(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象となるコンデンサに直列に接続されて共振回路を構成するコイルを含み、その着脱によって前記コイルを交換可能に構成されたコイルユニットと、
前記共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段と
を備え、
前記コイルユニットは、前記コイルを内蔵し、装置前面のフロントパネルに設けられたコイル操作部において、装置本体に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とするコンデンサ試験装置。
【請求項２】
前記コイルユニットのセット状態を検出するセット検出手段をさらに備え、
前記印加電力生成手段は、前記セット検出手段がセット状態不良を検出した場合に、前記共振回路への前記試験電力の印加を禁止することを特徴とする請求項１記載のコンデンサ試験装置。
【請求項３】
前記コイルユニットに内蔵されている前記コイルは、低インダクタンス値を複数タップ備え、複数タップ分を１ユニットとして、手動による切換が可能なプラグイン方式に構成され、
前記コイルユニットの前面には、前記コイルのインダクタンスを切り換えるコイル切換タップのコイル端子が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のコンデンサ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサに対して特性試験、信頼性試験、破壊試験などの試験を行うコンデンサ試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路において高周波用途に用いられるコンデンサでは、その特性や信頼性、寿命等に関して、高周波による温度上昇、劣化、破壊等を調べる試験が行われている。このような試験を行う方法としては、従来、試験対象となるコンデンサに高周波電源及び各種の測定器を接続し、コンデンサに対して直接に高周波電力を印加する試験方法が用いられている。
【０００３】
これに対して、近年、高周波用途に用いられるコンデンサとして、さらに高周波かつ高電圧での用途に用いるコンデンサの開発と利用が進められている。このようなコンデンサに対して試験を行う場合、高周波電源のみでコンデンサに電力を直接印加する従来の方法では、コンデンサに要求されている高周波かつ高電圧での特性等について充分に試験することが難しくなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
コンデンサに試験電力を印加して行う他の試験方法として、試験対象となるコンデンサに対して高周波電力を直接印加せずに、共振用のコイルを用いる方法がある。この試験方法では、コンデンサにコイルを直列に接続して直列共振回路を構成し、この共振回路に高周波電力を印加しつつ共振状態を発生させて、コンデンサに対して高周波かつ高電圧の試験電力を印加する。
【０００５】
ここで、上述した高周波のコンデンサ試験においては、コンデンサに対して充分に高電圧な試験電力を印加するため、コンデンサ及びコイルからなる直列共振回路に対して、試験が必要な周波数であって、かつ、その共振状態が充分に保持される周波数で高周波電力を印加する必要がある。
【０００６】
例えば、コンデンサ試験では、高周波の試験電力を印加して行われる試験時間中に、試験対象であるコンデンサの容量などが変動する。このようにコンデンサの容量が変動すると、コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振周波数が変化して、その共振状態が充分には保持できない場合がある。このとき、コンデンサに印加される高周波電力が高電圧に保たれなくなり、したがって、コンデンサに対して必要な試験を確実に行うことができないという問題を生じる。
【０００７】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能なコンデンサ試験装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
コンデンサ試験装置は、（１）試験対象となるコンデンサに直列に接続されて共振回路を構成するコイルと、（２）共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段と、（３）共振回路での共振状態を追尾して、その共振状態が保持されるようにコイルまたは印加電力生成手段を制御する共振制御手段とを備える構成としても良い。
【０００９】
上記したコンデンサ試験装置においては、コンデンサの試験時にコンデンサ及びコイルからなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御手段によって自動的に共振状態を追尾することとしている。
【００１０】
これにより、試験時間中にコンデンサの容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。このとき、試験対象となるコンデンサに対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【００１１】
コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振状態の追尾方法としては、共振制御手段が、印加電力生成手段が印加する試験電力の周波数を制御することによって、共振状態を追尾することが好ましい。このように、共振周波数を利用して共振状態の追尾を行うことにより、高周波回路に用いられている回路素子や技術を応用することができ、装置の回路構成等が簡単化される。
【００１２】
また、共振状態の他の追尾方法としては、印加電力生成手段が印加する試験電力の電圧を制御する構成がある。このような方法は、試験電力の周波数と共振周波数とのずれが小さい場合などに有効である。あるいは、コイルのインダクタンスを制御する構成がある。
【００１３】
また、印加電力生成手段は、直流電源と、直流電源によって供給された直流電力から生成された試験電力を共振回路に印加するインバータとを有することを特徴とする。このようにインバータを用いることにより、共振回路に対して、商用電源などから低損失で効率的に試験電力を生成して印加することができる。
【００１４】
