特開 2024-20153 キャパシタ部品特性測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024020153

(43)【公開日】2024-02-14

(54)【発明の名称】キャパシタ部品特性測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/26 20060101AFI20240206BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

G01R27/26 C

G01R27/26 L

G01R31/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116263

(22)【出願日】2023-07-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0095485

(32)【優先日】2022-08-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ－メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】キム、セ ジョー

(72)【発明者】

【氏名】パク、セウン ウォン

(72)【発明者】

【氏名】ハン、ヒー スン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ヨン フーン

(72)【発明者】

【氏名】パク、サン ジン

【テーマコード（参考）】

2G028

2G036

【Ｆターム（参考）】

2G028AA01

2G028BB06

2G028BB07

2G028CG06

2G028CG07

2G028CG13

2G036AA04

2G036BB02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】キャパシタ部品特性の測定性能（効率性、便宜性、正確度、精度、及び汎用性のうち少なくとも一つ）を向上させることができるキャパシタ部品特性測定装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置は、キャパシタ部品に連結されるように構成された測定端子と、測定端子に電気的に連結されたインダクタと、キャパシタ部品及びインダクタのＬＣ共振に基づいてキャパシタ部品の特性情報を生成するように構成されたコントローラと、を含み、コントローラは、ＬＣ共振の共振周波数及び振幅のうち少なくとも一つに従属的なインダクタンス及び共振周波数に基づいてキャパシタ部品の静電容量情報を生成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

キャパシタ部品に連結されるように構成された測定端子と、
前記測定端子に電気的に連結されたインダクタと、
前記キャパシタ部品及び前記インダクタのＬＣ共振に基づいて前記キャパシタ部品の特性情報を生成するように構成されたコントローラと、を含み、
前記コントローラは、前記ＬＣ共振の共振周波数及び振幅のうち少なくとも一つに従属的なインダクタンス及び前記共振周波数に基づいて前記キャパシタ部品の静電容量情報を生成する、キャパシタ部品特性測定装置。

【請求項2】

前記インダクタンスの前記ＬＣ共振の共振周波数の変化による変化率は、前記共振周波数に応じて異なる、請求項１に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項3】

前記コントローラは、所定の複数の共振周波数の範囲のうち、前記ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に対応するインダクタンス決定方式によるインダクタンス及び前記共振周波数に基づいて前記静電容量情報を生成する、請求項１に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項4】

前記インダクタンス決定方式の共振周波数の敏感度は、前記複数の共振周波数の範囲のうち、前記ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に応じて異なる、請求項３に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項5】

前記コントローラは、前記複数の共振周波数の範囲のうち、前記ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に対応するインダクタンス定数と、前記ＬＣ共振の共振周波数とに基づいて前記静電容量情報を生成する、請求項３に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項6】

可変ＤＣ電圧を前記測定端子に提供するＤＣ電圧提供器をさらに含む、請求項１に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項7】

前記ＤＣ電圧提供器は、
０．１ｍＦ以上の静電容量を有し、前記測定端子に電気的に連結される大容量キャパシタを含む、請求項６に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項8】

前記ＤＣ電圧提供器は、
バッテリや外部から提供される電圧を昇圧するブーストＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記ブーストＤＣ－ＤＣコンバータの出力端に電気的に連結される可変抵抗と、を含む、請求項６に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項9】

前記コントローラは、前記測定端子に連結可能な部品のインピーダンスのうち、静電容量情報のみを生成するように構成された、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項10】

前記キャパシタ部品に結合可能に構成された治具をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項11】

前記ＬＣ共振の振幅が目標振幅に近づくように、前記ＬＣ共振に対してフィードバックするように構成されたレギュレータをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項12】

キャパシタ部品に連結されるように構成された測定端子と、
前記測定端子に電気的に連結されたインダクタと、
前記キャパシタ部品及び前記インダクタのＬＣ共振に基づいて前記キャパシタ部品の特性情報を生成するように構成されたコントローラと、
前記ＬＣ共振の振幅が目標振幅に近づくように、前記ＬＣ共振に対してフィードバックするように構成されたレギュレータと、を含む、キャパシタ部品特性測定装置。

【請求項13】

前記インダクタと前記コントローラとの間に電気的に連結され、前記ＬＣ共振の波形を変換する波形変換器をさらに含み、
前記レギュレータは、前記波形変換器の出力を前記ＬＣ共振に対するフィードバックに利用する、請求項１２に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項14】

