(57)【要約】【課題】直流電源の負荷が低減されたコンデンサ試験装置を提供する。【解決手段】コンデンサ試験装置１００は、スイッチング素子４により繰り返しコイル７に電流を流し、コイル電流とコイル７の回生電流を用いる。コンデンサ試験装置１００は、回生用コイル７と繰り返しオン・オフしながら回生用コイル７にスイッチング電流を流すスイッチング素子４と、回生用コイル７に電流を供給する直流電源８とスイッチング素子４がオフした時にコイル７からの回生電流を流す回生用のダイオード５と、コイル７の回生電流を直流電源８に流さないための逆流防止ダイオード１とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極ラインと、
負極ラインと、
前記正極ラインと第１接続ノードとの間に接続された第１半導体素子と、
前記第１接続ノードと前記負極ラインとの間に接続された第２半導体素子と、
前記正極ラインと第２接続ノードとの間に接続された第３半導体素子と、
前記第２接続ノードと前記負極ラインとの間に接続された第４半導体素子と、
前記第１接続ノードと前記第２接続ノードとの間に接続された回生用コイルと、
前記正極ラインに電気的に接続され、試験対象コンデンサの第１端を接続するための第１端子と、
前記負極ラインに電気的に接続され、前記試験対象コンデンサの第２端を接続するための第２端子と、
前記正極ラインおよび前記負極ラインに電流を供給する直流電源と、
前記正極ラインまたは前記負極ラインと前記直流電源との間に設けられた逆流防止ダイオードとを備える、コンデンサ試験装置。
【請求項２】
前記第１半導体素子および前記第４半導体素子は、制御信号に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成され、
前記第２半導体素子および前記第３半導体素子は、ダイオードであり、
前記第１半導体素子および前記第４半導体素子が同時に導通状態となる第１期間と、前記第１半導体素子および前記第４半導体素子が同時に非導通状態となる第２期間とを交互に繰り返すように前記制御信号を出力する演算装置をさらに備える、請求項１に記載のコンデンサ試験装置。
【請求項３】
前記第１半導体素子および前記第４半導体素子は、第１制御信号に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成され、
前記第２半導体素子および前記第３半導体素子は、第２制御信号に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成され、
前記第１半導体素子および前記第４半導体素子が同時に導通状態となる第１期間と、前記第１半導体素子および前記第４半導体素子が同時に非導通状態となる第２期間とを交互に繰り返すように前記第１制御信号を出力し、前記第２期間中に前記第２半導体素子および前記第３半導体素子が同時に導通状態となるように前記第２制御信号を出力する演算装置をさらに備える、請求項１に記載のコンデンサ試験装置。
【請求項４】
前記試験対象コンデンサへの電流を試験周波数のサイン波形に整形するフィルタをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンデンサ試験装置。
【請求項５】
前記正極ラインと前記負極ラインとの間に接続され、前記第１半導体素子および前記第４半導体素子のスイッチング時の前記試験対象コンデンサへのサージ電圧を除去するサージ除去コンデンサをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンデンサ試験装置。
【請求項６】