あるいは、印加電力生成手段は、所定の増幅周波数帯域内で設定された周波数の交流電力を増幅して生成された試験電力を共振回路に印加する広帯域電力増幅器を有することを特徴とする。これにより、共振回路に対して、充分に高周波の試験電力を生成して印加することができる。
【００１５】
本発明によるコンデンサ試験装置は、（ａ）試験対象となるコンデンサに直列に接続されて共振回路を構成するコイルを含み、その着脱によってコイルを交換可能に構成されたコイルユニットと、（ｂ）共振回路に所定周波数の試験電力を印加する印加電力生成手段とを備え、コイルユニットは、コイルを内蔵し、装置前面のフロントパネルに設けられたコイル操作部において、装置本体に対して着脱することが可能に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
コンデンサ試験においては、様々なコンデンサに対して広い周波数範囲で特性試験等を行うことを可能とするため、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に対して、より広い周波数範囲及び電圧範囲で試験電力を印加することが望まれている。これに対して、上記のように共振回路を構成するためのコイルを交換可能（着脱可能）なコイルユニットとしておくことによって、試験対象となるコンデンサに対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサの試験を行うことが可能となる。
【００１７】
このとき、コイルユニットのセット状態を検出するセット検出手段をさらに備え、印加電力生成手段は、セット検出手段がセット状態不良を検出した場合に、共振回路への試験電力の印加を禁止することが好ましい。これにより、コイルユニットの交換により発生する問題を防止して、装置の安全性を向上することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面とともに本発明によるコンデンサ試験装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１９】
図１は、本発明によるコンデンサ試験装置の第１実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置１は、試験対象となるコンデンサ１１に対して、所望の周波数での高周波の試験電力を充分な高電圧で印加して、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの試験を行うものであり、コイル１２と、印加電力生成部２と、共振制御部３と、検出部４と、設定部５とを備えて構成されている。
【００２０】
コイル１２は、試験対象となるコンデンサ１１に直列に接続されて共振回路を構成するための共振用の内蔵コイルである。コイル１２の一方の端子１２ａは、印加電力生成部２を介して試験端子１１ａに接続されている。また、コイル１２の他方の端子１２ｂは、試験端子１１ｂに接続されている。
【００２１】
コンデンサの試験時には、図１に示すように、２つの試験端子１１ａ及び１１ｂの間に、試験対象のコンデンサ１１が接続される。これにより、コンデンサ１１とコイル１２とが直列に接続された直列共振回路が構成され、この共振回路を利用して、コンデンサ１１への高周波電力の印加が行われる。
【００２２】
印加電力生成部２は、上記したようにコイル１２の端子１２ａと、コンデンサ１１が接続される試験端子１１ａとの間に設置されている。印加電力生成部２には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。そして、印加電力生成部２は、その増幅機能などによって所定の周波数及び電圧の試験電力を生成して、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路に印加する。試験電力の周波数や電圧などは、自動でまたは設定部５から入力された設定内容により設定される。
【００２３】
これらのコンデンサ１１、コイル１２、及び印加電力生成部２から構成される共振回路の動作は、共振制御部３によって制御されている。すなわち、共振制御部３は、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路での共振状態を追尾して、その共振状態がコンデンサ試験に充分な範囲内に保持されるように、コイル１２または印加電力生成部２の一方または両方を制御する。
【００２４】
また、コンデンサ１１及びコイル１２の直列共振回路で発生する共振状態等についての電気的特性は、検出部４によって検出される。図１に示す構成例における検出部４では、電圧検出部４１、電流検出部４２、及び周波数検出部４３が設けられている。
【００２５】
これらの検出部のうち、電圧検出部４１は、電力印加に伴うコンデンサ１１への印加電圧値を検出する。また、電流検出部４２は、電力印加に伴うコンデンサ１１への通電電流値を検出する。また、周波数検出部４３は、共振状態での共振周波数値を検出する。これらの検出値は、コンデンサ試験の結果判断などに用いられる。
【００２６】
図２は、図１に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す正面図である。このコンデンサ試験装置１は、コイル１２等を含む共振回路ユニットと、印加電力生成部２等を含むパワーユニットと、共振制御部３、検出部４、及び設定部５等を含むコントロールユニットとを備えている。
【００２７】
図２は、コンデンサ試験装置１の前面に設けられたフロントパネルを示している。このフロントパネルは、共振回路ユニットに対応する共振回路パネル１００と、共振回路パネル１００の下部に設けられ、パワーユニットに対応するパワーパネル２００と、共振回路パネル１００の上部に設けられ、コントロールユニットに対応するコントロールパネル３００とを有する。
【００２８】
共振回路パネル１００は、コンデンサ設置部１１０、及びコイル操作部１２０からなる。コンデンサ設置部１１０には、試験対象となるコンデンサ１１を接続するための試験端子１１ａ、１１ｂが設けられている（図１参照）。また、このコンデンサ設置部１１０には、試験時にコンデンサ１１に触れないようにするためのカバーが設けられる。
【００２９】
また、本実施例では、コンデンサ試験の共振回路に用いられるコイル１２について、低インダクタンス値を数タップ備え、数タップ分を１ユニットとして、手動による切換が可能なプラグイン方式としている。これにより、タップ間によるコイルのインダクタンスの変更が可能となる一方、試験に用いると決められたコイルについては、固定したインダクタンスとすることができる。