前記レギュレータは、前記ＬＣ共振の振幅及び前記目標振幅に基づいて決定される利得に応じて前記波形変換器の出力の振幅を調節し、振幅が調節された波形変換器の出力を前記測定端子及び前記インダクタのうち少なくとも一つに伝達するように構成された共振電圧振幅変換器を含む、請求項１３に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項15】

前記レギュレータは、
前記測定端子及び前記インダクタのうち少なくとも一つに電気的に連結される入力端を有し、入力される信号を整流するように構成された共振電圧測定器と、
前記目標振幅に対応する目標電圧を提供するように構成された目標電圧提供器と、
前記共振電圧測定器の出力端の電圧と前記目標電圧との間の差電圧を増幅するように構成された誤差増幅器と、を含み、
前記レギュレータは、前記差電圧に基づいて前記ＬＣ共振に対してフィードバックする、請求項１２に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項16】

可変ＤＣ電圧を前記測定端子に提供するＤＣ電圧提供器をさらに含む、請求項１２に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項17】

前記ＤＣ電圧提供器は、
０．１ｍＦ以上の静電容量を有し、前記測定端子に電気的に連結される大容量キャパシタを含む、請求項１６に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項18】

前記ＤＣ電圧提供器は、
バッテリや外部から提供される電圧を昇圧するブーストＤＣ－ＤＣコンバータと、
前記ブーストＤＣ－ＤＣコンバータの出力端に電気的に連結される可変抵抗と、を含む、請求項１６に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項19】

前記コントローラは、前記測定端子に連結可能な部品のインピーダンスのうち、静電容量情報のみを生成するように構成された、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【請求項20】

前記キャパシタ部品に結合可能に構成された治具をさらに含む、請求項１２から１８のいずれか一項に記載のキャパシタ部品特性測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャパシタ部品特性測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

最近、電子機器と電気機器（車両を含む）の需要が第４次産業革命に伴って急増しており、電子機器／電気機器に使用されるキャパシタ部品の需要も急増している。

【0003】

したがって、電子機器／電気機器の製造者とキャパシタ部品の製造者間のキャパシタ部品の取引も急激に多くなり、キャパシタ部品の取引過程における重要な情報であるキャパシタ部品特性を測定する上での効率性及び便宜性もますます重要となっている。

【0004】

また、電子機器／電気機器が提供するサービスがますます複雑になっているため、電子機器／電気機器に要求される性能は次第に高まっており、キャパシタ部品の特性に対してもますます高い正確度／精度が要求されており、互いに異なる特性を有する様々な機種のキャパシタ部品が製造されている。キャパシタ部品の機種が多様であるほど、キャパシタ部品特性の測定時に正確度／精度を確保する難易度（汎用性）は高くなり得る。

【0005】

結局、キャパシタ部品特性を測定する装置の性能は、キャパシタ部品特性測定の効率性、便宜性、正確度、精度及び汎用性に基づいて評価することができ、上記装置の性能はますます重要となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－０４４６９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、キャパシタ部品特性の測定性能（効率性、便宜性、正確度、精度、及び汎用性のうち少なくとも一つ）を向上させることができるキャパシタ部品特性測定装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置は、キャパシタ部品に連結されるように構成された測定端子と、上記測定端子に電気的に連結されたインダクタと、上記キャパシタ部品及び上記インダクタのＬＣ共振に基づいて上記キャパシタ部品の特性情報を生成するように構成されたコントローラと、を含み、上記コントローラは、上記ＬＣ共振の共振周波数及び振幅のうち少なくとも一つに従属的なインダクタンス及び上記共振周波数に基づいて上記キャパシタ部品の静電容量情報を生成することができる。

【0009】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置は、キャパシタ部品に連結されるように構成された測定端子と、上記測定端子に電気的に連結されたインダクタと、上記キャパシタ部品及び上記インダクタのＬＣ共振に基づいて上記キャパシタ部品の特性情報を生成するように構成されたコントローラと、上記ＬＣ共振の振幅が目標振幅に近づくように上記ＬＣ共振に対してフィードバックするように構成されたレギュレータと、を含むことができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明のキャパシタ部品特性測定装置は、キャパシタ部品特性の測定性能（効率性、便宜性、正確度、精度及び汎用性のうち少なくとも一つ）を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置を示す回路図である。

【図2】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置を示すブロック図である。

【図3a】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置のコントローラの動作を示すフローチャートである。

【図3b】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置のインダクタのインダクタンス特性を示すグラフである。

