CN104714153A - 绕组测试装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种对于低电感的被测线圈能够以足够高的电压来高精度且高速地进行测试的绕组测试装置。绕组测试装置(100)具备:输出端子(151、152),其能够连接用于对被测线圈(M)的端子间施加电压的同轴电缆(161);输出端子(153、154),其能够连接用于接受在被测线圈(M)的端子间产生的测量电压的同轴电缆(162);脉冲电压产生部(110),其产生对被测线圈(M)的端子间施加的脉冲电压,并输出到输出端子(151、152);端子间电压检测电路(120),其检测在被测线圈(M)的端子间产生的端子间电压的波形;以及测试控制部(140),其基于测量波形来判定被测线圈(M)的好坏,并且控制上述各部。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试绕组部件的好坏的绕组测试装置。
背景技术
作为具备绕组的绕组部件,可以列举出电感器、变压器、磁场产生用线圈等,这种绕组部件在电子/电气设备中大量使用。
由于智能手机、平板终端等的普及,芯片部件的生产量增大。其中,尤其是为了延长电池的动作时间,使用于电源电路等的片式电感器(chipinductor)在提高效率的同时电感低,推进大容量化、小型化,并要求更高的可靠性。
专利文献1中记载了一种绕组的检查装置,该绕组的检查装置具备:脉冲电压产生单元,其对作为检查对象的绕组的被测线圈的端子间施加脉冲电压;端子间电压检测单元,其检测在被测线圈的端子间产生的振动电压的波形;电磁波检测单元,其检测因被测线圈的放电而产生的电磁波;以及显示单元,其显示所检测出的振动电压波形和电磁波波形。
专利文献1:日本特开2009-115505号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在这种以往的绕组检查装置中,在电感低的(例如1μH以下)被测线圈的测试上存在下述的问题。
在对电感低的被测线圈进行测试的情况下,由于电感低,导致从测试装置施加的脉冲电压在被测线圈的两端降低。因此,无法进行基于高的施加电压的耐电压测试。例如对于1μH以下的超低电感的被测线圈,无法实施更高电压(测试电压1000V)以上的测试。
另外,在以往的绕组测试装置中,即使想要测量通过施加脉冲电压而在测试电路与被测线圈之间因谐振产生的电压衰减波形,也会由于电感低而无法高精度地得到电压衰减波形。作为其对策,考虑在测试电路中安装用于形成谐振状态的虚设电容器(dummy condenser)来增大衰减波形的周期。然而,在这种安装虚设电容器的方法中,存在以下问题:无法得到基于被测线圈原本特性的响应波形,而且脉冲电压的施加中需要大的电能,其结果,无法高速地进行测试。
本发明是鉴于这种情况而完成的,其课题在于提供一种能够以足够高的电压来高精度且高速地对低电感的被测线圈进行测试的绕组测试装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明的绕组测试装置的特征在于,具备:第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;以及判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏,其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,上述判定单元将利用基准线圈得到的标准波形(日语:マスタ波形)与上述被测线圈的测量波形进行比较,根据偏移量收敛到上下阈值范围内来判定为上述被测线圈是合格品,并且,在上述被测线圈的不合格判定连续出现规定数量的情况下,使上述上下阈值范围向不发生不合格的一侧移动。
另外,本发明的绕组测试装置的特征在于,具备:第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;以及判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏,其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,上述判定单元基于利用基准线圈得到的标准波形来求出第一波形数据列,对该第一波形数据列进行微分来计算第一微分值,预先保存将计算出的第一微分值针对上述标准波形整体求和而得到的值作为基准值,并且,上述判定单元基于上述测量波形来求出第二波形数据列,对该第二波形数据列进行微分来计算第二微分值,得到将计算出的第二微分值针对上述测量波形整体求和而得到的值,上述判定单元将基于上述标准波形求出的上述基准值与基于上述测量波形求出的值进行比较,如果偏移量为规定阈值以下则将被测线圈判定为合格品,否则判定为不合格品。
另外,本发明的绕组测试装置的特征在于,具备:第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏;以及电流检测单元,其检测流过上述被测线圈的电流,其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,上述绕组测试装置还具备对上述脉冲电压产生单元、上述端子间电压检测单元以及上述判定单元进行控制的控制单元,上述控制单元根据由上述电流检测单元检测出的电流的值对上述脉冲电压产生单元进行控制,使得流过上述被测线圈的电流的值成为预先设定的电流的值。
另外,本发明的绕组测试装置的特征在于,具备:第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏;以及电流检测单元,其检测流过上述被测线圈的电流,其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,上述电流检测单元检测流过上述被测线圈的脉冲电流,上述判定单元基于对上述被测线圈施加的脉冲电压和上述脉冲电流的相位来判定上述被测线圈的特性。
发明的效果
根据本发明,通过使用两条同轴电缆的四端子测量法来测量反电动势电压,因此对于低电感的被测线圈能够以足够高的电压来高精度且高速地进行测试。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的绕组测试装置的结构的框图。
图2是由第一实施方式所涉及的绕组测试装置的脉冲电压产生部施加的脉冲电压、在对被测线圈施加了脉冲电压的情况下由端子间电压检测电路检测出的端子间电压、以及由电流检测电路检测出的电流的波形图。
图3是说明第一实施方式所涉及的绕组测试装置的使用同轴电缆的四端子测试电路的示意图,(a)表示本实施方式的绕组测试装置的四端子测试电路,(b)表示作为比较例的两端子测试电路。
