原创【技术笔记】---MLCC电容器和电感器测量方法总结

 2022-9-30 17:12  3450 19 7 分类: 智能硬件

一、测量工具介绍

LCR数字电桥是常规电容器和电感器的测量仪器，我使用的UC2878 测试频率 20Hz~1MHz，并且具有曲线扫描功能，具有多参数测试功能；超高精度适用于各类检验。

这里简单介绍一下LCR数字电桥的快速使用方法。具体步骤如下：

1.1. LCR仪表的电源接通

如图1所示，按下电源开关键，打开仪器预热15分钟。

图 SEQ Figure \* ARABIC 1：LCR数字电桥电源开关键位置

1.2. 安装测量夹具

如图2所示，将SMD夹具或者开尔文测试电缆安装到电桥上。

图 SEQ Figure \* ARABIC 2：SMD夹具安装图示

1.3. 设定测量条件

按菜单键[SETUP]，进入<测量设置>页面。如图所示，功能，频率，电平，量程，偏置，速度这些参数都是需要手动设置的，参数设定要求下面有详细介绍。另外需要注意触发方式有 3种，即INT(内部触发)，MAN(手动触发)，EXT(外部触发)。一般将触发方式设置为 MAN,按一次前面板[TRIGGER]键，仪器进行一次测试。

图 SEQ Figure \* ARABIC 3：测量设置页面

1.4. 校准

校准内容包括Short 校准和Open校准，与校正的顺序无关。

按【CAL】键，进入用户校准界面，分别进行开路、短路校准；如图所示，

开路校准步骤：先将测量夹具开路，选择开路全频清，然后选择ON。校准完毕后，选择OFF。

短路校准步骤：先将测量夹具短路，选择短路全频清，然后选择ON。校准完毕后，选择OFF。

图 SEQ Figure \* ARABIC 4：开路校准示意图

1.5. 测量

完成校准后，将待测对象放到夹具上，然后按【TRIGGER】键触发测量，即可测量出相应的值，如图所示。

图 SEQ Figure \* ARABIC 5：测量结果

二、测量参数设定说明

对不同物料，参数设置也是不一样的，下面根据物料种类来做具体介绍。

2.1. MLCC 电容器

MLCC电容器分为温度补偿型、高介电常数型两大类，其测试频率和测试电压分别对应不同的测量标准。如下表格所示：

表 SEQ 表格 \* ARABIC 1：温度补偿型（CH、C0G等）测量标准

参数	设置内容	备注
功能	Cs/Cp（根据容抗值选择）
频率	1MHz	C≤1000pF
频率	1kHz	C>1000pF
电平	5Vrms
量程	AUTO
偏置	OFF
速度	SLOW

表 SEQ 表格 \* ARABIC 2：高介电常数型（B、X5R等）测量标准

参数	设置内容	备注
功能	Cs/Cp（根据容抗值选择）
频率	/	见表3
电平	/	见表3
量程	AUTO
偏置	OFF
速度	SLOW

表 SEQ 表格 \* ARABIC 3：高介电常数型（B、X5R等）测量标准

参数	额定静电容量	额定电压	测试频率	测试电压	直流偏压
C，D（tan δ）	C≤1000pF	全部	1MHz	5Vrms以下	无
	C>1000pF	超过6.3V	1kHz	1.0±0.2Vrms
	1000pF	6.3V以下	1kHz	0.5±0.2Vrms
	C>10uF	全部	120Hz	0.5±0.2Vrms

备注

高介电常数型的MLCC电容器具有老化特性，测量前要求做预加热处理，即150度左右的高温加热1小时，然后在室温下静置24h再做测量。

2.2. 电感器（线圈）

表 SEQ 表格 \* ARABIC 4：线圈器的测量条件设置如下：

参数	设置内容	备注
功能	Ls/Lp（根据感抗值选择）
频率	自谐振频率以下	参考SPEC推荐的测量频率，如图6所示。
电平	CC（恒流）模式，额定电流以下
量程	AUTO
偏置	OFF
速度	SLOW
LowZ模式	ON

图 SEQ Figure \* ARABIC 6：SPEC中测试方法说明

如图6所示，一般在电容器或者电感器的规格书里都可以找到物料每一属性值的测试方法，但电感器不像电容器一样能够把测量方法总结出来使用，它的规律性不明显，所以在日常的电感器测量过程中，电感的测试频率需要我们参考它的规格书来确定。

2.3. 功能参数的设置

LCR一个测量周期内可同时测量阻抗元件的两个参数：主参数和副参数。可设置的功能参数结构如下图所示。

图 SEQ Figure \* ARABIC 7：功能参数结构

一般来说，测量大容量电容这类低阻抗元件（约100Ω以下）时，使用串联等效电路模式(Cs)，测量如小容量电容这类高阻抗元件（约10kΩ以上）时，使用并联等效电路模式(Cp)。约100Ω～10kΩ的阻抗等等效电路模式不确定时，请和元器件的制造商进行确认。同理，电感测量中选择LS/LP参数也是一样的原理。