【図3c】図３ｂのインダクタンス特性のうち一つを複数の共振周波数の範囲に分割することを示すグラフである。

【図3d】図３ｃの複数の共振周波数の範囲毎のインダクタンス特性及びそれを多項式で近似化することを示すグラフである。

【図3e】図３ｃの複数の共振周波数の範囲毎のインダクタンス特性及びそれを多項式で近似化することを示すグラフである。

【図3f】図３ｃの複数の共振周波数の範囲毎のインダクタンス特性及びそれを多項式で近似化することを示すグラフである。

【図3g】図３ｃの複数の共振周波数の範囲毎のインダクタンス特性及びそれを多項式で近似化することを示すグラフである。

【図3h】図３ｃの複数の共振周波数の範囲毎のインダクタンス特性及びそれを多項式で近似化することを示すグラフである。

【図3i】ＬＣ共振の振幅がより低くなるにつれて変化したインダクタンス特性を示すグラフである。

【図4】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置の可変ＤＣ電圧提供器を示す回路図である。

【図5】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置のレギュレータを示す回路図である。

【図6】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置の波形変換器を示す回路図である。

【図7】本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置の携帯性（ｐｏｒｔａｂｌｅ）外形を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として示す添付の図面を参照する。本発明の様々な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことを理解すべきである。例えば、ここに記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関し、本発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲内で他の実施形態で実現することができる。また、開示された各実施形態における個々の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲から逸脱しない範囲内で変更できることを理解すべきである。よって、後述する詳細な説明は限定的な意味として取るべきではなく、本発明の範囲は、適切に説明されている限り、当該特許請求の範囲が主張するものと均等な全ての範囲と共に添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。図面における類似の参照符号は、いくつかの側面にわたって同一又は類似の機能を指す。

【0013】

以下では、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が、本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。

【0014】

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、測定端子１００、インダクタ２００及びコントローラ３００を含むことができ、キャパシタ部品ＣＣの特性（例えば、静電容量、ＤＣ電圧に応じた静電容量、ＡＣ電圧の振幅に応じた静電容量、ＡＣ電圧の周波数に応じた静電容量）を測定することができる。

【0015】

測定端子１００は、キャパシタ部品ＣＣに連結されるように構成されることができる。例えば、測定端子１００はプローブ（ｐｒｏｂｅ）を含むことができ、ケーブル（ｃａｂｌｅ）に連結されることができる。したがって、ユーザは、測定端子１００をキャパシタ部品ＣＣの外部電極に接触させることによりキャパシタ部品ＣＣを測定することができる。あるいは、測定端子１００は、プリント回路基板に対して固定的に配置され、外部に露出したピンの形態であってもよく、ユーザは、キャパシタ部品ＣＣを上記ピンに配置させることによりキャパシタ部品ＣＣを測定することができる。

【0016】

インダクタ２００は測定端子１００に電気的に連結されることができる。例えば、インダクタ２００はコイル部品であってもよく、プリント回路基板上に予め実装されてもよい。あるいは、インダクタ２００は、上記コイル部品ではなく、プリント回路基板の配線がコイル状に形成された構造であってもよい。

【0017】

コントローラ３００は、キャパシタ部品ＣＣ及びインダクタ２００のＬＣ共振に基づいてキャパシタ部品ＣＣの特性情報を生成するように構成されることができる。キャパシタ部品ＣＣとインダクタ２００の組み合わせ構造におけるインピーダンスは、周波数によって変わることができ、ＬＣ共振の共振周波数における最小値（ＬＣ直列共振の場合）又は最大値（ＬＣ並列共振の場合）であることができる。回路理論的には、上記共振周波数の二乗は、［１／｛（インダクタンス）＊（静電容量）＊４＊（ｐｉ）＊（ｐｉ）｝］であり得る。コントローラ３００は、上記静電容量を除く残りの情報を全て得ることができ、上記残りの情報に基づいて上記静電容量に対応する特性情報を生成することができる。

【0018】

したがって、ＬＣ共振に基づいて静電容量に対応する特性情報を得るのに必要な構造は簡素化することができるため、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、図７に示すキャパシタ部品特性測定装置５０ｏｕｔのように携帯用への実現、並びにキャパシタ部品特性測定性能のうち効率性／便宜性の向上に有利であり得る。

【0019】

上記インピーダンスの最小値及び最大値は、それぞれ０及び無限大に近づくことができるため、上記共振周波数の変化に応じて上記共振周波数付近でのインピーダンスの変化率は大きくなることができる。したがって、ＲＣ共振と比較して、ＬＣ共振に基づいて静電容量に対応する特性情報を測定する正確度／精度は相対的にさらに高くなることができる。したがって、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、キャパシタ部品特性測定性能のうち正確度／精度の向上に有利であり得る。