【００３０】
これに対応して、コイル操作部１２０には、共振回路ユニットに内蔵されているコイルのインダクタンスを切り換えるコイル切換タップの６組のコイル端子１２１が設けられている。これにより、所定の端子間をショートバー１２２で接続することによって、共振回路に用いるコイルを選択して、そのインダクタンスを変更することが可能となっている。また、このコイル操作部１２０には、試験時にコイル端子１２１等に触れないようにするためのカバーが設けられる。
【００３１】
コントロールパネル３００は、主操作部３１０、電力操作部３２０、及び周波数操作部３３０からなる。
【００３２】
主操作部３１０には、コンデンサ試験を開始する開始スイッチ３１１と、コンデンサ試験を停止する停止スイッチ３１２と、装置または共振状態などの異常を表示する異常表示ランプ３１３とが設けられている。また、主操作部３１０の左下部には、装置全体の電源をＯＮ／ＯＦＦする電源スイッチ３０１が設けられている。
【００３３】
また、本実施例では、コンデンサ試験に対して、複数のタイマモードが利用可能となっている。タイマモードとしては、例えば、試験の開始及び停止の両方を手動で指示する手動モード、設定されたタイマ設定時間によって試験の停止を指示するタイマモード、設定されたサイクル時間及びカウンタ設定回数などによって試験電力の印加を繰り返し行うサイクルモードなどがある。これに対応して、主操作部３１０には、タイマ操作部３１４と、カウンタ操作部３１５と、タイマモード切換スイッチ３１６とが設けられている。
【００３４】
タイマ操作部３１４は、設定されているタイマ設定時間や試験中での経過時間などを表示する表示部と、試験時間となるタイマ設定時間などを設定操作する設定操作部とを有する。また、カウンタ操作部３１５は、サイクルモードの場合などに用いられるものであり、サイクルの回数などを表示する表示部と、サイクルの回数となるカウンタ設定回数などを設定操作する設定操作部とを有する。また、タイマモード切換スイッチ３１６は、上記した各タイマモードを切り換える切換手段である。
【００３５】
電力操作部３２０には、電圧検出部４１で検出された印加電圧値を表示する電圧表示部３２１と、電流検出部４２で検出された通電電流値を表示する電流表示部３２２と、電圧設定ボリューム３２３とが設けられている。
【００３６】
電圧設定ボリューム３２３は、出力電圧を設定するための電圧設定手段であり、その操作により、印加電力生成部２で生成される試験電力の電圧、または、試験電力の生成に用いられる直流信号や交流信号（正弦波信号）などの電圧や振幅を可変に設定または変更する。
【００３７】
周波数操作部３３０には、周波数検出部４３で検出された共振周波数値を表示する周波数表示部３３１が設けられている。
【００３８】
また、本実施例では、コンデンサ試験に対して、複数の試験モードが利用可能となっている。試験モードとしては、例えば、自動共振周波数検出追尾モード、手動周波数設定共振モード、手動周波数設定直接印加モードなどがある。これに対応して、周波数操作部３３０には、周波数設定ボリューム３３２と、試験モード切換スイッチ３３３とが設けられている。
【００３９】
周波数設定ボリューム３３２は、手動周波数設定共振モードの場合などに用いられる周波数を設定するための周波数設定手段であり、その操作により、印加電力生成部２で生成される試験電力の周波数、または、試験電力の生成に用いられる交流信号（正弦波信号）の周波数を可変に設定または変更する。また、試験モード切換スイッチ３３３は、上記した各試験モードを切り換える切換手段である。
【００４０】
本実施形態のコンデンサ試験装置においては、試験対象となるコンデンサ１１に対して、高周波電力を高周波電源から直接に印加せずに、コンデンサ１１にコイル１２を直列に接続して直列共振回路を構成し、この共振回路に高周波電力を印加しつつ共振状態を発生させて、コンデンサ１１に対して高周波かつ高電圧の試験電力を印加する。さらに、コンデンサ１１の試験時にコンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御部３によってコイル１２または印加電力生成部２を制御して、自動的に共振状態を追尾することとしている。
【００４１】
これにより、試験時間中にコンデンサ１１の容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。このとき、試験対象であるコンデンサ１１に対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、コンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【００４２】
図３は、コンデンサ試験装置の第２実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置１の構成は、コイル１２、印加電力生成部２、検出部４、及び設定部５については、第１実施形態と同様である。
【００４３】
また、検出部４に対応して、表示部６が設置されている。図３に示す構成例における表示部６では、電圧表示部６１、電流表示部６２、及び周波数表示部６３が設けられている。
【００４４】
これらの表示部のうち、電圧表示部６１は、図２の電圧表示部３２１に対応するものであり、電圧検出部４１で検出された印加電圧値を表示する。また、電流表示部６２は、図２の電流表示部３２２に対応するものであり、電流検出部４２で検出された通電電流値を表示する。また、周波数表示部６３は、図２の周波数表示部３３１に対応するものであり、周波数検出部４３で検出された共振周波数値を表示する。
【００４５】
本実施形態によるコンデンサ試験装置１では、試験対象として接続されたコンデンサ１１及び共振用の内蔵コイル１２からなる共振回路での共振状態の追尾方法として、印加電力生成部２が共振回路に印加する試験電力の周波数を制御する方法を用いている。
【００４６】
このような追尾方法を実現するため、共振制御部３は、印加波形生成部３１と、印加波形補正部３２とを有して構成されている。印加波形生成部３１は、コンデンサ試験に必要となる所望の周波数での高周波の交流信号を生成する。生成された交流信号は印加電力生成部２へと出力され、印加電力生成部２における所望の周波数での試験電力の生成に用いられる。
【００４７】
