KR100299938B1 - 커패시터충전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가하는 충전방법으로서, 앞서 인가된 전압 E₁이 뒤이어 인가된 전압 E₂보다 크게 되도록 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가할 때에, 전압이 인가되지 않는 시간 동안에 충전이 급속히 진행되며, 동일한 전압을 연속적으로 인가하는 충전방법에서보다도 고속 충전된다.

Description

커패시터 충전방법{ Capacitor charging method}

본 발명은 커패시터의 절연저항 계측용 및 커패시터의 사용가능성을 판별하기 위한 커패시터의 판별용으로 이용되는 커패시터 충전방법에 관한 것이다.

일반적으로 커패시터의 사용가능성을 판별하기 위하여 커패시터의 절연저항을 측정하는 방법으로서는, 커패시터에 DC 전압을 인가하고 커패시터가 충분하게 충전된 후에 커패시터의 누설전류(또는 충전전류)를 측정하는 방법이 알려져 있다. 물론, 사용가능한 커패시터에서는 누설전류가 작다.

일본 공업 표준 규격(JIS) C5102에 개시된 측정방법은 상술한 절연저항 측정방법으로서 공지되어 있다. 이러한 측정방법은 커패시터가 충분하게 충전된 상태에서의 전류를 측정해야 하기 때문에 약 60초의 측정 시간을 필요로 하였다. 그러나, 전자 부품의 저가격화와 신뢰성 향상에 대한 요구에 의해서, 커패시터 등의 전자부품도 생산성 향상과 품질 향상이 요구되고 있지만, 각 커패시터에 대하여 긴 측정시간을 요구하는 종래의 측정방법으로는 상술한 요구에 부응할 수 없었다.

또한, 소정의 DC 전압을 연속적으로 인가하는 상술한 방법에 더하여, DC 전압을 단속적으로 인가하는 커패시터의 충전방법(일본 무심사 특허공보 제4-254769호)이 공지되어 있다. 이 충전방법은 단속적으로 회전하는 턴테이블(turn table)을 이용하여 커패시터의 특성을 측정하는 경우에 적합하다. 이 방법은 파트 피더(parts feeder)로부터 공급된 다수의 커패시터의 특성을 연속적으로 측정하는데 이용될 수 있다. 턴테이블을 사용하는 절연저항 측정방법은 복수개의 충전 영역에서 커패시터들을 충전할 때에 각 커패시터의 절연저항을 1개씩 측정하는 연속형 방식과, 소정 개수의 커패시터를 턴테이블에 공급하고 턴테이블을 정지시킨 후에 복수개의 커패시터들에 대하여 동시에 충전 및 절연저항의 측정을 실시하는 배치형 방식이 있다. 이들 2가지 방식은 커패시터를 충전하는데 장시간을 필요로 하고, 따라서 충전 효율이 양호하지 못하다.

본 발명자들은 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가하는 것에 관하여 집중적으로 연구하여, 커패시터에 단속적인 전압을 인가하는 경우에도 소정의 조건하에서는 연속적으로 전압을 인가하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다. 다시 말해서, 본 출원의 발명자는 단속적인 전압인가의 경우에서도, 예를들어 전압인가가 중단된 순간에도 이러한 중단이 짧은 시간이면 충전이 계속되어 연속적인 전압인가에서와 동일한 충전 특성이 나타난다는 것을 확인하였다.

도 1과 도 2는 세라믹 커패시터에 DC 전압을 연속적으로 인가한 경우와 동일하게 세라믹 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가한 경우의 전류 변화를 정확하게 측정하여 전류와 시간과의 관계를 대수(logarithmic) 전류 크기와 대수 시간 크기로 표시하여 나타내고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연속적인 전압인가는 거의 일정하고, 전압인가 시각 t₀으로부터 짧은 시간① 동안에 대전류가 흐르며, 이어지는 전이 시간② 동안에 전류가 급격히 감소되고, 그 후에 전류는 소정의 기울기를 갖는 선형의 충전 특성 ③으로 감소되었다. 이 선형의 충전 특성 ③은 충전이 시작된 후, 1∼2분이 경과될 때까지 계속되었다.

