聊聊耐壓測試儀的耐壓測試

tonysun

聊聊耐壓測試儀的耐壓測試

近來大家團購的耐壓測試儀與AD584LH參考電壓模組，這兩項產品的屬性並不相同，原討論串除了產品本身與購買方面的問題之外，已經陸續有ㄧ些技術問題，這一篇就來討論一下以耐壓測試儀進行耐壓測試的相關問題。

https://bbs.pigoo.com/forum.php? ... mp;page=1#pid982745
這一篇貼出的耐壓測試注意事項寫得很好，其中有很多寶貴的經驗，原始作者是犧牲了很多零件、甚至還被電到才換來的，相當具有參考價值，請大家參考。

在進行各類元器件的耐壓測試時，要如何設定測試電壓與測試電流，才能得到正確的結果，並降低毀損零件的機率呢？
首先我們不妨看看各型零件的耐壓規格是怎麼定義的：

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二極體
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以常見的二極體而言，先看一下常見的矽質 1A 整流二極體 1N4001~1N4007 系列，它的規格是這麼說的:
在額定的峰值或DC逆向耐壓下，漏電電流在 25℃ 下的最大值是 5.0 uA，在100℃ 下的最大值是 50 uA
也就是說：
耐壓最低的 1N4001 逆向施加 50V 時，測得的漏電電流在 5uA 以下時，這顆就是合格品，超出的就是不合格品。
耐壓最高的 1N4007 逆向施加 1000V 時，測得的漏電電流在 5uA 以下時，這顆就是合格品，超出的就是不合格品。

由威世1N4001資料表的附圖來看，25℃下，峰值逆向電壓為100%時，逆向電壓一般只有 0.21uA 左右，這應該是該廠商的典型值。 須留意逆向漏電只要符合規格的 5uA 以下，每一批次、每一顆的數值並不一定。

因此，換個角度，如果施加的是電流源，在 25℃ 下，如果施加給 1N4001 的電流是 5 uA，則合格品測得的兩端電壓應該會 >50V (而且應該會大蠻多)。 如果不限制電壓，強施加更大電流時，兩端電壓還會更大!!!

嘗試把曲線進行外插，推算的結果直接標在下圖中了。(不同廠商datasheet上的曲線圖存在相當差異，外插的特性也難以保證，僅能當作展示一個趨勢，大概看一下規格外可能的情形)



理想電流源不能開路(開路時電壓會無限大)，現實的電流源一般有個最大電壓，測試 1N4001 時請把電流源的電流調到 5uA，電壓調到 50V (或略高)，不要使用過高的電壓，否則通電瞬間零件會先承受極高電壓，雖然這個瞬間可能很小，但瞬間電流極大。

如果對元件施加超出規格的逆向電流時，則兩端測得的電壓將會更大，即使沒有超出最大承受功率，逆向電流達到一定程度後，也有可能造成永久的損壞。

小信號二極體，的逆向漏電很小，像 1N4148 這樣的，逆向電壓可達 75V，瞬間允許 100V，它的逆向規格是:
25℃下，施加逆向 20V 時的漏電電流在 25nA 以下，逆向 75V 時的漏電電流在 5uA 以下

基本上: 在同一電壓下，耐壓愈高的型號，漏電電流愈小；工作電流愈大的型號，漏電電流愈大。


蕭特基二極體的速度快，可以工作在蠻高的頻率，但它的逆向漏電也高，以 SMD 封裝的 SS36 為例，它是 3A 60V 的，逆向規格如次:
25℃下，在逆向電壓 60V 時，逆向電流為 0.5 mA (100℃下為10mA)
但這個規格沒有說是最大值或典型值，因此宜以典型值看待。

因此，在測試 SS36 時，可以設定為定電壓 60V，最大電流稍大於 0.5mA，或是定電流 0.5mA，最大電壓稍大於 60V。


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電容器
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由於電容器會儲電，因此測量前請放電，高電壓的電容還要特別注意不要觸電，重複:小心不要觸電! 小電壓/小容量的可直接短路放電，但高電壓/大容量放電能量大的，應使用電阻放電，以免造成危險。

當使用高電壓進行耐壓測試後，電容會存有高壓電，如果測試儀本身有放電功能，可稍待(看放電能力，可能是一秒或數秒)再取下，如果測試儀沒有放電功能時，就得自己小心。


電解電容器

以佳美工的KY系列為例，資料上的逆向漏電是：
I=0.01CV or 3μA 取其大者。 單位 I:uA, C:uF, V:V  (at 20℃ after 2 minutes))

