KR960013754B1 - Condenser test circuit - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 콘덴서의 정전 용량을 측정하기 위한 회로도.1 is a circuit diagram for measuring the capacitance of a conventional capacitor.
제2도는 적분법에 의해 콘텐서의 정전 용량을 측정하기 위한 회로도.(이상적인 경우)2 is a circuit diagram for measuring the capacitance of a capacitor by an integral method.
제3도는 적분법에 의해 콘덴서의 정전 용량을 측정하기 위한 회로도.(실질적인 경우)3 is a circuit diagram for measuring the capacitance of a capacitor by an integral method.
제4도는 직렬 저항 보상을 하면서 콘덴서의 정전 용량을 측정하는 본 발명의 회로도이다.4 is a circuit diagram of the present invention for measuring capacitance of a capacitor with series resistance compensation.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
12 : 직류 정전류원 14 : 피측정용 콘덴서12 DC constant current source 14 capacitor to be measured
18 : 샘플링부 20 : 홀딩부18: sampling unit 20: holding unit
22 : 감산부 S1, S2: 스위칭 소자22: subtraction part S 1 , S 2 : switching element
A1, A2, A4: 버퍼 A3:차동 증폭기A 1 , A 2 , A 4 : Buffer A 3 : Differential Amplifier
Cl: 콘덴서 Rl-R4: 저항C l : condenser R l -R 4 : resistance
Rs : 직렬 저항Rs: series resistance
본 발명은 콘덴서 정전 용량 측정 회로에 관한 것으로서, 콘덴서 내부에 갖는 직렬저항 성분을 보상해주어 실질적인 콘덴서의 정전 용량을 측정할 수 있도륵 한 직렬 저항 보상 기능을 갖는 적분형 콘덴서 측정 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitor capacitance measurement circuit, and relates to an integrated capacitor measurement circuit having a series resistance compensation function capable of compensating a series resistance component in a capacitor to measure a capacitance of a capacitor.
일반적으로 콘덴서(Condenser)라 함은 충방전 동작을 수행하는 전자 부품으로 사용 용도에 따라 정전용량을 각기 다른 값을 가지게 된다.In general, a capacitor is an electronic component that performs charging and discharging operation, and has a capacitance value different according to the intended use.
이와같은 콘덴서는 최초 생산시에 정전용량이 규격화되어 출고되는데 하나의 콘덴서의 정전용량을 일정규격으로 완료화하여 생산하기 위해서는 생산되는 콘덴서를 샘플링(Sampling)하여 정전용량을 직접 측정하여 정전용량의 규격을 정한다.Capacitors such as these are shipped with the capacitance standardized at the time of initial production. In order to complete the capacitance of one capacitor to a certain standard, the capacitor is produced by sampling the produced capacitor and measuring the capacitance directly. Determine.
상술한 바와같이 콘덴서의 규정된 정전용량을 측정하기 위해서는 먼저 콘덴서에 일정 주파수의 전류를 충전한 후 콘덴서 양단전압을 측정하여 정전용량값을 연산한다.As described above, in order to measure the prescribed capacitance of the capacitor, the capacitor is first charged with a current of a certain frequency, and then the capacitance value is measured by measuring the voltage across the capacitor.
즉 종래에는 예시도면 제1도에서와 같이 구성하여 콘덴서의 정전용량을 측정하였다.That is, in the related art, the capacitance of the capacitor was measured as shown in FIG.
여기서 100은 피측정용 콘덴서이고, 101은 사인파 교류 전원 발생부이다.Where 100 is a capacitor to be measured and 101 is a sinusoidal AC power generating unit.
상술한 바와같은 구성에서 피측정용 콘덴서(100)에 사인파 교류 전원 발생부(101)로부터 발생한 교류 전원을 인가한 후 피측정용 콘덴서(100)에 충전이 완료되면 피측정용 콘덴서 양단 전압을 측정한다.After applying the AC power generated from the sine wave AC power generating unit 101 to the capacitor 100 to be measured in the above-described configuration, and after the charging to the capacitor 100 to be measured is completed, the voltage across the capacitor to be measured is measured. do.
