本實(shí)用新型涉及電子元器件測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置。

背景技術(shù)：

片式多層瓷介電容器(MLCC)是一種常見(jiàn)的被動(dòng)元器件，具有體積小、容量大、耐濕熱性能好、性價(jià)比高等特點(diǎn)。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、各種電子設(shè)備、航空航天等領(lǐng)域，成為電子設(shè)備中不可缺少的零部件。但是，由于目前產(chǎn)品制作加工工藝的限制，MLCC電容器在實(shí)際應(yīng)用中并不是理想電容器。根據(jù)其使用頻率的不同，會(huì)伴隨有寄生參數(shù)，諸如容抗、感抗、等效串聯(lián)電阻(ESR)等，其中容抗和感抗部分不產(chǎn)生功耗，而ESR參數(shù)會(huì)產(chǎn)生功耗，直接造成電容器的溫度升高。所以，通過(guò)測(cè)試電容器的溫升變化，可以間接研究其ESR的變化，為我們?cè)陔娙萜鞯膶?shí)際應(yīng)用中提供參考。

在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)我們僅需要了解MLCC電容器在高低溫環(huán)境下(例如-55℃～125℃)的ESR變化規(guī)律，而具體的ESR值無(wú)關(guān)緊要。這種情況下，我們通常采用的方法是將試驗(yàn)電容放入高低溫試驗(yàn)箱中，然后通過(guò)線纜導(dǎo)出至箱外連接測(cè)試設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。由于MLCC電容器ESR極小(mΩ級(jí))，加上從箱中引出的較長(zhǎng)電纜造成的較大誤差以及測(cè)試設(shè)備的校正功能限制，會(huì)造成測(cè)試結(jié)果誤差很大，甚至出現(xiàn)負(fù)值現(xiàn)象，從而造成ESR變化趨勢(shì)測(cè)不準(zhǔn)的情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置，包括：

試驗(yàn)板A和試驗(yàn)板B，在所述試驗(yàn)板A和所述試驗(yàn)板B上均焊有待測(cè)試電容；

所述試驗(yàn)板A放置在高低溫測(cè)試箱內(nèi)部進(jìn)行高低溫測(cè)試，所述試驗(yàn)板B位于所述高低溫試驗(yàn)箱外部；

所述試驗(yàn)板A和所述試驗(yàn)板B與紋波電流試驗(yàn)臺(tái)連接；

所述試驗(yàn)板B上的待測(cè)試電容表面粘接有熱電偶。

上述的在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置中，優(yōu)選為，所述試驗(yàn)板A上的待測(cè)試電容和所述試驗(yàn)板B待測(cè)試電容為并聯(lián)。

在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)在試驗(yàn)板A和試驗(yàn)板B上均焊有待測(cè)試電容，將試驗(yàn)板A放置在高低溫測(cè)試箱內(nèi)部進(jìn)行高低溫測(cè)試，試驗(yàn)板B位于高低溫試驗(yàn)箱外部，試驗(yàn)板A和試驗(yàn)板B與紋波電流試驗(yàn)臺(tái)連接，試驗(yàn)板B上的待測(cè)試電容表面粘接有熱電偶，用溫升的變化間接分析MLCC電容器的ESR變化，溫升與電流和ESR成正比關(guān)系，對(duì)于MLCC電容器來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠滟|(zhì)量m較小(毫克級(jí))，所以很小的ESR變化就可以引起較大的溫度變化。所以，可以通過(guò)電容器溫升的“放大作用”來(lái)表現(xiàn)ESR的微小變化。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷，測(cè)試效果好。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1、紋波電流試驗(yàn)臺(tái)；2、試驗(yàn)板B；3、試驗(yàn)板A；4、高低溫試驗(yàn)箱；5、熱電偶。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1：

在高低溫環(huán)境下的MLCC電容器ESR測(cè)試裝置，如圖1所示，將兩支同一規(guī)格的待測(cè)試電容焊接在試驗(yàn)板A3和試驗(yàn)板B2上，試驗(yàn)板為相同的兩塊。試驗(yàn)板A3放入高低溫試驗(yàn)箱4中，試驗(yàn)板B2放在高低溫試驗(yàn)箱4外待測(cè)。上述兩塊試驗(yàn)板與紋波電流試驗(yàn)臺(tái)1連接，并將熱電偶5粘接在箱外的待測(cè)電容器表面。啟動(dòng)高低溫試驗(yàn)箱4將溫度保持在設(shè)定溫度，一定時(shí)間后啟動(dòng)紋波試驗(yàn)臺(tái)1，設(shè)置電流、電壓、頻率、保持時(shí)間等參數(shù)后，高低溫試驗(yàn)箱4外MLCC電容的表面溫度，導(dǎo)出其與施加電流的關(guān)系數(shù)據(jù)。按上述相同步驟測(cè)試其它不同溫度條件下的電容溫升與電流關(guān)系，進(jìn)而分析在同樣電流和保持時(shí)間下，不同環(huán)境溫度下的電容溫升變化。由于高低溫試驗(yàn)箱4內(nèi)與高低溫試驗(yàn)箱4外的電容為并聯(lián)關(guān)系，紋波試驗(yàn)臺(tái)1施加的總電流恒定，高低溫試驗(yàn)箱4內(nèi)電容的ESR會(huì)隨環(huán)境溫度發(fā)生變化，而高低溫試驗(yàn)箱4外常溫下的電容ESR則不變。這必然導(dǎo)致高低溫試驗(yàn)箱4外電容的分流電流發(fā)生變化，從而可以通過(guò)對(duì)高低溫試驗(yàn)箱4外電容的溫升變化，計(jì)算出高低溫試驗(yàn)箱4內(nèi)電容的ESR隨高低溫試驗(yàn)箱4環(huán)境溫度的變化率，進(jìn)而得知高低溫試驗(yàn)箱4內(nèi)電容的ESR變化趨勢(shì)。根據(jù)需要，進(jìn)而可以通過(guò)電容在常溫下(25℃)的ESR數(shù)據(jù)值，估測(cè)出在不同溫度下的ESR值。