また、印加波形補正部３２は、印加電力生成部２に対して、共振回路での共振状態が充分に保持されるように、共振回路に印加する試験電力の周波数の制御を、印加波形生成部３１を介して行う。
【００４８】
具体的には、この印加波形補正部３２には、図３に示すように、印加波形生成部３１から印加電力生成部２に出力される交流信号と、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路から出力される共振信号とが入力されている。印加波形補正部３２は、これらの交流信号と共振信号とを位相比較し、共振周波数が試験に必要な交流信号の周波数と一致するように、印加波形生成部３１及び印加電力生成部２に対して帰還制御を行う。
【００４９】
このように、共振周波数を利用して共振状態の追尾を行うことにより、高周波回路に用いられている回路素子や技術を応用することができ、装置の回路構成等が簡単化される。なお、周波数の帰還制御を行う印加波形補正部３２としては、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を用いることができる。
【００５０】
また、共振状態の他の追尾方法としては、印加電力生成部２が印加する試験電力の電圧を共振制御部３によって制御することも可能である。交流信号（試験電力）と共振信号との位相がずれると、共振周波数の変化に伴って、共振によってコンデンサ１１に印加される高周波電力の電圧（電力の振幅）が変動する。これに対して、周波数のずれが一定の範囲内にあれば、電圧制御によって周波数のずれを補って、コンデンサ１１に対する高電圧な高周波電力の印加を保つことができる。
【００５１】
また、図３に示すコンデンサ試験装置１では、共振制御部３は印加電力生成部２を制御する構成となっているが、図１に示したように、コイル１２のインダクタンスを共振制御部３が制御することによって共振状態を追尾することも可能である。
【００５２】
ただし、コイル１２を可変にする構成では、装置が大型化したり、また、インダクタンスの可変範囲が狭い場合がある。したがって、装置の大きさや共振状態の追尾範囲などの点では、印加電力生成部２が共振回路に印加する試験電力の周波数または電圧を共振制御部３によって制御する構成とすることが好ましい。これらの共振の追尾方法は、各試験装置の具体的な構成や、必要とされる追尾範囲等に応じて、好適なものを選択して適用すれば良い。
【００５３】
図１〜図３に示したコンデンサ試験装置１を用いたコンデンサの試験方法について説明する。なお、以下に示す具体例において用いられている試験モード及びタイマモードは、例えば、図２に示す構成のフロントパネルにおける試験モード切換スイッチ３３３、及びタイマモード切換スッチ３１６によってそれぞれ選択されるか、あるいは、試験装置の仕様としてあらかじめ設定される。以下においては、これらのモードが試験条件として選択可能なものとする。
【００５４】
図４は、コンデンサ試験方法の第１の例を示すフローチャートである。本実施例は、試験モード＝自動共振周波数検出追尾モード、タイマモード＝タイマモードでのコンデンサ試験装置１の動作及び操作内容等を示している。なお、自動検出追尾モードとは、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路での共振周波数を自動的に追尾することで、コンデンサ１１に対して必要な正弦波電圧・電流を印加するモードである。また、タイマモードとは、あらかじめ設定されたタイマ設定時間によってコンデンサ試験を行うモードである。
【００５５】
まず、試験対象となるコンデンサ１１を用意して、コンデンサ試験の準備を行う（ステップＳ１０１）。コンデンサ１１及び内蔵コイル１２からなる直列共振回路での共振周波数ｆは、コンデンサ１１の容量Ｃ及びコイル１２のインダクタンスＬから、次式
ｆ＝１／２π√（ＬＣ） ［Ｈｚ］
により求められる。
【００５６】
求められた共振周波数ｆが試験装置１における試験可能な周波数範囲内であるかどうかを確認する。範囲外であれば、コイル切換タップを変更するか（図２参照）、あるいは、複数のコンデンサを直列または並列に接続して、周波数範囲内で試験を行えるようにする。
【００５７】
また、コンデンサ１１への通電電流を確認する。コンデンサのリアクタンスは次式により求まる。
【００５８】
Ｚｃ＝１／ωＣ＝１／２πｆＣ ［Ω］
このＺｃに対し、コンデンサ１１の印加電圧をＶｃとすると、通電電流Ｉｃは
Ｉｃ＝Ｖｃ／Ｚｃ ［Ａ］
により求められる。コイル１２にはそれぞれ許容可能な最大容量電流があるので、求められた通電電流Ｉｃがそれ以下であることを確認する。許容値を超えている場合には、印加電圧を下げて試験を行う。
【００５９】
コイル操作部１２０のカバーを開けてショートバー１２２によりコイル１２のインダクタンスを設定するとともに、コンデンサ設置部１１０のカバーを開けて試験対象であるコンデンサ１１を試験端子１１ａ、１１ｂにセットし、カバーを閉めたら、装置の電源を投入する。
【００６０】
次に、コンデンサ１１に対する試験条件を設定する（Ｓ１０２）。試験モード切換スイッチ３３３により、試験モードとして自動検出追尾モード（自動共振）を設定する。また、タイマモード切換スイッチ３１６により、タイマモードとしてタイマモードを設定し、合わせて、タイマ操作部３１４により、タイマ設定時間などの必要な条件を設定する。
【００６１】
また、共振周波数を自動的に検出し追尾するためには、印加波形補正部３２に所定以上の印加電圧が必要となるので、そのような条件を満たすように、電圧設定ボリューム３２３での電圧値を設定する。
【００６２】
各条件の設定を終了したら、コンデンサ試験を開始する（Ｓ１０３）。試験を開始すると、まず、共振周波数の自動検出が行われる（Ｓ１０４）。印加波形生成部３１は、低レベルの交流信号を印加電力生成部２に出力して共振回路に交流電力を印加する。そして、交流信号（交流電力）の周波数を自動で変化させつつ、共振による急激な電圧上昇を利用して共振周波数を検出して、検出された共振周波数でロックインする。共振回路でのロックされた共振周波数は、周波数検出部４３を介して周波数表示部６３（図２における周波数表示部３３１）に表示される。
【００６３】
このとき、印加電力生成部２により印加された交流電力の周波数と、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路での共振周波数とが一致すると、共振回路のコンデンサ１１に、正弦波形の所定の電圧・電流が印加される。共振周波数のロック後は、共振制御部３の印加波形補正部３２により、周波数値のずれを打ち消すように共振周波数が自動的に追尾される。