图4是说明在第一实施方式所涉及的绕组测试装置中利用反电动势电压的脉冲波形测试的波形图,(a)表示本实施方式的绕组测试装置的基于反电动势电压的脉冲波形,(b)表示作为比较例的1μH的空芯线圈的脉冲波形。
图5是表示第一实施方式所涉及的绕组测试装置的电压上升绝缘击穿测试动作的流程图。
图6是说明第一实施方式所涉及的绕组测试装置的电压上升绝缘击穿测试的标准波形的波形图。
图7是说明第一实施方式所涉及的绕组测试装置的测试结果的判定值的波形图。
图8是说明第一实施方式所涉及的绕组测试装置的通过比较峰值电压来进行的高速判定的波形图。
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的绕组测试装置的结构的框图。
图10是说明第二实施方式所涉及的绕组测试装置的通过控制施加电流来进行的脉冲评价法的波形图。
附图标记说明
100、200:绕组测试装置;110:脉冲电压产生部(脉冲电压产生单元);111:高电压产生电路;112:高压电容器;113:高电压开关电路;114:门极脉冲控制电路;120:端子间电压检测电路(端子间电压检测单元);130、230:A/D转换器;140:测试控制部;141:控制部(判定单元、控制单元);142:高电压控制电路;143:操作输入部;144:显示部;145:外部设备控制部;151:输出端子(第一输出端子);152:输出端子(第二输出端子);153:输出端子(第三输出端子);154:输出端子(第四输出端子);161:同轴电缆(施加电压用测试电缆);162:同轴电缆(检测电压用测试电缆);220:电流检测电路(电流检测单元)。
具体实施方式
下面,参照附图来详细说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的绕组测试装置的结构的框图。
图1所示的绕组测试装置100用于对作为测试对象的被测线圈M以脉冲方式施加电能,将此时的被测线圈M的两端电压作为波形来得到,来判定被测线圈M的状态(好坏)。
为此,绕组测试装置100构成为具备脉冲电压产生部110(脉冲电压产生单元)、端子间电压检测电路120(端子间电压检测单元)、A/D转换器130、测试控制部140以及输出端子151(第一输出端子)、输出端子152(第二输出端子)、输出端子153(第三输出端子)、输出端子154(第四输出端子)。
被测线圈M通过同轴电缆161、162来与绕组测试装置100的输出端子151~154连接。
在本说明书中,将以脉冲方式输出的电能称为脉冲电压、脉冲电流或者脉冲波形。
[脉冲电压产生部110]
脉冲电压产生部110用于产生脉冲电压并提供给被测线圈M,具备高电压产生电路111、高压电容器112、由晶闸管等构成的高电压开关电路113以及门极脉冲控制电路114。脉冲电压产生部110将从高电压产生电路111提供的电荷蓄积到高压电容器112,利用高电压开关电路113对所蓄积的该电荷进行开关,由此产生高电压脉冲(脉冲电压)。
高电压产生电路111向高压电容器112充入电荷。在高电压产生电路111中,产生能够进行一般线圈的绝缘测试的程度(通常几kV)的高电压。
高压电容器112蓄积从高电压产生电路111提供的电荷,通过高电压开关电路113的开关作用(门极控制),瞬间放出所蓄积的电荷。高压电容器112的电容器容量例如为0.01μF。
高电压开关电路113通过开关作用(门极控制)使高压电容器112中蓄积的电荷瞬间放出,由此产生高电压脉冲。高电压开关电路113例如由晶闸管(Thyristor)构成。在以晶闸管构成高电压开关电路113的情况下,将阳极与高压电容器112连接,将阴极与高电压开关电路113输出侧连接,将门极与门极脉冲控制电路114连接,从门极向阴极流通门极电流,由此使阳极与阴极间导通(turn on)。晶闸管在流过与从阳极向阴极的方向相反的方向的电流的时间点自动变为非导通(截止)状态,因此不需要用于使其截止的特别的电路。此外,也可以代替上述晶闸管,而由MOSFET(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等其它开关元件构成高电压开关电路113。
门极脉冲控制电路114按照来自控制部141的指示对高电压开关电路113(在此为晶闸管)的门极施加规定脉冲,由此对晶闸管的导通状态和截止状态进行控制。
在此,通过从脉冲电压产生部110产生的一次高电压脉冲,被充入在高压电容器112中的电荷和所施加的充电电压变为0。因此,高压电容器112只要在高电压脉冲的中止期间内从高电压产生电路111不断被充入电荷,就能够连续地产生高电压脉冲(脉冲动作)。
[端子间电压检测电路120]
端子间电压检测电路120由分压器等构成,检测在从脉冲电压产生部110产生的脉冲电压被施加到被测线圈M时的被测线圈M的端子间的电压(端子间被施加的电压、即端子间电压)。
另外,端子间电压检测电路120与输出端子153、154连接,输出端子153、154经由具有静电电容(布线电容C)的同轴电缆162连接于被测线圈M的两端。通过该结构,端子间电压检测电路120检测在从脉冲电压产生部110对被测线圈M施加了高电压脉冲时因被测线圈M的电感L和同轴电缆162所具有的静电电容(布线电容C)而在被测线圈M的端子间产生的反电动势电压,接着检测以取决于被测线圈M的电感L和同轴电缆162所具有的静电电容(布线电容C)的谐振频率进行振动的电压(谐振振动电压)。
[A/D转换器130]
A/D转换器130将由端子间电压检测电路120检测出的被测线圈M的端子间电压转换为数字信号,并输入到测试控制部140的控制部141。如上所述,端子间电压中包含因被测线圈M的电感L和同轴电缆162所具有的静电电容(布线电容C)而产生的反电动势电压以及以取决于被测线圈M的电感L和同轴电缆162所具有的静电电容(布线电容C)的谐振频率进行振动的电压(谐振振动电压)。此外,将包含该反电动势电压和谐振振动电压的端子间电压的波形统称为测量波形。
[测试控制部140]
测试控制部140用于对绕组测试装置100整体进行统一控制,并且对脉冲电压产生部110的脉冲电压产生定时等进行控制,还基于所检测出的被测线圈M的端子间电压来执行波形处理、判定处理以及波形显示处理。为此,测试控制部140具备控制部141(判定单元、控制单元)、高电压控制电路142、操作输入部143、显示部144以及外部设备控制部145。
控制部141具有如下功能:基于所检测出的被测线圈M的测量波形来判定被测线圈M的好坏的判定功能;以及对脉冲电压产生部110、A/D转换器130以及上述判定功能进行控制的控制功能。控制部141构成为包括CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器),CPU通过将ROM中保存的控制程序在RAM中展开并执行来实现上述判定功能和控制功能。
