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MLCC測試課堂-如何精準測量漏電流之電源紋波的干擾

2023-06-27

在《測試技術科普小課堂》的上一堂課，我們了解到MLCC測試機測到的實測電流實際上包含了下圖中的5個部分：I實測電流 = I1+I2+I3+I4 + I0

奧德維3-1.png

那么，本章將重點分析一下I2成分，不同量級的電源紋波對I2的影響，從而認識到電源的重要性，以及如何評估電源紋波大小，是否能滿足MLCC測試機的需求。

理論依據:

電荷公式：△U * C = 紋波電流I2 * 測量時間t

紋波電流I2 = △U * C/測量時間t

行業對不同類型的電容漏電流的評估標準如下：

奧德維3-2.png

不同量級的電源紋波對應I2量級的影響：

1mV級紋波影響：

電源紋波 1mV, 電容10uF,測量時間10mS

那么：紋波電流I2 = 1mV*10uF/10mS = 1uA，從上表可見該紋波值已經和實際的漏電流值不相上下了。可見對于MLCC測試， mV級紋波是不可接受的。

100uV級紋波影響：

電源紋波 100 uV, 電容10uF,測量時間10mS

那么：紋波電流I2 = 100uV*10uF/10mS = 0.1uA，從上表可見該紋波值已經達到標準漏電流值的10%比例。可見對于MLCC測試，該100uV及以上量級紋波也是不可接受的。

50uV級紋波影響：

電源紋波 50 uV, 電容10uF,測量時間10mS

那么：紋波電流I2 = 50uV*10uF/10mS = 0.05uA，從上表可見該紋波值已經達到標準漏電流值的5%比例。可見對于MLCC測試，該50uV及以上量級紋波也是不可接受的。

10uV級紋波影響：

電源紋波 10 uV, 電容10uF,測量時間10mS

那么：紋波電流I2 = 50uV*10uF/10mS = 0.01uA，從上表可見該紋波值已經達到標準漏電流值的1%比例。可見對于MLCC測試，該10uV及以下量級紋波引發的紋波電流才是可接受。

那么，如何評估MLCC測試系統電源的紋波呢？

我們推薦用一個200MΩ電阻并聯1顆10uF MLCC 模擬MLCC電容模型實測，下面是我們自研儀表和進口儀表SM7110測試實驗對比：

奧德維3-3.png

圖為自研電源+自研儀表

奧德維3-4.png

圖為進口日置：SM7110高阻計+自動日置測試軟件系統

上面的兩張數據圖中，電源等效噪聲評估：

自研儀表：σI·t/C =0.2192nA*20ms/10uF ≈ 0.438uV

進口7110品牌：σI·t/C =17nA*20ms/10uF ≈ 34uV

由此可見，雖然34uV級紋波，已經算比較低的紋波，但是該數量級紋波造成的影響卻達到17nA,對于真實的漏電流來說占比過高，嚴重影響了生產高速測量的精度，極可能造成測量數據的不可信及測量結果的誤判。

而我們的儀表電源紋波遠小于1uV, 所造成的干擾電流僅僅0.2192nA，極大的降低了由供電系統電源紋波造成的干擾，保證的測準的首要條件——超低紋波精密電壓源。

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