前記サージ除去コンデンサと前記試験対象コンデンサへの配線のインダクタンスでローパスフィルタを形成する、請求項５に記載のコンデンサ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コンデンサの信頼性評価試験に用いるコンデンサ試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド車等、自動車の動力源と発電機を兼用したモータ・発電機システムが急速に進歩している。限られた車のスペースに搭載するため、それらシステムの小型化および効率化の進歩は目覚ましい。それらシステムの多くは、動力源と発電機を兼務する回転電機とその制御を行なうインバータで構成されている。そのインバータには自動車を操作できるために十分なエネルギーを蓄えるコンデンサが必要である。当然そのコンデンサもできるだけ小型かつ高効率である必要がある。そのコンデンサの開発にあたり車載に適用できる品質を確認する必要があり、コンデンサ信頼性試験装置の開発が急務である。
【０００３】
このようなコンデンサ信頼性試験装置の一例が、特開２００９−１３０９６０号公報（特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３０９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インバータ等のスイッチング（１ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ）回路に利用されるコンデンサのリップル電流（１０Ａ〜１０００Ａ）試験では大電流を長時間流す必要があり、また電圧も１Ｖ〜６００Ｖ程度が中心である。このような条件で試験する場合、大型で高電力な設備が必要である。また大きなエネルギーを消費するため環境負荷も大きい。
【０００６】
特開２００９−１３０９６０号公報に記載の試験装置は、直流電源の負荷が大きく、改善の余地が残されている。
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、直流電源の負荷が低減されたコンデンサ試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係るコンデンサ試験装置は、正極ラインと、負極ラインと、第１〜第４半導体素子と、回生用コイルと、第１、第２端子と、直流電源と、逆流防止ダイオードとを備える。
【０００９】
第１半導体素子は、正極ラインと第１接続ノードとの間に接続される。第２半導体素子は、第１接続ノードと負極ラインとの間に接続される。第３半導体素子は、正極ラインと第２接続ノードとの間に接続される。第４半導体素子は、第２接続ノードと負極ラインとの間に接続される。回生用コイルは、第１接続ノードと第２接続ノードとの間に接続される。第１端子は、正極ラインに電気的に接続され、試験対象コンデンサの第１端を接続するための端子である。第２端子は、負極ラインに電気的に接続され、試験対象コンデンサの第２端を接続するための端子である。直流電源は、正極ラインおよび負極ラインに電流を供給する。逆流防止ダイオードは、正極ラインまたは負極ラインと直流電源との間に設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、数十〜数千アンペアのリップル電流を印加するコンデンサ試験を低電力で実施でき装置の小型化、高効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係るコンデンサ試験装置の構成を示す回路図である。
【図２】回生電流が流れているときの電流経路を示す等価回路である。
【図３】スイッチング素子への制御電圧とコイル電流とコンデンサの充放電の様子を示した波形図である。
【図４】リップル波形がサイン波形である場合の波形図である。
【図５】実施の形態２に係るコンデンサ試験装置の構成を示す回路図である。
【図６】実施の形態２のコンデンサ試験装置の電流、電圧のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るコンデンサ試験装置の構成を示す回路図である。図１に示すコンデンサ試験装置１００は、正極ラインＰＬと、負極ラインＮＬと、第１〜第４半導体素子４ａ、５ａ、５ｂ、４ｂと、回生用コイル７と、第１端子群１３ａ〜１３ｃと、第２端子群１４ａ〜１４ｃと、直流電源８と、逆流防止ダイオード１と、演算装置１２とを備える。
