一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法及系统

技术领域

本申请实施例涉及金属化薄膜电容器技术领域，尤其涉及一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法及系统。

背景技术

脉冲电容器元件采用金属化有机薄膜(绝缘薄膜上蒸镀金属层)卷制成圆柱体，两端喷金属锌，再引出电极封装而成。原有的型式试验在同一批次膜材取一小部分制成芯子，以高于额定电压的试验电压施加于芯子一段时间，测试容量的下降率判断这批膜材是否为优等品、合格品、等外品；上述自愈测试技术检测电容器产品性能的方法无法对每一个工件进行自愈测试，现有的型式试验能将膜材的自愈率大于1％的材料作为等外品，但是无法具体到每一个芯子进行筛选。

电磁弹射类的脉冲电容器采用多个元件组合，对每一个元件进行本工艺测试后，将自愈性能差的元件剔除出来，提高了脉冲电容器的优品率，降低多个元件组合的脉冲电容器的前期失效率。

发明内容

本申请实施例提供一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法及系统，可以在每一个脉冲电容器元件进行赋能工艺处理的同时完成自愈参数测试、筛选，将潜在的自愈次数多的脉冲电容器元件剔除。

在第一方面，本申请实施例提供了一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法，所述方法包括以下步骤：

闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器；

将所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；

根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；

通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；

基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器。

进一步的，所述设定时间满足：

t1＝kτ；

τ＝RC；

其中，k为充电时间系数，τ为所述被测电容器充电时间常数，R为电路的限流阻值，C为所述被测电容器的电容。

进一步的，所述设定时间为10-15s。电阻的电压值

进一步的，所述根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数，包括：

以所述设定时间作为横坐标，以所述实时电压值作为纵坐标，形成所述实时电压值随所述设定时间变化的电压值波形图，以获得所述采样电阻的变化的时间周期、峰值和底层噪音值。

进一步的，所述通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值，包括：

根据所述时间周期获取自愈次数；

所述被测电容器每次自愈的峰值为：

ΔU＝U0-U1；

其中，U0表示所述被测电容器的初始电压，U1表示所述被测电容器每次自愈后的电压。

进一步的，所述基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器，包括：

若所述被测电容器的自愈次数小于预设次数且自愈峰值小于预设峰值，则判定该被测电容器自愈参数合格，保留该被测电容器。

进一步的，所述基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器之后，还包括：

若所述被测电容器的自愈次数大于预设次数或自愈峰值大于预设峰值，则判定该被测电容器自愈参数不合格，去除该被测电容器。

在第二方面，本申请实施例还提供一种脉冲电容器元件自愈参数测试系统，包括：直流高压电源、高压开关、被测电容器、采样电阻和自愈测试装置；

所述高压开关导通所述直流高压电源与所述被测电容器；

将所述被测电容器串联所述采样电阻；

所述自愈测试装置在设定时间对所述被测电容器进行充电时，记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器。

在第三方面，本申请实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器以及一个或多个处理器；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述的一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法。

在第四方面，本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法。

本申请实施例通过闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器，以设定速度对被测电容器进行充电；所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器；在每一个脉冲电容器进行赋能工艺处理的同时完成自愈参数测试、筛选，将潜在的自愈次数多的脉冲电容器剔除，实现得到自愈性能好的脉冲电容器，降低脉冲电容器的前期失效率，提高脉冲电容器的使用寿命和优品率。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的一种脉冲电容器元件自愈参数测试系统的结构图；

图3是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本申请实施例提供一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法，在每一个脉冲电容器进行赋能工艺处理的同时完成自愈参数测试、筛选，将潜在的自愈次数多的脉冲电容器剔除。

本申请实施例通过闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器，以设定速度对被测电容器进行充电；所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器；在每一个脉冲电容器进行赋能工艺处理的同时完成自愈参数测试、筛选，将潜在的自愈次数多的脉冲电容器剔除，实现得到自愈性能好的脉冲电容器，降低脉冲电容器的前期失效率，提高脉冲电容器的使用寿命和优品率。

实施例中提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法可以由脉冲电容器元件自愈参数测试系统执行，该脉冲电容器元件自愈参数测试系统可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在脉冲电容器元件自愈参数测试设备中。其中，脉冲电容器元件自愈参数测试设备可以是计算机等设备。

图1为本申请实施例提供的一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法的流程图。参考图1，所述方法包括以下步骤：

步骤110、闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器。

具体的，直流高压电源、高压开关和被测电容器串联，闭合高压开关，实现直流高压电源和被测电容器导通，从而直流高压电源对被测电容器进行充电。

步骤120、将所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值。

具体的，对被测电容器串联一个采样电阻，通过检测采样电阻的参数来分析被测电容器的自愈情况。

可选的，所述设定时间满足：

t1＝kτ；

其中，RC电路的时间常数：τ＝RC，其中，k为充电时间系数，τ为所述被测电容器充电时间常数，R为电路的限流阻值，C为所述被测电容器的电容。

充电时，Uc＝U×[1-e(-t/τ)]，U是电源电压，Uc为采样电阻的电压；

当t＝1τ时，Uc＝U(1-e(-t/τ))＝U(1-e(-1))＝0.632U；

当t＝2τ时，Uc＝0.865U；

当t＝3τ时，Uc＝0.950U；

当t＝4τ时，Uc＝0.982U；

当t＝5τ时，Uc＝0.993U；

当t＝6τ时，Uc＝0.998U；

k一般取5-6，一般电容器设计认为t＝5τ，电容器即充电完成，本装置取t＝6τ，电容器的电压更加接近电源电压，如：100μF+5kΩ，τ＝0.5秒，约3秒充电完成。

