- 簡介
一.電容器漏電流相關(guān)知識
電容器是儲存電量和電能(電勢能)的元件,在兩個導(dǎo)體間夾一層不導(dǎo)電的絕緣介質(zhì),就構(gòu)成了一個基本電容器,不同種類的絕緣介質(zhì),決定了電容器的容量及承受電壓能力。
電子電路中,電容器在調(diào)諧、旁路、耦合、濾波等電路中起著重要的作用。
1. 電容器漏電流產(chǎn)生的原因
在電容器兩端加上電壓時,電容器就會儲存電荷,但是,電容介質(zhì)不可能絕緣,當(dāng)電容加上直流電壓時,電容器會有漏電流產(chǎn)生。
2. 電容器漏電流的危害
大電容,尤其是電解電容、鉭電容、陶瓷電容(大容量)電容量通常較高,通常用在電氣設(shè)備的電源供應(yīng)器、開關(guān)電源及直流-直流轉(zhuǎn)換器中,在交流電整流電路用作平滑及緩沖直流信號。
電容器漏電流會隨著溫度的增加而增加,也會隨施加電壓的增大而增大,因此,電器產(chǎn)品在使用時的可靠性高低主要取決于該產(chǎn)品的漏電流大小和高溫時該產(chǎn)品的漏電流變化率。
特別是在無電阻保護(hù)的低阻抗開關(guān)電源電路和大功率脈沖充放電電路里使用時,該產(chǎn)品的上述特性將對電路可靠性影響非常大,幾乎是決定性的。
因為此類電路中存在頻繁的浪涌電壓和浪涌電流,耐壓不夠和高溫時漏電流變化大的產(chǎn)品根本不能承受浪涌沖擊,瞬間就有可能被擊穿而失效或爆炸。
3. 電容器漏電流正確測量基礎(chǔ)知識
由于不同介質(zhì)特性及環(huán)境因素存在,自然界中不存在純凈的電容器,通常一個電容器由不同的部分組成,如圖1
測試漏電流時,是在電容器兩端施加直流電壓Vs,然后用電流表測試通過電容器的電流,如圖2,由于雜質(zhì)的存在,實際電流有三個部分組成。如圖3
由圖可見,實際上在測試的時候,測試的是總電流,而這總電流有三個分量,三個電流分量分別是:
1) Ip:流過絕緣電阻Rp的漏電流,也叫傳導(dǎo)泄漏電流。
流過絕緣層、導(dǎo)體之間或從導(dǎo)體到地的電流。該電流隨著絕緣的惡化而增加,并在Id介質(zhì)吸收電流(見圖 4)消失后占主導(dǎo)地位。因為它相當(dāng)穩(wěn)定且與時間無關(guān),所以這是測量絕緣電阻的最重要的電流。
2) Ic:電容充電電流
電容兩端施加直流電壓時,對電容器進(jìn)行充電的電流,為瞬時電流,在電容兩端電壓充至測試電壓后下降。
低容量電容器,電容充電電流Ic高于傳導(dǎo)泄漏電流Ip,但通常在我們開始記錄數(shù)據(jù)時就消失了。因此,在記錄之前讓讀數(shù)提前穩(wěn)定很重要。
高容量電容器,電容充電電流Ic可能會持續(xù)很長時間才能穩(wěn)定下來。
3) Id:介質(zhì)吸收電流
由介電材料內(nèi)分子極化引起的電流,介電材料吸收分量由Rd和Cd,通常生成多個時間常數(shù)(Rd×Cd)。
該電流最初很高,電流幅度與Rd 的值成反比,回逐漸呈指數(shù)衰減至0.
