニタ信号
の位相と、コンデンサＣの端子間に発生した端子間電圧
の位相とを比較することにより両者の位相差を検出し、
検出した位相差を演算部４５に出力する。一方、交流電
圧計４３は、コンデンサＣの端子間電圧を測定して演算
部４５に出力する。演算部４５は、位相差と端子間電圧
とに基づいて、コンデンサＣの等価直列抵抗を演算す
る。
【０００５】ここで、一般的に、等価直列抵抗ｒは、下
記の式によって表される。 ｒ＝Ｚ・ＣＯＳθ ここで、θは位相差を示す。また、Ｚは、コンデンサＣ
のインピーダンスの絶対値を表し、以下の式で特定され
る。 Ｚ＝Ｖｏ／ｉｏ ここで、Ｖｏは端子間電圧の絶対値を示し、ｉｏは交流
電源４２から出力される出力電流の絶対値を示す。
記の式によって表される。 ｒ＝Ｚ・ＣＯＳθ ここで、θは位相差を示す。また、Ｚは、コンデンサＣ
のインピーダンスの絶対値を表し、以下の式で特定され
る。 Ｚ＝Ｖｏ／ｉｏ ここで、Ｖｏは端子間電圧の絶対値を示し、ｉｏは交流
電源４２から出力される出力電流の絶対値を示す。
【０００６】演算部４５は、入力された端子間電圧と交
流電源４２の出力電流ｉｏからコンデンサＣのインピー
ダンスＺを演算し、位相差θに基づいて、等価直列抵抗
ｒを演算する。
流電源４２の出力電流ｉｏからコンデンサＣのインピー
ダンスＺを演算し、位相差θに基づいて、等価直列抵抗
ｒを演算する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
等価直列抵抗装置４１の測定には以下の問題点がある。
すなわち、コンデンサＣの容量が大きい場合には、コン
デンサＣのインピーダンスＺの値が等価直列抵抗ｒの値
に近づく。したがって、図８に示すように、モニタ信号
５１の位相とコンデンサＣの端子間電圧波形５２との位
相差θの値が「０」に近づくことになる。このため、位
相検出部４４の位相差検出精度が悪いと、等価直列抵抗
の値に大きな誤差が生じてしまうという問題点がある。
等価直列抵抗装置４１の測定には以下の問題点がある。
すなわち、コンデンサＣの容量が大きい場合には、コン
デンサＣのインピーダンスＺの値が等価直列抵抗ｒの値
に近づく。したがって、図８に示すように、モニタ信号
５１の位相とコンデンサＣの端子間電圧波形５２との位
相差θの値が「０」に近づくことになる。このため、位
相検出部４４の位相差検出精度が悪いと、等価直列抵抗
の値に大きな誤差が生じてしまうという問題点がある。
【０００８】この場合、コンデンサＣの容量が大きいた
めに、等価直列抵抗測ｒの値が１／（ωＣ）の値に比較
して極めて大きいときには、下記の式により簡易的に演
算することにより測定することも可能である。ただし、
ωは、交流信号の角周波数を示す。 ｒ＝Ｖｏ／ｉｏ しかし、この測定方法には、低い測定周波数でコンデン
サＣの等価直列抵抗ｒを測定しようとした場合に、１／
（ωＣ）の値が小さくならないために、正確な測定値を
得ることができないという別の問題点が生じる。
めに、等価直列抵抗測ｒの値が１／（ωＣ）の値に比較
して極めて大きいときには、下記の式により簡易的に演
算することにより測定することも可能である。ただし、
ωは、交流信号の角周波数を示す。 ｒ＝Ｖｏ／ｉｏ しかし、この測定方法には、低い測定周波数でコンデン
サＣの等価直列抵抗ｒを測定しようとした場合に、１／
（ωＣ）の値が小さくならないために、正確な測定値を
得ることができないという別の問題点が生じる。
【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、容量性素子の等価直列抵抗を正確に測定で
きる容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列
抵抗測定装置を提供することを主目的とする。
ものであり、容量性素子の等価直列抵抗を正確に測定で
きる容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列
抵抗測定装置を提供することを主目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１に係る容量性素子の等価直列抵抗測定方法は、測
定対象物である容量性素子を一定電流で所定時間充電
し、容量性素子の端子間電圧を測定した直後に充電を停
止し、充電停止後の端子間電圧を測定し、充電停止直前
の端子間電圧と充電停止後の端子間電圧との差電圧を一
定電流の値で除算することによって容量性素子の等価直
列抵抗を測定することを特徴とする。
求項１に係る容量性素子の等価直列抵抗測定方法は、測
定対象物である容量性素子を一定電流で所定時間充電
し、容量性素子の端子間電圧を測定した直後に充電を停
止し、充電停止後の端子間電圧を測定し、充電停止直前
の端子間電圧と充電停止後の端子間電圧との差電圧を一
定電流の値で除算することによって容量性素子の等価直
列抵抗を測定することを特徴とする。
【００１１】この容量性素子の等価直列抵抗測定方法で
は、一定電流での充電を停止した際に発生する等価直列
抵抗に基づく電圧降下を利用して等価直列抵抗を測定す
る。この場合、差電圧としての降下電圧は、充電電流と
等価直列抵抗との積で表される。このため、従来の等価
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がなく、差電圧を一定電流である充電電流で除算する
ことにより等価直列抵抗を測定することができるため、
等価直列抵抗を正確に測定することができる。
は、一定電流での充電を停止した際に発生する等価直列
抵抗に基づく電圧降下を利用して等価直列抵抗を測定す
る。この場合、差電圧としての降下電圧は、充電電流と
等価直列抵抗との積で表される。このため、従来の等価
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がなく、差電圧を一定電流である充電電流で除算する
ことにより等価直列抵抗を測定することができるため、
等価直列抵抗を正確に測定することができる。
【００１２】この場合、充電停止後予め設定した時間が
経過した時に、充電停止後の端子間電圧として測定する
ことが好ましい。一般的に、理想コンデンサと抵抗の直
列回路が複数並列に接続した等価回路で表されるような
容量性素子（例えば、電気二重層コンデンサなど）にお
いては、充電停止後、一つの理想コンデンサに充電され
た電荷によって他の理想コンデンサに充電されるという
過渡応答が発生する。この場合、充電停止後の端子間電
圧を何時の時点で測定するかによって、充電停止後の端
子間電圧の値にばらつきが生じる。このため、予め設定
した時間の経過時に測定した端子間電圧を基準とするこ
とにより、種々の容量性素子における等価直列抵抗の相
対的な大きさの比較を行うことができる。
経過した時に、充電停止後の端子間電圧として測定する
ことが好ましい。一般的に、理想コンデンサと抵抗の直
列回路が複数並列に接続した等価回路で表されるような
容量性素子（例えば、電気二重層コンデンサなど）にお
いては、充電停止後、一つの理想コンデンサに充電され
た電荷によって他の理想コンデンサに充電されるという
過渡応答が発生する。この場合、充電停止後の端子間電
圧を何時の時点で測定するかによって、充電停止後の端
子間電圧の値にばらつきが生じる。このため、予め設定
した時間の経過時に測定した端子間電圧を基準とするこ
とにより、種々の容量性素子における等価直列抵抗の相
対的な大きさの比較を行うことができる。
【００１３】また、充電停止後における端子間電圧を連
続的に測定し、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が
所定値になった時に、充電停止後の端子間電圧として測
定することもできる。前述したように、充電停止後には
過渡応答が発生するが、単位時間当たりの端子間電圧の
変化量が所定値になった時に測定した端子間電圧を基準
とすることにより、種々の容量性素子における等価直列
抵抗の相対的な大きさの比較を行うことができる。
続的に測定し、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が
所定値になった時に、充電停止後の端子間電圧として測
定することもできる。前述したように、充電停止後には
過渡応答が発生するが、単位時間当たりの端子間電圧の
変化量が所定値になった時に測定した端子間電圧を基準