【0020】

キャパシタ部品ＣＣは、積層セラミックキャパシタ（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ、ＭＬＣＣ）であってもよいが、これに限定されない。キャパシタ部品ＣＣの静電容量は、キャパシタ部品ＣＣの機種によって多様であり得る。例えば、積層セラミックキャパシタの静電容量の範囲は約１ｎＦ～４７μＦであり得るため、広い範囲であり得る。

【0021】

一般に、静電容量を測定する装置の効率性／便宜性及び正確度／精度が高いほど、静電容量の測定範囲は制限的であり得る。たとえ、上記装置が広い静電容量の測定範囲を提供しても、上記広い静電容量の測定範囲のうち一部の範囲における正確度／精度は低くなることができる。

【0022】

インダクタンスが定数であると仮定すると、ＬＣ共振の共振周波数は、キャパシタ部品ＣＣの静電容量が変化するにつれて変わることができる。実際のインダクタ２００のインダクタンスは、インダクタ２００の磁性材料や金属材料の特性により、ＬＣ共振の共振周波数や振幅に若干従属的であり得るため、実際の共振周波数はキャパシタ部品ＣＣの静電容量の変化によって一次的に変化するだけでなく、インダクタ２００のインダクタンスの変化に応じて二次的に変化することができる。また、ＬＣ共振の物理的な特性上、ＬＣ共振の振幅もＬＣ共振の共振周波数の変化に応じて変わることができる。

【0023】

コントローラ３００は、ＬＣ共振の共振周波数及び振幅のうち少なくとも一つに従属的なインダクタンス及び共振周波数に基づいてキャパシタ部品ＣＣの静電容量情報を生成することができる。したがって、コントローラ３００は、ＬＣ共振の共振周波数や振幅を考慮して、より正確に決定されるインダクタンスを用いて静電容量を演算することができるため、キャパシタ部品ＣＣの静電容量情報をより正確に生成することができる。

【0024】

これにより、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、測定性能の効率性／便宜性及び正確度／精度の向上に有利でありながらも、キャパシタ部品ＣＣの広い静電容量の範囲で測定の正確度／精度を安定的に確保することができる。

【0025】

図２及び図３ａを参照すると、コントローラ３００の周波数測定部３１０は、キャパシタ部品とインダクタのＬＣ共振が発生（Ｓ１２４）する場合、ＬＣ共振の振幅を測定（Ｓ５１０）するか、共振周波数を測定（Ｓ３１０）することができる。コントローラ３００のＣ値演算部３２０は、ＬＣ共振の共振周波数及び振幅のうち少なくとも一つに基づいてキャパシタ部品ＣＣの静電容量情報（Ｃ値）を演算（Ｓ３２０）することができ、コントローラ３００のＣ値出力部３３０は、演算された静電容量情報（ｏｕｔｐｕｔ）を出力（Ｓ３３０）することができる。

【0026】

例えば、コントローラ３００は、マイクロコントローラユニット（ｍｉｃｒｏ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）であってもよく、図３ａのフローチャートに対応するアルゴリズムは組み込みシステムとしてコントローラ３００に設計されることができる。設計に応じて、コントローラ３００は、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎの複数のノード（ＭＮ）の電圧値情報や電流値情報を収集することができ、収集した情報をキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎの全体的な制御や管理に使用することができる。

【0027】

図３ｂの横軸と縦軸はＬＣ共振の共振周波数とインダクタのインダクタンスをそれぞれ示し、図３ｂの２つの曲線はＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）がそれぞれ０．５Ｖ及び１Ｖである場合の共振周波数によるインダクタンス特性を示す。図３ｂを参照すると、インダクタのインダクタンスは、ＬＣ共振の共振周波数や振幅に従属的であることができ、インダクタンスのＬＣ共振の共振周波数の変化による変化率は共振周波数に応じて異なることができる。上記変化率が共振周波数に応じて異なるとは、インダクタンス特性が非線形的であることを意味することができる。