高电压控制电路142按照来自控制部141的控制信号来输出对高电压产生电路111进行控制的控制指令。
操作输入部143用于输入用于进行被测线圈M的测试的各种设定和操作信息,包括操作按钮、操作拨盘、模式/范围切换开关等。
显示部144用于显示用于被测线圈M的测试的施加电压波形、电流波形、测量波形、标准波形、设定参数以及判定结果等,例如由LCD、CRT显示器和控制驱动器等构成。
外部设备控制部145根据来自控制部141的完成信号,来控制向下一个片式电感器(被测线圈M)进行切换的处理机(handler)。
[输出端子151~154]
输出端子151(第一输出端子)与脉冲电压产生部110的高电位侧输出连接,输出端子152(第二输出端子)与脉冲电压产生部110的低电位侧输出(在本实施方式中为GND(地))连接。另外,输出端子153(第三输出端子)和输出端子154(第四输出端子)分别与端子间电压检测电路120连接。
在进行四端子测量时,输出端子151、152上连接同轴电缆161(施加电压用测试电缆),输出端子153、154上连接同轴电缆162(检测电压用测试电缆)。详细地说,脉冲电压产生部110的输出侧经由输出端子151和同轴电缆161的内部导体161a连接于被测线圈M的一端,脉冲电压产生部110的GND经由输出端子152和同轴电缆161的外部导体161b连接于被测线圈M的另一端。端子间电压检测电路120的测量端子经由输出端子153和同轴电缆162的内部导体162a连接于被测线圈M的一端,端子间电压检测电路120的测量端子经由输出端子154和同轴电缆162的外部导体162b连接于被测线圈M的另一端。因而,被测线圈M的一端上连接同轴电缆161的内部导体161a和同轴电缆162的内部导体162a,被测线圈M的另一端上连接同轴电缆161的外部导体161b和同轴电缆162的外部导体162b。
[同轴电缆161、162]
同轴电缆161是构成施加电压用的路径的施加电压用测试电缆。同轴电缆162是构成检测电压用的路径的检测电压用测试电缆。同轴电缆161其一个端子与绕组测试装置100的输出端子151、152连接,另一个端子与被测线圈M的两端连接。另外,同轴电缆162其一个端子与绕组测试装置100的输出端子153、154连接,另一个端子与被测线圈M的两端连接。
如图1所示,从绕组测试装置100侧来看,输出端子151~154与被测线圈M的两端通过同轴电缆161、162进行了四端子连接。
同轴电缆161、162具有静电电容(布线电容C)和电阻值R。连接了被测线圈M的同轴电缆161、162成为由被测线圈M的电感L、同轴电缆161、162的静电电容(布线电容C)以及电阻值R构成的LCR电路。
[被测线圈M]
被测线圈M是片式电感器等超低电感(1μH以下)的线圈部件。
下面,参照图2(适当参照图1)来说明如上所述那样构成的绕组测试装置100的动作。
首先,说明绕组测试装置100的脉冲测试的概要。
图2是由脉冲电压产生部110进行的脉冲电压的施加、在对被测线圈M施加了脉冲电压的情况下由端子间电压检测电路120检测出的端子间电压、由未图示的电流检测电路检测出的电流的波形图。纵轴取电压(V)和电流(mA),横轴取时间(μsec)。图2的左侧表示对被测线圈M施加的脉冲波形,图2的右侧表示施加脉冲波形后的被测线圈M的两端电压和电流波形。
图2所示的测试波形的测量中使用的被测线圈M是超低电感(1μH以下)、芯不发生磁饱和的线圈部件。另外,脉冲电压产生部110对被测线圈M施加的施加电压是施加电压-10V的脉冲电压。该脉冲电压的施加峰值为-10V。电流波形滞后于电压波形,电流峰值为-2.8A。
如图2所示,脉冲电压产生部110对被测线圈M施加负极性的脉冲电压。
设脉冲电压施加开始时刻(i)、脉冲电压的施加峰值(-10V)时(ii)、电流峰值(约-2.8A)时(iii)、高电压开关电路113的晶闸管截止点(iv)。上述时刻(i~iv)为施加波形的一个周期,施加脉宽为约1.5μsec。
如图2所示,当在施加脉宽约1.5μsec的期间对被测线圈M施加脉冲电压的施加峰值-10V、电流峰值约-2.8A的电能时,最大-17V的峰值电压在极短时间内施加到被测线圈M的两端。
如图2所示,在施加波形的一个周期(i~iv)的期间,电压波形相对于负峰值与正峰值的零点大致对称。电流波形相对于电压波形滞后约90度,并且电流还产生因过冲(overshoot)而引起的滞后,在电压波形与电流波形交叉的晶闸管截止点(iv)晶闸管截止。
如图2的峰值电压(V)所示,通过晶闸管截止,蓄积在被测线圈M中的电能成为反电动势电压,成为施加电压以上的电压而被输出,此时的峰值电压为测试电压(设定电压)。因该反电动势电压而产生的峰值电压为约-17V。
如图2所示,具有该峰值电压的尖钉状的脉冲为由于被测线圈M内部的损耗、内部电阻的损耗而随着时间衰减的波形。电压波形由于是振动的,因此也被称为振动电压,直到振动电压的振动收敛为止的时间为约40μsec。
这样,在被测线圈M的两端被施加了高电压脉冲时,在被测线圈M的两端,首先因被测线圈M的电感L和同轴电缆162的布线电容C而产生作为钉状波形的反电动势电压,接着产生一边以基于被测线圈M的电感L和同轴电缆161、162的布线电容C的谐振频率进行振动、一边逐渐衰减的电压(谐振振动电压)。关于反电动势电压,通过图4在后面叙述。
此外,在施加脉冲电压时,被充入高压电容器112(参照图1)的电能一下子流过被测线圈M,因此在极短时间内流过大电流。但是,实际上,由于各电路部的电阻成分和晶闸管的内部电阻所引起的压降的影响,流过被测线圈M的电流为理论值的十几分之一左右。另外,如图2的波形衰减部分所示,在晶闸管截止之后,变为基于蓄积在被测线圈M中的磁能的电流,因此流过被测线圈M的电流小。
接着,说明绕组测试装置100的使用同轴电缆161、162的四端子测量法。
[使用同轴电缆161、162的四端子测量法]
图3是说明绕组测试装置100的使用同轴电缆161、162的四端子测试电路的示意图。图3的(a)表示本实施方式的绕组测试装置100的四端子测试电路,图3的(b)表示作为比较例的两端子测试电路。
首先,叙述图3的(b)的比较例。
如图3的(b)所示,该比较例的绕组测试装置10具备高压脉冲电源11、波形测量电路12以及输出端子13、14,输出端子13、14与被测线圈M的两端通过一个同轴电缆15连接。高压脉冲电源11和波形测量电路12的一个端子共同连接于输出端子13,高压脉冲电源11和波形测量电路12的另一个端子共同连接于输出端子14。输出端子13经由同轴电缆15的内部导体15a连接于被测线圈M的一端,输出端子14经由同轴电缆15的外部导体15b连接于被测线圈M的另一端。