【００１４】
第１半導体素子４ａは、正極ラインＰＬと第１接続ノードＮ１との間に接続される。第２半導体素子５ａは、第１接続ノードＮ１と負極ラインＮＬとの間に接続される。第３半導体素子５ｂは、正極ラインＰＬと第２接続ノードＮ２との間に接続される。第４半導体素子４ｂは、第２接続ノードＮ２と負極ラインＮＬとの間に接続される。回生用コイル７は、第１接続ノードＮ１と第２接続ノードＮ２との間に接続される。第１端子群１３ａ〜１３ｃは、正極ラインＰＬにコイル２ａを介して電気的に接続され、試験対象のコンデンサ３ａ〜３ｃの各第１端を接続するための端子群である。第２端子群１４ａ〜１４ｃは、負極ラインＮＬにコイル２ｂを介して電気的に接続され、試験対象のコンデンサ３ａ〜３ｃの各第２端を接続するための端子群である。直流電源８は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに電流を供給する。逆流防止ダイオード１は、正極ラインＰＬと直流電源８の正極との間に設けられる。なお、逆流防止ダイオード１は、負極ラインＮＬと直流電源８の負極との間に設けられても良い。
【００１５】
第１半導体素子４ａおよび第４半導体素子４ｂは、制御信号に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成される。第２半導体素子５ａおよび第３半導体素子５ｂは、ダイオードである。以下では、半導体素子４ａ，４ｂをスイッチング素子４と記載し、半導体素子５ａ，５ｂをダイオード５と記載する。
【００１６】
演算装置１２は、第１半導体素子４ａおよび第４半導体素子４ｂが同時に導通状態となる第１期間（図３のｔ０〜ｔ１）と、第１半導体素子４ａおよび第４半導体素子４ｂが同時に非導通状態となる第２期間（図３のｔ１〜ｔ２）とを交互に繰り返すように制御信号Ｓ２１を出力する。ゲートドライバ１０ａ，１０ｂは、演算装置１２からの制御信号Ｓ２１に応じて、スイッチング素子４のゲートをそれぞれ駆動する。
【００１７】
コンデンサ試験装置１００は、インバータ回路で用いられるフルブリッジ回路を利用し、試験対象のコンデンサ３ａ〜３ｃの充電電気エネルギーと回生用コイル７の磁束エネルギーを交互に交換することで、試験回路全体でのエネルギーの消費を少なくする。なお試験対象のコンデンサ３ａ〜３ｃの数量は図１に示した３個である必要はなく１個以上であれば任意の数量でもよい。以下、試験対象のコンデンサ３ａ〜３ｃを、コンデンサ３と総称する。
【００１８】
このようにフルブリッジ形式で回生用コイル７を利用し、回生用コイル７の回生電流とコンデンサ３の電流のやり取りでエネルギー消費を少なくする試験手法は、フルブリッジ回路中のスイッチング素子４、主にはＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ等のパワー半導体の信頼性評価試験に適用することも考えられる（ここではこれを検討例という）。本実施の形態では、コイル７の回生電流を用いる試験回路を利用し、検討例の信頼性試験対象（半導体素子４ａ，４ｂ）を、充放電を繰り返すコンデンサ３に変更した。
【００１９】
検討例のパワー半導体の信頼性評価回路では回生用コイル７からの回生電流がコンデンサ３のみならず直流電源８や電源側のバンクコンデンサ９にも流れ込み、また直流電源８との配線のインダクタンス１１ａ，１１ｂにも磁束エネルギーが蓄えられ、結果としてコンデンサ３の充放電電流が低減し、コンデンサ３に効率よく電流を流すことができない。そのため効率よくコンデンサ３に電流を流すには、直流電源８や直流電源８への配線インダクタンス１１ａ，１１ｂや電源バンクコンデンサ９へのコイル７の回生電流の流れ込みを防ぐ必要がある。
【００２０】
本実施の形態では、回生用コイル７とコンデンサ３の電力のやり取りの効率を向上させるために直流電源８にコイル回生電流が流れないように逆流防止ダイオード１を設置したことが特徴のひとつである。