【0028】

例えば、図３ａを参照すると、コントローラは、ＬＣ共振の振幅測定値に基づいて発生したＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）が０．４Ｖ～０．６Ｖの第１実効電圧の範囲に属するか、０．９Ｖ～１．１Ｖの第２実効電圧の範囲に属するかを判断（Ｓ３２１）することができる。その後、コントローラは、判断結果に応じて、第１実効電圧の範囲に対応するインダクタンス特性の共振周波数に対応するインダクタンスを決定（Ｓ３２２）するか、又は第２実効電圧の範囲に対応するインダクタンス特性の共振周波数に対応するインダクタンスを決定（Ｓ３２３）することができ、ＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）が所定の実効電圧の範囲に属さない場合にはエラー（ｅｒｒｏｒ）と判断することができる。エラー（ｅｒｒｏｒ）の場合、コントローラは待機時間を置くことができ、待機時間中にＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）をさらに調節することができる。その後、コントローラは、決定されたインダクタンスを用いて静電容量情報（Ｃ値）を演算（Ｓ３２４）することができる。図３ａは、実効電圧範囲の個数が２つであり、幅が一定であることを示しているが、実効電圧の範囲の個数と幅は特に限定されない。

【0029】

設計に応じて、コントローラは、ＬＣ共振が発生する前にモード情報（ｉｎｐｕｔ）の入力（Ｓ３０１）を受けることができ、モード情報に応じて決定された実効電圧の範囲に対応するインダクタンス特性を用いてインダクタンスを決定することもできる。例えば、上記モード情報はユーザの入力によって生成されることができる。

【0030】

例えば、キャパシタ部品ＣＣの静電容量が高いほど、キャパシタ部品ＣＣの特性を測定するためのＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）の最適値は小さくなることができる。例えば、上記最適値は、キャパシタ部品ＣＣの静電容量が１０μＦ以下の場合には１Ｖであり、キャパシタ部品ＣＣの静電容量が１０μＦを超える場合には０．５ｍＶであることができる。ユーザは、キャパシタ部品ＣＣの静電容量に応じて上記モード情報を入力することができる。

【0031】

例えば、キャパシタ部品ＣＣが積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）である場合、ＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）の最適値は、キャパシタ部品ＣＣの強誘電体材料の特性（例えば、チタン酸バリウム組成物の組成比の差）によって異なり得るため、ユーザはキャパシタ部品ＣＣの強誘電体材料の特性に応じて上記モード情報を入力することもできる。

【0032】

図３ｃを参照すると、図３ｂのインダクタンス特性のうち一つは、複数の共振周波数の範囲に対応する複数のインダクタンス特性に分割することができる。図３ｃは、５つの共振周波数の範囲を示しているが、共振周波数の範囲の個数は特に限定されない。

【0033】

図３ｄ～図３ｈの実線は、図３ｂのインダクタンス特性のうち一つの一部分を示し、図３ｄ～図３ｈの破線は、インダクタンス特性と類似の特性を有する多項式に対応する曲線を示す。多項式においてｘ及びｙは、横軸値及び縦軸値にそれぞれ対応することができる。

【0034】

図３ｄ～図３ｈを参照すると、図３ｃのインダクタンス特性は、第１共振周波数の範囲（１８７～３３１Ｈｚ）に対応する第１インダクタンス特性と、第２共振周波数の範囲（３３１～４５７Ｈｚ）に対応する第２インダクタンス特性と、第３共振周波数の範囲（４５７～６５８Ｈｚ）に対応する第３インダクタンス特性と、第４共振周波数の範囲（６５８～１４２９Ｈｚ）に対応する第４インダクタンス特性と、第５共振周波数の範囲（１４２９～２４９８Ｈｚ）に対応する第５インダクタンス特性とに分割することができる。したがって、コントローラは、所定の複数の共振周波数の範囲のうち、ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に対応するインダクタンス決定方式（例えば、所定の多項式）によるインダクタンス及び共振周波数に基づいて静電容量情報を生成することができる。

【0035】

第１、第２、第３、第４及び第５インダクタンス特性に対応する第１、第２、第３、第４及び第５多項式のｘ変数の係数は互いに異なり得る。したがって、上記インダクタンス決定方式の共振周波数の敏感度は、複数の共振周波数の範囲のうち、ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に応じて異なることができる。

【0036】

設計に応じて、第１、第２、第３、第４及び第５インダクタンス特性のそれぞれは、インダクタンス定数として簡素化することができる。したがって、コントローラは、複数の共振周波数の範囲のうち、ＬＣ共振の共振周波数が属する共振周波数の範囲に対応するインダクタンス定数と、ＬＣ共振の共振周波数とに基づいて静電容量情報を生成することができる。

【0037】

図３ｉを参照すると、ＬＣ共振の実効電圧（Ｖｍ）が１５０ｍＶである場合のインダクタンス特性は、図３ｂのインダクタンス特性と異なり得る。

【0038】

一方、図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、ＬＣ共振の振幅が目標振幅に近づくように、ＬＣ共振に対してフィードバックするように構成されたレギュレータ５００をさらに含むことができる。