이와같이 사이파 교류 전원 발생부(101)로부터 발생된 전원의 주파수(f)와 전류(I) 및 피측정용 콘덴서(100)의 양단 전압(V)에 의하여 피측정용 콘덴서(100)의 정전 용략(C)을 구한다.As described above, the electrostatic capacity of the capacitor 100 to be measured is determined by the frequency f, the current I, and the voltage V between both ends of the capacitor 100 to be measured. Obtain C).
여기서 f는 사인파 교류 전원 발생부(101)로부터 발생된 전류의 주파수(Frequency)이고, V는 피측정용 콘덴서(100)의 양단 전압, I는 사인파 교류 전원 발생부(101)에서 발생된 전류값, C는 피측정용 콘텐서(100)의 정전용량이다.Where f is the frequency of the current generated from the sine wave AC power generator 101, V is the voltage at both ends of the capacitor 100 to be measured, and I is the current value generated from the sine wave AC power generator 101. , C is the capacitance of the capacitor 100 to be measured.
그러나 이같이 일정 주파수값을 가지는 전류를 피측정용 콘덴서 양단에 충전하여 피측정용 콘덴서의 양단 전압을 측정하고 이를 연산하여 정전 용량을 구하는 경우에는 피측정용 콘덴서의 정전 용량이 큰 경우에 상대적으로 주파수값이 낮아져야 하는데, 여기서 주파수가 낮아지면 사인파 교류 전원 발생부로부터 발생된 전류값이 커지거나 피측정용 콘덴서의 양단 전압이 커져야 하므로 정전 용량 측정 시간이 길어지는 문제점을 가지고 있었다.However, if the current having a constant frequency value is charged at both ends of the capacitor under measurement, the voltage at both ends of the capacitor under measurement is measured and calculated to calculate the capacitance. The value should be lowered, but if the frequency is lowered, the current generated from the sinusoidal AC power generation unit must be increased or the voltage at both ends of the capacitor to be measured must be increased.
이에 따라 종래에는 대용량의 콘덴서의 정전 용량은 상술한 바와같은 방법에 의해 측정하지 않고 예시도면 제2도 내지 제3도에서와 같이 적분법에 의해 콘덴서의 정전용량을 측정하였다.Therefore, conventionally, the capacitance of a large capacity capacitor was not measured by the method described above, but the capacitance of the capacitor was measured by the integration method as shown in FIGS. 2 to 3 of the exemplary drawings.
예시도면 제2도에 의해 이상적인 적분법으로 피측정용 콘덴서의 정전 용량을 측정하면 다음과 같다.As shown in FIG. 2, the capacitance of the capacitor under measurement is measured by an ideal integration method as follows.
먼저 직류 정전류원(102)으로부터 출력된 전류를 스위칭 소자(104)를 온 시켜 피측정용 콘덴서(103)에 충전하여 일정시간(t)동안 피측정용 콘덴서(103)의 양단 전압(V(t))을 측정한다.First, the current output from the DC constant current source 102 is turned on, and the switching element 104 is turned on to charge the capacitor under measurement 103, and the voltage (V (t) between both ends of the capacitor under measurement 103 for a predetermined time t. Measure)).
즉 시간(t)이 0인 상태에서 스위칭 소자(104)를 닫으면 피측정용 콘덴서(103) 양단에 걸리는 전압 (V(t))은That is, when the switching element 104 is closed while the time t is zero, the voltage V (t) across the capacitor 103 to be measured is
여기서, 피측정용 콘덴서(103)에 충전되는 전류가 직류 정전류원(102)으로부터 정전류로 인가되기 때문에 I(t)가 상수인 I이다.Here, since the current charged in the capacitor to be measured 103 is applied as a constant current from the direct current constant current source 102, I (t) is a constant I.
따라서 V(t) =이다Thus V (t) = to be
즉 T 초후의 피측정용 콘데서(103) 양단 전압(V)은이다.That is, the voltage V across the capacitor 103 to be measured after T seconds is to be.