한편, 단속적인 전압인가의 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이 첫 번째 전압인가의 전류 특성 ①, ② 및 ③이 연속적인 전압인가의 전류 특성과 동일하였다. 단속적인 전압인가는 시각 t_a에서 중단되고, 커패시터는 접지측으로 방전되었다. 그 후에, 시각 t_b에서 두 번째 전압인가가 실시되었다. 이때, 전류는 특성 ④와 같이 급격히 증가하고, 다시 급격히 감소하여 선형의 충전 특성 ⑤와 같이 안정되었다. 도 2에서 수평축은 대수 시간이기 때문에 상술한 특성 ④의 위쪽 부분이 명확하게 도시되지 않았지만, 실제로 이 부분은 특성 ①과 동일한 수평부와 특성 ②와 동일한 전이부로 구성되어 있다. 이 선형의 충전 특성 ⑤가 첫 번째 전압을 인가하여 얻은 선형의 충전 특성 ③의 연장선상에 위치한다는 것을 확인하였다. 즉,이러한 단속적인 전압인가를 반복하였을 때에, 특성 ④, ⑤와 같은 동일한 특성이 반복되고 이때 전류 곡선은 선형의 충전 특성 ③과 ⑤의 연장선상에서 안정된다. 그리고, 상술한 연속적인 전압인가와 단속적인 전압인가는 동일한 전압으로 인가하였다.

전압인가의 개시로부터 소정 시간 T가 경과된 후의 시각 t₃에서 연속적인 전압인가에서와 단속적인 전압인가에서의 전류 i₃을 각각 측정하였다. 동일한 전류 i₃이 측정되었다. 다시 말해서, DC 전압이 단속적으로 인가되는 경우에도, 단속적인 전압인가에서의 OFF 시간 간격(t_a∼t_b)이 짧으면(수백 밀리세컨드(milliseconds) 이하), 연속적인 전압인가의 방법으로 충전을 실시했을 때와 동일한 결과가 얻어진다.

본 발명자들의 실험에 의하면, 단속적인 전압인가의 OFF 시간이 500ms 이하이면 정전용량 0.01㎌ 이하의 커패시터에 대하여 연속적인 전압인가를 실시했을 때와 동일한 결과를 얻을 수 있다.

상술한 충전 특성에 관한 실험으로 다음과 같은 사실을 확인하였다. 커패시터의 등가회로가 도 3에 도시된 바와 같이 커패시터 C₀, 내부 저항 r, 절연저항 R₀및 유전분극성분 D로 구성되는 경우에, 도 1과 도 2에 도시된 선형의 충전 특성 ③과 ⑤는 유전분극성분 D의 충전 범위에 대응하고, 이에 반하여 비선형의 충전 특성 ①과 ④는 커패시터 C₀의 충전 범위에 대응한다는 것을 확인하였다.

또한, 상술한 단속적인 전압인가는 연속적인 전압인가와 동일한 결과를 나타낸다는 것을 확인하였다.

게다가, 본 발명자들은 커패시터에 단속적인 DC 전압의 인가에 관하여 더 연구하여, 일정한 전압의 연속적인 전압인가에서보다 소정 조건하의 단속적인 전압인가에서 고속 충전할 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 사실에 따르면, 충전은 일정한 전압의 연속적인 인가에서보다 고속으로 행해질 수 있고, 커패시터의 절연저항 측정 또는 커패시터의 사용가능성에 대한 판별이 짧은 시간 내에 행해질 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 커패시터에 소정의 전압 조건하에서 단속적으로 DC 전압을 인가하여 커패시터를 고속 충전할 수 있는 커패시터 충전방법을 제공하는 것이다.

도 1은 커패시터에 DC 전압을 연속적으로 인가한 경우의 충전 특성을 나타내는 그래프이다.

도 2는 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가한 경우의 충전 특성을 나타내는 그래프이다.

도 3은 커패시터의 등가회로도이다.

도 4는 본 발명의 충전방법에 따라서 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가한 경우(방전을 포함)의 충전 특성을 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 충전방법에 따라서 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가한 경우(개방 상태를 포함)의 충전 특성을 나타내는 그래프이다.

도 6은 전류 계측용 장치의 회로도이다.

도 7은 단속적으로 인가된 전압의 파형도이다.

도 8은 도 7에 도시된 전압들이 단속적으로 인가된 경우의 실제 충전 특성을 나타내는 그래프이다.