以 470uF 25V 為例， I=0.01*470uF*25V=117.5uA
測試取值的方法可參考前面蕭特基二極體的那一段。


安規電容

安規電容接在電源線路中，需要考慮工作中可能承受的突波，與產品/使用者的安全密切相關，因此，即使正常工作電壓不高，但它必須有能承受相當程度的異常電壓，因此實際耐壓會是安規額定工作電壓的數倍以上。

以DAIN額定電壓 275VAC X2 的 MPX 電容器為例，資料上提到的安規是 60384-14 ，耐壓是:
端子間       1333V DC 1min
端子與外殼間 2000V AC 1min

安規 60384-14 中規定在進行壽命測試前，需要先打的突波電壓，對 Class X2 C<1.0uF 使用的電壓是 2.5KV=2500V

該電容的絕緣電阻是 >5000MΩ， 把 275AC 換算成峰值的直流是 275*1.41=389V  389V/5000MΩ=0.078uA
也就是在此額定電壓下，漏電電流 <0.078uA=78nA 非常的小

至於如果加到 1000V 25000V 會如何，我還沒有試過。

今天先聊到這裡吧。

tonysun

這是對岸的一個影片，作者使用自己設計的耐壓測試儀測試了許多元件，影片精簡，時間不長，話不多，測試的很快，但看測試的細節，應具有參考價值。 該作者還有其他耐壓測試儀的影片，有興趣還可以點他的名字去找來看。
耐压测试仪开源项目展示分享#电子技术 #专业维修 #测量仪器 #科技小制作 #仪器仪表

wish

是的，耐壓測試儀與AD584LH參考電壓模組，是兩個不一樣的商品，後者可以拿來測試看看手上的電表準確度到底差多少？不過如果是高階電表就千萬別動手去調，因為搞不好是你的電表才是準確的。

那耐壓測試儀要做什麼？以我來說我可能主要是去量LED，就圖它小巧方便，不用一定要到工作室動那些儀器。
又聽fix2010 說表頭很準確，這樣就更滿意了，我以前有台LED 測試儀的表頭電壓就"非常"不準確，尢其是拿來測Zener Diode 時顯示值更是差很大。

其它的應用就留給有興趣的人測試，話說我想起我家還有HI-POT哩 ！

tonysun

wish 發表於 2023-8-20 06:55 PM
是的，耐壓測試儀與AD584LH參考電壓模組，是兩個不一樣的商品，後者可以拿來測試看看手上的電表準確度到底 ...

同感!

正好我有AD584LH好幾年了，會另發一篇關於這一顆與模組的。

方便，讓人常用，可信賴的ˊ儀器，就是好儀器!

savege

曾用高阻計量1n4001(約20年前店面買的)，用1000v給予逆向電壓，結果逆向電流只有30~40nA，驚掉下巴

tonysun

savege 發表於 2023-8-21 03:09 AM
曾用高阻計量1n4001(約20年前店面買的)，用1000v給予逆向電壓，結果逆向電流只有30~40nA，驚掉下巴
...

網上看到的一個說法是，現在這種很普通的通用零件(jellybean part)，例如整流用途的話，耐壓高些也無妨，因此廠商可能不會生產這麼細的種類，只是把同樣的 1N4007 標成不同的型號，以配合 BOM 上的需求。

不過，1N4001 - 1N4007 的耐壓差距太大，我覺得不見得是只生產 1N4007 一種，然後標成 1~7，也可能是分成二三區段來生產。

正好我也有數十年前的 1N4001 ，拿來實測的結果跟您有一些不一樣，500V 以下的絕緣電阻都是超量程，到 1000V 檔時，一開始測得絕緣電阻 9.6GΩ ，換算電流在 0.1 uA 左右，但再多測幾秒/多測幾次後，就掉到 847V 上下，0.7MΩ ，換算電流是 1.2mA ，847V x 1.2mA = 1W 這個功率 1N4001 也能承受。 經過一段時間後再回來測量同一顆，無法恢復原來 GΩ 的那種讀值。由此可知經歷了崩潰之後，二極體的體質已經發生改變。兩顆不同時期/來源的，測量結果相似，均有此現象。
（為了便於直接讀值，沒有另加限流，直接用儀表的 1mA 電流能力當限流。）

會有不同測試結果，反映的應該是各家產品的體質與做法不一定相同。


這次的測試應該可以算是一個錯誤的測試示範， 因此，建議大家測量耐壓時，使用盡量小的電流開始進行測試，如果耐壓達到使用需求，可以不需要過度提高耐壓，以免對零件造成不可逆的損傷。為了故意測試零件的極限，以致造成損傷的零件，就拿來當測試專用的樣品，不宜再當作正常使用了。 這也是我前面提醒要參閱 datasheet, 慎選測試電壓電流的緣故。還有我前面提過的測試影片中的操作，也是由小逐漸調大，調到一個幅度為止，應該也是有這考慮。