とすることにより、種々の容量性素子における等価直列
抵抗の相対的な大きさの比較を行うことができる。
【００１４】請求項４に係る容量性素子の等価直列抵抗
測定方法は、測定対象物である容量性素子を充電し、容
量性素子の端子間電圧を測定した直後に充電を停止し、
抵抗および定電流負荷のいずれかを介して容量性素子を
放電させ、放電開始後の端子間電圧を測定し、放電開始
直前および放電開始後の両端子間電圧と、抵抗の抵抗値
および定電流負荷の電流値のいずれかとに基づいて容量
性素子の等価直列抵抗を測定することを特徴とする。
測定方法は、測定対象物である容量性素子を充電し、容
量性素子の端子間電圧を測定した直後に充電を停止し、
抵抗および定電流負荷のいずれかを介して容量性素子を
放電させ、放電開始後の端子間電圧を測定し、放電開始
直前および放電開始後の両端子間電圧と、抵抗の抵抗値
および定電流負荷の電流値のいずれかとに基づいて容量
性素子の等価直列抵抗を測定することを特徴とする。
【００１５】抵抗負荷によって容量性素子を放電させる
と、負荷抵抗の抵抗値と等価直列抵抗との分圧によって
その端子間電圧に電圧降下が生じる。また、定電流負荷
によって容量性素子を放電させると、その電流値と等価
直列抵抗との積による電圧降下が生じる。このため、こ
の等価直列抵抗測定方法では、前者の方法、すなわち、
放電開始直前および放電開始後の両端子間電圧から測定
される降下電圧と抵抗の抵抗値とで等価直列抵抗を測定
する。具体的には、例えば、等価直列抵抗は、放電開始
直前のコンデンサの端子間電圧を放電開始直後のコンデ
ンサの端子間電圧で除算した値から値１を減算した値
に、負荷抵抗の抵抗値を乗算することによって測定する
ことができる。また、後者の方法、すなわち、放電開始
直前および放電開始後の両端子間電圧から測定される降
下電圧と定電流負荷の電流値とで等価直列抵抗を測定す
る。具体的には、例えば、等価直列抵抗は、放電開始直
前のコンデンサの端子間電圧から放電開始直後のコンデ
ンサの端子間電圧を減算した値を、定電流負荷の電流値
で除算することによって測定することができる。
と、負荷抵抗の抵抗値と等価直列抵抗との分圧によって
その端子間電圧に電圧降下が生じる。また、定電流負荷
によって容量性素子を放電させると、その電流値と等価
直列抵抗との積による電圧降下が生じる。このため、こ
の等価直列抵抗測定方法では、前者の方法、すなわち、
放電開始直前および放電開始後の両端子間電圧から測定
される降下電圧と抵抗の抵抗値とで等価直列抵抗を測定
する。具体的には、例えば、等価直列抵抗は、放電開始
直前のコンデンサの端子間電圧を放電開始直後のコンデ
ンサの端子間電圧で除算した値から値１を減算した値
に、負荷抵抗の抵抗値を乗算することによって測定する
ことができる。また、後者の方法、すなわち、放電開始
直前および放電開始後の両端子間電圧から測定される降
下電圧と定電流負荷の電流値とで等価直列抵抗を測定す
る。具体的には、例えば、等価直列抵抗は、放電開始直
前のコンデンサの端子間電圧から放電開始直後のコンデ
ンサの端子間電圧を減算した値を、定電流負荷の電流値
で除算することによって測定することができる。
【００１６】この場合、放電開始後予め設定した時間が
経過した時に、放電開始後の端子間電圧として測定する
ことが好ましい。これによれば、予め設定した時間の経
過時に測定した端子間電圧を基準とすることにより、種
々の容量性素子における等価直列抵抗の相対的な大きさ
の比較を行うことができる。
経過した時に、放電開始後の端子間電圧として測定する
ことが好ましい。これによれば、予め設定した時間の経
過時に測定した端子間電圧を基準とすることにより、種
々の容量性素子における等価直列抵抗の相対的な大きさ
の比較を行うことができる。
【００１７】また、放電開始後における端子間電圧を連
続的に測定し、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が
所定値になった時に放電開始後の端子間電圧とすること
もできる。放電開始後にも前述した過渡応答が発生する
が、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が所定値にな
った時に測定した端子間電圧を基準とすることにより、
種々の容量性素子における等価直列抵抗の相対的な大き
さの比較を行うことができる。
続的に測定し、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が
所定値になった時に放電開始後の端子間電圧とすること
もできる。放電開始後にも前述した過渡応答が発生する
が、単位時間当たりの端子間電圧の変化量が所定値にな
った時に測定した端子間電圧を基準とすることにより、
種々の容量性素子における等価直列抵抗の相対的な大き
さの比較を行うことができる。
【００１８】請求項７に係る容量性素子の等価直列抵抗
測定装置は、測定対象物である容量性素子の端子間電圧
を測定する電圧測定手段と、容量性素子を一定電流で充
電する充電手段と、充電手段の充電停止を制御する充電
停止制御手段と、電圧測定手段によって測定された充電
停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子間電圧との差
電圧を演算すると共に差電圧を一定電流の値で除算する
ことによって容量性素子の等価直列抵抗を演算する演算
手段とを備えていることを特徴とする。
測定装置は、測定対象物である容量性素子の端子間電圧
を測定する電圧測定手段と、容量性素子を一定電流で充
電する充電手段と、充電手段の充電停止を制御する充電
停止制御手段と、電圧測定手段によって測定された充電
停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子間電圧との差
電圧を演算すると共に差電圧を一定電流の値で除算する
ことによって容量性素子の等価直列抵抗を演算する演算
手段とを備えていることを特徴とする。
【００１９】この等価直列抵抗測定装置では、請求項１
記載の等価直列抵抗測定方法と同じ測定原理によって演
算手段が等価直列抵抗を演算する。
記載の等価直列抵抗測定方法と同じ測定原理によって演
算手段が等価直列抵抗を演算する。
【００２０】この場合、充電停止時からの経過時間を計
測するタイマをさらに備え、演算手段は、タイマの計測
時間が所定時間になった時に電圧測定手段が測定した端
子間電圧を充電停止後の端子間電圧として演算すること
が好ましい。また、演算手段は、単位時間当たりの端子
間電圧の変化量が所定値になった時に電圧測定手段が測
定した端子間電圧を充電停止後の端子間電圧として演算
することもできる。
測するタイマをさらに備え、演算手段は、タイマの計測
時間が所定時間になった時に電圧測定手段が測定した端
子間電圧を充電停止後の端子間電圧として演算すること
が好ましい。また、演算手段は、単位時間当たりの端子
間電圧の変化量が所定値になった時に電圧測定手段が測
定した端子間電圧を充電停止後の端子間電圧として演算
することもできる。
【００２１】請求項１０に係る容量性素子の等価直列抵
抗測定装置は、測定対象物である容量性素子の端子間電
圧を測定する電圧測定手段と、充電させた容量性素子を
一定の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放電させ
る放電手段と、放電手段の放電開始を制御する放電開始
制御手段と、電圧測定手段によって測定された放電開始
直前および放電開始後における端子間電圧と一定の抵抗
値および一定の電流値のいずれかとに基づいて容量性素
子の等価直列抵抗を演算する演算手段とを備えているこ
とを特徴とする。
抗測定装置は、測定対象物である容量性素子の端子間電
圧を測定する電圧測定手段と、充電させた容量性素子を
一定の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放電させ
る放電手段と、放電手段の放電開始を制御する放電開始
制御手段と、電圧測定手段によって測定された放電開始
直前および放電開始後における端子間電圧と一定の抵抗
値および一定の電流値のいずれかとに基づいて容量性素
子の等価直列抵抗を演算する演算手段とを備えているこ
とを特徴とする。
【００２２】この等価直列抵抗測定装置では、請求項２