【００６４】
続いて、共振周波数を自動的に追尾しつつ共振回路に試験電力を印加して、試験対象であるコンデンサ１１に対して高周波かつ高電圧での必要な試験を行う（Ｓ１０５）。まず、電圧設定ボリューム３２３を操作して試験電力としての所望の印加電圧値を設定する。そして、印加電力生成部２の増幅機能により、設定された印加電圧値での試験電力がコンデンサ１１に印加される。共振周波数を追尾しつつ直列共振を利用することにより、交流入力よりも大きな電圧をコンデンサ１１に対して確実に印加することができる。
【００６５】
また、印加電力生成部２からの試験電力を印加して行われるコンデンサの試験時間中には、検出部４の電圧検出部４１、電流検出部４２、及び周波数検出部４３を介して、表示部６の電圧表示部６１、電流表示部６２、及び周波数表示部６３に、それぞれ検出された印加電圧値、通電電流値、及び共振周波数値が表示される。これらの各表示の値や、それらの時間による変化などを測定することにより、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの各種のコンデンサ試験が行われる。必要な試験を終了したら、コンデンサ試験を停止する（Ｓ１０６）。
【００６６】
図５は、図４に示したコンデンサ試験方法でのコンデンサ試験装置１の動作例を示すタイミングチャートである。図５中の各チャートは、上方からそれぞれ、コンデンサ試験の開始を指示する開始信号Ａ、コンデンサ試験の停止を指示する停止信号Ｂ、印加電力生成部２による試験電力の印加を指示する印加信号Ｃ、共振制御部３による試験電力の制御を指示する補正信号Ｄ、及び共振回路に印加される試験電力Ｅを示している。
【００６７】
まず、開始信号Ａの指示により、時間（動作期間）Ｔ１１において、装置に含まれる内部構成を動作可能とするための準備が行われる。次に、印加信号ＣがＯＮとなると、まず、時間Ｔ１２において、共振回路での共振周波数の自動検出、及び周波数のロックが行われる。
【００６８】
続いて、共振周波数がロックされたら、補正信号ＤがＯＮとなって周波数の追尾が開始されるとともに、時間Ｔ１３にわたってコンデンサ１１に試験電力が印加されて、必要なコンデンサ試験が行われる。なお、試験電力の印加においては、その印加開始直後の時間Ｔ１４では、コンデンサ１１への急激な電力印加を防止するためのソフトスタートが行われる。
【００６９】
開始信号Ａからタイマモードで設定されたタイマ設定時間Ｔ１０が経過したら、コンデンサ試験を終了する。
【００７０】
この自動共振周波数検出追尾モードでは、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路での共振状態を精度良く保持して、コンデンサ試験を確実に行うことができる。
【００７１】
図６は、コンデンサ試験方法の第２の例を示すフローチャートである。本実施例は、試験モード＝手動周波数設定共振モード、タイマモード＝サイクルモードでのコンデンサ試験装置１の動作及び操作内容等を示している。なお、手動設定共振モードとは、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路に印加する試験電力の周波数を手動で可変して設定するモードである。また、サイクルモードとは、あらかじめ設定されたカウンタ設定回数によってコンデンサ試験を繰り返して行うモードである。
【００７２】
まず、試験対象となるコンデンサ１１を用意して、図４に示したコンデンサ試験方法と同様に、コンデンサ試験の準備を行う（ステップＳ２０１）。準備が終了したら、装置の電源を投入する。
【００７３】
次に、コンデンサ１１に対する試験条件を設定する（Ｓ２０２）。試験モード切換スイッチ３３３により、試験モードとして手動設定共振モード（手動共振）を設定する。また、タイマモード切換スイッチ３１６により、タイマモードとしてサイクルモードを設定し、合わせて、タイマ操作部３１４及びカウンタ操作部３１５により、サイクル時間やカウンタ設定回数などの必要な条件を設定する。
【００７４】
各条件の設定を終了したら、コンデンサ試験を開始する（Ｓ２０３）。試験を開始すると、まず、共振周波数の手動設定が行われる（Ｓ２０４）。印加波形生成部３１は、低レベルの交流信号を印加電力生成部２に出力して共振回路に交流電力を印加する。そして、周波数設定ボリューム３３２の操作によって周波数を手動で変化させつつ、共振による急激な電圧上昇を利用して共振周波数を設定して、設定された共振周波数でロックインする。共振回路でのロックされた共振周波数は、周波数検出部４３を介して周波数表示部６３（図２における周波数表示部３３１）に表示される。
【００７５】
このとき、印加電力生成部２により印加された交流電力の周波数と、コンデンサ１１及びコイル１２からなる直列共振回路での共振周波数とが一致すると、共振回路のコンデンサ１１に、正弦波形の所定の電圧・電流が印加される。共振周波数のロック後は、共振制御部３により、電圧値のずれを打ち消すように共振状態での電圧が自動的に追尾される。
【００７６】
続いて、共振電圧を自動的に追尾しつつ共振回路に試験電力を印加して、試験対象であるコンデンサ１１に対して高周波かつ高電圧での必要な試験を行う（Ｓ２０５）。まず、電圧設定ボリューム３２３を操作して試験電力としての所望の印加電圧値を設定する。そして、印加電力生成部２の増幅機能により、設定された印加電圧値での試験電力がコンデンサ１１に印加される。共振電圧を追尾しつつ直列共振を利用することにより、交流入力よりも大きな電圧をコンデンサ１１に対して確実に印加することができる。
【００７７】
また、印加電力生成部２からの試験電力を印加して行われるコンデンサの試験時間中には、検出部４の電圧検出部４１、電流検出部４２、及び周波数検出部４３を介して、表示部６の電圧表示部６１、電流表示部６２、及び周波数表示部６３に、それぞれ検出された印加電圧値、通電電流値、及び共振周波数値が表示される。これらの各表示の値や、それらの時間による変化などを測定することにより、特性試験、信頼性試験、破壊試験などの各種のコンデンサ試験が行われる。必要な試験を終了したら、コンデンサ試験を停止する（Ｓ２０６）。
【００７８】
図７は、図６に示したコンデンサ試験方法でのコンデンサ試験装置１の動作例を示すタイミングチャートである。図７中の各チャートは、上方からそれぞれ、コンデンサ試験の開始を指示する開始信号Ａ、コンデンサ試験の停止を指示する停止信号Ｂ、印加電力生成部２による試験電力の印加を指示する印加信号Ｃ、共振制御部３による試験電力の制御を指示する補正信号Ｄ、及び共振回路に印加される試験電力Ｅを示している。