도 9는 본 발명에 따른 충전방법을 이용하여, 커패시터의 사용가능성을 판별하기 위한 방법을 나타내는 블록도이다.

도 10은 본 발명의 충전방법을 이용하는 특성측정 및 선택 장치의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10a, 10b 직류 측정 전원 11 스위치

12 커패시터 14 대수 증폭기

15 계측용 증폭기 16, 18 A/D 변환기

17 CPU 20 턴테이블(turn table)

24, 24a, 24b 충전부 25 절연저항 측정부

상술한 목적은 커패시터에 단속적으로 DC 전압을 인가하는 방법에서 앞서 인가된 전압 E₁이 뒤이어 인가된 전압 E₂보다 높게 설정되는 커패시터 충전방법에 대한 본 발명에 의하여 달성된다.

본 발명의 발명자들은 단속적인 전압인가에서 충전 전압을 다양하게 변화하여 도 4에 나타낸 결과를 얻었다. 도 1에 도시한 연속적인 전압인가와 도 2에 도시한 단속적인 전압인가에 정격 전압 E₀을 인가하였다. 도 4에서, 첫 번째 인가된 전압 E₁은 정격 전압보다 높게 설정되었고 두 번째 인가된 전압 E₂는 정격 전압으로설정되었다.

도 4에서, 첫 번째 전압인가에서의 특성 ① 내지 ③은 실질적으로 도 1과 도 2에 나타낸 특성들과 동일하다. 두 번째 전압인가에서, 전류는 특성 ⑥과 같이 상승한 후에 급격하게 감소하여 선형의 충전 특성 ⑦로 안정되었다. 선형의 충전 특성 ⑦에서의 전류는 도 2에 도시된 선형의 충전 특성 ⑤에서의 전류보다 낮았다. 즉, 충전 특성 ⑦은 충전 특성 ③의 연장선상에 있지 않았다. 세 번째 전압인가(전압 E₂에서)를 행했을 때에, 전류는 선형의 충전 특성 ⑦의 연장선상에서 안정되었다.

도 4에 나타낸 충전 특성 ⑥과 ⑦은 첫 번째 전압인가로부터 두 번째 전압인가 사이의 시간(t_a∼t_b) 동안에 커패시터를 접지측으로 방전시킬 때에 얻어졌다. 커패시터 C₀(도3 참조) 내에 축적된 전하가 거의 "0"이 되고, 인가된 전압 E₂에 의해서 커패시터는 특성 ①, ② 및 ③과 유사한 특성 ⑥과 ⑦로 충전되었다. 한편, 첫 번째 전압인가로부터 두 번째 전압인가 사이의 시간(t_a∼t_b)에 커패시터를 개방시키면, 도 5에 도시된 충전 특성 ⑥'와 ⑦'가 나타난다. 이것은 전압 E₂를 인가할 때에 전압 E₁이 E₂보다 크기 때문에, 커패시터 C₀내에 축적된 전하가 반대로 흐르기 때문이다. 따라서, 전류는 "0"의 기울기로 음수 값으로부터 충전 값까지 변화되어 특성 ⑥'와 ⑦'를 형성한다.

이러한 충전 특성 ⑦은 커패시터를 방전시킬 때에 보다 용이하게 얻어진다는것이 도 4와 도 5에 명확하게 나타내져 있다. 한편, 커패시터를 개방시키는 경우에는 접지측에 커패시터를 접속시키는 것을 생략할 수 있다.

상술한 바와 같이, 첫 번째 전압인가에 의해 얻어진 충전 특성 ① 내지 ③은 실질적으로 정격 전압의 인가에 의해 얻어진 충전 특성과 동일하지만, 두 번째 전압인가(전압 E₂)에서의 충전 전류는 정격 전압의 인가에 의해 얻어진 충전 전류에 비해서 크게 감소된다. 즉, 이러한 형태의 전압인가는 연속적인 전압인가의 경우보다 빠른 충전을 가능하게 한다. 따라서, 정격 전압으로 실시되는 연속적인 전압인가 또는 단속적인 전압인가가 소정의 전류치 i₃에 도달할 때까지의 시간 t₃을 필요로 하는 것에 반하여, 상술한 전압들로 실시되는 단속적인 전압인가는 시간 t₄까지로 그 충전 시간이 단축된다.