【0039】

これにより、キャパシタ部品ＣＣの静電容量が変化したり、ＬＣ共振の共振周波数が変化したりすることによるＬＣ共振の振幅変化を抑制することができる。したがって、インダクタ２００のインダクタンスに影響を及ぼし得る２つの変数（共振周波数と振幅）のうち一つ（振幅）を除去することができるため、インダクタ２００のインダクタンスの正確性が効率的に高くなることができる。

【0040】

これにより、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、測定性能の効率性／便宜性及び正確度／精度の向上に有利でありながらも、キャパシタ部品ＣＣの広い静電容量の範囲で測定の正確度／精度を安定的に確保することができる。

【0041】

図１、図２及び図５を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎのレギュレータ５００は、共振電圧測定器５１０、目標電圧提供器５２０、比較器５３０、誤差増幅器５４０、及び共振電圧振幅変換器５５０のうち少なくとも一つを含むことができる。

【0042】

共振電圧測定器５１０は、測定端子１００及びインダクタ２００のうち少なくとも一つに電気的に連結される入力端を有し、入力される信号を整流するように構成されることができる。例えば、共振電圧測定器５１０は、整流器５１０－１及び測定値提供器５１０－２を含むことができる。

【0043】

例えば、整流器５１０－１は、演算増幅器Ａ５１と、複数の抵抗Ｒ５１、Ｒ５２と、複数のダイオードＤ５１、Ｄ５２のうち、少なくとも一部の組み合わせによって構成される半波整流器であってもよい。設計に応じて、電圧追従器５１５は、整流器５１０－１の出力端の電圧を比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０に正確に伝達することができ、回路的な方向性及び絶縁性を形成することができ、演算増幅器Ｂと、抵抗Ｒ５３とキャパシタＣ５１のうち少なくとも一部の組み合わせによって構成されることができる。例えば、測定値提供器５１０－２は、整流器５１０－１や電圧追従器５１５の出力電圧をコントローラ３００に提供することができ、演算増幅器Ｃを含むことができる。

【0044】

目標電圧提供器５２０は、目標振幅に対応する目標電圧を比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０に提供するように構成されることができる。設計に応じて、目標電圧提供器５２０は、コントローラ３００から伝達された目標電圧の決定信号に従って決定された目標電圧を提供することができる。上記目標電圧の決定信号は、ユーザが入力できるモード情報に対応することができる。

【0045】

比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０は、共振電圧測定器５１０の出力端の電圧と目標電圧との間の差電圧を増幅するように構成されることができる。したがって、レギュレータ５００は、上記差電圧に基づいてＬＣ共振に対してフィードバックすることができる。例えば、比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０は、演算増幅器Ａ５３と、複数の抵抗Ｒ５４、Ｒ５５と、複数のキャパシタＣ５２、Ｃ５３、Ｃ５４のうち少なくとも一部の組み合わせによって構成されることができる。例えば、電圧追従器５４５は比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０の出力端に連結され、出力電圧を共振電圧振幅変換器５５０に正確に伝達することができ、回路的な方向性及び絶縁性を形成することができ、演算増幅器Ｄを含むことができる。

【0046】

共振電圧振幅変換器５５０は、ＬＣ共振の振幅及び目標振幅に基づいて決定される利得に応じて波形変換器６００の出力の振幅を調節し、振幅が調節された波形変換器６００の出力を測定端子１００及びインダクタ２００のうち少なくとも一つに伝達するように構成されることができる。

【0047】

例えば、共振電圧振幅変換器５５０は、演算増幅器Ａ５５と、複数の抵抗Ｒ５６、Ｒ５７のうち少なくとも一部の組み合わせによって構成されることができる。バイアス電圧Ｖ３７は、複数の抵抗Ｒ５６、Ｒ５７に提供されることができる。複数の抵抗Ｒ５６、Ｒ５７の間の電圧は、演算増幅器Ａ５５の第１入力端に伝達されることができ、基準電圧として使用されることができる。波形変換器６００の出力電圧は、演算増幅器Ａ５５の第２入力端に伝達されることができ、比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０の出力電圧は演算増幅器Ａ５５の電源として使用されることができる。したがって、演算増幅器Ａ５５の出力端の電圧は、比較器及び誤差増幅器５３０＋５４０の出力電圧に基づく利得に応じて波形変換器６００の出力電圧から増幅された電圧であり得る。

