一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统和方法，包括待测模块、电容充放电主电路模块、驱动电路模块和数据采集与处理模块，所述待测模块包括待测薄膜电容器和额外薄膜小电容，所述待测薄膜电容器和所述额外薄膜小电容串联连接，所述电容充放电主电路包括一个或多个开关管，所述驱动电路模块能够通过所述电容充放电主电路控制所述待测模块充电或放电，所述数据采集与处理模块能够采集电流数据并进行处理。本发明专利技术的薄膜电容器寄生电感参数的测量系统和方法能够实现快速测量薄膜电容器寄生电感参数。电容器寄生电感参数。电容器寄生电感参数。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统和方法


[0001]本专利技术涉及寄生参数测量领域，具体涉及一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统。

技术介绍

[0002]在实际电路中，电容元器件存在着多种分布参数,其中对电容本身特性影响最大的是寄生电感，这些寄生电感的电感特性使得电容在使用时有一定的局限性。在开关电路中，换流回路的寄生电感就扮演着非常重要的角色。根据寄生电感的电感量和电流变化率di/dt，器件在开关状态时要承受额外的电压应力，极端条件可能会造成器件的损坏。换流回路中直流母线电容的寄生电感就是影响因素之一，因此能够测量出电容本身寄生电感的大小，可以在使用时更合理的选择电容元器件。由于电容器寄生电感的电感量很小，一般为nH级别，导绝大部分LCR电桥无法测量电容本身的寄生电感。对于电容的寄生电感参数测量方法主要是利用电容自谐振原理进行测量，但由于电容的电容值与待测寄生电感的电感值都不是确定的，因此测量设备需要提供极大的电压频率范围，而且测量过程需要检测和采集电容元件发生自谐振时对应的频率，这都不利于快速与精准测量。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统，技术方案如下：
[0004]一方面，本专利技术提供了一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统，包括：
[0005]待测模块，所述待测模块包括待测薄膜电容器和额外薄膜小电容，所述待测薄膜电容器和所述额外薄膜小电容串联连接；
[0006]电容充放电主电路模块，所述电容充放电主电路与所述待测模块相连接，所述电容充放电主电路包括一个或多个开关管；
[0007]驱动电路模块，所述驱动电路模块与所述电容充放电主电路模块连接，所述驱动电路模块能够发出驱动信号控制所述开关管导通或关闭，从而控制所述待测模块充电或放电；
[0008]数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块分别与所述电容充放电主电路模块和所述驱动电路模块连接，所述数据采集与处理模块能够控制所述驱动电路模块发出信号，所述数据采集与处理模块能够采集所述待测模块的电流数据、对所述电流数据进行处理并得到处理结果。
[0009]进一步地，所述数据采集与处理模块包括：
[0010]采集电路，所述采集电路与所述电容充放电主电路模块连接，所述采集电路用于采集所述待测模块的电流数据；
[0011]数据处理单元，所述数据处理单元与所述采集电路连接，所述数据处理单元对所述电流数据进行处理并得到处理结果；
[0012]信号控制单元，所述信号控制单元与所述驱动电路模块电连接，所述信号控制单元能够控制所述驱动电路模块发出信号。
[0013]进一步地，所述开关管为MOSFET开关管。
[0014]进一步地，所述驱动电路模块包括：
[0015]反向施密特触发器，所述反向施密特触发器与所述信号控制单元连接，所述反向施密特触发器能够将所述信号控制单元发出的常高状态信号转换为常低状态信号，或者，所述反向施密特触发器能够将所述信号控制单元发出的常低状态信号转换为常高状态信号；
[0016]驱动器，所述驱动器与所述电容充放电主电路模块连接，所述驱动器与所述反向施密特触发器连接，所述驱动器能够基于常低或常高状态信号发出相应的驱动信号。
[0017]进一步地，所述采集电路中设有电流霍尔传感器，所述采集电路通过设在所述采集电路中的所述电流霍尔传感器采集电流。
[0018]进一步地，所述额外薄膜小电容的电容为0～500μF。
[0019]进一步地，所述额外薄膜小电容的电容为3.3～325μF。