또한, 본 발명자들은 앞서 인가된 전압 E₁과 뒤따라 인가되는 전압 E₂의 비율을 실험하여, E₁/E₂≥1.2인 경우에 보다 명백한 효과가 얻어진다는 것을 확인하였다. 특히, E₁/E₂가 2이상으로 설정되면 E₁과 E₂가 동일한 경우보다도 충전은 수배의 빠른 속도로 행해지고, 충전 시간은 크게 감소한다는 것을 확인하였다.

세 번째 전압인가(전압 E₂)에서, 시각 t_c에서 t_d까지의 시간 동안에 접지측으로 커패시터를 방전시키는 경우에는 도 4에 도시된 특성과 같이 대전류가 급격히 감소한다. 한편, 시각 t_c에서 t_d까지의 시간 동안에 커패시터를 개방시키면, 도 5에 도시된 바와 같이 전류는 커패시터를 방전시키는 경우에서보다 낮은 초기 값으로부터 특성 ⑦로 안정되며 변화한다. 이것은 커패시터 C₀을 개방시키는 경우에는 커패시터 C₀내에 축적된 전하가 커패시터 C₁∼C_n으로 이동하고, 반면에 상술한 커패시터를 방전시키는 경우에는 커패시터 C₀내에 축적된 전하가 방출되기 때문이라고 생각할 수 있다. 따라서, 커패시터를 방전시키는 경우에서보다도 커패시터를 개방시키는 경우에, 전류가 더 빠르게 충전 특성 ⑦로 변화된다.

또한, 본 발명에서는 시간 t_a∼t_b및 t_c∼t_d동안에 커패시터를 방전시킬 때에 접지측으로 방전시키는 방법 대신에 E₂보다 낮은 전압을 인가하여 방전시킬 수도 있다. 또 다른 방법으로는, 전류가 반대로 흐르도록 음의 전압을 인가하여 방전시킬 수도 있다. 이들 두 가지 경우에서, 커패시터를 접지측으로 방전시킬 때와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

충전 시간 내의 방전(접지측으로 방전시키거나, E₂보다 낮은 접압을 인가하거나, 또는 음의 전압을 인가하는 경우를 포함한다)은 t_a∼t_b및 t_c∼t_d의 전시간 동안에 실시할 필요가 없고 충전 시간 내에서 방전 시간이 하기의 식과 같이 포함된다:

0 〈 방전 시간 ≤ t_a∼t_b, t_c∼t_d

본 발명에 의하면, 연속적인 전압인가의 방법에서 요구되어 왔던 것과 같이 오랜 시간동안 측정 장치(턴테이블 등)를 멈출 필요가 없기 때문에, 커패시터가 단속적으로 이동되는 동안에 절연저항을 측정할 수 있고 따라서 작업 효율을 증가시킬 수 있다.

특히, 턴테이블을 구비한 계측 장치를 사용하는 경우에는 충전 영역을 감소시킬 수 있고 계측용 단자의 개수도 감소시킬 수 있다.

앞서 인가된 전압 E₁이 큰 값으로 설정되면, 전압 E₁의 인가 시간 T₁을 감소시키면서도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 다시 말해서, 앞서 인가된 전압 E₁의 인가 시간 T₁은 뒤이어 인가된 전압 E₂의 인가 시간 T₂보다 짧게 해도 동일한 효과가 얻어진다. 이러한 효과는, 소정 개수의 커패시터를 턴테이블에 공급하며, 이 턴테이블을 정지시키고, 복수개의 커패시터에 대하여 동시에 충전과 절연저항을 측정하는 배치형 충전 방식에서 작업 능률을 향상시키기에 효과적이다.

이런 경우에, 첫 번째 인가 시간 T₁은 충전 시간 ①과 전이 시간 ②의 합 이상이 되도록 설정해야 한다. 이러한 시간 T₁은 짧은 시간에 커패시터를 측정하기 위하여 100㎳ 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 방법에 이용되는 전류 계측 장치의 블록도이다. 이 계측 장치는 본 발명자들이 일본 무심사 특허 공보 제 7-293442호에 이미 제안하였다.