【0048】

共振電圧振幅変換器５５０の出力端は、ＤＣブロックキャパシタＣＯ２又は負荷抵抗Ｒ５８に連結されることができ、共振電圧振幅変換器５５０の出力電圧は、キャパシタ部品が連結される測定端子１００とインダクタ２００のＬＣ共振に対するフィードバックに使用されることができる。したがって、レギュレータ５００は、波形変換器６００の出力をＬＣ共振に対するフィードバックに利用することができる。

【0049】

図１及び図６を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、インダクタ２００とコントローラ３００との間に電気的に連結され、ＬＣ共振の波形を変換する波形変換器６００をさらに含むことができる。

【0050】

波形変換器６００は、複数の演算増幅器Ａ６１、Ａ６２と、複数の抵抗Ｒ６１、Ｒ６２、Ｒ６３、Ｒ６４、Ｒ６５、Ｒ６６、Ｒ６７、Ｒ６８と、複数のキャパシタＣ６１、Ｃ６２のうち少なくとも一部の組み合わせによって構成されることができ、電源Ｖ３８の提供を受けることができ、波形変換器６００の入力端がＤＣブロックキャパシタＣＯ１に連結されることができる。

【0051】

例えば、波形変換器６００は、ＬＣ共振の正弦波波形をパルス（ｐｕｌｓｅ）波形に変換することができる。パルス波形は、レギュレータ５００において、ＬＣ共振に対するフィードバックのための振幅調節にさらに効率的であり得る。

【0052】

図１、図２及び図４を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、可変ＤＣ電圧を測定端子１００に提供するＤＣ電圧提供器４００をさらに含むことができる。

【0053】

キャパシタ部品ＣＣの静電容量は、印加されるＤＣ電圧に応じて異なり得る。キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、キャパシタ部品ＣＣに印加されるＤＣ電圧を可変しながらキャパシタ部品ＣＣの静電容量を測定することにより、キャパシタ部品ＣＣの印加されるＤＣ電圧に応じた静電容量特性（ＤＣ－ｂｉａｓ特性）を測定することができる。

【0054】

また、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、ＬＣ共振に基づいて静電容量を測定することができるため、キャパシタ部品ＣＣに印加するＤＣ電圧が静電容量測定の正確度に与える影響は、ＲＣ共振方式における影響に比べて小さいことができる。したがって、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、キャパシタ部品ＣＣのＤＣ－ｂｉａｓ特性を正確に測定することができる。

【0055】

例えば、ＤＣ電圧提供器４００は、可変抵抗器４１０と、電圧追従器４２０と、大容量キャパシタ４３０と負荷抵抗Ｒ４２のうち少なくとも一部を含むことができ、電源Ｖ３９の提供を受けることができる。可変抵抗４１０から電圧追従器４２０に提供される電圧は、電源Ｖ３９と可変抵抗４１０の抵抗値に基づいて決定されることができ、電圧追従器４２０によって正確にキャパシタ部品ＣＣに印加されることができる。負荷抵抗Ｒ４２の抵抗値は、測定端子１００の負荷抵抗Ｒ１１、Ｒ２１に基づいて決定されることができる。

【0056】

大容量キャパシタ４３０は、０．１ｍＦ以上の静電容量を有して測定端子１００に電気的に連結されることができる。大容量キャパシタ４３０の静電容量がキャパシタ部品ＣＣの静電容量よりも遥かに大きいため、キャパシタ部品ＣＣの静電容量の変化において、ＤＣ電圧提供器４００が提供するＤＣ電圧に与える影響が減少することができる。したがって、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、キャパシタ部品ＣＣのＤＣ－ｂｉａｓ特性をより正確に測定することができる。例えば、大容量キャパシタ４３０は電解キャパシタであってもよく、２．２ｍＦの静電容量を有してもよく、キャパシタ部品ＣＣに直列に連結されてもよい。

【0057】

設計に応じて、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎはＤＣ電圧測定器４５０をさらに含むことができ、ＤＣ電圧測定器４５０はＤＣ電圧提供器４００によってキャパシタ部品ＣＣに提供されるＤＣ電圧を測定し、測定結果Ｖ４５をコントローラ３００に伝達することができる。コントローラ３００は、ＤＣ電圧の測定結果と測定された静電容量情報とに基づいて、キャパシタ部品ＣＣのＤＣ－ｂｉａｓ特性情報を生成することができる。例えば、ＤＣ電圧測定器４５０は複数の抵抗Ｒ４５、Ｒ４６を含むことができ、複数の抵抗Ｒ４５、Ｒ４６の抵抗値は測定端子１００の負荷抵抗Ｒ１１、Ｒ２１に基づいて決定されることができる。

