N6705B直流电源分析仪进行大容量电容容量及Q值测试

对于大容量电容器来说，几乎超出了传统的 LCR 表测试范围。本方案采用 带任意波波形；电压、电流 高速数字化仪；集正负电流、高测试精度和分辨率的 SMU 源表；

根据电容器充电特性，在特定的充电电流下，单位时间电压变化量与电容器的容量成反比，即电容器的容值越 小，单位时间电压变化越明显；反之，容值越大，电压变化速度越慢。 对应公式如下：

C = I /(∆u/t) = I*t/∆u

安捷伦 N6705B 直流电源分析仪集成了以下多种仪表功能于一体，能够用来测试大容值的电容器参数：

1. 4 路电源及负载；

2. 电压、电流表

3. 电压、电流数字化仪；

4. 电压、电流任意波形发生器；

5. 电压、电流数据记录仪；

特别是 N678xA 系列的 SMU 源表模块 ，具有双象限或四象限输出能力，；有 nA 级电流测试能力；uV 级电压分辨率；万用表级的电压、电流测试精度；100KHz 级输出和测量带宽。可以作为大容值电容器的精密测量。

按照等效电路，电容的电压 V = Vc + Vr = Vc + i*r;

当电流为 0 时，此刻的电压就是电容本身的电压 V0；

而其它 任意电流 i 时刻的电压为电容电压的增量（V0+∆V） 加上 i*r 对等效电压。

所以我们只需要计算出某一时刻电容端电压的增量以及对应的电流，即可计算出等效电阻 r。

步骤：

1. 设置 N6705B 为恒流模式，并输出频率 100Hz，幅度 100mA 电流正选波形；

2. 从上图中，我们可以看到电压比电流几乎延迟 90 度；

3. Mark1 电流为 0A（-25.431uA）处电压为 -749.778748mV;

4. Mark2 电流为-99.665321mA 处电压为-790.214539mV;

5. 从 Mark1->Mark2（持续时间为 2.433ms）为电流负半周期,平均电流为-61.5044mA，电容处于放电过程，

按照电容值该过程中电压应该下降∆u = I*t/C = -61.5044mA * 2.433ms/4952uF = 0.030212V =

30.212mV.

6. 所以等效 r 值为（790.21 -（749.78+30.21））mV / （99.66mA）= 0.1025 Ω。

7. Q 值为 1/（2x3.14x100Hzx4657uFx0.1025Ω）= 3.337

                                           

程序操作界面，单台电源分析仪最多可同时测试 4 个电容器

为了达到最优的测试精度，我们可以通过以上表格进行测试参数匹配运算！

电容充电过程电压变化曲线

测试软件输出的 Q 值测试过程中的电流和电压波形。

测试软件输出的详细测试结果！

测试软件开放详细的测试参数，可根据不同电容器调节对应参数