記載の等価直列抵抗測定方法と同じ測定原理によって演
算手段が等価直列抵抗を演算する。
記載の等価直列抵抗測定方法と同じ測定原理によって演
算手段が等価直列抵抗を演算する。
【００２３】この場合、放電開始時からの経過時間を計
測するタイマをさらに備え、演算手段は、タイマの計測
時間が所定時間になった時に電圧測定手段が測定した端
子間電圧を放電開始後の端子間電圧として演算すること
が好ましい。また、演算手段は、単位時間当たりの端子
間電圧の変化量が所定値になった時に電圧測定手段が測
定した端子間電圧を放電開始後の端子間電圧として演算
することもできる。
測するタイマをさらに備え、演算手段は、タイマの計測
時間が所定時間になった時に電圧測定手段が測定した端
子間電圧を放電開始後の端子間電圧として演算すること
が好ましい。また、演算手段は、単位時間当たりの端子
間電圧の変化量が所定値になった時に電圧測定手段が測
定した端子間電圧を放電開始後の端子間電圧として演算
することもできる。
【００２４】請求項１３に係る容量性素子の等価直列抵
抗測定装置は、測定対象物である容量性素子を一定電流
で充電可能な充電手段と、充電させた容量性素子を一定
の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放電させる放
電手段と、充電手段の充電停止および放電手段の放電開
始を制御する充放電制御手段と、容量性素子の端子間電
圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段によって測
定された充電停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子
間電圧との差電圧を一定電流の値で除算することによっ
て得られる容量性素子の等価直列抵抗、および電圧測定
手段によって測定された放電開始直前および放電開始後
における端子間電圧と一定の抵抗値および一定の電流値
のいずれかとに基づいて得られる容量性素子の等価直列
抵抗の少なくとも１つを演算可能な演算手段とを備えて
いることを特徴とする。
抗測定装置は、測定対象物である容量性素子を一定電流
で充電可能な充電手段と、充電させた容量性素子を一定
の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放電させる放
電手段と、充電手段の充電停止および放電手段の放電開
始を制御する充放電制御手段と、容量性素子の端子間電
圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段によって測
定された充電停止直前の端子間電圧と充電停止後の端子
間電圧との差電圧を一定電流の値で除算することによっ
て得られる容量性素子の等価直列抵抗、および電圧測定
手段によって測定された放電開始直前および放電開始後
における端子間電圧と一定の抵抗値および一定の電流値
のいずれかとに基づいて得られる容量性素子の等価直列
抵抗の少なくとも１つを演算可能な演算手段とを備えて
いることを特徴とする。
【００２５】この等価直列抵抗測定装置では、演算手段
が、請求項１および４にそれぞれ記載の等価直列抵抗測
定方法のいずれか１つを測定原理として等価直列抵抗を
演算する。このため、測定者は、測定対象物である容量
性素子に適した等価直列抵抗の測定方法を選択すること
ができる。
が、請求項１および４にそれぞれ記載の等価直列抵抗測
定方法のいずれか１つを測定原理として等価直列抵抗を
演算する。このため、測定者は、測定対象物である容量
性素子に適した等価直列抵抗の測定方法を選択すること
ができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価
直列抵抗測定装置を適用した実施の形態について説明す
る。
明に係る容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価
直列抵抗測定装置を適用した実施の形態について説明す
る。
【００２７】図１は、測定対象物であるコンデンサＣの
等価直列抵抗を測定する等価直列抵抗測定装置１（以
下、単に「測定装置１」という）のブロック図を示して
いる。測定装置１は、コンデンサＣの等価直列抵抗を大
別して３種類の方法で測定可能に構成されている。測定
装置１は、定電流源である直流電源（充電手段）２と、
コンデンサＣの端子間電圧を測定する電圧測定部（電圧
測定手段）３と、電圧測定部３によって測定された端子
間電圧信号を電圧データにアナログ−ディジタル変換す
るＡ／Ｄ変換部４と、内部タイマを有し等価直列抵抗を
演算するＣＰＵ（充電停止制御手段、放電開始制御手
段、充放電制御手段、演算手段）５と、ＣＰＵ５のプロ
グラムや後述する演算用の基準データを記憶するＲＯＭ
６と、Ａ／Ｄ変換部４からの電圧データやＣＰＵ５の演
算中のデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ７とを備え
ている。また、測定装置１は、コンデンサＣの充電を開
始させるための充電開始スイッチ８と、コンデンサＣの
放電を開始させるための放電開始スイッチ９，１０と、
放電用負荷としての抵抗１１および定電流負荷１２とを
備えている。なお、充電開始スイッチ８および放電開始
スイッチ９，１０は、ＣＰＵ５の制御命令によりオン／
オフ制御される。
等価直列抵抗を測定する等価直列抵抗測定装置１（以
下、単に「測定装置１」という）のブロック図を示して
いる。測定装置１は、コンデンサＣの等価直列抵抗を大
別して３種類の方法で測定可能に構成されている。測定
装置１は、定電流源である直流電源（充電手段）２と、
コンデンサＣの端子間電圧を測定する電圧測定部（電圧
測定手段）３と、電圧測定部３によって測定された端子
間電圧信号を電圧データにアナログ−ディジタル変換す
るＡ／Ｄ変換部４と、内部タイマを有し等価直列抵抗を
演算するＣＰＵ（充電停止制御手段、放電開始制御手
段、充放電制御手段、演算手段）５と、ＣＰＵ５のプロ
グラムや後述する演算用の基準データを記憶するＲＯＭ
６と、Ａ／Ｄ変換部４からの電圧データやＣＰＵ５の演
算中のデータなどを一時的に記憶するＲＡＭ７とを備え
ている。また、測定装置１は、コンデンサＣの充電を開
始させるための充電開始スイッチ８と、コンデンサＣの
放電を開始させるための放電開始スイッチ９，１０と、
放電用負荷としての抵抗１１および定電流負荷１２とを
備えている。なお、充電開始スイッチ８および放電開始
スイッチ９，１０は、ＣＰＵ５の制御命令によりオン／
オフ制御される。
【００２８】まず、最初に、第１の測定方法について説
明する。この測定方法では、ＣＰＵ５が充電開始スイッ
チ８をオン状態に制御することにより、直流電源２から
直流定電流が出力され、これにより、コンデンサＣが充
電される。電圧測定部３は、コンデンサＣの端子間電圧
を所定時間毎に測定し、その端子間電圧信号をＡ／Ｄ変
換部４に順次出力する。Ａ／Ｄ変換部４は、電圧データ
に順次Ａ／Ｄ変換し、その都度ＣＰＵ５に出力する。Ｃ
ＰＵ５は、電圧データをＡ／Ｄ変換部４から取り込むと
共に、ＲＡＭ７に記憶させる。次いで、コンデンサＣの
端子電圧が所定の電圧に達すると、ＣＰＵ５は、充電開
始スイッチ８をオフ状態に制御する。この場合、ＣＰＵ
５が充電開始スイッチ８をオフに制御するための条件と
して、特に限定されないが、以下の３つの条件のいずれ
か１つを選択することができる。ＲＯＭ６に基準電圧
データを予め記憶させておき、ＣＰＵ５が基準電圧デー
タとＡ／Ｄ変換部４からの電圧データとを比較し、一致
した時または電圧データの値が基準電圧データの値を超
えた時に充電開始スイッチ８をオフにする。別個独立
した直流電圧計（図示せず）を備え、直流電圧計の測定
値とＲＯＭ６に記憶させてある基準電圧データと比較し
て一致した時または電圧データの値が基準電圧データの
値を超えた時に充電開始スイッチ８をオフにする。電
圧測定部３内に、基準電圧を保持する基準電圧源と、そ
の基準電圧源を一方の入力に接続すると共にコンデンサ
Ｃの端子間電圧を他方の入力に接続したコンパレータと
を配置し、そのコンパレータのコンパレータ出力をＣＰ
Ｕ５が監視し、端子間電圧が基準電圧源の基準電圧を超
えた時に充電開始スイッチ８をオフに制御する。
明する。この測定方法では、ＣＰＵ５が充電開始スイッ
チ８をオン状態に制御することにより、直流電源２から