【0058】

本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、バッテリ３８０や外部連結端子３７０から提供される電圧を昇圧するブーストＤＣ－ＤＣコンバータ３９０を含むことができる。例えば、外部連結端子３７０は他の電子機器のＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）であってもよく、バッテリ３８０は小型の電子機器に使用可能な二次電池や全固体電池であってもよく、キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎに含まれてもよい。

【0059】

ブーストＤＣ－ＤＣコンバータ３９０により、バッテリ３８０や外部連結端子３７０から提供される電圧は、３．３Ｖや５Ｖのように小さい電圧であることができ、ＤＣ電圧提供器４００のＤＣ電圧の可変範囲（例えば、０Ｖ～２５Ｖ）は広くなることができる。キャパシタ部品特性測定装置５０ｉｎは、バッテリ３８０や外部連結端子３７０から小さい電圧の提供を受けることができるため、携帯用への実現、並びにキャパシタ部品特性測定性能のうち効率性／便宜性の向上に有利であり得る。

【0060】

図７を参照すると、本発明の一実施形態によるキャパシタ部品特性測定装置５０ｏｕｔは、測定端子１００、治具１０１、第１入力部３０１、出力部３３０、外部連結端子３７０及び第２入力部４０１のうち少なくとも一つを含むことができ、携帯用測定装置として実現することができる。携帯性を高めるために、キャパシタ部品特性測定装置５０ｏｕｔのコントローラは、測定端子１００に連結可能な部品のインピーダンスのうち静電容量情報のみを生成するように構成されることができる。

【0061】

測定端子１００は、インダクタに連結されるケーブル１００ａと、ケーブル１００ａに連結されるプローブ１００ｂとを含むことができ、ユーザは、プローブ１００ｂをキャパシタ部品に接触させることにより、キャパシタ部品の特性を測定することができる。

【0062】

治具１０１は、キャパシタ部品に結合可能に構成されることができる。これにより、キャパシタ部品特性測定装置５０ｏｕｔの携帯性はさらに向上できる。

【0063】

第１入力部３０１は、ユーザのタッチによってコントローラにモード入力信号を伝達することができる。例えば、コントローラは、モード入力信号が入力される場合に目標振幅を変更することにより、ＬＣ共振の実効電圧を１Ｖ又は０．５Ｖに変換することができる。

【0064】

出力部３３０は、コントローラが出力するキャパシタ部品の特性情報を表すことができ、ディスプレイパネルを含むことができる。例えば、出力部３３０の左上側領域は共振周波数情報を表すことができ、出力部３３０の左下側領域は静電容量情報を表すことができ、出力部３３０の右上側領域はＬＣ共振の実効電圧情報を表すことができ、出力部３３０の右下側領域はキャパシタ部品に印加されるＤＣ電圧情報を表すことができる。

【0065】

外部連結端子３７０は、他の電子機器（例えば、コンピュータ、携帯用端末機、家電機器など）から電源の供給を受けるように他の電子機器に接続されてもよい。例えば、外部連結端子３７０はＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃであってもよく、供給された電源はキャパシタ部品特性測定装置５０ｏｕｔ内のバッテリに格納されてもよく、又はブーストＤＣ－ＤＣコンバータによって昇圧されてもよい。

【0066】

第２入力部４０１は、ユーザの回転に応じて、コントローラに可変抵抗の抵抗値調節信号を伝達することができる。例えば、コントローラは、可変抵抗の抵抗値調節信号が入力される場合に、ＤＣ電圧提供器内の可変抵抗の抵抗値を調節することができる。これにより、キャパシタ部品に印加されるＤＣ電圧を調節することができる。

【0067】

以上のように、本発明を実施形態として説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず、当該発明が属する分野において通常の知識を有する者であれば、誰でも様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0068】

５０ｉｎ、５０ｏｕｔ：キャパシタ部品特性測定装置
１００：測定端子
２００：インダクタ（ｉｎｄｕｃｔｏｒ）
３００：コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）
３９０：ブーストＤＣ－ＤＣコンバータ
４００：ＤＣ電圧提供器
４１０：可変抵抗
４３０：大容量キャパシタ
５００：レギュレータ（ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）
６００：波形変換器
ＣＣ：キャパシタ部品

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図3f】

【図3g】

【図3h】

【図3i】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】