可选的，所述设定时间为10-15s，其中，脉冲电容器单个元件的容量约100μF，充电时间约3秒，再延续一段时间得到有效的自愈参数(自愈次数、自愈压降值)。延长测试时间得到的自愈次数更多，而测试最高电压已经超过额定电压(一般为1.5-1.6Un)，相当于增压的寿命测试，偏离筛选的方向。

步骤130、根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值。

具体的，以所述设定时间作为横坐标，以所述实时电压值作为纵坐标，形成所述实时电压值随所述设定时间变化的电压值波形图，以获得所述采样电阻的变化的时间周期、峰值和底层噪音值；可以理解的是，从电压值波形图可以直观地获取到采样电阻的变化的时间周期、峰值和底层噪音值。

步骤140、通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值。

具体的，根据所述时间周期获取自愈次数，可选的，一个时间周期对应一次自愈次数，根据实时电压值随设定时间变化的电压值波形图获取时间周期，从而得到对应的自愈次数。

具体的，所述被测电容器每次自愈的峰值为：

ΔU＝U0-U1；

其中，U0表示所述被测电容器的初始电压，U1表示所述被测电容器每次自愈后的电压；可以理解的是，根据直流高压电源的电压和采样电阻的电压，即可对应得到被测电容器的电压，即，被测电容器的电压＝直流高压电源的电压-采样电阻的电压。

步骤150、基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器。

具体的，若所述被测电容器的自愈次数小于预设次数且自愈峰值小于预设峰值，则判定该被测电容器自愈参数合格，保留该被测电容器。

若所述被测电容器的自愈次数大于预设次数或自愈峰值大于预设峰值，则判定该被测电容器自愈参数不合格，去除该被测电容器。

需要说明的是，自愈次数的预设次数跟自愈的预设峰值均根据被测电容器的型号以及具体的需求进行设置，本申请实施例对预设次数跟预设峰值的具体数值不作限定。

示例性的，采用100μF-1kV的被测电容器电容器(可能选择3～4μm的膜)，采用电源电压1.6kV(限流电阻5kΩ)对被测电容器进行充电，与被测电容器串联的采样电阻的阻值为1Ω。

其中，被测电容器充电时间常数为：

τ＝RC＝5kΩ*100μF＝0.5s；

充电时间t1＝6τ＝3s，在3秒内被充满电；

被测电容器的总的自愈测试时间15秒(即直流高压赋能时间)，

采样电阻的电压值约15*100kHz＝1.5M个；

根据分析条件：采样电阻的变化的时间周期、峰值、底层噪音值，得到有效的自愈次数n和最大压降△U；

根据自愈次数n和最大压降△U判断本电容器芯子的自愈性能是否合格；若n小于预设次数且△U小于预设峰值，则得到自愈性能好的芯子，从而实现提高芯子的一致性。

在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种脉冲电容器元件自愈参数测试系统，请参照图2，所述脉冲电容器元件自愈参数测试系统具体包括：直流高压电源Udc(含限流电阻)、高压开关T1、被测电容器C1、采样电阻R1和自愈测试装置10。

具体的，所述直流高压电源的第一端连接所述高压开关的第一端，所述直流高压电源的第二端连接所述采样电阻的第一端和所述自愈测试装置的第一端，所述高压开关的第二端连接所述被测电容器的第一端，所述被测电容器的第二端连接所述采样电阻的第二端和所述自愈测试装置的第二端。

其中，所述高压开关导通所述直流高压电源与所述被测电容器；将所述被测电容器串联所述采样电阻。

其中，所述自愈测试装置在设定时间对所述被测电容器进行充电时，记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器。

上述，本申请实施例通过闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器，以设定速度对被测电容器进行充电；所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器；在每一个脉冲电容器进行赋能工艺处理的同时完成自愈参数测试、筛选，将潜在的自愈次数多的脉冲电容器剔除，实现得到自愈性能好的脉冲电容器，降低脉冲电容器的前期失效率，提高脉冲电容器的使用寿命和优品率。

本申请实施例提供的脉冲电容器元件自愈参数测试系统可以用于执行上述实施例提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可集成本申请实施例提供的脉冲电容器元件自愈参数测试系统。图3是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。参考图3，该计算机设备包括：输入装置43、输出装置44、存储器42以及一个或多个处理器41；所述存储器42，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器41执行，使得所述一个或多个处理器41实现如上述实施例提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法。其中输入装置43、输出装置44、存储器42和处理器41可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

处理器41通过运行存储在存储器42中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的脉冲电容器元件自愈参数测试方法。

上述提供的计算机设备可用于执行上述实施例提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种脉冲电容器元件自愈参数测试方法，该脉冲电容器元件自愈参数测试包括：闭合高压开关以导通直流高压电源与被测电容器，以设定速度对被测电容器进行充电；所述被测电容器串联采样电阻，以设定时间对所述被测电容器进行充电，并记录该采样电阻的第一参数；其中，所述第一参数包括实时电压值；根据所述设定时间和所述实时电压值，获得所述采样电阻的第二参数；其中，所述第二参数包括变化的时间周期、峰值和底层噪音值；通过所述第二参数获取所述被测电容器自愈次数和每次自愈的峰值；基于预设的筛选规则筛选出自愈参数合格的所述被测电容器。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机装置存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDRRAM、SRAM、EDORAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机装置中，或者可以位于不同的第二计算机装置中，第二计算机装置通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机装置。第二计算机装置可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机装置中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的脉冲电容器元件自愈参数测试方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法中的相关操作。

上述实施例中提供的脉冲电容器元件自愈参数测试系统、存储介质及计算机设备可执行本申请任意实施例所提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的脉冲电容器元件自愈参数测试方法。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。