【００２１】
直流電源８は、試験回路に電力を供給しコンデンサ３の充電電圧を設定する。逆流防止ダイオード１は、直流電源８に回生用コイル７からの回生電流を流さないために設けられる。回生用コイル７は、コンデンサ３と電気エネルギーをやりとりする。スイッチング素子４は、コンデンサ３と回生用コイル７の電気エネルギーのやり取りのタイミングや電流量を調整するＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子である。半導体素子５ａ，５ｂは、回生時にコイル７による起電力で回生電流を流すダイオードである。コンデンサ６は、スイッチングサージを除去するサージ除去コンデンサである。
【００２２】
コイル２ａ，２ｂは、コンデンサ３の電流波形を整形するために設けられる。ゲートドライバ１０ａ，１０ｂは、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子４をドライブする。演算装置１２は、ゲートドライバ１０ａ，１０ｂにスイッチングタイミング信号を供給する。コイル２ａ，２ｂの代わりに、コンデンサ３への配線のインダクタンスを利用しても良い。逆流防止ダイオード１は高速リカバリーダイオードやショットキーダイオード等低損失のダイオードが望ましいが整流特性があればその種類を限定することはない。
【００２３】
実施の形態１のコンデンサ試験装置１００の回路動作を以下に詳しく説明する。まず直流電源８の電圧をコンデンサ３の試験電圧に設定する。設定電圧は試験目的に適合させて決定する。直流電源８から電流が逆流防止ダイオード１を経由してコンデンサ３に流れ込み、コンデンサ３が直流電源８の出力電圧から逆流防止ダイオード１の順方向電圧降下分を引いた電圧まで充電される。コンデンサ３が充電された後に、ゲートドライバ１０ａ，１０ｂからスイッチング素子４のゲートにオン信号を印加し、通電状態になるようにスイッチング素子４を制御する。スイッチング素子４が通電状態になると、回生用コイル７に電流が流れはじめる。
【００２４】
その際スイッチング素子４がオンしている状態でのコイル７の電流Ｉ（ｔ）は以下の式（１）で表すことができる。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
上記式において、Ｌはコイルインダクタンス、Ｖはコイル電圧を示す。また、Ｒは、コンデンサ３、コンデンサ６、コンデンサ９の直列抵抗ＥＳＲ、配線抵抗、およびスイッチング素子４のオン抵抗などのコイル７と直列につながる複合抵抗成分を示す。Ｒは０．１Ω以下程度が望ましい。本実施の形態でのコイル電圧Ｖはコンデンサ３の充電電圧からスイッチング素子４のオン電圧を引いた電圧値になる。式（１）では、Ｖは固定値として示されている。
【００２７】
その後スイッチング素子４がオフすると、コイル７に回生電流が流れる。
図２は、回生電流が流れているときの電流経路を示す等価回路である。図３は、スイッチング素子への制御電圧とコイル電流とコンデンサの充放電の様子を示した波形図である。
【００２８】
回生電流は、コイル７からダイオード（５ａ）およびフィルタ用のコイル２ａを経由してコンデンサ３の正極に流れる。コンデンサ３の負極からは、フィルタ用のコイル２ｂおよびダイオード（５ａ）を経由してコイル７に回生電流が流れる。
【００２９】
またスイッチング素子４が時刻ｔ１においてオフしてから再び時刻ｔ２においてオンするまでのコイル７の回生電流Ｉ（ｔ）は以下の式（２）で表すことができる。
【００３０】
【数２】
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【００３１】