估測(cè)某型號(hào)電容的ESR隨溫度(-55℃、-25℃、25℃、85℃、125℃)的變化規(guī)律。

步驟如下：

①測(cè)試高低溫試驗(yàn)箱溫度為常溫25℃時(shí)，箱外待測(cè)電容在8A、1min、100KHz條件下的溫升隨時(shí)間的變化曲線，取8A，1min時(shí)的溫升為T1；

②分別測(cè)試上述其他四個(gè)溫度點(diǎn)在相同條件下的溫升曲線，分別取8A，1min時(shí)的溫升為T2、T3、T4、T5；

③因?yàn)殡娙轀厣齌＝(Q_{產(chǎn)熱}-Q_散熱)/cm(其中c為電容材料的比熱容，m為電容質(zhì)量)；又Q_{產(chǎn)熱}＝I²R_ESRt；所以T＝(I²R_ESRt-Q_散熱)/cm(式1)。當(dāng)電流I很大，通電時(shí)間t足夠長(zhǎng)且空間密閉時(shí)，Q_{產(chǎn)熱}》Q_散熱，所以T≈I²R_ESRt/cm(式2)。對(duì)于箱外的電容，相同實(shí)驗(yàn)條件下，R_ESR、t、c和m為定值，所以溫升T正比于實(shí)驗(yàn)電流I；

④又實(shí)驗(yàn)條件為恒流I_實(shí)＝8A，即I_實(shí)＝I_外+I_內(nèi)＝8A；又I_外ESR_外＝I_內(nèi)ESR_內(nèi)，所以I_外＝I_實(shí)ESR_內(nèi)/(ESR_內(nèi)+ESR_外)(式3)。將式3代入式2得箱外電容溫升T≈(I²_實(shí)ESR²_內(nèi)/(ESR_內(nèi)+ESR_外)²)*ESR_外t/cm。其中I_實(shí)、ESR_外、t、c和m參數(shù)都為定值，所以箱外電容溫升T與箱內(nèi)電容器的ESR_內(nèi)變化規(guī)律一致，即同增同減；

⑤由以上規(guī)律可以得出，通過(guò)測(cè)試箱外電容產(chǎn)品的溫升值T1-T5，繪制曲線，即可反映箱內(nèi)電容產(chǎn)品的ESR隨溫度的變化曲線。

實(shí)施例2估測(cè)某型號(hào)(常溫25℃，100KHz下，ESR標(biāo)準(zhǔn)值為3mΩ)電容的ESR在某溫度點(diǎn)(例如-55℃、-25℃、85℃、125℃)時(shí)的ESR值。步驟如下：

①測(cè)試高低溫試驗(yàn)箱溫度為常溫25℃時(shí)，箱外待測(cè)電容在8A、1min、100KHz條件下的溫升隨時(shí)間的變化曲線，取8A，1min時(shí)的溫升為T1；

②分別測(cè)試上述其他四個(gè)溫度點(diǎn)在相同條件下的溫升曲線，分別取8A，1min時(shí)的溫升為T2、T3、T4、T5；則可以算出各溫度點(diǎn)相對(duì)于25℃時(shí)的溫升變化率ΔT；

③因?yàn)殡娙轀厣齌＝(Q_{產(chǎn)熱}-Q_散熱)/cm(其中c為電容材料的比熱容，m為電容質(zhì)量)；又Q_{產(chǎn)熱}＝I²R_ESRt；所以T＝(I²R_ESRt-Q_散熱)/cm(式1)。當(dāng)電流I很大，通電時(shí)間t足夠長(zhǎng)時(shí)，Q_{產(chǎn)熱}》Q_散熱，所以T≈I²R_ESRt/cm(式2)。對(duì)于箱外的電容，相同實(shí)驗(yàn)條件下，R_ESR、t、c和m為定值，所以溫升T正比于實(shí)驗(yàn)電流I；

④又實(shí)驗(yàn)條件為恒流I_實(shí)＝8A，即I_實(shí)＝I_外+I_內(nèi)＝8A；又I_外ESR_外＝I_內(nèi)ESR_內(nèi)，所以I_外＝I_實(shí)ESR_內(nèi)/(ESR_內(nèi)+ESR_外)(式3)。將式3代入式2得箱外電容溫升T＝(I²_實(shí)ESR²_內(nèi)/(ESR_內(nèi)+ESR_外)²)*ESR_外t/cm；

⑤以-55℃情況為例，相較于常溫下的溫升變化率又25℃時(shí)，RSR_內(nèi)1＝RSR_外1＝RSR_外2＝3mΩ,所以可以由式4得出箱內(nèi)電容在-55℃時(shí)的ESR變化率

⑥以此類推，可以得出各溫度點(diǎn)下的ESR變化率，以25℃的ESR標(biāo)準(zhǔn)值為基準(zhǔn)，可以估測(cè)出各溫度點(diǎn)下的RSR值。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。