比较例的绕组测试装置10是施加用路径与检测用路径共同的两端子测试电路,在输出端子13、14的两端测量施加波形。
因此,到被测线圈M为止的测试电缆(同轴电缆15)的电感成分会包含在测试中。另外,当测试电缆(同轴电缆15)长度变长时,无法对被测线圈M的两端施加高电压。并且,存在以下不良情况:在对电感低的被测线圈M施加电压时,由于因施加用的布线的电阻而产生的压降,无法对测试物的两端施加适当的电压。
接着,说明图3的(a)所示的绕组测试装置100的四端子测试电路。
如图3的(a)所示,绕组测试装置100使用四端子测量法(四端子测试电路),该四端子测量法使用了同轴电缆161、162。绕组测试装置100使用将对被测线圈M施加脉冲电压的施加电压用的路径和检测被测线圈M的两端的端子间电压的检测电压用的路径分为不同的路径的结构。详细地说,在绕组测试装置100中,脉冲电压产生部110的输出侧经由输出端子151和施加用的同轴电缆161(施加电压用测试电缆)的内部导体161a连接于被测线圈M的一端,脉冲电压产生部110的GND经由输出端子152和施加用的同轴电缆161的外部导体161b连接于被测线圈M的另一端。端子间电压检测电路120的测量端子经由输出端子153和测量用的同轴电缆162(检测电压用测试电缆)的内部导体162a连接于被测线圈M的一端,端子间电压检测电路120的测量端子经由输出端子154和测量用的同轴电缆162的外部导体162b连接于被测线圈M的另一端。
这样,绕组测试装置100构成将施加电压用的路径和检测电压用的路径作为不同的路径具备的四端子测试电路,该施加电压用的路径将脉冲电压产生部110的输出侧、输出端子151、152以及同轴电缆161连接到被测线圈M,该检测电压用的路径将端子间电压检测电路120输入侧、输出端子153、154以及同轴电缆162连接到被测线圈M。
绕组测试装置100通过施加电压用的路径对被测线圈M的两端施加脉冲状的高电压(脉冲电压)。然后,通过检测电压用的路径来检测在被测线圈M的两端出现的因反电动势电压而产生的峰值电压等。
检测电压用的路径不受施加电压用的路径的影响,因此能够无衰减地测量在被测线圈M的两端产生的端子间电压。
另外,施加电压用的路径受到布线等的影响,被测线圈M的两端的电压衰减,但是该压降是能够在检测电压用的路径中进行校正的,因此能够施加所设定的电压。
另外,到被测线圈M的两端为止使用两条同轴电缆161、162。同轴电缆161、162原本其电感量和电阻值就少,因此能够提高测量精度。
此外,由于同轴电缆161、162的电感量和电阻值少,因此难以受到电缆长度的影响,从而能够对被测线圈M的两端施加高电压。换言之,能够延长同轴电缆161、162的电缆长度,因此能够提高便利性。
以上,通过使用同轴电缆161、162的四端子测量法(四端子测试电路),能够高精度地测量在被测线圈M的两端产生的端子间电压。
此外,在四端子测量法中,以往以来作为电阻测量方法存在开尔文端子、电源电路的监视端子等。它们均以对施加用的压降进行校正为目的。本实施方式所涉及的绕组测试装置100除了上述压降的校正以外,在以下方面与以往例的四端子测量法不同:得到因被测线圈M的电感L和同轴电缆162的布线电容C的谐振而引起的反电动势电压和谐振振动电压。
除了如上那样的通过将上述检测电压用的路径和施加电压用的路径设为不同的路径来得到的效果以外,在本实施方式中,通过将同轴电缆161、162用作测试电缆(测量电缆),还能够进行如下那样的利用反电动势电压的脉冲波形测试。
[利用反电动势电压的脉冲波形测试]
图4是说明绕组测试装置100的利用反电动势电压的脉冲波形测试的波形图,图4的(a)表示本实施方式的绕组测试装置100的基于反电动势电压的脉冲波形,图4的(b)表示作为比较例的1μH的空芯线圈的脉冲波形。在图4中,示出施加了正极性的脉冲电压的情况下的例子。
首先,说明比较例。
如图4的(b)所示,在1μH的空芯线圈的情况下,施加脉冲电压,检测该空芯线圈的两个端子的端子间电压(由于是振动的,因此也称为振动电压)。该端子间电压的波形越大,则越能够提高检测精度。但是,在如该空芯线圈那样为线圈单体时,端子间电压(振动电压)的波形小,衰减也快。在如该比较例那样测试体的线圈的电感低(例如1μH以下)的情况下,难以得到测试体的线圈的良好的测量波形。因此,需要另外附加谐振用电容器或者施加过大的电能的脉冲。
与此相对,本实施方式所涉及的绕组测试装置100向被测线圈M的两端流通电流,检测由通过使晶闸管截止而产生的反电动势电压构成的钉状的响应波形。如图4的(a)所示,在本实施方式中,通过使用同轴电缆161、162,使被测线圈M的端子间电压产生由反电动势电压构成的钉状的响应波形。该反电动势电压通过同轴电缆161、162所具有的静电电容(参照图3的(a)的布线电容C)与被测线圈M的电感L的谐振而有效地产生。由反电动势电压构成的钉状的波形对于作为测试体的被测线圈M的特性敏感地反应,因此与图4的(b)所示的比较例相比能够进行高灵敏度的测试。另外,通过反电动势电压,在低电感的被测线圈M中也能够使被测线圈M的两端产生高电压。
在此,如果只是要产生钉状的波形,则只要附加谐振用电容器即可。但是,根据附加了什么样的谐振用电容器,测量结果有可能发生大幅变动。本实施方式通过使用同轴电缆161、162所具有的静电电容(参照图3的(a)的布线电容C),无需附加谐振用电容器就实现了反电动势电压。另外,在本实施方式中,由于不附加谐振用电容器,因此能够得到基于被测线圈M原本特性的响应波形,能够进行高精度的测试。并且,施加脉冲电压时不需要大的电能,因此能够高速地进行测试。
上述使用同轴电缆161、162的布线电容C的构思是本发明人在上述使用同轴电缆161、162的四端子测量法中首次发现的。即,本发明人考虑低电感的被测线圈M由于电感低而是否能够与同轴电缆161、162中存在的微小的布线电容C之间进行谐振,通过使用同轴电缆161、162的四端子测量法(四端子测试电路)进行实验的结果,得到了良好的结果。此外,还弄清楚了在同轴电缆为一个的两端子测试电路中布线电容不足,无法引起上述谐振。
[标准波形登记]
在进行被测线圈M的耐电压评价时,若施加了过度的电压,则作为测试体的被测线圈M会发生绝缘击穿。
在本实施方式中,绕组测试装置100在电压上升绝缘击穿测试时对通过一边使电压逐渐上升一边施加脉冲电压而得到的所有波形进行存储,在被测线圈M发生击穿之后,再现所存储的波形。下面,更具体地说明流程。
图5是表示绕组测试装置100的电压上升绝缘击穿测试(Break DownVoltage Test)动作的流程图。