コンデンサ３、コンデンサ６、コンデンサ９に蓄えられた電荷量が、コイル電流の時刻ｔ０〜ｔ１までの積分値による電荷量に比べて十分に大きく、かつコンデンサ６の配線のインダクタンスが小さい場合、コイル電圧Ｖは大きく変化しないと想定しコイル電圧Ｖを固定値とした。なお、現実には配線のインダクタンスが存在するので、スイッチング素子のサージによってコイル電圧Ｖは変動する。コイル電圧Ｖの変動をできるだけ小さくするため、サージ除去用のコンデンサ６への配線インダクタンスはできるだけ小さくすることが望ましく、コンデンサ６への配線インダクタンスは図２の配線面積２４の大きさにより調整できる。面積ができるだけ狭い方がインダクタンスは小さくなる。
【００３２】
時刻ｔ０〜ｔ１の第１期間において、スイッチング素子４がオンしている状態ではコイル電流Ｉ２２は時間と共に増加する。その際コイル７に供給される電流はコンデンサ３、コンデンサ６、コンデンサ９、直流電源８から供給される。
【００３３】
次に時刻ｔ１において、スイッチング素子４のゲート信号をオフすると、コイル７は回生動作に移行する。コンデンサ試験装置１００では、コイル７に蓄えられた磁束エネルギーが起電力となり、コイル７からダイオード５を経由してコンデンサ３に電流が供給される。その際に、直流電源８や電源のバンクコンデンサ９に電流が流れ込むことを防止し、回生電流がコンデンサ３に効率よく流れるようにするために逆流防止ダイオード１が設置されている。
【００３４】
ここで、スイッチング素子４のオン／オフのタイミングとコイル電流、コンデンサ電流の関係について図３を用いて説明する。図３には、スイッチング素子４のゲート駆動信号Ｓ２１、コイル７の電流波形Ｉ２２、コンデンサ３の電流波形Ｉ２３が示されている。時刻ｔ０において、スイッチング素子４のゲートにオン信号が与えられ、時刻ｔ１においてスイッチング素子４のゲートがオンからオフに変化し、時刻ｔ２において、再度スイッチング素子４のゲートにオン信号が与えられる。
【００３５】
またゲートオン時間ＴＯＮ、ゲートオフ時間ＴＯＦＦ、スイッチング周波数ｆｓは以下の式（３）、（４）、（５）で与えられる。
ＴＯＮ＝ｔ１−ｔ０  …（３）
ＴＯＦＦ＝ｔ２−ｔ１  …（４）
ｆｓ＝１／（ｔ２−ｔ０）  …（５）
ゲート電圧がオンの時のコイル電流Ｉ２２は式（１）に従い変化し、時刻ｔ１より以降すなわちゲート電圧がオフになればコイル電流Ｉ２２は式（２）に従い変化する。
【００３６】
コイル７への電流はコンデンサ３、コンデンサ６、コンデンサ９、直流電源８より供給される。
【００３７】
コンデンサ試験装置１００では回生電力を利用するため、コンデンサ３が最初に充電されるとコイル電流Ｉ２１への電流供給は、主としてコンデンサ３から行なわれる。回生電力利用中は、試験回路中の意図しない配線抵抗や半導体の損失成分による発熱により失われたエネルギー分のみが、直流電源８から供給される。正極ラインＰＬ，ＮＬの配線抵抗Ｒが低い状態になるように、配線として銅バスバなどを用いることが望ましい。
【００３８】
コンデンサ試験では、試験対象のコンデンサ３にリップル電流を流す。ここで、コンデンサ３へのリップル電流設定について説明する。設定する物理量は、周波数と電圧と電流値と電圧・電流波形である。本事例では試験する周波数と電流量が決められており、その調整をコイル７で実施する場合を示す。コンデンサ３のリップル電流Ｉ２３の周波数は、スイッチング素子４のオン・オフのスイッチング周波数ｆｓにより調整する。コイル電流Ｉ２２は、ゲートオン時間ＴＯＮとコイル７のインダクタンス値Ｌにより調整することができる。ゲートオン時間ＴＯＮが長ければコイルに流れる電流が式（１）に従い大きくなる。ただし、ゲートオン時間ＴＯＮはスイッチング周波数ｆｓの周期を超えることは無いので、最大値に制限がある。また、ゲートオン時間ＴＯＮは式（４）に示すゲートオフ時間ＴＯＦＦより短い方が望ましい。すなわち周波数ｆｓが決まればｔ２−ｔ０が決まり、ｔ２−ｔ１＞ｔ１−ｔ０が望ましいことになる。そのため周波数ｆｓと必要な電流量が決まれば式（１）より必要なコイル７のインダクタンス値が求まる。
【００３９】
周波数ｆｓとインダクタンス値が決まればスイッチング素子のゲートオン時間ＴＯＮを調整しコイル７の電流量を調整する。コイル７へのゲートオン時の電流とゲートオフ時の回生電流を調整すればコンデンサ３のリップル電流量も同時に調整できる。