이에 따라 정전 용량은 (C)은가 된다.Accordingly, the capacitance is (C) Becomes
그러나 실제로 적분법에 의한 정전 용량 측정은 예시도면 제3도에서와 같이 스위칭 소자(104)를 온시켜 직류 정전류원(102)으로부터 출력된 전류를 스위칭 소자(104)를 통해 일정 시간(t)동안 피측정용 콘덴서(103)에 충전되는 정전 용량(C)을 구한다.In practice, however, the capacitance measurement by the integrating method turns on the switching element 104 to turn off the current output from the DC constant current source 102 for a predetermined time t through the switching element 104 as shown in FIG. The capacitance C charged in the measuring capacitor 103 is obtained.
즉 피측정용 콘덴서(103) 양단에 일정 시간(t)동안 걸리는 전압(V(t)은V(t) =I(t)dt+RsI(t)가 된다.That is, the voltage V (t) applied to both ends of the capacitor 103 to be measured for a predetermined time t is V (t) = It becomes I (t) dt + RsI (t).
여기서 Rs는 피측정용 콘렌서(103)의 등가 직렬 저항이다.Rs is an equivalent series resistance of the capacitor 103 to be measured.
직류 정전류원(102)으로부터 출력되는 전류가 정전류이기 때문에 I(t)는 일정 시간이 지난후에도 변화가 없는 상수이다.Since the current output from the DC constant current source 102 is a constant current, I (t) is a constant which does not change even after a predetermined time has passed.
I(t)+RsI 이고 T 초후에 피측정용 콘덴서(103)의 양단전압(V)은이다. After I (t) + RsI and T seconds, the voltage (V) at both ends of the capacitor 103 to be measured is to be.
이에따라 정전용량은 (C)은가 된다.So the capacitance is (C) Becomes
즉 정전용량(C)을 구할때 피측정용 콘덴서(103)의 등가 직렬 저항(Rs)에 의해 피측정용 콘덴서(103)의 양단 전압(v)이 측정 오차가 발생하기 때문에 피측정용 콘덴서의 정전 용량 측정에 오차 발생 원인이 되는 것이다.That is, when the capacitance C is obtained, a voltage error at both ends of the capacitor 103 to be measured is caused by an equivalent series resistance Rs of the capacitor 103 to be measured. It is a cause of error in capacity measurement.
따라서 본 발명은 상기한 바와같이 적분법에 의해 발생하는 등가 직렬 저항에 의한 오차를 제거하기 위하여 안출된 것으로, 피측정용 콘덴서 양단에 일정 시간 동안 정전류를 충전하여 콘덴서의 정전 용량을 측정하되, 피측정용 콘덴서의 등가 직렬 저항에 의한 전압값을 보상해 주고 일정 시간 동안의 피측정용 콘덴서 양단 전압을 측정하여 정전 용량을 연산함으로 정확한 정전 용량을 얻을 수 있도륵 한 직렬 저항 보상기능을 갖는 적분형 콘덴서 측정 회로를 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention is devised to eliminate the error caused by the equivalent series resistance generated by the integration method as described above, while measuring the capacitance of the capacitor by charging a constant current at both ends of the capacitor to be measured for a predetermined time, Compensating the voltage value by the equivalent series resistance of the capacitor and measuring the voltage at both ends of the capacitor under measurement for a certain time to calculate the capacitance to obtain an accurate capacitance. The purpose is to provide a measurement circuit.
상기한 바와같은 목적을 실현하기 위한 본 발명 직렬 저항 보상 기능을 갖는 콘덴서 측정 회로는 피측정용 콘덴서 양단에 일정시간 동안 스위칭 소자를 조작하여 직류 정전류원으로부터 정전류를 인가시켜 피측정용 콘덴서의 정전 용량을 측정하는 정전 용량이 측정 회로에 있어서, 상기 직류 정전류원으로부터의 출력을 샘플링/홀딩하는 샘플링/홀딩부를 구성하고, 상기 스위칭 소자가 열린 후의 피측정용 콘덴서와 직렬저항의 양단전압으로부터 샘플링/홀딩부의 출력을 감산하는 감산부로 구성되어짐을 특징으로 갖는 것이다The capacitor measuring circuit having the series resistance compensation function of the present invention for realizing the above object operates a switching element at both ends of the capacitor under measurement for a predetermined time to apply a constant current from a DC constant current source to the capacitance of the capacitor under measurement. In the measuring circuit, the capacitance for measuring the voltage is configured to constitute a sampling / holding unit for sampling / holding the output from the DC constant current source, and sampling / holding from the voltages between the capacitors under measurement and the series resistance after the switching element is opened. It is characterized by consisting of a subtraction section for subtracting negative output
이하 본 발명의 구성을 첨부된 예시도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration of the present invention in more detail with reference to the accompanying drawings as follows.