이 계측 장치에는 DC-전류 측정 전원 10a와 10b, 스위치 11, 측정되는 커패시터 12, 제한 저항 13, 대수 증폭기 14, 계측용 증폭기 15, A/D 변환기 16과 18, 및 연산처리장치(CPU) 17이 설치된다. 전류는 초기 충전 단계에서 계측용 증폭기15에서 계측하고, 소정의 설정값(threshold)에서 대수 증폭기 14로 스위치되며(switched), 그 후에 대수 증폭기 14에서 전류를 계측한다. 이러한 계측 장치는 전류가 폭넓게 변하는 경우에도 커패시터 12의 충전 전류를 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 종래의 계측 장치를 이용할 때와는 다르게 초기 충전 단계에서부터 최종 충전 단계까지 전류를 연속적으로 계측할 수 있다.

스위치 11은 CPU 17에 의해 소정의 시간 간격으로 스위치된다. DC 전압은 DC-직류 측정 전원 10a와 10b 중의 하나로부터 커패시터 12에 단속적으로 인가된다. 전원 10b의 전압 E₂는 정격 전압(본 구현예에서는 25V)으로 설정되고 전원 10a의 전압 E₁이 E₂보다 높게 설정된다. 전압 E₁과 E₂를 인가하는 중간, 즉 전압을 인가하지 않는 동안에 접지측으로 커패시터를 방전하기 위해서는, 접속점 11a와 11b와의 사이에 접지측에 접속된 접속점 11c를 제공할 필요가 있다. 한편, 이러한 전압 E₁과 E₂의 인가 사이에 커패시터를 개방시키는 경우에는 접속점 11c가 불필요하게 된다.

스위치 11이 ON, OFF될 때의 시간 간격은 일정할 필요가 없다. 예를 들어, 두 번째 ON 시간 간격 T₂는 첫 번째 ON 시간 간격 T₁보다 길게 설정할 수 있다. 이와는 반대로, 첫 번째 ON 시간 간격 T₁은 두 번째 ON 시간 간격 T₂보다 길게 설정할 수 있다. 전압을 3회 이상 인가하는 경우에도 각 ON 시간 간격을 변화시킬 수 있다.

본 발명에 따른 방법을 충족시키는 측정 장치는 도 6에 도시된 측정 장치로 한정되지 않는다. 커패시터에 다른 전압들을 단속적으로 인가할 수 있는 또 다른 장치들도 본 발명에 이용할 수 있다.

도 8은 도 2에 도시된 바와 같이 정격 전압(25V)을 2회 단속적으로 인가하는 경우 A와, 도 7에 도시된 바와 같이 다른 DC 전압 E₁과 E₂를 단속적으로 인가하는 경우들 B와 C에 관한 충전 특성들을 나타낸다. 사용된 적층 세라믹 커패시터에는 50㎳의 초기 충전 전류를 인가하였다. 실험 A 내지 C에서, 첫 번째 전압인가(ON)의 시간 간격 T₁은 20㎳로 설정하였고, 방전 시간 간격 T_OFF도 20㎳로 설정하였으며, 두 번째 전압인가(ON)의 시간 간격 T₂는 1초로 설정하였다. 각 인가된 전압은 하기와 같이 설정된다.

	A	B	C
첫 번째 인가된 전압(E1)	25V	30V	50V
두 번째 인가된 전압(E2)	25V	25V	25V

도 8로부터 명백한 바와 같이, 첫 번째 전압인가시의 충전 특성은 A∼C에서와 같이 거의 동일하지만, 두 번째 전압인가시에는 충전 전류값이 A〉B〉C의 관계를 나타내었다. 이와 같이, C의 경우에서 가장 빠르게 충전이 진행되었다. B의 경우도 A에 비해서 충전이 빠르게 진행되었다. 충전 전류값이 1×10^-7암페어(amperes) 이하로 저하되는 소요 시간은 A에서 약 0.8초, B 에서 약 0.4초, C에서 약 0.16초이었다. 이와 같이, A보다보다 B와 C에서 고속 충전되는 것을 확인하였다.