直流定電流が出力され、これにより、コンデンサＣが充
電される。電圧測定部３は、コンデンサＣの端子間電圧
を所定時間毎に測定し、その端子間電圧信号をＡ／Ｄ変
換部４に順次出力する。Ａ／Ｄ変換部４は、電圧データ
に順次Ａ／Ｄ変換し、その都度ＣＰＵ５に出力する。Ｃ
ＰＵ５は、電圧データをＡ／Ｄ変換部４から取り込むと
共に、ＲＡＭ７に記憶させる。次いで、コンデンサＣの
端子電圧が所定の電圧に達すると、ＣＰＵ５は、充電開
始スイッチ８をオフ状態に制御する。この場合、ＣＰＵ
５が充電開始スイッチ８をオフに制御するための条件と
して、特に限定されないが、以下の３つの条件のいずれ
か１つを選択することができる。ＲＯＭ６に基準電圧
データを予め記憶させておき、ＣＰＵ５が基準電圧デー
タとＡ／Ｄ変換部４からの電圧データとを比較し、一致
した時または電圧データの値が基準電圧データの値を超
えた時に充電開始スイッチ８をオフにする。別個独立
した直流電圧計（図示せず）を備え、直流電圧計の測定
値とＲＯＭ６に記憶させてある基準電圧データと比較し
て一致した時または電圧データの値が基準電圧データの
値を超えた時に充電開始スイッチ８をオフにする。電
圧測定部３内に、基準電圧を保持する基準電圧源と、そ
の基準電圧源を一方の入力に接続すると共にコンデンサ
Ｃの端子間電圧を他方の入力に接続したコンパレータと
を配置し、そのコンパレータのコンパレータ出力をＣＰ
Ｕ５が監視し、端子間電圧が基準電圧源の基準電圧を超
えた時に充電開始スイッチ８をオフに制御する。
【００２９】なお、上記条件に限らず、例えば、ＣＰＵ
５の内部タイマにより充電開始時から所定時間を経過し
た時に充電開始スイッチ８をオフに制御してもよい。ま
た、充電停止は、充電開始スイッチ８のオフ制御に限ら
ず、直流電源２の作動停止や直流出力の出力停止制御な
どにより行うこともできる。
５の内部タイマにより充電開始時から所定時間を経過し
た時に充電開始スイッチ８をオフに制御してもよい。ま
た、充電停止は、充電開始スイッチ８のオフ制御に限ら
ず、直流電源２の作動停止や直流出力の出力停止制御な
どにより行うこともできる。
【００３０】次に、ＣＰＵ５は、充電停止直前に測定し
た電圧データと、充電停止後に測定した電圧データとに
基づいて、等価直列抵抗を演算する。具体的には、充電
中のコンデンサＣの端子間電圧Ｖ１は、 Ｖ１＝Ｖ0 ＋ｒ・Ｉ＋Ｉ・ｔ／Ｃ、 と表される。ここで、Ｖ0 は充電開始時における端子間
電圧を、Ｉは充電電流値を、ｔは充電時間をそれぞれ示
す。したがって、時間ｔ1 の時点で充電を停止すると、
充電停止直前の端子間電圧Ｖ１は、下記の式で表され
る。 Ｖ１＝Ｖ0 ＋ｒ・Ｉ＋Ｉ・ｔ1 ／Ｃ また、充電停止後はコンデンサＣに充電電流が流れない
ため、上記の式において、電圧（ｒ・Ｉ）分だけ電圧降
下し、この時の端子間電圧Ｖ２は、下記の式で表され
る。 Ｖ２＝Ｖ0 ＋Ｉ・ｔ1 ／Ｃ
た電圧データと、充電停止後に測定した電圧データとに
基づいて、等価直列抵抗を演算する。具体的には、充電
中のコンデンサＣの端子間電圧Ｖ１は、 Ｖ１＝Ｖ0 ＋ｒ・Ｉ＋Ｉ・ｔ／Ｃ、 と表される。ここで、Ｖ0 は充電開始時における端子間
電圧を、Ｉは充電電流値を、ｔは充電時間をそれぞれ示
す。したがって、時間ｔ1 の時点で充電を停止すると、
充電停止直前の端子間電圧Ｖ１は、下記の式で表され
る。 Ｖ１＝Ｖ0 ＋ｒ・Ｉ＋Ｉ・ｔ1 ／Ｃ また、充電停止後はコンデンサＣに充電電流が流れない
ため、上記の式において、電圧（ｒ・Ｉ）分だけ電圧降
下し、この時の端子間電圧Ｖ２は、下記の式で表され
る。 Ｖ２＝Ｖ0 ＋Ｉ・ｔ1 ／Ｃ
【００３１】次に、ＣＰＵ５は、測定した端子間電圧Ｖ
１，Ｖ２に基づいて、等価直列抵抗ｒを演算する。具体
的には、充電停止直前と充電停止直後との電圧差ΔＶ
は、下記の式で表される。 ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２＝ｒ・Ｉ この場合、充電電流の値Ｉは一定で既知であるため、Ｃ
ＰＵ５は、等価直列抵抗ｒを、 ｒ＝ΔＶ／Ｉ、 または、 ｒ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｉ、 の式により演算する。
１，Ｖ２に基づいて、等価直列抵抗ｒを演算する。具体
的には、充電停止直前と充電停止直後との電圧差ΔＶ
は、下記の式で表される。 ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２＝ｒ・Ｉ この場合、充電電流の値Ｉは一定で既知であるため、Ｃ
ＰＵ５は、等価直列抵抗ｒを、 ｒ＝ΔＶ／Ｉ、 または、 ｒ＝（Ｖ１−Ｖ２）／Ｉ、 の式により演算する。
【００３２】なお、上記測定中における端子間電圧波形
は図２に示すような特性を示す。この場合、時間ｔ＝０
〜ｔ1 までの充電期間においては符号２１に示すような
端子間電圧波形となり、時間ｔ1 〜ｔ2 までの充電直後
の期間においては符号２２に示すような端子間電圧波形
となる。また、時間ｔ2 以降の期間においては、端子間
電圧波形は、符号２３に示すような過渡応答特性を示
す。
は図２に示すような特性を示す。この場合、時間ｔ＝０
〜ｔ1 までの充電期間においては符号２１に示すような
端子間電圧波形となり、時間ｔ1 〜ｔ2 までの充電直後
の期間においては符号２２に示すような端子間電圧波形
となる。また、時間ｔ2 以降の期間においては、端子間
電圧波形は、符号２３に示すような過渡応答特性を示
す。
【００３３】次に、充電停止後における過渡応答特性が
発生する理由について説明する。例えば、電気二重層コ
ンデンサは、図５に示すように、コンデンサＣ0 、Ｃ01
〜Ｃ0mおよびＣ1 〜Ｃn と、抵抗Ｒ0 、ＲL 、Ｒ01〜Ｒ
0mおよびＲ1 〜Ｒn とから構成されている。ここで、コ
ンデンサＣ0 は理想コンデンサである主たるコンデンサ
を示し、コンデンサＣ1 〜Ｃn および抵抗Ｒ1 〜Ｒn は
それぞれ低速応答成分であるコンデンサおよび抵抗を示
し、コンデンサＣ01〜Ｃ0mおよび抵抗Ｒ01〜Ｒ0mはそれ
ぞれ高速応答成分であるコンデンサおよび抵抗を示し、
抵抗ＲL は漏れ抵抗を示す。一般的に、抵抗と理想コン
デンサとの直列回路で等価的に表されるコンデンサで
は、充電停止後においては、図６（ａ）における符号２
４に示すように端子間電圧が直ちに低下し、その後にお
いては、同図における符号２６に示すように端子間電圧
が一定電圧に落ちつく。この場合、端子間電圧波形２４
から端子間電圧波形２６への変化点２５では、端子間電
圧波形がほぼ直線的に折れ曲がるが、これは、過渡応答
が発生していないことを意味する。一方、電気二重層コ
ンデンサでは、端子間電圧が充電停止直後に低下するも
のの、同図（ａ）の変化点２５に相当する変化点２７で
は端子間電圧が緩やかに変化する。これは、高速応答成
分であるコンデンサＣ01〜0mに蓄積されている電荷が、
それぞれ、充電電流Ｉ01〜Ｉ0mとして抵抗Ｒ01〜Ｒ0mを
介して主たるコンデンサＣ0 に流れ込む充電現象が発生
するからである。また、その後の端子間電圧波形２８は
漸減する特性（準安定特性）を示しているが、これは、
主たるコンデンサＣ0 から抵抗Ｒ1 〜Ｒn を介してコン
デンサＣ1 〜Ｃn にそれぞれ充電電流Ｉ1 〜Ｉn として
流れ込む内部放電現象が発生するからである。更にその
後においては、端子間電圧波形は、符号２９に示すよう
に、端子間電圧が極めて緩やかに低下する特性（安定特
性）を示す。この期間では、漏れ抵抗ＲL を介して微少
電流が流れる自己放電現象による電圧降下が発生するた
めである。なお、両図は理解を容易にするために、時間
に対する端子間電圧波形の変化を強調している。
発生する理由について説明する。例えば、電気二重層コ
ンデンサは、図５に示すように、コンデンサＣ0 、Ｃ01
〜Ｃ0mおよびＣ1 〜Ｃn と、抵抗Ｒ0 、ＲL 、Ｒ01〜Ｒ
0mおよびＲ1 〜Ｒn とから構成されている。ここで、コ
ンデンサＣ0 は理想コンデンサである主たるコンデンサ
を示し、コンデンサＣ1 〜Ｃn および抵抗Ｒ1 〜Ｒn は
それぞれ低速応答成分であるコンデンサおよび抵抗を示
し、コンデンサＣ01〜Ｃ0mおよび抵抗Ｒ01〜Ｒ0mはそれ
ぞれ高速応答成分であるコンデンサおよび抵抗を示し、
抵抗ＲL は漏れ抵抗を示す。一般的に、抵抗と理想コン
デンサとの直列回路で等価的に表されるコンデンサで
は、充電停止後においては、図６（ａ）における符号２
