交流真實電流檢測裝置與檢測方法
2023-05-18 09:02:11
專利名稱：交流真實電流檢測裝置與檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種交流真實電流檢測裝置與檢測方法，特別涉及一種可在交流電高壓測試時，將真實電流值解析出的檢測裝置與檢測方法。
背景技術：
例如為風扇、馬達的電子零件產品在出廠前，往往需要對其進行交流電高壓測試，以確保訪些電子零件產品符合安全規格的耐電壓條件。一般情況下，在進行交流電高壓測試時，常會將待測電子零件與一電容並聯，以降低電磁幹擾(Electromagnetic Disturbance, EMI)，增加測試過程的穩定度。然而，在測試過程中，電容會產生極大的電容電流，該電容電流往往遠大於流過待測電子零件的真實電流(Real Current)，使真實電流無法被確實測量出。目前的測試裝置大多以電容電流與真實電流組成的總電流作為是否符合安全規格的判斷依據，在上述情況下，容易造成測試結果的瑕疵，使實際上不良的產品通過檢測流出市面，危害消費者的權益以及製造商的信譽。另外，當測試失敗時，測試過程會隨即終止。由於無法測量出流過待測電子零件的真實電流值，故無法確認得知待測電子零件未通過測試的真實原因，也就無從對產品提出對症下藥的改善方案。本發明即提出一種交流真實電流檢測裝置與檢測方法，針對上述問題加以改善。
發明內容
本發明所欲解決的技術問題與目的有鑑於在現有技術中，存在交流電高壓測試時流經待測電子對象的真實電流無法被測量出的缺陷，本發明提供一種交流真實電流檢測裝置與檢測方法，利用硬體方面線路的配置以及固件方面的操作設計，由流經待測電子對象與電容的總電流中分離解析出一流經待測電子對象的真實電流值，以作為交流電高壓測試的上限值。本發明解決問題的技術手段本發明為解決現有技術的問題，所採用的技術手段在於提供一種交流真實電流檢測裝置，該交流真實電流檢測裝置耦接於一待測電子對象與一交流電源，以檢測出流經該待測電子對象的一真實電流值，並包含一電容、一同步相位產生器、一電流感應單元以及一真實電流運算單元。電容與待測電子對象並聯。同步相位產生器與交流電源並聯以產生一同步相位信號，電流感應單元耦接待測電子對象以及電容借據以產生一總電流信號，真實電流運算單元耦接電流感應單元以及同步相位產生器，藉以根據總電流信號與同步相位信號解析出總電流中的一真實分量，據以計算出一真實電流值。在本發明的一較佳實施例中，真實電流運算單元還包含一切換開關電路以及一積分電路。切換開關電路耦接該同步相位產生器、電流感應單元與積分電路，藉以接收該總電流信號與該同步相位信號。切換開關電路還包含一第一開關與一第二開關，其中第一開關依據同步相位信號，在總電流與交流電源的電壓同相位時，接通電流感應單元與積分電路， 藉以將該同相位電流傳送至該積分電路。第二開關依據同步相位信號，在總電流與交流電源的電壓不同相位時，切斷電流感應單元與積分電路。積分電路自切換開關電路接收該同相位電流後，對該同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值，並利用一真實電流檢測信號將該真實電流值傳送出。在本發明的較佳實施例中，交流真實電流檢測裝置還包含一差動放大器、一濾波器以及一模擬/數字轉換器。差動放大器放大該總電流信號，濾波器濾除該真實電流檢測信號的噪聲，模擬/數字轉換器則由該真實電流檢測信號中解析出該真實電流值。在本發明的較佳實施例中，交流真實電流檢測裝置還包含一處理單元，處理單元耦接該真實電流運算單元以接收該真實電流檢測信號。本發明為解決現有技術的問題，所採用的技術手段在於還提供一種交流真實電流檢測方法，應用於上述的交流真實電流檢測裝置，包含下列步驟(a)感應流經該待測電子對象以及該電容的一總電流，據以產生一代表該總電流的總電流信號；(b)利用該同步相位產生器產生與該交流電源同相位的同步相位信號；(c)依據該總電流信號以及該同步相位信號判斷該總電流與該交流電源的電壓是否同相位；(d)在該總電流與該交流電源的電壓同相位時，接通該電流感應單元與該積分電路，藉以將該同相位電流傳送至該積分電路；以及(e)利用該積分電路對該同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值，並利用該真實電流檢測信號將該真實電流值傳送出。