본 발명은 예시도면 제4도에서와 같이 내부에 등가 직렬 저항(Rs)이 내입된 피측정용 콘덴서(14)에 정전류를 공급하는 직류 정전류원(12)과, 상기 직류 정전류원(12)으로부터 전류가 일정 시간동안 피측정용 콘덴서(14)에 인가되도록 스위칭 동작하는 스위칭 소자(16)를 포함하는 콘텐서 정전용량 측정회로에 있어서, 상기 직류 정전류원(12)으로부터 출력되는 전류틀 완충증폭시켜 임의의 시간 간격으로 샘플링하는 샘플링부(18)와, 상기 샘플링부(18)의 출력을 일정 시간동안 홀딩시킨후 완충증폭시켜 출력하는 홀딩부(20)와, 버퍼(A4)에 완충증폭된 피측정용 콘덴서(14)의 양단 전압에서 상기 홀딩부(20)의 출력을 감산하는 감산부(22)로 이루어진다.According to the present invention, as shown in FIG. 4, a DC constant current source 12 for supplying a constant current to a capacitor 14 to be measured having an equivalent series resistance Rs embedded therein, and from the DC constant current source 12; In a capacitor capacitance measuring circuit including a switching element 16 for switching so that a current is applied to the capacitor 14 to be measured for a predetermined time, the current frame buffer amplified by the DC constant current source 12 Sampling unit 18 for sampling at arbitrary time intervals, holding unit 20 for buffering and amplifying and holding the output of the sampling unit 18 for a predetermined time, and buffered and amplified in the buffer (A 4 ) It consists of a subtraction part 22 which subtracts the output of the holding part 20 from the voltage of the both ends of the capacitor 14 to be measured.
여기서 샘플링부(18)는 직류 정전류원(12)의 출력을 완충증폭하는 버퍼(A1), 스위칭 소자(16)의 온 동작에 연동하여 온 되고 정전 용량 측정시간 이전에 오프; 동작하는 스위칭 소자(S2)로 구성하고, 홀딩부(20)는 피측정용 콘덴서(14)와 동일한 직렬저항이 내입된 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)의 출력을 완충 증폭하는 버퍼(A4)로 구성되며, 감산부(22)는 각기 같은 저항값을 가지는 저항(R1-R4)과 입력단자(+)(-)의 차이값을 출력하는 차동증폭기(A3)로 구성된다.Here, the sampling unit 18 is turned on in conjunction with the buffer A 1 for buffering and amplifying the output of the DC constant current source 12 and the on operation of the switching element 16 and is turned off before the capacitance measurement time; Consists of operating the switching device (S 2) that is, the holding portion 20 is amplified buffer the output of the (C 1), a condenser of the same series resistance and capacitor 14 for the measured intergranular and said capacitor (C 1) consists of a buffer (a 4) to the subtraction unit 22, a resistor (R 1 -R 4) and the input terminal (+), each having the same resistance value, - a differential amplifier which outputs a difference value (a 3 () It is composed of
그리고 버퍼(A4)의 증폭률이 두 버퍼(A3)(A2)의 증폭률과 같도륵 구성하고, 버퍼(A2)의 입력임피턴스를 Mos FET로 구성하여 무한대가 되도륵 한다.And the amplification factor of the buffer (A 4) comprises two buffers (A 3) (A 2) of the amplification factor and gatdo reuk, and forms the input impedance of the buffer (A 2) to be reuk doedo Mos FET is infinite.
이같이 구성된 본 발명의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above are as follows.