４に示すように端子間電圧が直ちに低下し、その後にお
いては、同図における符号２６に示すように端子間電圧
が一定電圧に落ちつく。この場合、端子間電圧波形２４
から端子間電圧波形２６への変化点２５では、端子間電
圧波形がほぼ直線的に折れ曲がるが、これは、過渡応答
が発生していないことを意味する。一方、電気二重層コ
ンデンサでは、端子間電圧が充電停止直後に低下するも
のの、同図（ａ）の変化点２５に相当する変化点２７で
は端子間電圧が緩やかに変化する。これは、高速応答成
分であるコンデンサＣ01〜0mに蓄積されている電荷が、
それぞれ、充電電流Ｉ01〜Ｉ0mとして抵抗Ｒ01〜Ｒ0mを
介して主たるコンデンサＣ0 に流れ込む充電現象が発生
するからである。また、その後の端子間電圧波形２８は
漸減する特性（準安定特性）を示しているが、これは、
主たるコンデンサＣ0 から抵抗Ｒ1 〜Ｒn を介してコン
デンサＣ1 〜Ｃn にそれぞれ充電電流Ｉ1 〜Ｉn として
流れ込む内部放電現象が発生するからである。更にその
後においては、端子間電圧波形は、符号２９に示すよう
に、端子間電圧が極めて緩やかに低下する特性（安定特
性）を示す。この期間では、漏れ抵抗ＲL を介して微少
電流が流れる自己放電現象による電圧降下が発生するた
めである。なお、両図は理解を容易にするために、時間
に対する端子間電圧波形の変化を強調している。
【００３４】このように、電気二重層コンデンサなどで
は、充電停止後の端子間電圧が一定電圧になるまでに、
ある程度の時間を必要とする。したがって、前記した電
圧差ΔＶを何時の時点で測定するかを決定する必要があ
るが、発明者の研究によれば、以下の２つ条件のいずれ
かで決定するのが好ましいことが判明している。すなわ
ち、充電停止後、予め設定した所定時間（例えば、１
ｍＳ〜１０ｍＳ程度の間の所定時間）を経過した時の端
子間電圧を充電停止後の電圧とする。充電停止時から
の単位時間当たりの端子間電圧の変化量が所定値になっ
た時の端子間電圧を充電停止後の電圧とする。
は、充電停止後の端子間電圧が一定電圧になるまでに、
ある程度の時間を必要とする。したがって、前記した電
圧差ΔＶを何時の時点で測定するかを決定する必要があ
るが、発明者の研究によれば、以下の２つ条件のいずれ
かで決定するのが好ましいことが判明している。すなわ
ち、充電停止後、予め設定した所定時間（例えば、１
ｍＳ〜１０ｍＳ程度の間の所定時間）を経過した時の端
子間電圧を充電停止後の電圧とする。充電停止時から
の単位時間当たりの端子間電圧の変化量が所定値になっ
た時の端子間電圧を充電停止後の電圧とする。
【００３５】本実施例では、上記の条件で充電停止後
の端子間電圧を決定しており、このため、例えば、０．
２５ｍＶ／１μＳを所定の値としてＲＯＭ６に基準デー
タとして記憶させておき、ＣＰＵ５は、充電停止後の単
位時間当たりの端子間電圧の変化量を監視し、上記所定
値になった時に、上記電圧差ΔＶを演算し、この電圧差
ΔＶに基づいて等価直列抵抗ｒを演算する。なお、この
ように、電圧差ΔＶを何時の時点で演算するかを予め決
めておくことにより、種々のコンデンサの等価直列抵抗
の相対的な大きさを比較することが可能になる。
の端子間電圧を決定しており、このため、例えば、０．
２５ｍＶ／１μＳを所定の値としてＲＯＭ６に基準デー
タとして記憶させておき、ＣＰＵ５は、充電停止後の単
位時間当たりの端子間電圧の変化量を監視し、上記所定
値になった時に、上記電圧差ΔＶを演算し、この電圧差
ΔＶに基づいて等価直列抵抗ｒを演算する。なお、この
ように、電圧差ΔＶを何時の時点で演算するかを予め決
めておくことにより、種々のコンデンサの等価直列抵抗
の相対的な大きさを比較することが可能になる。
【００３６】以上のように、第１の測定方法によれば、
充電停止直前と充電停止後のコンデンサＣの端子間電圧
を測定することによって等価直列抵抗を測定することが
できる。このため、従来の等価直列抵抗測定装置４１と
は異なり、等価直列抵抗を測定するためのパラメータと
して前述した位相差を用いる必要がないので、極めて正
確に測定することができる。特に、位相差が小さくなる
大容量コンデンサの等価直列抵抗を測定する場合の測定
精度を従来の等価直列抵抗測定装置４１に比べて大幅に
向上させることができる。さらに、充電電流を大きな値
にすることにより、電圧差ΔＶがより大きくなる結果、
測定誤差の影響が小さくなり、これにより、測定精度を
より向上させることができる。
充電停止直前と充電停止後のコンデンサＣの端子間電圧
を測定することによって等価直列抵抗を測定することが
できる。このため、従来の等価直列抵抗測定装置４１と
は異なり、等価直列抵抗を測定するためのパラメータと
して前述した位相差を用いる必要がないので、極めて正
確に測定することができる。特に、位相差が小さくなる
大容量コンデンサの等価直列抵抗を測定する場合の測定
精度を従来の等価直列抵抗測定装置４１に比べて大幅に
向上させることができる。さらに、充電電流を大きな値
にすることにより、電圧差ΔＶがより大きくなる結果、
測定誤差の影響が小さくなり、これにより、測定精度を
より向上させることができる。
【００３７】次に、第２の測定方法について説明する。
【００３８】この測定方法が第１の測定方法と基本的に
異なる点は、第１の測定方法では充電停止後におけるコ
ンデンサＣの開放端の端子間電圧を測定しているのに対
し、充電停止後に抵抗１１によって強制放電させてコン
デンサＣの端子間電圧を測定する点である。したがっ
て、コンデンサＣの端子間電圧の測定については、第１
の測定方法と基本的に変わりないため、その詳細説明を
省略する。
異なる点は、第１の測定方法では充電停止後におけるコ
ンデンサＣの開放端の端子間電圧を測定しているのに対
し、充電停止後に抵抗１１によって強制放電させてコン
デンサＣの端子間電圧を測定する点である。したがっ
て、コンデンサＣの端子間電圧の測定については、第１
の測定方法と基本的に変わりないため、その詳細説明を
省略する。
【００３９】第２の測定方法では、ＣＰＵ５が充電開始
スイッチ８をオン状態に制御することにより、コンデン
サＣを充電するが、定電流で充電させることは要件では
なく、端子間電圧が所定電圧になるように充電させれば
十分である。次いで、ＣＰＵ５は、充電開始スイッチ８
をオフ状態に制御することにより充電を停止させると共
に、放電開始スイッチ９をオン状態に制御する。この時
のコンデンサＣの端子間電圧を図３に示すが、同図にお
いて、符号３１は、充電中の端子間電圧波形を示し、符
号３２は充電開始スイッチ８および放電開始スイッチ９
が共にオフ状態の時の端子間電圧波形を示す。また、符
号３３，３４は、放電開始スイッチ９がオン状態に制御
されることにより抵抗１１によって強制放電させられて
いる時のコンデンサＣの端子間電圧波形を示している。
この場合、端子間電圧波形３３は、抵抗１１がコンデン
サＣに接続された時に抵抗１１と等価直列抵抗ｒとの分
圧によって瞬間的に端子間電圧が電圧降下したことを表
しており、端子間電圧波形３４は、その後の過渡応答特
性が指数関数的になることを示している。
スイッチ８をオン状態に制御することにより、コンデン
サＣを充電するが、定電流で充電させることは要件では
なく、端子間電圧が所定電圧になるように充電させれば
十分である。次いで、ＣＰＵ５は、充電開始スイッチ８
をオフ状態に制御することにより充電を停止させると共
に、放電開始スイッチ９をオン状態に制御する。この時
のコンデンサＣの端子間電圧を図３に示すが、同図にお
いて、符号３１は、充電中の端子間電圧波形を示し、符
号３２は充電開始スイッチ８および放電開始スイッチ９
が共にオフ状態の時の端子間電圧波形を示す。また、符
号３３，３４は、放電開始スイッチ９がオン状態に制御
されることにより抵抗１１によって強制放電させられて
いる時のコンデンサＣの端子間電圧波形を示している。
この場合、端子間電圧波形３３は、抵抗１１がコンデン
サＣに接続された時に抵抗１１と等価直列抵抗ｒとの分
圧によって瞬間的に端子間電圧が電圧降下したことを表
しており、端子間電圧波形３４は、その後の過渡応答特
性が指数関数的になることを示している。
【００４０】この測定方法において等価直列抵抗を測定
することができる原理は、以下の通りである。一般的
に、等価直列抵抗ｒを有するコンデンサＣの両端に抵抗