高容量電容器或容性設(shè)備以及潮濕污染的絕緣時,電流下降時間會很慢。
4. 電容器漏電流的計算
電容器漏電流通常按國際或國內(nèi)流行標(biāo)準(zhǔn),可通過下列公式計算:
在電容器充電2分鐘即120s之后
I=kCV
k:固定系數(shù),0.01-0.03,通常0.03為民用標(biāo)準(zhǔn),0.01為標(biāo)準(zhǔn)
C:標(biāo)稱容量
V:電容器基本電壓
以一個25V耐壓1000μF電容器為例,其漏電流為
民用標(biāo)準(zhǔn):
標(biāo)準(zhǔn):
二.電容器漏電流測試痛點
由電容器漏電知識部分可以了解到,電容器漏電流測試非常重要,但是在測試的時候往往會由下列痛點:
1. 測試效率低下,每個產(chǎn)品至少需要1分鐘-2分鐘時間,在大規(guī)模使用大容量電容器時,沒有足夠時間進(jìn)行全檢。
2. 市場上常見的群電容漏電流解決方案,測試結(jié)果不夠精確,數(shù)據(jù)無法一一記錄及統(tǒng)計。
3. 大部分多個電容漏電流解決方案,無法實現(xiàn)和自動化產(chǎn)線系統(tǒng)集成。
三.電容器漏電流快速測試解決方案
同惠電子在元器件檢測行業(yè)默默耕耘了三十年,始終秉承為客戶服務(wù)的宗旨,對于此類痛點,有著高效、精準(zhǔn)、完善的解決方案。
1. 方案概述
電容器漏電流檢測效率不高的原因及解決方法有下列幾個:
序號
原因
解決方法
1
電容器充電時間長,至少需要60s-120s
采用預(yù)充電方式,提前將電容器充滿,系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行測試
2
只能單臺檢測
采用多路掃描法或多路并行電流采樣模塊,
3
漏電流測試儀器測試速度慢
采用高采樣率電流采樣模塊
4
電容器封裝不同,插拔速度較慢
設(shè)計不同工裝,提前裝好器件,多個一起測試
因此,同惠解決電容器漏電流快速測試方案特點如下:
l 采用并行測量法,提高整體測試效率
l 電容器預(yù)充電,以保證測試效率
l 測試通道:40或根據(jù)需求定制
l 預(yù)充電電源:電壓:0-650V,根據(jù)電容器規(guī)格、測試通道定制
l 預(yù)充電電流:0-50mA/通道,可定制
l 漏電流測試范圍:0.1nA-20mA,分辨率0.1nA
l 漏電流測試精度:0.5%
l 測試工裝,根據(jù)需求定制,可兼容多種規(guī)格電容器,方便更換治具頭及批量插裝電容器
整體結(jié)構(gòu)如圖:
2. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3. 測試治具
l 測試工裝
可根據(jù)不同封裝、不同尺寸電容器定制
l 控制單元
負(fù)責(zé)測試治具和測試模組之間連接線纜的切換,這樣的好處是在更換不同封裝、不同型號產(chǎn)品進(jìn)行測試時,無需插拔各種連接線,直接更換產(chǎn)品即可。在實際應(yīng)用中達(dá)到快速、方便、簡潔的操作,提高作業(yè)效率、產(chǎn)出目的。
l 測試線纜
為了抑制干擾獲得微小電流的準(zhǔn)確測量,本系統(tǒng)連接用件采用三同軸連接器和線纜。
4. 軟件架構(gòu)
5. 軟件頁面
測試軟件采用同惠ATE通用框架,根據(jù)不同產(chǎn)品或不同測試需求會有相應(yīng)更改。
l 測試主頁面
n 測試主頁-菜單
n 測試主頁-型號清單
n 測試主頁-測試結(jié)果
- 應(yīng)用
電解電容漏電流測試
鉭電容漏電流測試
陶瓷電容漏電流測試
- 技術(shù)參數(shù)
電流模塊技術(shù)參數(shù)
產(chǎn)品型號
TH2550T
測量分辨率
61/2位
電流測量
量程
精度
分辨率
20pA
±(1%+5fA)
0.1fA
200pA
±(0.5%+5fA)
0.1fA
2nA
±(0.2%+50fA)
1fA
20nA
±(0.2%+3pA)
10fA
200nA
±(0.2%+5pA)
100fA
2μA
±(0.1%+50pA)
1pA
20μA
±(0.05%+500pA)
10pA
200μA
±(0.05%+5nA)
100pA
2mA
±(0.05%+50nA)
1nA
20mA
±(0.05%+500nA)
10nA
測試端子
電流輸入
三軸BNC
接口
通訊接口
USB DEVICE
環(huán)境溫度與濕度
使用溫濕度
0°C - 45°C,30 % - 80 %,無冷凝
存放溫濕度
-20°C - 60°C,10 % - 90 %,無冷凝
精度保證
23℃±5℃, 30%-80%RH
預(yù)熱時間
1小時
環(huán)境溫度變化
自校準(zhǔn)后小于±3℃
校準(zhǔn)周期
1年
整套測試系統(tǒng)配置清單
序號
配件名稱
型 號
單位
數(shù)量
備注
1
工控主機(jī)
臺
1
2
鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器
套
1
3
多通道高精度電流采集模塊
臺
10通道/臺
4
可編程直流電源
臺
1
根據(jù)電壓電流選型
5
測試治具
套
6
系統(tǒng)機(jī)柜
臺
1
7
系統(tǒng)軟件
套
1
8
9
10
- 附件
標(biāo)配 | |||||
配件名稱 | 型號 |
選配 | |||||
配件名稱 | 型號 |