首先,在步骤S1中,控制部141设定电压上升绝缘击穿测试的初始值。
在步骤S2中,脉冲电压产生部110将高电压脉冲经由输出端子151、152和同轴电缆161施加到被测线圈M的两端。如上所述,同轴电缆161在四端子测量法(四端子测试电路)中是构成施加电压用的路径的施加电压用测试电缆。
在步骤S3中,端子间电压检测电路120经由同轴电缆162和输出端子153、154检测被测线圈M的端子间电压(包含反电动势电压和谐振振动电压的端子间电压的测量波形)。然后,A/D转换器130将端子间电压检测电路120所检测出的测量波形转换为数字信号,并输入到控制部141。
在步骤S4中,控制部141基于从A/D转换器130输入的数字信号,存储通过施加脉冲电压而得到的被测线圈M的测量波形(数字数据)。
在对被测线圈M施加了高电压脉冲的情况下,最初(测量初期时)被测线圈M的阻抗值低,但是由于四端子测试电路内的谐振等,被测线圈M的阻抗值与流过被测线圈M的电流成正比地变高。然后,在被测线圈M的端子间,产生以取决于被测线圈M的电感L和同轴电缆161、162所具有的静电电容(参照图3的(a)的布线电容C)的谐振频率进行振动的电压(谐振振动电压)。另外,端子间电压检测电路120在测量初期检测因被测线圈M的电感L和连接于输出端子153和154的同轴电缆162的布线电容C的谐振而产生的反电动势电压。
在步骤S5中,控制部141判定被测线圈M是否被绝缘击穿。被测线圈M被绝缘击穿的情况下的判定的详情在后面叙述。
在被测线圈M未绝缘击穿的情况下(步骤S5:“否”),在步骤S6中测试控制部140进行使施加电压从低电压向高电压每次增加规定电压的控制。具体地说,控制部141将使施加电压从低电压向高电压增加的控制信号输出到高电压控制电路142,高电压控制电路142按照该控制信号来向脉冲电压产生部110的高电压产生电路111输出相应的控制指令。另外,在被测线圈M被绝缘击穿的情况下(步骤S5:“是”),进入步骤S7。
在步骤S7中,控制部141在被测线圈M发生击穿之后,再现所存储的波形并结束本流程。具体地说,控制部141在被测线圈M发生击穿之后,将致使被测线圈M击穿的电压、击穿的情形输出到显示部144。由此,在被测线圈M击穿后,也能够将所存储的达到击穿之前的任意的波形的波形信息作为与标准波形(基准波形)的比较数据来进行登记。
由此,能够获知致使被测线圈M击穿的电压、被测线圈M的击穿的情形。另外,在被测线圈M击穿后,也能够将在被测线圈M达到击穿之前事先存储的波形信息登记为标准波形(基准波形)。
图6是说明绕组测试装置100的通过电压上升绝缘击穿测试得到的标准波形的波形图。
通过执行图5所示的电压上升式绝缘击穿测试流程,能够得到图6所示的标准波形(基准波形)。图6是使从施加电压的开始电压15V以5V为步长来上升到结束电压30V的例子。波形V1~V3是绝缘击穿之前的波形。波形V4表示在施加25V时产生绝缘击穿而波形衰减的情形。此外,图6的绝缘击穿之前的波形V1~V3因被测线圈M的谐振而具有急剧的上升波形301,在达到最大值之后,经单调减少波形302而成为振动波形303。但是,图6的产生了绝缘击穿的波形V4不会成为急激的上升波形、振动波形,因此能够利用后述的峰值电压(PkStb)、波形面积(Area)、波形差面积(Dif.Area)来容易地判定。
这样,通过一边使施加电压上升一边测试来保存所有波形,之后进行再现,由此能够采用绝缘击穿之前的健全的波形作为标准波形(基准波形)。
[不受被测线圈M的偏差的影响的波形判定]
在以往的测试装置中,对于将测量波形与基准波形进行比较时的判定值(判定正常品和不合格品的参数),在正侧和负侧分别设为一个固定的判定值。这导致在由于被测线圈M的批次(lot)的变化等而正常品的倾向发生偏移时,判定空间变小。即,在被测线圈M的制造工序中,由于批次的变化等,有时所制造的被测线圈M的测试结果会连续(或者在连续状态下)超过某个判定值。现在已知,在这种情况下,即使测试结果超过判定值,被测线圈M也很有可能是合格品。线圈部件有时由于构件的安装位置、接合状态等机械上的原因而特性会发生变化。一般来说,批次的变化等是主要原因。作为线圈部件的特征,即使某个测试结果超过判定值,有时根据用途而也没有问题,也不会产生实际安装上的不妥。若将所述被测线圈M一律作为不合格品而排除,则不合格品率增加,从而导致制造成本增大。
在本实施方式中,将测试结果的判定值的上下限相独立地设定。由此,能够消除因批次不同等而引起的测试结果的偏差(判定值的移动)的影响。具体地说,在被测线圈M的测试结果连续规定个数地超过上限值的情况下,使该上限值向上侧移动规定宽度。在即使这样被测线圈M的测试结果也超过该上限值的情况下,判定为不合格品。在被测线圈M的测试结果不超过该上限值的情况下,将该被测线圈M判定为合格品。另外,在被测线圈M的测试结果不超过移动后的上限值的状态连续规定个数的情况下,使上限值恢复为原来的上限值的值。对于下限值也同样。
图7是说明绕组测试装置100的测试结果的判定值的波形图。在图7中,基准波形(标准波形)与被测线圈M的测量波形完全一致,因此被看成一个波形。
在本实施方式中,作为测试结果的判定,使用波形面积(Area)判定、波形差面积(Dif.Area)判定以及峰值电压(PkStb)判定,。
波形面积(Area)判定通过比较基准波形(标准波形)和被测线圈M的测量波形相对于时间轴的面积比来判定被测线圈M的合格品/不合格品。在Area判定中,将被测线圈M的测量波形相对于基准波形(标准波形)的判定值的上限值和下限值例如分别设为±10%,在测试结果相对于该判定值偏离了规定百分比的情况下判定为不合格。此外,如上所述,在本实施方式中,将Area判定的判定值的上下限相独立地设定。
波形差面积(Dif.Area)判定通过比较基准波形(标准波形)和被测线圈M的测量波形的波形差来判定被测线圈M的合格品/不合格品。作为该波形差,存在波高值、相位差。在Dif.Area判定中,将被测线圈M的测量波形相对于基准波形的判定值的上限值例如设为30%,将下限值例如设为0%,在测试结果相对于该判定值偏离了规定百分比的情况下判定为不合格。
峰值电压(PkStb)判定通过比较基准波形(标准波形)和被测线圈M的测量波形的峰值电压来判定被测线圈M的合格品/不合格品。该峰值电压判定将基准波形(标准波形)和测量波形的峰值电压之间进行比较,因此能够进行高速的判定。即,峰值电压判定由于是对值的比较,因此具有不存在如其它判定那样的因信号处理而引起的延迟的优点,而且峰值电压是测量波形中的最初出现的波形,并且是作为本实施方式特有的技术的、因反电动势电压而产生的峰值电压,因此具有检测精度高的优点。在PkStb判定中,将被测线圈M的峰值电压相对于基准波形(标准波形)的判定值的上限值和下限值例如分别设定±10%,在测试结果相对于该峰值电压的判定值偏离了规定百分比的情况下判定为不合格。此外,通过图8在后面叙述通过比较峰值电压进行的高速判定。