本發明對照現有技術的功效相較於現有技術所提供的檢測裝置與檢測方法，由於無法測量出流經待測電子對象的真實電流，僅能提供由電容電流以及真實電流組成的總電流作為是否符合安全規格的判斷依據，造成衍生的各種問題，本發明的交流真實電流檢測裝置藉由真實電流運算單元中切換開關電路與積分電路的運作，可實現由總電流中解析出真實電流值的檢測方法，解決過去無法測量真實電流所造成無法確實檢測出不良品，以及無法確知測試失敗原因的問題。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1本發明較佳實施例中，交流真實電流檢測裝置的電路示意圖；圖2本發明較佳實施例中，真實電流運算單元的電路示意圖；以及圖3與圖3A本發明較佳實施例中，交流真實電流檢測方法的簡易流程圖。其中，附圖標記交流真實電流檢測裝置1交流電源11
同步相位產生器12
電容13
待測電子對象14
電流感應單元15
差動放大器16
真實電流運算單元17
濾波器18
模擬/數字轉換器19
處理單元20
顯不器21
切換開關電路171
積分電路172
第一開關SWl
第二開關SW2
同步相位信號Sl
總電流信號S2
真實電流檢測信號S3
觸發點TP
具體實施例方式本發明的交流真實電流檢測裝置用以耦接於一待測電子對象與一交流電源，藉以在交流電高壓測試時，檢測出流經該待測電子對象的一真實電流(Real Current)值。以下茲列舉本發明的一較佳實施例以供所屬技術領域者據以實施。請參閱圖1，其為本發明較佳實施例中，交流真實電流檢測裝置的電路示意圖。如圖所示，交流真實電流檢測裝置1包含一交流電源11、一同步相位產生器12、一電容13、一待測電子對象14、一電流感應單元15、一差動放大器16、一真實電流運算單元17、一濾波器 18、一模擬/數字轉換器19、一處理單元20以及一顯示器21。同步相位產生器12與交流電源11並聯，藉以產生一與該交流電源11同相位的同步相位信號Si。電容13在檢測該真實電流值時與待測電子對象14並聯，以降低電磁幹擾 (Electromagnetic Disturbance, EMI)而增加測試過程的穩定度。電流感應單元15耦接待測電子對象14以及電容13，藉以感應流經待測電子對象14以及電容13的一總電流，並產生一代表該總電流的總電流信號S2。差動放大器16耦接電流感應單元15與真實電流運算單元17之間，以放大總電流信號S2。較佳者，交流真實電流檢測裝置1還包含一觸發點 TP，觸發點TP可為一觸發開關，耦接電流感應單元15以傳送一觸發信號(未顯示)。真實電流運算單元17同時耦接電流感應單元15以及同步相位產生器12，藉以根據總電流信號S2與同步相位信號Sl解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出真實電流值，並利用一真實電流檢測信號S3將該真實電流值傳送出。處理單元20可為處理器或是具有處理器等相關電子組件的控制機板，耦接真實電流運算單元17以接收真實電流檢測信號S3。
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濾波器18耦接於真實電流運算單元17與處理單元20之間，以濾除真實電流檢測信號S3的噪聲。模擬/數字轉換器19亦耦接於真實電流運算單元17與處理單元20，以由該真實電流檢測信號S3中解析出該真實電流值，並傳送至處理單元20。顯示器21可為液晶顯示器，耦接處理單元20藉以將總電流的數值以及真實電流值同時顯示出。請參閱圖2，其為本發明較佳實施例中，真實電流運算單元的電路示意圖。如圖所示，真實電流運算單元17還包含一切換開關電路171以及一積分電路172。切換開關電路 171耦接該同步相位產生器12、電流感應單元15與積分電路172，藉以接收該總電流信號 S2與該同步相位信號Si。