【００４０】
時刻ｔ１でコイル電流が最大になり、スイッチング素子４がオフすると、コイル７の起電力によりコンデンサ試験装置１００は回生動作になる。時刻ｔ１以降は式（２）に従い電流が減少する。
【００４１】
先ほども述べたが、コイル電流Ｉ２２はコンデンサ３、コンデンサ９、およびコンデンサ６から供給され、またコイル７の回生電流はコンデンサ３、コンデンサ６に還流される。コンデンサ３の容量はコンデンサ６に比べ大きく設定するため、コイル電流Ｉ２２の多くはコンデンサ３より供給、還流されるので、コイル電流Ｉ２２はほとんどコンデンサ３のリップル電流となる。そのためコンデンサ３のリップル電流値Ｉ２３もコイル電流値とほぼ比例で変化し、コイル電流Ｉ２２を大きくすればコンデンサ３のリップル電流Ｉ２３も大きくすることができる。
【００４２】
試験対象のコンデンサ３は、信頼性評価をする場合は恒温槽に入れ室温、高温、低温で試験する場合が多い。そのため、スイッチング素子４およびダイオード５が配置されるスイッチング部とコンデンサ３との間には配線が必要となる。コンデンサ３への配線インダクタンス値の調整は配線の幅とコンデンサ３の両電極への２本の配線が形成する面積２５（図２）の大きさにより調整する場合が多い。図２には回生動作時に電流が流れる等価回路が示されている。配線が形成する面積２５をできるだけ狭くすることでインダクタンス値を小さくすることが可能である。また反対に任意の面積２５にすることでインダクタンス値を調整することが可能である。ただし現実的に配線のみで調整できるインダクタンスは数μＨ程度までで、それ以上のインダクタンス値が必要な場合は別途コイルを設置する必要がある。配線のインダクタンスが大きくなると時刻ｔ１に発生するサージ電圧が大きくなる。そのためコンデンサ６の容量を大きくしサージを除去する必要がある。
【００４３】
コンデンサ６への配線インダクタンスを小さくするには配線をできるだけ短くし、かつ面積２４を狭くする必要がある。
【００４４】
本実施の形態のコンデンサ試験装置１００では、コイル２ａ，２ｂのインダクタンスを用いることによってコンデンサ３へのリップル電流波形をサイン波形にすることもできる。図４は、リップル波形がサイン波形である場合の波形図である。コンデンサの性能は周波数特性で示されており、一般にコンデンサの試験はサイン波形で実施されることが多い。コンデンサの周波数別の信頼性を評価する上では、サイン波形で試験することが好ましい。リップル電流の周波数の設定は式（５）に示したスイッチング素子４のオン・オフ繰り返しスイッチング周波数により決定される。
【００４５】
コンデンサ３への電流波形をサイン波形にするためには、図３のコンデンサ電流波形Ｉ２３のスイッチング周波数の高調波成分を除去する必要がある。本実施の形態では、高調波除去にコイル２ａ，２ｂとコンデンサ６で構成される一段のローパスフィルタを利用している。試験装置の構成を小型簡素化するため、コイル２ａ，２ｂは特別にコイルを用いず配線のインダクタンスを用いても良い。コンデンサ６は、ローパスフィルタの構成要素であるとともに、スイッチング時のサージ低減の役割を果たす。なお、本実施の形態ではローパスフィルタの構成部材を配線やサージ除去コンデンサと併用したが、別途部品を用いローパスフィルタを構成してもよい。
【００４６】
コンデンサ６は、スイッチング素子４がオフし、コイル電流が増加傾向から回生動作の減少傾向に転ずる際のサージ電圧を低減する役割がある。ただしコンデンサ６の容量が大きすぎるとコンデンサ６の電流がコイル７の電流を負担する割合が大きくなり、結果としてコンデンサ３の電流が減少してしまい、本試験装置の試験効率を低減する場合がある。そのためコンデンサ６の容量はコンデンサ３全体の合成の容量の１／１０以下が望ましい。
【００４７】
なお、本試験装置の試験対象のコンデンサ３は、アルミ電解コンデンサ、固体コンデンサ、ハイブリッドコンデンサ、油コンデンサ、フイルムコンデンサ、セラミックコンデンサ等に適用することができるが特にその種類を特定する必要はない。また本試験装置を各種電池の充放電の信頼性試験に用いてもよい。
