[發(fā)明專利]一種大頻率范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710630411.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN109307807A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冒春艷;姚凱;李壘;唐煥奇;陳愷立
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R27/26
• 分類號(hào): G01R27/26;G01R27/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種大頻率范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量裝置。該裝置包括方波產(chǎn)生電路、待測(cè)電容、直流電壓源、功率負(fù)載電阻；方波產(chǎn)生電路中第一電容的一端與運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連接，另一端為參考電位零點(diǎn)，反饋電阻的一端與運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端連接，第一、二電阻串聯(lián)后，公共端與運(yùn)算放大器的正向輸入端連接，第一電阻的另一端同時(shí)與反饋電阻和第三電阻連接，第二電阻與參考電位零點(diǎn)連接，第三電阻的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，第一、二穩(wěn)壓二極管串聯(lián)后，一端與第一電阻和第三電阻的公共點(diǎn)連接，另一端與參考電位零點(diǎn)連接。本發(fā)明能準(zhǔn)確測(cè)出電容C和ESR的值，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量頻率范圍大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電能變換裝置中的測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大頻率范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

由于電路設(shè)計(jì)的需要，電容在電力電子設(shè)備中的應(yīng)用十分廣泛。一般而言，電路工作一段時(shí)間之后，電容的容值(Capacitance,C)和等效串聯(lián)電阻(Equivalent SeriesResistance,ESR)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)該變化量較大時(shí)，則該電容失效，電容的失效將會(huì)造成電源和系統(tǒng)的運(yùn)行故障。常見的LCR儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，并且不能實(shí)現(xiàn)大頻率變化范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量頻率范圍大的電容C和ESR的測(cè)量裝置。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種大頻率范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量裝置，包括方波產(chǎn)生電路、待測(cè)電容、直流電壓源、功率負(fù)載電阻；所述的方波產(chǎn)生電路包括運(yùn)算放大器A₁、第一電容C₁、反饋電阻R_f、第一電阻R₁、第二電阻R₂、第三電阻R₃、第一穩(wěn)壓二極管D_Z1、第二穩(wěn)壓二極管D_Z2，其中第一電容C₁的一端與運(yùn)算放大器A₁的負(fù)向輸入端連接，另一端為參考電位零點(diǎn)，反饋電阻R_f的一端與運(yùn)算放大器A₁的負(fù)向輸入端連接，第一電阻R₁與第二電阻R₂串聯(lián)后，公共端與運(yùn)算放大器A₁的正向輸入端連接，第一電阻R₁的另一端同時(shí)與反饋電阻R_f和第三電阻R₃連接，第二電阻R₂與參考電位零點(diǎn)連接，第三電阻R₃的另一端與運(yùn)算放大器的輸出端連接，第一穩(wěn)壓二極管D_Z1和第二穩(wěn)壓二極管D_Z2串聯(lián)后，一端與第一電阻R₁和第三電阻R₃的公共點(diǎn)連接，另一端與參考電位零點(diǎn)連接。

進(jìn)一步地，所述的待測(cè)電容包括第二電容C_m及其等效串聯(lián)電阻ESR，其中第二電容C_m和等效串聯(lián)電阻ESR串聯(lián)后，一端與直流電壓源的正向端連接，另一端與第四電阻R₄的一端連接。

進(jìn)一步地，所述的直流電壓源的正向端與待測(cè)電容的一端連接，負(fù)向端與第一穩(wěn)壓二極管D_Z1的陰極連接。

進(jìn)一步地，所述的功率負(fù)載電阻為0.5Ω的電阻。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)可準(zhǔn)確測(cè)量電容的ESR和C值；(2)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；(3)測(cè)量頻率范圍大。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明大頻率范圍內(nèi)電容C和ESR的測(cè)量裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明中方波產(chǎn)生電路的工作原理圖。

圖3是本發(fā)明的簡(jiǎn)化示意圖。

圖4是頻率為10kHz時(shí)功率負(fù)載電阻兩端電壓隨時(shí)間變化曲線圖。