を接続した場合、その端子間電圧ｖｃは、 ｖｃ＝（ＲL ／（ＲL ＋ｒ））・Ｖｃ・ｅ-αt 、 と表される。ここで、ＲL は抵抗１１の抵抗値を示し、
Ｖｃは放電開始直前のコンデンサＣの端子間電圧を示
し、αは、 α＝１／（（ＲL ＋ｒ）・Ｃ）、 と表される。
することができる原理は、以下の通りである。一般的
に、等価直列抵抗ｒを有するコンデンサＣの両端に抵抗
を接続した場合、その端子間電圧ｖｃは、 ｖｃ＝（ＲL ／（ＲL ＋ｒ））・Ｖｃ・ｅ-αt 、 と表される。ここで、ＲL は抵抗１１の抵抗値を示し、
Ｖｃは放電開始直前のコンデンサＣの端子間電圧を示
し、αは、 α＝１／（（ＲL ＋ｒ）・Ｃ）、 と表される。
【００４１】放電開始直後のコンデンサＣの端子間電圧
をＶｃｏとすると、上記の式においてｔ＝０であるた
め、Ｖｃｏ＝ＲL ・Ｖｃ／（ＲL ＋ｒ）となる。したが
って、Ｖｃｏを測定することによって、等価直列抵抗ｒ
は、 ｒ＝（（Ｖｃ／Ｖｃｏ）−１）・ＲL と表される。
をＶｃｏとすると、上記の式においてｔ＝０であるた
め、Ｖｃｏ＝ＲL ・Ｖｃ／（ＲL ＋ｒ）となる。したが
って、Ｖｃｏを測定することによって、等価直列抵抗ｒ
は、 ｒ＝（（Ｖｃ／Ｖｃｏ）−１）・ＲL と表される。
【００４２】したがって、ＣＰＵ５は、上記放電開始直
前および放電開始直後の端子間電圧ＶｃおよびＶｃｏ
と、抵抗１１の抵抗値とに基づいて等価直列抵抗ｒを演
算することができる。なお、放電開始直前の端子間電圧
は、端子間電圧波形３２から端子間電圧波形３３への変
化点３５の電圧に相当し、放電開始後の端子間電圧は、
端子間電圧３３から端子間電圧波形３４への変化点３６
の電圧に相当する。
前および放電開始直後の端子間電圧ＶｃおよびＶｃｏ
と、抵抗１１の抵抗値とに基づいて等価直列抵抗ｒを演
算することができる。なお、放電開始直前の端子間電圧
は、端子間電圧波形３２から端子間電圧波形３３への変
化点３５の電圧に相当し、放電開始後の端子間電圧は、
端子間電圧３３から端子間電圧波形３４への変化点３６
の電圧に相当する。
【００４３】この第２の測定方法によれば、従来の等価
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がないので、極めて正確に測定することができる。特
に、位相差小さい大容量コンデンサの等価直列抵抗を測
定する場合の測定精度を従来の等価直列抵抗測定装置に
比べて大幅に向上させることができる。さらに、抵抗１
１の抵抗値を小さな値にすることにより、端子間電圧Ｖ
ｃと端子間電圧Ｖｃｏとの比がより大きくなる結果、測
定誤差の影響が小さくなり、これにより、より測定精度
を向上させることができる。
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がないので、極めて正確に測定することができる。特
に、位相差小さい大容量コンデンサの等価直列抵抗を測
定する場合の測定精度を従来の等価直列抵抗測定装置に
比べて大幅に向上させることができる。さらに、抵抗１
１の抵抗値を小さな値にすることにより、端子間電圧Ｖ
ｃと端子間電圧Ｖｃｏとの比がより大きくなる結果、測
定誤差の影響が小さくなり、これにより、より測定精度
を向上させることができる。
【００４４】次に、第３の測定方法について説明する。
【００４５】この測定方法が第２の測定方法と異なるの
は、第２の測定方法では抵抗１１によってコンデンサＣ
を強制放電していたのに対し、定電流負荷１２によって
コンデンサＣを強制放電させる点である。したがって、
第２の測定方法と異なる点のみを説明し、同一の点につ
いては、その説明を省略する。
は、第２の測定方法では抵抗１１によってコンデンサＣ
を強制放電していたのに対し、定電流負荷１２によって
コンデンサＣを強制放電させる点である。したがって、
第２の測定方法と異なる点のみを説明し、同一の点につ
いては、その説明を省略する。
【００４６】この測定方法では、ＣＰＵ５は、充電停止
直後に、放電開始スイッチ１０をオン状態に制御する。
この時のコンデンサＣの端子間電圧を図４に示すが、同
図では、図３における端子間電圧波形３４が指数関数的
な過渡応答特性を示していたのに対し、線形的な特性を
示している点が異なる。したがって、同一の端子間電圧
波形を同一の符号で示し、その説明を省略する。なお、
端子間電圧波形３３は、定電流負荷１２の内部抵抗と等
価直列抵抗測ｒの分圧比で決定される電圧降下に従った
波形になる。
直後に、放電開始スイッチ１０をオン状態に制御する。
この時のコンデンサＣの端子間電圧を図４に示すが、同
図では、図３における端子間電圧波形３４が指数関数的
な過渡応答特性を示していたのに対し、線形的な特性を
示している点が異なる。したがって、同一の端子間電圧
波形を同一の符号で示し、その説明を省略する。なお、
端子間電圧波形３３は、定電流負荷１２の内部抵抗と等
価直列抵抗測ｒの分圧比で決定される電圧降下に従った
波形になる。
【００４７】この測定方法において等価直列抵抗を測定
することができる原理は、以下の通りである。一般的
に、等価直列抵抗ｒを有するコンデンサＣの端子間に定
電流負荷を接続した場合、その端子間電圧ｖｃは、 ｖｃ＝Ｖｃ−ｒ・ＩL −（ＩL ／Ｃ）・ｔ、 と表される。ここで、Ｖｃは放電開始直前のコンデンサ
Ｃの端子間電圧を示し、ＩL は定電流負荷１２に流れる
電流値を示す。
することができる原理は、以下の通りである。一般的
に、等価直列抵抗ｒを有するコンデンサＣの端子間に定
電流負荷を接続した場合、その端子間電圧ｖｃは、 ｖｃ＝Ｖｃ−ｒ・ＩL −（ＩL ／Ｃ）・ｔ、 と表される。ここで、Ｖｃは放電開始直前のコンデンサ
Ｃの端子間電圧を示し、ＩL は定電流負荷１２に流れる
電流値を示す。
【００４８】放電開始直後のコンデンサＣの端子間電圧
をＶｃｏとすると、上記の式においてｔ＝０であるた
め、Ｖｃｏ＝Ｖｃ−ｒ・ＩL となる。したがって、Ｖｃ
ｏを測定することによって、等価直列抵抗ｒは、 ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｃｏ）／ＩL 、 と表される。
をＶｃｏとすると、上記の式においてｔ＝０であるた
め、Ｖｃｏ＝Ｖｃ−ｒ・ＩL となる。したがって、Ｖｃ
ｏを測定することによって、等価直列抵抗ｒは、 ｒ＝（Ｖｃ−Ｖｃｏ）／ＩL 、 と表される。
【００４９】したがって、ＣＰＵ５は、上記放電開始直
前および放電開始直後の端子間電圧ＶｃおよびＶｃｏ
と、定電流負荷１２の電流値とに基づいて等価直列抵抗
ｒを演算することができる。なお、放電開始直前の端子
間電圧は、端子間電圧波形３２から端子間電圧波形３３
への変化点３５の電圧に相当し、放電開始後の端子間電
圧は、端子間電圧３３から端子間電圧波形３７への変化
点３６の電圧に相当する。
前および放電開始直後の端子間電圧ＶｃおよびＶｃｏ
と、定電流負荷１２の電流値とに基づいて等価直列抵抗
ｒを演算することができる。なお、放電開始直前の端子
間電圧は、端子間電圧波形３２から端子間電圧波形３３
への変化点３５の電圧に相当し、放電開始後の端子間電
圧は、端子間電圧３３から端子間電圧波形３７への変化
点３６の電圧に相当する。
【００５０】この第３の測定方法によれば、従来の等価
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がないので、極めて正確に測定することができる。特
に、位相差小さい大容量コンデンサの等価直列抵抗を測
定する場合の測定精度を従来の等価直列抵抗測定装置に
比べて大幅に向上させることができる。さらに、定電流
負荷１２の電流値を大きな値にすることにより、端子間
電圧Ｖｃと端子間電圧Ｖｃｏとの差電圧がより大きくな
る結果、測定誤差の影響が小さくなり、これにより、よ
り測定精度を向上させることができる。
直列抵抗測定装置４１とは異なり、等価直列抵抗を測定
するためのパラメータとして前述した位相差を用いる必
要がないので、極めて正確に測定することができる。特
に、位相差小さい大容量コンデンサの等価直列抵抗を測
定する場合の測定精度を従来の等価直列抵抗測定装置に
比べて大幅に向上させることができる。さらに、定電流
負荷１２の電流値を大きな値にすることにより、端子間
電圧Ｖｃと端子間電圧Ｖｃｏとの差電圧がより大きくな
る結果、測定誤差の影響が小さくなり、これにより、よ
り測定精度を向上させることができる。