【００４８】
最後に、実施の形態１について再び図１等を参照して総括する。コンデンサ試験装置１００は、スイッチング素子４（４ａ，４ｂ）により繰り返しコイル７に電流を流し、コイル電流とコイル７の回生電流を用いる。コンデンサ試験装置１００は、回生用コイル７と繰り返しオン・オフしながら回生用コイル７にスイッチング電流を流すスイッチング素子４（４ａ，４ｂ）と、回生用コイル７に電流を供給する直流電源８とスイッチング素子４がオフした時にコイル７からの回生電流を流す回生用のダイオード５（５ａ，５ｂ）と、コイル７の回生電流を直流電源８に流さないための逆流防止ダイオード１とを備える。
【００４９】
コンデンサ試験装置１００は、試験対象のコンデンサ３への電流をコイル２ａ，２ｂおよびコンデンサ６からなるフィルタにより整形し、試験周波数のみの電流をコンデンサ３に供給する。
【００５０】
また、コンデンサ試験装置１００は、スイッチング時のサージ除去用のコンデンサ６を有する。
【００５１】
また、コンデンサ試験装置１００は、スイッチング時のサージ除去用のコンデンサ６とコンデンサ３への配線のインダクタンス（２ａ，２ｂを含む）でローパスフィルタ機能を備える。
【００５２】
実施の形態１のコンデンサ試験装置１００によれば、数十〜数千アンペアのコンデンサリップル試験を低電力で実施でき装置の小型化、高効率化が図れる。またコンデンサ電流波形を回生電流波形から整形することでサイン波形化でき所定周波数成分のみでの試験が可能となる。
【００５３】
実施の形態２．
実施の形態２のコンデンサ試験装置は、図１の構成において回生用のダイオード５の代わりにスイッチング素子を配置し、そのスイッチング素子と並列に回生用のダイオードを配置している。
【００５４】
図５は実施の形態２に係るコンデンサ試験装置の構成を示す回路図である。図５に示すコンデンサ試験装置２００は、正極ラインＰＬと、負極ラインＮＬと、第１〜第４半導体素子３４ａ〜３４ｄと、ダイオード３５ａ〜３５ｄと、回生用コイル３７と、第１端子群４３ａ〜４３ｃと、第２端子群４４ａ〜４４ｃと、直流電源３８と、逆流防止ダイオード３１と、演算装置４２とを備える。
【００５５】
第１半導体素子３４ａは、正極ラインＰＬと第１接続ノードＮ１１との間に接続される。第２半導体素子３４ｂは、第１接続ノードＮ１１と負極ラインＮＬとの間に接続される。第３半導体素子３４ｃは、正極ラインＰＬと第２接続ノードＮ１２との間に接続される。第４半導体素子３４ｄは、第２接続ノードＮ１２と負極ラインＮＬとの間に接続される。ダイオード３５ａは、半導体素子３４ａと逆並列に接続される。ダイオード３５ｂは、半導体素子３４ｂと逆並列に接続される。ダイオード３５ｃは、半導体素子３４ｃと逆並列に接続される。ダイオード３５ｄは、半導体素子３４ｄと逆並列に接続される。
【００５６】
回生用コイル３７は、第１接続ノードＮ１１と第２接続ノードＮ１２との間に接続される。第１端子群４３ａ〜４３ｃは、正極ラインＰＬにコイル３２ａを介して電気的に接続され、試験対象のコンデンサ３３ａ〜３３ｃの各第１端を接続するための端子群である。第２端子群４４ａ〜４４ｃは、負極ラインＮＬにコイル３２ｂを介して電気的に接続され、試験対象のコンデンサ３３ａ〜３３ｃの各第２端を接続するための端子群である。直流電源３８は、正極ラインＰＬおよび負極ラインＮＬに電流を供給する。逆流防止ダイオード３１は、正極ラインＰＬと直流電源３８の正極との間に設けられる。なお、逆流防止ダイオード３１は、負極ラインＮＬと直流電源３８の負極との間に設けられても良い。
【００５７】