[通过比较峰值电压进行的高速判定]
使用峰值电压进行的被测线圈M的判定具有运算容易、能够高速地进行判定的优点。本发明人在对基准波形(标准波形)和被测线圈M的测量波形进行比较时,确认出各被测线圈M的电感的差异显著地表现在峰值电压上。
图8是说明绕组测试装置100的通过比较峰值电压进行的高速判定的波形图。
测试控制部140的控制部141(参照图1)通过比较基准波形(标准波形)和被测线圈M的测量波形的峰值电压来判定被测线圈M的合格品/不合格品。
如图8所示,被测线圈M的测量波形401的峰值电压相对于基准波形(标准波形)400的峰值电压小峰值电压的判定值(例如-10%)。在图8的例子的情况下,控制部141(参照图1)判定为被测线圈M是不合格品。
在本实施方式中,比较对象的峰值电压是因反电动势电压而产生的峰值电压,因此比较对象的峰值电压的差异大,因而检测精度高。顺带一提,在以往的测试装置中,不存在对因反电动势电压而产生的峰值电压进行比较的判定。
峰值电压判定由于运算容易且不存在因信号处理而引起的延迟,而且峰值电压是测量波形中的最初出现的波形,因此能够高速地进行判定。
[并行处理]
如图1所示,绕组测试装置100的脉冲电压产生部110(参照图1)将对被测线圈M施加的脉冲电压的电能充入高压电容器112,通过使高电压开关电路113接通(在使用晶闸管的情况下是晶闸管的截止(TURN OFF))来对被测线圈M施加脉冲电压。另外,端子间电压检测电路120(参照图1)基于被测线圈M的响应波形来检测被测线圈M的端子间电压,A/D转换器130(参照图1)将检测出的端子间电压转换为数字信号,并输入到测试控制部140的控制部141(参照图1)。控制部141根据转换为数字信号的测量波形来进行信号处理,判定被测线圈M的合格品/不合格品。讨论上述各工序的所需时间。
在图1所示的绕组测试装置100中,使用高压电容器112(0.011μF),在将晶闸管用作半导体元件的情况下,高压电容器112的电容器充电时间大致为10msec。另外,端子间电压检测电路120的端子间电压检测时间和到从A/D转换器130输入为止的波形取入花费2msec。另外,由控制部141进行的波形处理、判定处理以及波形显示等大致为8msec。因而,将这些合计后的一个被测线圈M的测试时间为约20msec。
另外,在最近的片式电感器的测试中,通过与作为外部设备控制部145(参照图1)的处理机装置进行组合来寻求连续且高速的测试。该连续且高速的测试具体地说是一分钟测试600个以上。
如上所述,高压电容器112的充电、脉冲电压的施加、波形取入以及波形处理、判定处理和波形显示所需的一系列测试时间(约20msec)中,对高压电容器112充电的电容器充电时间(约10msec)最耗费时间。
因而,在连续高速地进行测试时,该电容器充电时间成为瓶颈,产生浪费的等待时间。
因此,在本实施方式中,执行使电容器充电时间、波形取入以及波形处理、判定处理和波形显示相重叠的并行处理。具体地说,绕组测试装置100对高压电容器112进行充电(最初的一个周期需要充电时间),在充电完成后施加脉冲电压,进行波形取入。在该定时,控制部141(参照图1)对外部设备控制部145(参照图1)输出施加完成的信号。外部设备控制部145根据来自控制部141的完成信号,对处理机(省略图示)进行切换到下一个被测线圈M的切换控制。
即,控制部141在进入由端子间电压检测电路120和A/D转换器130进行的波形取入、基于该波形取入的波形处理、判定处理以及波形显示的处理之前,对外部设备控制部145输出施加完成的信号,与此同时通过高电压控制电路142开始用于下一个被测线圈M的测试的高压电容器112的充电。在进行用于下一个被测线圈M的测试的高压电容器112的充电的期间,控制部141使当前的被测线圈M的波形取入和基于该波形取入的波形处理、判定处理以及波形显示的处理完成。
由此,通过使电容器充电时间(约10msec)为波形取入和波形处理、判定处理以及波形显示的处理的合计时间(约10msec),能够使电容器充电时间的周期(约10msec)成为测试时间的周期(约10msec)。控制部141在输出了判定结果时已完成对高压电容器112的充电,因此能够无等待时间地进行下一个脉冲电压的施加。
[不受L的值的影响的测试]
绕组测试装置100通过使用同轴电缆161、162的四端子测量来对被测线圈M施加脉冲电压,根据其测量波形的变化来测试被测线圈M的特性差异。判定处理是基准波形(标准波形)与被测线圈M的测量波形的比较,具体地说是波形的波形面积(Area)判定、波形差(Dif.Area)判定以及峰值电压(PkStb)判定。
但是,无论在上述Area(波形面积)判定、波形差(Dif.Area)判定以及峰值电压(PkStb)判定中的哪一个判定中,都新明确了如下的见解。即,被测线圈M的电感L的略微的值的差异会显著地表现在测量波形上,基准波形(标准波形)与测量波形之间的波形图案会大幅偏移。换言之,对被测线圈M的电感L的值过度敏感地反应而波形图案发生变化。被测线圈M的电感L的值的差异显著地表现在测量波形上,这在提高电感L的判定精度的方面是有用的。但是即使被测线圈M的电感L的值存在略微的差异,被测线圈M有时也是正常品。作为线圈部件的特征,有时根据用途而没有问题,也不会产生实际安装上的不妥。若将所述被测线圈M一律作为不合格品而排除,则不合格品率增加,从而导致制造成本增大。
本发明人想到了在某种程度上忽视被测线圈M的电感L的值的差异来判定波形图案的差异。
在本实施方式中,控制部141求出基准波形(标准波形)和测量波形各自的波形形状的变化量,对各自的波形的波形变化的比率进行比较。具体地说,控制部141基于基准波形(标准波形)来求出连续的波形数据列,并且对该波形数据列进行微分来计算微分值,得到将计算出的微分值针对上述基准波形整体求和而得到的值,并将该值作为基准值预先保存。同样地,控制部141基于被测线圈M的测量波形来求出连续的波形数据列,并且对该波形数据列进行微分来计算微分值,得到将计算出的微分值针对上述测量波形整体求和而得到的值。然后,控制部141将基于基准波形求出的基准值与基于测量波形求出的值进行比较,由此计算波形的变化量和波形变化的比率。例如,如果基于基准波形求出的基准值与基于测量波形求出的值的比较结果为规定阈值以下,则将被测线圈M判定为合格品,否则判定为不合格品。
由此,能够忽视被测线圈M的电感L的值的略微的差异来进行被测线圈M的合格品/不合格品的判定。