【００７９】
まず、開始信号Ａの指示により、時間（動作期間）Ｔ２１において、装置に含まれる内部構成を動作可能とするための準備が行われる。次に、印加信号ＣがＯＮとなると、まず、時間Ｔ２２において、共振回路での共振周波数の手動設定、及び周波数のロックが行われる。
【００８０】
続いて、共振周波数がロックされたら、補正信号ＤがＯＮとなって電圧の追尾が開始されるとともに、時間Ｔ２０にわたってコンデンサ１１に試験電力が印加されて、必要なコンデンサ試験が行われる。
【００８１】
具体的には、サイクルモードによるコンデンサ試験では、補正信号ＤがＯＮとなって試験電力の印加及び電圧の追尾が行われる印加時間Ｔ２３、及び補正信号ＤがＯＦＦとなって試験電力の印加を休止する休止時間Ｔ２４が、設定されているカウンタ設定回数だけ繰り返し行われる。したがって、試験時間Ｔ２０は、印加時間Ｔ２３及び休止時間Ｔ２４を合わせた１回のサイクル時間Ｔ２５をカウンタ設定回数だけ繰り返した時間となる。なお、繰り返して行われる印加時間Ｔ２３のそれぞれにおいては、その印加開始直後の時間Ｔ２６では、コンデンサ１１への急激な電力印加を防止するためのソフトスタートが行われる。
【００８２】
最初の補正信号Ｄからサイクルモードで設定されたサイクル時間及びカウンタ設定回数による時間Ｔ２０が経過したら、コンデンサ試験を終了する。
【００８３】
この手動周波数設定共振モードでは、あらかじめ共振周波数がわかっているコンデンサを試験対象とした場合に共振周波数を自動検出する時間を短縮して、コンデンサ試験を効率的に行うことができる。特に、試験電力の印加を複数回にわたって行うサイクルモードにおいては、サイクル毎に共振周波数を自動検出する時間を省略するため、このような手動設定を用いることが好ましい。
【００８４】
図１〜図３に示したコンデンサ試験装置１の構成について、さらに具体的に説明する。なお、以下に示す第３、第４実施形態のコンデンサ試験装置１では、図３に示した第２実施形態と同様に、試験対象として接続されたコンデンサ１１及び共振用の内蔵コイル１２からなる共振回路での共振状態の追尾方法として、印加電力生成部２が共振回路に印加する試験電力の周波数を制御する方法を用いている。ただし、試験電力の電圧を制御する方法を用いる場合でも、同様の構成が可能である。
【００８５】
図８は、コンデンサ試験装置の第３実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置１の構成は、コイル１２、検出部４、及び設定部５については、第１及び第２実施形態と同様である。
【００８６】
本実施形態における印加電力生成部２は、直流可変電源２１と、インバータ２２とを有して構成されている。直流可変電源２１には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。
【００８７】
直流可変電源２１は、電源の交流入力を変換して直流電力を生成し、その直流電力をインバータ２２へと供給する。また、インバータ２２は、直流可変電源２１によって供給された直流電力から高周波で充分な電圧の試験電力を生成し、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路に印加する。
【００８８】
一方、共振制御部３は、印加波形生成部３１と、印加波形補正部３２とを有して構成されている（図３参照）。また、印加波形生成部３１には、上記した印加電力生成部２の構成に対応して、インバータ制御部３３が設けられている。インバータ制御部３３は、インバータ２２を介してコンデンサ試験に必要となる交流信号を出力するものである。
【００８９】
印加電力生成部２による試験電力の生成及び印加にインバータ２２を用いることにより、コンデンサ試験の共振回路に対して、商用電源などから低損失で効率的に試験電力を生成して印加することができる。
【００９０】
具体的に説明すると、インバータ２２は、直流可変電源２１から供給される直流入力を電源とし、インバータ制御部３３によって制御される周波数の交流電力を増幅して、試験電力として共振回路に印加するものであり、好ましくは、ＦＥＴのフルブリッジから構成される。インバータ２２で生成される試験電力の電力値は、直流可変電源２１からインバータ２２への電源供給値を変えることによって制御される。これらは、例えば、設定部５から入力された設定内容により設定される。
【００９１】
このように、負荷がＬＣ共振回路となっているコンデンサ試験用の回路に対して、高周波の試験電力を供給する電源としてインバータ２２を適用した構成によれば、ゼロ電流スイッチングとなるために、インバータ２２でのスイッチング損失などの損失が小さく抑えられ、したがって、高効率で試験電力の生成及び印加を行うことができる。
【００９２】
ただし、インバータ２２では、交互に動作するスイッチング素子が同時にＯＮすることを避けるためにデッドタイムを設ける必要があり、生成可能な試験電力の周波数には上限がある。印加電力生成部２にインバータ２２を用いた構成での試験電力の周波数範囲（試験装置１における試験可能な周波数範囲）は、例えば、１０〜１３０ｋＨｚ程度である。
【００９３】
図９は、コンデンサ試験装置の第４実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置１の構成は、コイル１２、検出部４、及び設定部５については、第１及び第２実施形態と同様である。
【００９４】
本実施形態における印加電力生成部２は、広帯域電力増幅器２３を有して構成されている。広帯域電力増幅器２３には、商用電源による通常の交流電力などの所定の電力が供給されている。広帯域電力増幅器２３は、増幅が可能な増幅周波数帯域内で設定された周波数の交流電力を増幅して高周波で充分な電圧の試験電力を生成し、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路に印加する。
【００９５】
一方、共振制御部３は、印加波形生成部３１と、印加波形補正部３２とを有して構成されている（図３参照）。また、印加波形生成部３１には、上記した印加電力生成部２の構成に対応して、正弦波発生器３４が設けられている。正弦波発生器３４は、広帯域電力増幅器２３を介してコンデンサ試験に必要となる交流信号を出力するものである。
【００９６】