시간(t)이 0 인 순간에 스위칭 소자(S1)(S2)를 동시에 닫은 후에 스위칭 소자(S1)는 닫는 상태를 유지시키고 스위칭 소자(S2)는 연다.After a time (t) to close the switching element (S 1) (S 2) to the moment it is zero at the same time the switching element (S 1) maintains the closing state and the switching element (S 2) are open.
그러면 시간(t)이 0 인 순간에 직류 정전류원(12)로부터 출력된 전류가 버퍼(A1)와 스위칭 소자(S2)를 거쳐 콘덴서(C1)에 충전된 채 그 값을 유지한다.Then, at the time t is zero, the current output from the DC constant current source 12 is charged to the capacitor C 1 via the buffer A 1 and the switching element S 2 and maintains its value.
이에 따라 스위칭 소자(S2)가 열린 후의 버퍼(A2)의 출력 전압 V(b)은 Vb=RsI이 된다.As a result, the output voltage V (b) of the buffer A 2 after the switching element S 2 is opened becomes Vb = RsI.
여기서 Vb는 버퍼(A2)로부터 차등증폭기(A3)의 입력 단자에 인가되는 전압이고, Rs는 콘덴서(C1)의 직렬 저항이며, I는 직류 정전류원(12)로부터 출력된 전류값이다.Where Vb is the voltage applied from the buffer A 2 to the input terminal of the differential amplifier A 3 , Rs is the series resistance of the capacitor C 1 , and I is the current value output from the DC constant current source 12. .
일정시간(T)가 경과한 후에 버퍼(A4)를 거쳐 차동증폭기(A3)의 입력단자(+)에 인가되는 피측정용 콘덴서(14)의 양단전압(Va)은가 된다.After a predetermined time T has elapsed, the voltage Va between both ends of the capacitor 14 to be measured applied to the input terminal (+) of the differential amplifier A 3 via the buffer A 4 is Becomes
이에 따라 차동 증폭기(A3)는 버퍼(A4)를 거친 6피측정용 콘덴서(14)의 양단 전압(Va)에서 직렬 저항 보상을 위한 홀딩부(20)의 출력(Vb)을 감산하고 출력전압(Va)을 출력한다.Accordingly, the differential amplifier A 3 subtracts and outputs the output Vb of the holding part 20 for series resistance compensation from the voltage Va at both ends of the capacitor 14 for measurement through the buffer A 4 . Output the voltage Va.
즉 피측정용 콘덴서(14)의 직렬 저항(Rs)값을 보상한 출력전압(Va)은 Vo = Va - VbThat is, the output voltage Va compensating the series resistance Rs of the capacitor 14 to be measured is Vo = Va-Vb.
따라서 피측정용 콘덴서(14)의 직렬 저항(Rs)에 의한 전압값(IRs)가 제거되고 이상적인 적분법에 의한 콘덴서의 정전용량 측정에서와 같이 피측정용 콘덴서의 정확한 정전용량을 구할 수 있는 것이다.Therefore, the voltage value IRs by the series resistance Rs of the capacitor 14 to be measured is eliminated, and the exact capacitance of the capacitor under measurement can be obtained as in the capacitance measurement of the capacitor by the ideal integration method.
상술한 바와같이 본 발명은 콘덴서의 정전 용량을 적분법에 의해 일정 시간동안 적분하여 구하되, 콘덴서의 직렬 저항 성분에 의한 측정 오차를 측정값에 감산시켜 정확한 정전용량을 구할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is obtained by integrating the capacitance of the capacitor for a predetermined time by the integrating method, but has the effect of obtaining an accurate capacitance by subtracting the measurement error caused by the series resistance component of the capacitor to the measured value.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940020128A KR960013754B1 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Condenser test circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940020128A KR960013754B1 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Condenser test circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960008328A KR960008328A (en) | 1996-03-22 |
| KR960013754B1 true KR960013754B1 (en) | 1996-10-10 |
Family
ID=19390409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940020128A KR960013754B1 (en) | 1994-08-16 | 1994-08-16 | Condenser test circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR960013754B1 (en) |
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1994
- 1994-08-16 KR KR1019940020128A patent/KR960013754B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960008328A (en) | 1996-03-22 |
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