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电容在测试电路中的思考

电容 | 发布时间:2017-11-10 | 人气: | #评论# |本文关键字:测试电路,电容
摘要:电容的应用无处不在,功能也非常多,今天就谈谈在测试电路中要注意的方面。 1,电源滤波电容,在电源端我们一般会放置一些电容,以保证测试的稳定性。连接这种电容有什么讲究

电容的应用无处不在,功能也非常多,今天就谈谈在测试电路中要注意的方面。

1,电源滤波电容,在电源端我们一般会放置一些电容,以保证测试的稳定性。连接这种电容有什么讲究呢?这种电容一般为几uF,或者几个电容并联,有些电路设计者喜欢把电容直接接在线路上,没有用继电器去断开,这样会会导致测试的一些不便利和准确性问题。

大家都知道T=CU/I,充电时间等于电容乘以电压除以电流,也就是说电容越大充电时间越长。在有些测试项目中我们需要测试小电流,比如Ishdn(关断电流),Iq(静态工作电流),随着市场对这些参数要求越来越高,这些电流也越来越小。这对测试精确性要求也变的更高。 如果外接了一个10uF的电容而没有用继电器连接,在测试这些参数就变的困难。如果Ishdn在源12V时的电流只有100nA,那么通常来说我们要一个很小的测电流range来进行测试以保证测试的精确性。如果我们选择一个100uA的测试range,我们可以得出我们需要的理论充电时间T=10uF*12V/(100uA-100nA),大约1.2s的时间。。这在测试中是绝对不可以接受的。有些人可能会采取先用大电流的range去充电然后切换到小电流的range,但是这个过程势必要导致整个电路的反馈回路重新工作,同样需要很长时间。所以在测试电路中加上继电器来切换是很有必要的。通常会用一个10nF的电容直接连接在电路上(防止spike),然后其他电路可以被切换。这样理论上我们只需要1.2mS就可以完成充电。

前面2次都用了“理论上”这个词,以为在实际测试过程中因为线长等原因(LC)和电源反馈回路,有时会一段时间的稳定期,也就是震荡期,这个时间测试的电流依然不是很稳定,所以一般的测试等待时间要大于理论充电时间。

2,寄生电容的考虑,测试电路很多时候要考虑寄生电容,特别是高频的时候。很多人认为高频就是那些频率很高的数字信号,其实不然。在一些模拟电路中如dc-dc,这些开关电源中也有些高频的信号,比如最小开关时间,这些时间通常只有几十nS。它们的SR也非常快,实际SR很大也就是高频信号了。

那些地方要考虑寄生电容呢?数字通道,和SW管脚,这些需要测高频的管脚都需要考虑,不仅要考虑它对带宽的影响,更需要考虑这些信号有没有可能被耦合都其他电路中去从而对测试进行干扰。有些时候还有考虑被测器件的驱动能力(也就是输出电流小),如果外接的测试通道电容(一般几百pf)的电容较大,管脚驱动能力有限,经计算需要较长的稳定时间才能测到电压,那么通常做法是加个buffer去隔离。在高频或者SR的测试中如果驱动能力小那么可能要考虑用比较器去做隔离,然后在去测试。

有些测试电路用MOS继电器,特别是大电流的MOS继电器,因为它的管子比较大它的电容也不能忽略。它在不工作是有几百pf到几nf的电容在上面。这个时候它在测试电路中的影响。

3,怎么测试电容呢?很简单,利用上述公试T=CU/I,所以我们只要给个恒定电流,然后测出2个时间点的电压,即可的出电容,当然前提是电压不要被钳位。寄生电容也可以这么测吗?寄生电容很难用这种方法去测试了,因为电容太小没有合适稳定的小电流去充电。在测试寄生电容时可以串联一个比较大的电阻,然后在去测它的R*C值,这样就可以比较精确的得出寄生电容的大小。

4,电容的等效电路。它的等效电路很多时候要考虑到。比如它的ESR(等效电阻),很多应用电路要求要用小的ESR,究其原因是为了得到较小的涟波电压。,在开关电路中,电感上的电流是锯齿波形状,通过V=R(ESR)×I可以得出它的连波电压。ESL(等效电感)在高频的时候也要考虑。

总之电容的应用很多,但是都离不开它的特性,比如通交隔直,储能等等。所有的分析也离不开它的特性,只有正真的掌握它的特性,才能更好的了解它,利用它。

责任编辑:电气自动化网
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