【００５１】以上のように、本実施形態に係る測定装置
１によれば、簡易な構成でありながら、３種類の等価直
列抵抗測定方法のうちから測定対象物であるコンデンサ
Ｃの種類に合致した測定方法を選択することができる。
１によれば、簡易な構成でありながら、３種類の等価直
列抵抗測定方法のうちから測定対象物であるコンデンサ
Ｃの種類に合致した測定方法を選択することができる。
【００５２】なお、上記第２および第３の測定方法にお
いて、ＣＰＵ５が充電開始スイッチ８をオフに制御する
ための条件は特に限定されず、コンデンサＣがある程度
の端子間電圧まで充電されれば十分である。
いて、ＣＰＵ５が充電開始スイッチ８をオフに制御する
ための条件は特に限定されず、コンデンサＣがある程度
の端子間電圧まで充電されれば十分である。
【００５３】また、上記第２および第３の測定方法にお
いて、放電開始後の端子間電圧を何時の時点で測定する
かを決定する必要があるが、第１の測定方法における充
電停止後の端子間電圧の決定条件と同じ条件で決定する
ことができる。
いて、放電開始後の端子間電圧を何時の時点で測定する
かを決定する必要があるが、第１の測定方法における充
電停止後の端子間電圧の決定条件と同じ条件で決定する
ことができる。
【００５４】なお、本発明は、本実施形態において説明
した構成に限定されず適宜変更することができる。すな
わち、本発明の測定原理を利用する構成のすべてに適用
することができる。
した構成に限定されず適宜変更することができる。すな
わち、本発明の測定原理を利用する構成のすべてに適用
することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上のように本発明に係る容量性素子の
等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置によ
れば、従来の等価直列抵抗測定装置４１とは異なり、等
価直列抵抗を測定するためのパラメータとして前述した
位相差を用いる必要がなく、容量性素子の端子間電圧
と、充電電流、負荷抵抗の抵抗値および定電流負荷の電
流値のいずれか１つとに基づいて等価直列抵抗を測定す
ることができる結果、等価直列抵抗を正確に測定するこ
とができる。特に、前述した位相差が小さくなる大容量
容量性素子の等価直列抵抗を測定する場合の測定精度を
従来の等価直列抵抗測定装置４１に比べて大幅に向上さ
せることができる。
等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置によ
れば、従来の等価直列抵抗測定装置４１とは異なり、等
価直列抵抗を測定するためのパラメータとして前述した
位相差を用いる必要がなく、容量性素子の端子間電圧
と、充電電流、負荷抵抗の抵抗値および定電流負荷の電
流値のいずれか１つとに基づいて等価直列抵抗を測定す
ることができる結果、等価直列抵抗を正確に測定するこ
とができる。特に、前述した位相差が小さくなる大容量
容量性素子の等価直列抵抗を測定する場合の測定精度を
従来の等価直列抵抗測定装置４１に比べて大幅に向上さ
せることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る測定装置のブロック
図である。
図である。
【図２】第１の測定方法におけるコンデンサの端子間電
圧波形である。
圧波形である。
【図３】第２の測定方法におけるコンデンサの端子間電
圧波形である。
圧波形である。
【図４】第３の測定方法におけるコンデンサの端子間電
圧波形である。
圧波形である。
【図５】電気二重層コンデンサの等価回路である。
【図６】（ａ）は抵抗と理想的なコンデンサとの直列回
路で表されるコンデンサにおける充電停止後の端子間電
圧波形を示す図であり、（ｂ）は電気二重層コンデンサ
における充電停止後の端子間電圧波形を示す図である。
路で表されるコンデンサにおける充電停止後の端子間電
圧波形を示す図であり、（ｂ）は電気二重層コンデンサ
における充電停止後の端子間電圧波形を示す図である。
【図７】従来の等価直列抵抗測定装置のブロック図であ
る。
る。
【図８】従来の等価直列抵抗測定装置における位相検出
部によって検出されたモニタ信号波形とコンデンサの端
子間電圧波形とを示す図である。
部によって検出されたモニタ信号波形とコンデンサの端
子間電圧波形とを示す図である。
１ 等価直列抵抗測定装置 ２ 直流電源 ３ 電圧測定部 ５ ＣＰＵ Ｃ コンデンサ
Claims (13)
- 【請求項１】 測定対象物である容量性素子を一定電流
で所定時間充電し、前記容量性素子の端子間電圧を測定
した直後に充電を停止し、充電停止後の前記端子間電圧
を測定し、充電停止直前の前記端子間電圧と充電停止後
の前記端子間電圧との差電圧を前記一定電流の値で除算
することによって前記容量性素子の等価直列抵抗を測定
することを特徴とする容量性素子の等価直列抵抗測定方
法。 - 【請求項２】 充電停止後予め設定した時間が経過した
時に、前記充電停止後の前記端子間電圧を測定すること
を特徴とする請求項１記載の容量性素子の等価直列抵抗
測定方法。 - 【請求項３】 充電停止後における前記端子間電圧を連
続的に測定し、単位時間当たりの前記端子間電圧の変化
量が所定値になった時に前記充電停止後の前記端子間電
圧とすることを特徴とする請求項１記載の容量性素子の
等価直列抵抗測定方法。 - 【請求項４】 測定対象物である容量性素子を充電し、
前記容量性素子の端子間電圧を測定した直後に充電を停
止し、抵抗および定電流負荷のいずれかを介して前記容
量性素子を放電させ、放電開始後の前記端子間電圧を測
定し、放電開始直前および放電開始後の両前記端子間電
圧と、前記抵抗の抵抗値および前記定電流負荷の電流値
のいずれかとに基づいて前記容量性素子の等価直列抵抗
を測定することを特徴とする容量性素子の等価直列抵抗
測定方法。 - 【請求項５】 放電開始後予め設定した時間が経過した
時に、前記放電開始後の前記端子間電圧を測定すること
を特徴とする請求項４記載の容量性素子の等価直列抵抗
測定方法。 - 【請求項６】 放電開始後における前記端子間電圧を連
続的に測定し、単位時間当たりの前記端子間電圧の変化
量が所定値になった時に前記放電開始後の前記端子間電
圧とすることを特徴とする請求項４記載の容量性素子の
等価直列抵抗測定方法。 - 【請求項７】 測定対象物である容量性素子の端子間電
圧を測定する電圧測定手段と、前記容量性素子を一定電
流で充電する充電手段と、前記充電手段の充電停止を制
御する充電停止制御手段と、前記電圧測定手段によって
測定された前記充電停止直前の前記端子間電圧と前記充
電停止後の前記端子間電圧との差電圧を演算すると共に
当該差電圧を前記一定電流の値で除算することによって
前記容量性素子の等価直列抵抗を演算する演算手段とを
備えていることを特徴とする容量性素子の等価直列抵抗
測定装置。 - 【請求項８】 充電停止時からの経過時間を計測するタ
イマをさらに備え、前記演算手段は、前記タイマの計測
時間が所定時間になった時に前記電圧測定手段が測定し
た前記端子間電圧を前記充電停止後の前記端子間電圧と
して演算することを特徴とする請求項７記載の容量性素
子の等価直列抵抗測定装置。 - 【請求項９】 前記演算手段は、単位時間当たりの前記
端子間電圧の変化量が所定値になった時に前記電圧測定
手段が測定した前記端子間電圧を前記充電停止後の前記
端子間電圧として演算することを特徴とする請求項７記
載の容量性素子の等価直列抵抗測定装置。 - 【請求項１０】 測定対象物である容量性素子の端子間
電圧を測定する電圧測定手段と、充電させた前記容量性
素子を一定の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放
電させる放電手段と、前記放電手段の放電開始を制御す
る放電開始制御手段と、前記電圧測定手段によって測定
された前記放電開始直前および放電開始後における前記
端子間電圧と前記一定の抵抗値および一定の電流値のい
ずれかとに基づいて前記容量性素子の等価直列抵抗を演
算する演算手段とを備えていることを特徴とする容量性
素子の等価直列抵抗測定装置。 - 【請求項１１】 放電開始時からの経過時間を計測する
タイマをさらに備え、前記演算手段は、前記タイマの計
測時間が所定時間になった時に前記電圧測定手段が測定
した前記端子間電圧を前記放電開始後の前記端子間電圧