본 발명자들은 E₁/E₂〉2로 설정한 경우에 대하여 더 실험한 결과, E₁/E₂를 증가시킨 만큼 충전 속도가 증가한다는 것을 확인하였다. 또한, 첫 번째와 두 번째의 인가 전압을 정격 전압보다 크게 설정하는 경우에는 첫 번째와 두 번째의 인가 전압이 동일한 전압인 경우, 즉 도 2의 경우와 같은 동일한 특성밖에 얻을 수 없다는 것을 확인하였다.

또한, 본 발명자들은 첫 번째 전압인가의 인가 시간 T₁을 두 번째 전압인가의 인가 시간 T₂보다 짧게 설정해도 동일한 효과가 얻어진다는 것을 확인하였다. 따라서, 충전 시간은 더 단축될 수 있다. 단, 시간 간격 T₁은 측정되는 커패시터의 정전용량에 의해 결정되고, 다음의 조건을 확보해야만 한다:

커패시터 C₀의 충전 시간 간격① + 전이 시간 간격② ≤T₁

또한, 적층 세라믹 커패시터의 경우, 단시간의 절연저항 측정에 대한 요구에 부응하기 위하여, 시간 간격 T₁이 하기의 조건을 만족하는 것이 바람직하다:

T₁≤100㎳

더욱이, 시간 간격 T₂는 요구되는 피측정 커패시터의 처리 능력(정전용량)에 따라서 임의로 설정되는 것이 바람직하다.

도 9는 본 발명에 따른 방법에 이용되는 커패시터의 사용가능성을 판별하기 위한 방법의 블록도이다.

우선, 크기가 다른 전압 E1, E2, ...을 단계 S1에서 단속적으로 인가한다.

다음으로, 전압인가 개시로부터의 경과 시간 t가 소정 시간 t_c에 도달하였는가를 단계 S2에서 판별한다. 이러한 시간 t_c는 단속적인 전압인가에 의해서 충전 전류가 문턱 전류값 i_c에 도달하였는가에 대한 기준 시간으로서, 예를 들어 1∼10초로 설정된다. 소정 시간 t_c가 경과되지 않았으면 단속적인 전압인가를 반복하여 실시한다.

소정 시간 t_c가 경과한 후에, 전류값 i(t)는 단계 S3에서 측정된다. 이 전류 i(t)는 커패시터가 사용가능한지를 판별하기 위해 이용되는 문턱 전류값 i_c으로 단계 S4에서 비교된다.

전류값 i(t)가 i_c보다 낮으면 충전이 충분하게 진행되었기 때문에 단계 S5에서 커패시터를 양품으로 판정한다. 또한, 전류값 i(t)가 i_c보다 낮지 않으면, 커패시터의 충전이 충분하게 진행되지 않기 때문에 단계 S6에서 불량으로 판정한다.

본 발명은 본 발명의 방법에 따라서 커패시터를 충전한 후에, 절연저항을 측정하거나 또는 소정의 시간동안에 충전된(또는 방전된) 전류값과 문턱 전류값을 비교하여 커패시터의 사용가능성을 판별한다. 그러나, 충전 이후의 이러한 작업은 상술한 경우로 한정되지 않는다.

도 10은 본 발명의 방법을 이용하는 특성측정 및 선택 장치를 나타낸다.

턴테이블 20은 화살표 방향으로 1단계씩 단속적으로 회전한다. 턴테이블 20의 외주상에는 측정되는 칩형 커패시터를 1개씩 잡을 수 있는 복수개의 홀딩부(holding section) 21이 등간격으로 설치된다. 턴테이블 20의 주변에는 턴테이블 20에 커패시터들을 공급하기 위한 공급부 22와, 정전용량 측정부 23과, 본 발명이 적용되는 충전부 24와, 충전 전류를 측정하기 위한 IR 측정부 25와, 방전부 26, 및 인출부 27이 설치된다. 공급부 22에는 턴테이블 20에 커패시터들을 1개씩 공급하기 위한 부품 공급기(parts feeder) 등의 공급 장치 28이 배치된다.

충전부 24는 복수개의 단계들로 분할된다. 예를 들어, 제1단계 24a에서는 전압 E₁을 인가하고 제2단계 24b에서는 전압 E₂를 인가한다. 각각의 단계 24a와 24b는 여러 차례의 전압인가를 위한 복수개의 부분으로 형성되지만, 이들 단계들은 1회의 전압인가를 위하여 1개의 부분으로 형성될 수 있다.