[0020]进一步地，所述信号控制单元和所述数据处理单元均由FPGA实现。FPGA作为中央处理器，在成本较低的前提下大大提高运算精度。
[0021]另一方面，本专利技术还提供了一种薄膜电容器寄生电感参数的测量方法，所述方法包括以下步骤：
[0022]S1.将待测薄膜电容器与额外薄膜小电容器串联，使用直流源为待测薄膜电容器与额外薄膜小电容器充电；
[0023]S2.断开直流源使得待测薄膜电容器通过导通的开关管回路进行放电，采集并记录放电前后流过待测薄膜电容器中的电流数据；
[0024]S3.将两个相同的待测薄膜电容器与额外薄膜小电容器串联，并使用直流源进行充电，再重复步骤S2；
[0025]S4.将步骤S2和步骤S3中的数据分别代入公式中得到两个方程，联立所述的两个方程，求解得出待测薄膜电容器寄生电感的电感值。其中，T为电容振荡放电的周期，L为回路的电感值，C为回路的电容值。
[0026]进一步地，在所述步骤S2中，对采集到的电流数据进行非线性曲线拟合，从而求得电容振荡放电的周期T。
[0027]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下：
[0028]a)基于电容振荡放电的测量方法可实现快速地测量薄膜电容器寄生电感参数，解决传统测量方法存在的耗时长、精度低等问题；
[0029]b)采用FPGA作为中央处理器，可以达到超高运算速度；
[0030]c)硬件方案简单，易于实现。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于
本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本专利技术实施例提供的薄膜电容器寄生电感参数的测量系统的示意图；
[0033]图2为本专利技术实施例提供的薄膜电容器寄生电感参数的测量方法中步骤S2时的电路连接示意图；
[0034]图3为本专利技术实施例提供的薄膜电容器寄生电感参数的测量方法中步骤S3时的电路连接示意图；
[0035]图4为本专利技术实施例提供的薄膜电容器寄生电感参数的测量方法的流程示意图；
[0036]图5为本专利技术实施例提供的电容充放电测量模块的测试结果示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0038]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统，其特征在于，包括：待测模块，所述待测模块包括待测薄膜电容器和额外薄膜小电容，所述待测薄膜电容器和所述额外薄膜小电容串联连接；电容充放电主电路模块，所述电容充放电主电路与所述待测模块相连接，所述电容充放电主电路包括一个或多个开关管；驱动电路模块，所述驱动电路模块与所述电容充放电主电路模块连接，所述驱动电路模块能够发出驱动信号控制所述开关管导通或关闭，从而控制所述待测模块充电或放电；数据采集与处理模块，所述数据采集与处理模块分别与所述电容充放电主电路模块和所述驱动电路模块连接，所述数据采集与处理模块能够控制所述驱动电路模块发出信号，所述数据采集与处理模块能够采集所述待测模块的电流数据、对所述电流数据进行处理并得到处理结果。2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述数据采集与处理模块包括：采集电路，所述采集电路与所述电容充放电主电路模块连接，所述采集电路用于采集所述待测模块的电流数据；数据处理单元，所述数据处理单元与所述采集电路连接，所述数据处理单元对所述电流数据进行处理并得到处理结果；信号控制单元，所述信号控制单元与所述驱动电路模块电连接，所述信号控制单元能够控制所述驱动电路模块发出信号。3.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述开关管为MOSFET开关管。4.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述驱动电路模块包括：反向施密特触发器，所述反向施密特触发器与所述信号控制单元连接，所述反向施密特触发器能够将所述信号控制单元发出的常高状态信号转换为常低状态信号，或者，所述反向施密特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金刚，顾欣，储秀红，
申请(专利权)人：千黎苏州电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：