印加電力生成部２による試験電力の生成及び印加に広帯域電力増幅器（電力増幅器）２３を用いることにより、コンデンサ試験の共振回路に対して、充分に高周波の試験電力を生成して印加することができる。
【００９７】
具体的に説明すると、広帯域電力増幅器２３は、交流入力を電源とし、正弦波発生器３４によって制御される周波数の交流電力を増幅して、試験電力として共振回路に印加するものである。広帯域電力増幅器２３で生成される試験電力の電力値は、電力増幅器２３での増幅率などを変えることによって制御される。これらは、例えば、設定部５から入力された設定内容により設定される。
【００９８】
このように、コンデンサ試験用の回路に対して、高周波の試験電力を供給する電源として広帯域電力増幅器２３を適用した構成によれば、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路に印加する試験電力の周波数の上限を高くすることができる。印加電力生成部２に広帯域電力増幅器２３を用いた構成での試験電力の周波数範囲（試験装置１における試験可能な周波数範囲）は、例えば、１０〜５００ｋＨｚ程度であり、インバータ２２を用いた構成よりも周波数の上限値が高くなっている。
【００９９】
ただし、広帯域電力増幅器２３では、電源として入力される交流電力に対する効率はインバータ２２と比較して低く、生成可能な試験電力の電圧の上限がやや低くなる。このような電圧の上限は、例えば、インバータ２２での上限電圧値が６０００Ｖに比べて、広帯域電力増幅器２３での上限電圧値が４０００Ｖ程度である。
【０１００】
図１０は、コンデンサ試験装置の第５実施形態の構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態のコンデンサ試験装置１の構成は、印加電力生成部２、共振制御部３、及び設定部５については、第１実施形態と同様である。
【０１０１】
本実施形態によるコンデンサ試験装置１では、コンデンサ１１に直列に接続されて共振回路を構成するコイル１２が、装置への着脱によってコイル１２を交換可能に構成されたコイルユニット１３として設置されている。
【０１０２】
具体的には、本実施形態では、図２の実施例に関して説明したように、コンデンサ試験の共振回路に用いられるコイル１２について、低インダクタンス値を数タップ備え、数タップ分を１ユニットのコイルユニット１３として、手動による切換が可能なプラグイン方式としている。これにより、タップ間によるコイルのインダクタンスの変更が可能となる一方、試験に用いると決められたコイルについては、固定したインダクタンスとすることができる。
【０１０３】
さらに、このコイルユニット１３は、試験装置１に対して着脱可能に構成されている。これにより、共振回路に用いるコイル１２を必要に応じて交換することが可能となっている。
【０１０４】
このようなコイルユニット１３を用いた構成に対して、検出部４に、電圧検出部４１、電流検出部４２、及び周波数検出部４３に加えて、セット検出部４４が設けられている。このセット検出部４４は、コイル１２を含むコイルユニット１３の試験装置１へのセット状態を検出する。
【０１０５】
セット検出部４４によって検出されたセット状態についての情報は、印加電力生成部２に入力されている。そして、印加電力生成部２は、セット検出部４４がコイルユニット１３のセット状態不良を検出した場合に、コンデンサ１１及びコイル１２からなる共振回路への試験電力の印加を禁止する。
【０１０６】
また、検出部４に対応して、表示部６が設置されている。図１０に示す構成例における表示部６では、電圧表示部６１、電流表示部６２、及び周波数表示部６３に加えて、セット表示部６４が設けられている。このセット表示部６４は、セット検出部４４で検出されたコイルユニット１３のセット状態を表示する。このようなセット表示部６４としては、例えば、図２の異常表示ランプ３１３のように、セット状態不良が検出された場合に異常ランプを点灯させる構成などを用いることができる。
【０１０７】
コンデンサ試験においては、様々なコンデンサに対して広い周波数範囲で特性試験等を行うことを可能とするため、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に対して、より広い周波数範囲及び電圧範囲で試験電力を印加することが望まれている。これに対して、上記のように共振回路を構成するためのコイル１２を交換可能（着脱可能）なコイルユニット１３としておくことによって、試験対象となるコンデンサ１１に対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサ１１の試験を行うことが可能となる。
【０１０８】
また、着脱可能なコイルユニット１３に対してセット検出部４４を設け、セット検出部４４がコイルユニット１３のセット状態不良を検出した場合に、印加電力生成部２による共振回路への試験電力の印加を禁止するとともに、異常ランプによってエラーを表示している。
【０１０９】
コイルユニット１３がセット状態不良のままでコイル端子１２１にショートバー１２２を接続したりした場合、振動などによってショートバー１２２付近にスパークが発生するなどの危険を生じる。これに対して、上記のようにセット状態不良を検出して試験装置１の動作を制御することにより、コイルユニット１３の交換により発生する問題を防止して、装置の安全性を向上することができる。
【０１１０】
図１１は、図１０に示したコンデンサ試験装置の一実施例について、そのコイルユニット等の構成を示す斜視図である。図１１に示すコイルユニット１３は、空芯コイルからなるコイル１２を内蔵し、装置本体に対して着脱可能となっている。また、コイルユニット１３の前面には、コイルを切り換えるためのコイル端子１２１が設けられている（図２参照）。このような空芯コイルでは、その巻き方や用いる銅線の仕様などを変えることにより、共振状態における周波数値や電圧値などの試験範囲を広くすることができる。
【０１１１】
この着脱可能なコイルユニット１３に対し、装置本体側には、セット検出部４４としてマイクロスイッチ４４ａが設置されている。このマイクロスイッチ４４ａは、装置本体に装着されたコイルユニット１３がボタン４４ｂを押し込むことによってセット状態良を検出するようになっている。
【０１１２】
なお、コイル１２をコイルユニット１３とした場合のコンデンサ試験方法は、基本的には図４または図６に示した試験方法と同様であるが、共振周波数などに応じてコイルユニット１３及びコイル１２を交換することが可能な点、及び、セット検出部４４で検出されたコイルユニット１３のセット状態によって動作が異なってくる点が異なる。