另外,本判定处理还能够检测出无论在上述波形面积(Area)判定、波形差面积(Dif.Area)判定以及峰值电压(PkStb)判定中的哪一个判定中都难以判定出的被测线圈M的结构上的缺陷。例如,在被测线圈M的绝缘部分存在某种缺陷的情况下,电荷泄漏到与周围的材质之间。而且这种缺陷有时由于经年变化而劣化加剧。这种不良情况无论在上述波形面积(Area)判定、波形差面积(Dif.Area)判定以及峰值电压(PkStb)判定中的哪一个的判定中都难以判定,但是通过实验确认出:根据本判定处理,通过将波形变化的比率数值化,存在能够检测的可能性。
如以上所说明的那样,本实施方式的绕组测试装置100具备:输出端子151、152,该输出端子151、152能够连接用于对被测线圈M的端子间施加电压的同轴电缆161;输出端子153、154,该输出端子153、154能够连接用于接受在被测线圈M的端子间产生的测量电压的同轴电缆162;脉冲电压产生部110,其产生对被测线圈M的端子间施加的脉冲电压,并输出到输出端子151、152;端子间电压检测电路120,其与输出端子153、154连接,检测通过从脉冲电压产生部110施加脉冲电压而在被测线圈M的端子间产生的端子间电压的波形;以及测试控制部140,其基于端子间电压检测电路120检测出的测量波形来判定被测线圈M的好坏,并且对上述各部进行控制。端子间电压检测电路120检测包含因被测线圈M的电感L和连接于输出端子153、154的同轴电缆162所具有的布线电容C的谐振而产生的反电动势电压的测量波形。
通过该结构,在本实施方式中,通过四端子测试电路分离成施加电压用和检测电压用,由此能够更正确地测量被测线圈M的两端的端子间电压。具体地说,能够对如片式电感器等超低电感(1μH以下)的线圈部件那样电感、直流电阻都低的被测线圈M的两端子间施加足够高的电压,来进行被测线圈M的耐电压测试(绝缘击穿测试)。例如,能够对1μH的被测线圈M施加1000V以上。
另外,通过测量反电动势电压,能够高速地进行高灵敏度的测试,还能够测量被测线圈M所具有的原本特性。例如,能够以最短测试时间10msec进行被测线圈M的好坏判定,从而能够在量产流水线上使用。
一般来说,在被测线圈M是片式电感器的情况下,作为性能评价,要求对电流的耐压(发热、熔断等)和对电压的耐久性(耐压、绝缘等)。绕组测试装置100即使在被测线圈M的阻抗低的情况下也无需使用高频而能够施加高电压。即,绕组测试装置100对被测线圈M的两端施加脉冲状的高电压,即使在被测线圈M的阻抗低的情况下也无需使用高频而能够测试被测线圈M的层间绝缘短路的有无等。绕组测试装置100能够在几μsec这样的极短的时间内施加用于耐电压测试的电压和电流来得到评价。
适用于片式电感器、功率电感器、扼流线圈、电动机线圈、匝数少的线圈等线圈绝缘的好坏测试装置。此外,片式电感器既可以是绕组式,也可以是膜层叠式。
(第二实施方式)
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的绕组测试装置的结构的框图。对与图1相同的结构部分标注相同标记,省略重复部分的说明。
如图9所示,绕组测试装置200在图1的绕组测试装置100的基础上还具备:电流检测电路220(电流检测单元),其设置于脉冲电压产生部110的低电位侧输出(在本实施方式中为GND)与输出端子152之间,检测对被测线圈M施加的电流;以及A/D转换器230,其将由电流检测电路220检测出的电流转换为数字信号。
如图9所示,测试控制部140的控制部141对被测线圈M指定施加电流来进行测试。具体地说,电流检测电路220检测在施加脉冲电压时流过被测线圈M的脉冲电流。检测出的电流被A/D转换器230转换为数字信号后输入到控制部141。控制部141进行以下控制:基于由电流检测电路220检测出的流过被测线圈M的脉冲电流来施加与被测线圈M的额定相符的适当电流。
控制部141在施加脉冲电压时能够进行施加了与被测线圈M的额定相符的适当电流的测试。
另外,通过测量脉冲电流,能够基于电压的波形和电流的波形的相位来获知测试物固有的特性差异。
图10是说明通过控制施加电流来进行的脉冲评价法的波形图。
如图10所示,绕组测试装置200在施加脉冲电压时测量流过被测线圈M的电流,显示峰值电流值。
绕组测试装置200除了通过设定施加电压来进行测试以外,还能够设定流过被测线圈M的峰值电流的值来进行测试。
更详细地进行说明。
绕组测试装置200在进行测试动作时,能够进行电压波形模式与电流波形模式的显示切换。
电压波形模式指定峰值电压值,设定基于电压波形的基准波形(标准波形)。
电流波形模式指定峰值电流值,进行基于电流波形的电流调整。由此,设定基于电压波形的基准波形(标准波形)。
如图10所示,电流波形与电压波形同时被取入,作为波形能够重叠显示。
上述电流波形模式是指定了峰值电流值的标准波形设定,自动进行调整使得成为所输入的电流值。最终,根据成为所设定的电流值的电压波形来设定基准波形(标准波形)。
这样,在本实施方式中,绕组测试装置200具备检测对被测线圈M施加的电流的电流检测电路220,因此在实施脉冲测试时,能够进行施加了与被测线圈M的额定相符的适当电流的测试。另外,通过测量脉冲电流,能够基于电压的波形和电流的波形的相位来获知测试物固有的特性不同。
本发明不限定于上述的实施方式例,只要不脱离权利要求书中记载的本发明的宗旨即可,包括其它变形例、应用例。
例如,为了易于理解地说明本发明而详细地说明了上述的实施方式例,未必限定于具备所说明的所有结构。另外,能够将某个实施方式例的结构的一部分置换为其它实施方式例的结构,而且也能够对某个实施方式例的结构附加其它实施方式例的结构。另外,对于各实施方式例的结构的一部分,能够进行其它结构的追加/删除/置换。
另外,例如也可以通过用集成电路进行设计等来以硬件实现上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部。另外,上述的各结构、功能等也可以通过用于由处理器解释并执行实现各自的功能的程序的软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等的信息能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive:固态驱动器)等记录装置或者IC(Integrated Circuit:集成电路)卡、SD(Secure Digital:安全数字)卡、光盘等记录介质中。另外,在本说明书中,描述了时间序列性的处理的处理步骤当然包括按所记载的顺序沿时间序列进行的处理,也包括未必按时间序列进行处理而并行地或者独立地执行的处理(例如,并行处理或者基于对象的处理)。
另外,关于控制线、信息线,示出了认为在说明上需要的控制线、信息线,而在产品上不一定要示出所有控制线、信息线。实际上,可以认为几乎所有结构都是相互连接的。