종래의 경우에는, 턴테이블 상에서 커패시터를 장시간 충전시켜야만 했기 때문에, 충전 영역이 커야만 했고 이에 의해서 턴테이블 자체가 커져야만 했다. 하지만, 본 발명의 방법을 이용하는 경우에는 커패시터가 고속으로 충전되기 때문에 충전부 24를 크게 할 필요가 없고 이에 의해서 턴테이블 20을 소형화할 수 있다. 더욱이, 측정(계측용) 단자의 개수도 감축할 수 있고 비용도 절감할 수 있다. 종래의 방법에서 이용된 충전 영역 부분은 특성 측정 등의 다른 목적으로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 세라믹 커패시터 뿐만 아니라 전해질 커패시터, 박막 커패시터 및 다른 커패시터의 충전에도 적용할 수 있다.

본 발명에서는 전압인가의 다양한 형태를 고려할 수 있다. 인가되는 각각의 앞선 전압 E₁및 뒤따르는 전압 E₂의 인가 회수는 1회로 한정되지 않고 복수 회수로 실시할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 인가 전압 E₁과, 두 번째 인가 전압 E₂(E₁〉E₂)와, 세 번째 인가 전압 E₁, 및 네 번째 인가 전압 E₂와 같이 상대적으로 높은 전압과 낮은 전압을 여러 차례 인가할 수 있다. 또한, 인가된 전압들 사이의 관계가 E₁〉E₂〉E₃으로서, E₁은 첫 번째 인가 전압이고, E₂는 두 번째 인가 전압이며, E₃은 세 번째 인가 전압을 나타내는 전압들을 인가할 수도 있다. 이와 다른 경우들에 있어서도, 먼저 상대적으로 높은 전압을 인가한 후에 낮은 전압을 인가하여 충전을 가속화시킬 수 있기 때문에, 본 발명은 먼저 높은 전압을 인가한 후에 낮은 전압을 인가하는 소정의 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이, 앞서 인가된 전압 E₁을 뒤따라 인가된 전압 E₂보다 크게 설정하여 커패시터에 DC 전압을 단속적으로 인가하기 때문에, 전압이 인가되지 않는 동안에 커패시터의 충전은 급속히 진행되어, 동일한 전압을 연속적으로 인가하는 경우에서보다도 더 빠르게 충전할 수 있다. 결과적으로, 절연저항 측정 및 커패시터의 사용가능성에 대한 판단은 고속으로 행해질 수 있고 따라서 측정 능률이 크게 향상된다.

Claims (3)

1. 커패시터(capacitor)에 DC 전압을 단속적으로 인가하는 커패시터 충전방법으로서,

   앞서 인가된 전압 E₁은 뒤따라 인가된 전압 E₂보다 높게 설정되며;

   상기 앞서 인가된 전압 E₁의 인가시간 T₁과 상기 뒤따라 인가된 전압 E₂의 인가시간 T₂와의 사이의 시간 동안에 상기 커패시터를 접지측으로 방전시키는 것을 특징으로 하는 커패시터 충전방법.
2. 커패시터(capacitor)에 DC 전압을 단속적으로 인가하는 커패시터 충전방법으로서,

   앞서 인가된 전압 E₁은 뒤따라 인가된 전압 E₂보다 높게 설정되며;

   상기 앞서 인가된 전압 E₁의 인가시간 T₁과 상기 뒤따라 인가된 전압 E₂의 인가시간 T₂와의 사이의 시간 동안에 상기 커패시터에 상기 뒤따라 인가된 전압 E₂보다 낮은 전압 또는 음(negative)의 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 커패시터 충전방법.
3. 커패시터(capacitor)에 DC 전압을 단속적으로 인가하는 커패시터 충전방법으로서,

   앞서 인가된 전압 E₁은 뒤따라 인가된 전압 E₂보다 높게 설정되며;

   상기 커패시터는 앞서 인가된 전압 E₁의 인가시간 T₁과 상기 뒤따라 인가된 전압 E₂의 인가시간 T₂와의 사이의 전압이 인가되지 않는 시간 동안에 개방되며, 동일한 전압이 연속적으로 인가되는 경우에서보다 고속 충전되는 것을 특징으로 하는 커패시터 충전방법.