【０１１３】
図４のフローチャートを参照して説明すると、まず、コンデンサ試験の準備段階（ステップＳ１０１）において、試験対象となるコンデンサ１１に対して求められた共振周波数ｆまたは通電電流Ｉｃなどにより、必要に応じてコイルユニット１３を交換して、共振に用いるコイル１２を変更することができる。
【０１１４】
また、準備を終了して装置の電源を投入した際に、セット検出部４４によってコイルユニット１３のセット状態が検出される。セット状態良（正常）が検出されたら、図４に示したＳ１０２〜Ｓ１０６の各ステップによるコンデンサ試験が続いて行われる。
【０１１５】
一方、セット状態不良（異常）が検出されたら、セット状態不良の情報が印加電力生成部２及びセット表示部６４に出力される。これにより、印加電力生成部２は、試験電力の共振回路への印加が禁止された状態となる。また、セット表示部６４は、セット状態不良を示す異常表示ランプ３１３のＬＥＤを点灯する。
【０１１６】
このとき、操作者は、異常表示ランプ３１３の点灯によってセット状態不良を確認し、コイルユニット１３を正常にセットし直す。これにより、セット検出部４４によってセット状態良（正常）が検出されたら、図４に示したＳ１０２〜Ｓ１０６の各ステップによるコンデンサ試験が続いて行われる。
【０１１７】
なお、コンデンサ試験の実行中においても、セット検出部４４がセット状態不良を検出した場合には、試験を強制的に終了し、印加電力生成部２を試験電力の共振回路への印加が禁止された状態とするとともに、セット状態不良を示す異常表示ランプ３１３のＬＥＤを点灯する。
【０１１８】
本発明によるコンデンサ試験装置は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、検出部４や設定部５、表示部６などの構成は、上記した構成に限らず、コンデンサ試験の結果判断の方法などに応じて様々な構成を用いて良い。
【０１１９】
また、コンデンサ及びコイルからなる共振回路での共振状態の追尾方法については、上記したタイマモード及びサイクルモードによる試験方法の例では、タイマモードでは周波数の追尾、サイクルモードでは電圧の追尾を行っているが、例えばサイクルモードで周波数の追尾を行うなどの異なる構成としても良く、あるいは、周波数と電圧の追尾、あるいはさらにコイルを可変とすることによる追尾を合わせて行っても良い。また、タイマモードについては、試験の停止をタイマによらずに手動で指示する手動モードを用いても良い。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明によるコンデンサ試験装置は、以上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すなわち、共振を利用したコンデンサの試験時に、コンデンサ及びコイルからなる共振回路に印加される試験電力などについての試験条件を試験時間中で一定とせず、共振制御手段によって自動的に共振状態を追尾するコンデンサ試験装置によれば、試験時間中にコンデンサの容量などが変動して共振条件が変化した場合でも、その共振状態が良好に保持される。
【０１２１】
このとき、試験対象となるコンデンサに対して、コンデンサに印加される高周波電力が試験時間の全体にわたって充分に高電圧に保たれることとなり、したがって、試験対象となるコンデンサに対して、所望の周波数での試験電力を充分な高電圧で印加して、必要な試験を確実に行うことが可能となる。
【０１２２】
また、共振回路を構成するためのコイルを交換可能（着脱可能）なコイルユニットとしておくことによって、試験対象となるコンデンサに対して、広い周波数範囲での所望の周波数で高電圧の高周波電力を印加して、効率的にコンデンサの試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンデンサ試験装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す正面図である。
【図３】コンデンサ試験装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】コンデンサ試験方法の第１の例を示すフローチャートである。
【図５】図４に示したコンデンサ試験方法での試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】コンデンサ試験方法の第２の例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示したコンデンサ試験方法での試験装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】コンデンサ試験装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】コンデンサ試験装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】コンデンサ試験装置の第５実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示したコンデンサ試験装置の一実施例の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…コンデンサ試験装置、１１…コンデンサ、１１ａ、１１ｂ…試験端子、１２…コイル、１３…コイルユニット、２…印加電力生成部、２１…直流可変電源、２２…インバータ、２３…広帯域電力増幅器、３…共振制御部、３１…印加波形生成部、３２…印加波形補正部、３３…インバータ制御部、３４…正弦波発生器、４…検出部、４１…電圧検出部、４２…電流検出部、４３…周波数検出部、４４…セット検出部、５…設定部、６…表示部、６１…電圧表示部、６２…電流表示部、６３…周波数表示部、６４…セット表示部、
１００…共振回路パネル、１１０…コンデンサ設置部、１２０…コイル操作部１２１…コイル端子、１２２…ショートバー、２００…パワーパネル、３００…コントロールパネル、３０１…電源スイッチ、３１０…主操作部、３２０…電力操作部、３３０…周波数操作部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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