Claims (9)
1.一种绕组测试装置,其特征在于,具备:
第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;
第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;
脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;
端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;以及
判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏,
其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,
上述判定单元将利用基准线圈得到的标准波形与上述被测线圈的测量波形进行比较,根据偏移量收敛到上下阈值范围内来判定为上述被测线圈是合格品,并且,在上述被测线圈的不合格判定连续出现规定数量的情况下,使上述上下阈值范围向不发生不合格的一侧移动。
2.一种绕组测试装置,其特征在于,具备:
第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;
第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;
脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;
端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;以及
判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏,
其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,
上述判定单元基于利用基准线圈得到的标准波形来求出第一波形数据列,对该第一波形数据列进行微分来计算第一微分值,预先保存将计算出的第一微分值针对上述标准波形整体求和而得到的值作为基准值,并且,
上述判定单元基于上述测量波形来求出第二波形数据列,对该第二波形数据列进行微分来计算第二微分值,得到将计算出的第二微分值针对上述测量波形整体求和而得到的值,
上述判定单元将基于上述标准波形求出的上述基准值与基于上述测量波形求出的值进行比较,如果偏移量为规定阈值以下则将被测线圈判定为合格品,否则判定为不合格品。
3.一种绕组测试装置,其特征在于,具备:
第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;
第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;
脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;
端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;
判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏;以及
电流检测单元,其检测流过上述被测线圈的电流,
其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,
上述绕组测试装置还具备对上述脉冲电压产生单元、上述端子间电压检测单元以及上述判定单元进行控制的控制单元,
上述控制单元根据由上述电流检测单元检测出的电流的值对上述脉冲电压产生单元进行控制,使得流过上述被测线圈的电流的值成为预先设定的电流的值。
4.一种绕组测试装置,其特征在于,具备:
第一输出端子和第二输出端子,该第一输出端子和第二输出端子能够连接第一同轴电缆,该第一同轴电缆是用于对被测线圈的端子间施加电压的施加电压用测试电缆;
第三输出端子和第四输出端子,该第三输出端子和第四输出端子能够连接第二同轴电缆,该第二同轴电缆是用于接受在上述被测线圈的端子间产生的测量电压的检测电压用测试电缆;
脉冲电压产生单元,其产生对上述被测线圈的端子间施加的脉冲电压,并输出到上述第一输出端子和第二输出端子;
端子间电压检测单元,其与上述第三输出端子和第四输出端子连接,检测通过从上述脉冲电压产生单元施加脉冲电压而在上述被测线圈的端子间产生的端子间电压的波形;
判定单元,其基于上述端子间电压检测单元检测出的测量波形来判定上述被测线圈的好坏;以及
电流检测单元,其检测流过上述被测线圈的电流,
其中,上述端子间电压检测单元检测包含因上述被测线圈的电感和上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容的谐振而产生的反电动势电压的测量波形,
上述电流检测单元检测流过上述被测线圈的脉冲电流,
上述判定单元基于对上述被测线圈施加的脉冲电压和上述脉冲电流的相位来判定上述被测线圈的特性。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的绕组测试装置,其特征在于,
上述第三输出端子与上述第四输出端子间的静电电容是上述第二同轴电缆所具有的布线电容。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的绕组测试装置,其特征在于,
上述脉冲电压产生单元具备通过极性反转来截止的晶闸管,通过该晶闸管的截止来产生脉冲电压。
7.根据权利要求1或2所述的绕组测试装置,其特征在于,
上述判定单元通过比较上述标准波形和上述测量波形的波形面积、波形差面积和峰值的大小中的至少任一个来判定上述被测线圈的好坏。
8.根据权利要求1、2、4中的任一项所述的绕组测试装置,其特征在于,
上述脉冲电压产生单元通过电容器充电处理来产生上述脉冲电压,
该绕组测试装置还具备对上述脉冲电压产生单元、上述端子间电压检测单元以及上述判定单元进行控制的控制单元,
在上述脉冲电压产生单元中的电容器充电处理、上述端子间电压检测单元中的波形取入处理、上述判定单元中的波形处理和判定处理中,
上述控制单元不等待上述电容器充电处理完成,就执行上述波形取入处理、上述波形处理和上述判定处理中的至少任一个以上。
9.根据权利要求3或8所述的绕组测试装置,其特征在于,
上述控制单元进行控制,使得上述脉冲电压产生单元使脉冲电压从低电压向高电压逐渐上升,
上述判定单元存储通过使脉冲电压从低电压向高电压逐渐上升而得到的测量波形,在上述被测线圈被击穿之后,再现所存储的该波形。
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