として演算することを特徴とする請求項１０記載の容量
性素子の等価直列抵抗測定装置。 - 【請求項１２】 前記演算手段は、単位時間当たりの前
記端子間電圧の変化量が所定値になった時に前記電圧測
定手段が測定した前記端子間電圧を前記放電開始後の前
記端子間電圧として演算することを特徴とする請求項１
０記載の容量性素子の等価直列抵抗測定装置。 - 【請求項１３】 測定対象物である容量性素子を一定電
流で充電可能な充電手段と、充電させた前記容量性素子
を一定の抵抗値および一定の電流値のいずれかで放電さ
せる放電手段と、前記充電手段の充電停止および前記放
電手段の放電開始を制御する充放電制御手段と、前記容
量性素子の端子間電圧を測定する電圧測定手段と、前記
電圧測定手段によって測定された前記充電停止直前の前
記端子間電圧と前記充電停止後の前記端子間電圧との差
電圧を前記一定電流の値で除算することによって得られ
る前記容量性素子の等価直列抵抗、および前記電圧測定
手段によって測定された前記放電開始直前および放電開
始後における前記端子間電圧と前記一定の抵抗値および
一定の電流値のいずれかとに基づいて得られる前記容量
性素子の等価直列抵抗の少なくとも１つを演算可能な演
算手段とを備えていることを特徴とする容量性素子の等
価直列抵抗測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03720696A JP3583540B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03720696A JP3583540B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09211041A true JPH09211041A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3583540B2 JP3583540B2 (ja) | 2004-11-04 |
Family
ID=12491123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03720696A Expired - Fee Related JP3583540B2 (ja) | 1996-01-30 | 1996-01-30 | 容量性素子の等価直列抵抗測定方法および等価直列抵抗測定装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3583540B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242204A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Nippon Chemicon Corp | コンデンサの直流抵抗測定方法及びその装置 |
| JP2003075483A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Hioki Ee Corp | 蓄電装置の等価並列抵抗測定方法 |
| CN105866545A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-17 | 武汉精测电子技术股份有限公司 | 一种ito线路阻抗量测装置、方法及模拟信号发生器 |
| CN107037254A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-11 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种用于真空二极管电压测量的D‑dot探头 |
| CN109142872A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 日本贵弥功株式会社 | 蓄电元件的电阻的测定方法以及测定装置 |
| CN109975630A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 三星电机株式会社 | 用于检查电感器的设备和方法 |
| CN113899950A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-07 | 三峡大学 | 一种正激变换器输出滤波电容esr在线监测方法 |
| CN114325199A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 一种超级电容器内阻检测方法、装置及存储介质 |
-
1996
- 1996-01-30 JP JP03720696A patent/JP3583540B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001242204A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-07 | Nippon Chemicon Corp | コンデンサの直流抵抗測定方法及びその装置 |
| JP2003075483A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Hioki Ee Corp | 蓄電装置の等価並列抵抗測定方法 |
| JP4659296B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-03-30 | 日置電機株式会社 | 蓄電装置の等価並列抵抗測定方法 |
| CN105866545A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-08-17 | 武汉精测电子技术股份有限公司 | 一种ito线路阻抗量测装置、方法及模拟信号发生器 |
| CN107037254B (zh) * | 2017-01-23 | 2023-04-21 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种用于真空二极管电压测量的D-dot探头 |
| CN107037254A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-08-11 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种用于真空二极管电压测量的D‑dot探头 |
| CN109142872A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 日本贵弥功株式会社 | 蓄电元件的电阻的测定方法以及测定装置 |
| CN109975630A (zh) * | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 三星电机株式会社 | 用于检查电感器的设备和方法 |
| CN109975630B (zh) * | 2017-12-27 | 2022-04-15 | 三星电机株式会社 | 用于检查电感器的设备和方法 |
| CN113899950A (zh) * | 2021-09-01 | 2022-01-07 | 三峡大学 | 一种正激变换器输出滤波电容esr在线监测方法 |
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| CN114325199A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-04-12 | 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 | 一种超级电容器内阻检测方法、装置及存储介质 |
| CN114325199B (zh) * | 2022-01-04 | 2023-11-14 | 中国船舶集团有限公司第七一一研究所 | 一种超级电容器内阻检测方法、装置及存储介质 |
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|---|---|
| JP3583540B2 (ja) | 2004-11-04 |
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