TH300-Cap 多通道電容器漏電流測試解決方案

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：

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