第１半導体素子３４ａおよび第４半導体素子３４ｄは、第１制御信号Ｓ５１に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成される。第２半導体素子３４ｂおよび第３半導体素子３４ｃは、第２制御信号Ｓ５２に応じて導通状態と非導通状態とが切り替わるように構成される。演算装置４２は、第１半導体素子３４ａおよび第４半導体素子３４ｄが同時に導通状態となる第１期間（ｔ１１〜ｔ１２）と、第１半導体素子３４ａおよび第４半導体素子３４ｄが同時に非導通状態となる第２期間（ｔ１２〜ｔ１５）とを交互に繰り返すように第１制御信号Ｓ５１を出力する。演算装置４２は、さらに、第２期間中の期間（ｔ１３〜ｔ１４）に第２半導体素子３４ｂおよび第３半導体素子３４ｃが同時に導通状態となるように第２制御信号Ｓ５２を出力する。
【００５８】
ダイオード３５ａ〜３５ｄは、半導体素子３４ａ〜３４ｄにそれぞれ内蔵されていても良い。実施の形態１よりも実施の形態２の構成の方が一般的なインバータ回路等でよく利用されているフルブリッジ回路の構成である。以下において、半導体素子３４ａ〜３４ｄを総称してスイッチング素子３４と記載し、ダイオード３５ａ〜３５ｄを総称してダイオード３５と記載し、コンデンサ３３ａ〜３３ｃを総称してコンデンサ３３と記載する。
【００５９】
スイッチング素子３４のオン／オフのタイミングとコイル電流、コンデンサ電流の関係を説明する。図６は、実施の形態２のコンデンサ試験装置の電流、電圧のタイミングチャートである。図６には、半導体素子３４ａ，３４ｄのゲートを駆動する制御信号Ｓ５１と、半導体素子３４ｂ，３４ｃのゲートを駆動する制御信号Ｓ５２と、コイル３７の電流波形Ｉ５３と、コンデンサ３３の電流波形Ｉ５４が示される。時刻ｔ１１において半導体素子３４ａ，３４ｄのゲートにオン信号が与えられ、時刻ｔ１２において、半導体素子３４ａ，３４ｄのゲートがオンからオフに変化する。また時刻ｔ１３において、半導体素子３４ｂ，３４ｄのゲートにオン信号が与えられ、時刻ｔ１４において半導体素子３４ｂ，３４ｃのゲートがオンからオフに変化する。また、時刻ｔ１５において、再度半導体素子３４ａ，３４ｄのゲートがオンする。
【００６０】
実施の形態１では図３に示したコイル７の電流波形Ｉ２２は１方向（正）であるが、実施の形態２ではコイル３７の電流Ｉ５３は２方向（正および負）に流れる。すなわち、時刻ｔ１１〜ｔ１３の期間に正方向の電流が流れ、時刻ｔ１３〜ｔ１５までは負方向の電流が流れる。ただし被試験対象のコンデンサ３３のリップル電流波形は実施の形態１のコンデンサ３のリップル電流波形と大きな差はない。
【００６１】
特に、以下の式（６）と式（７）が成立する条件では、被試験対象のコンデンサ３とコンデンサ３３に対しては同じ試験が実施できる。
ｔ１−ｔ０＝ｔ１１−ｔ１０＝ｔ１３−ｔ１４  …（６）
ｔ２−ｔ１＝ｔ１２−ｔ１３＝ｔ１４−ｔ１５  …（７）
したがって、実施の形態２のコンデンサ試験装置２００も実施の形態１と同様な効果を得ることができる。なお、実施の形態１と同様に、コイル３２ａ，３２ｂのインダクタンスとコンデンサ３６の容量を調整すれば、コンデンサ試験装置２００もリップル電流をサイン波形とすることができる。
【００６２】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１，３１  逆流防止ダイオード、２，２ａ，２ｂ，７，３２ａ，３２ｂ，３７  コイル、３，３ａ〜３ｃ，６，９，３３，３３ａ〜３３ｃ  コンデンサ、４，３４  スイッチング素子、４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，３４ａ〜３４ｄ  半導体素子、５，３５，３５ａ〜３５ｄ  ダイオード、８，３８  直流電源、１０ａ，１０ｂ  ゲートドライバ、１１ａ，１１ｂ  配線インダクタンス、１２，４２  演算装置、１３ａ〜１３ｃ，４３ａ〜４３ｃ  第１端子群、１４ａ，１４ｃ，４４ａ，４４ｃ  第２端子群、１００，２００  コンデンサ試験装置、Ｎ１，Ｎ１１，Ｎ２，Ｎ１２  接続ノード、ＮＬ  負極ライン、ＰＬ  正極ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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