切換開關電路171並包含一第一開關SWl與一第二開關SW2。第一開關SWl依據同步相位信號Si，在總電流與交流電源11的電壓同相位時，接通電流感應單元15與積分電路172，藉以將該同相位電流傳送至該積分電路172。第二開關SW2依據同步相位信號Si，在總電流與交流電源11的電壓不同相位時，切斷電流感應單元15與積分電路172，使該非同相位電流流至一接地面。積分電路172自切換開關電路171接收該同相位電流後，對該同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值，並利用一真實電流檢測信號S3將該真實電流值傳送出。接著，為了進一步推廣本發明所揭露的技術，以下將進一步將本發明較佳實施例所揭露的技術匯整為一簡易流程圖，以便在所屬技術領域中普通技術人員更容易記憶。請參閱圖3與圖3A，其為本發明較佳實施例中，交流真實電流檢測方法的簡易流程圖。如圖所示，首先感應流經該待測電子對象14以及該電容13的一總電流，據以產生一代表該總電流的總電流信號S2 (SlOl)，接著利用一差動放大器16放大該總電流信號 S2(S1(^)，同時並利用一同步相位產生器12產生一與交流電源11同相位的同步相位信號 S1(S103)。依據總電流信號S2以及同步相位信號Si，判斷總電流與交流電源11的電壓是否同相位(S104) ？若是，接通電流感應單元15與積分電路172，藉以將該同相位電流傳送至該積分電路172(S105)；若否，則切斷電流感應單元15與積分電路172(S106)。積分電路172自切換開關電路171接收該同相位電流後，對該同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出一真實電流值(S107)，並且，利用一真實電流檢測信號S3將該真實電流值傳送出(S108)。利用一濾波器18濾除該真實電流檢測信號S3的噪聲(S109)，同時利用一模擬/數字轉換器19由該真實電流檢測信號S3中解析出該真實電流值(S120)，最後將該真實電流值傳送至處理單元20並顯示於顯示器21。 使用者可藉由顯示器讀取真實電流值以及總電流的數值，藉以對總電流的上下限以及真實電流值的上限做良品或不良品的判斷。當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種交流真實電流檢測裝置，用以耦接於一待測電子對象與一交流電源，藉以檢測出流經該待測電子對象的一真實電流值，其特徵在於，該交流真實電流檢測裝置包含一電容，用以在檢測該真實電流值時與該待測電子對象並聯；一同步相位產生器，與該交流電源並聯，藉以產生一與該交流電源同相位的同步相位信號；一電流感應單元，耦接該待測電子對象以及該電容，藉以感應流經該待測電子對象以及該電容的一總電流，據以產生一代表該總電流的總電流信號；以及一真實電流運算單元，耦接該電流感應單元以及該同步相位產生器，藉以根據該總電流信號與該同步相位信號解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值。
2.根據權利要求1所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，該真實電流運算單元還包含一積分電路，用以對該總電流信號中，代表該總電流與該交流電源的電壓同相位的一同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值， 並利用一真實電流檢測信號將該真實電流值傳送出。
3.根據權利要求2所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，該真實電流運算單元還包含一切換開關電路，耦接該同步相位產生器、該電流感應單元與該積分電路，藉以接收該同步相位信號與該總電流信號，包含一第一開關，依據該同步相位信號，在該總電流與該交流電源的電壓同相位時，接通該電流感應單元與該積分電路，藉以將該同相位電流傳送至該積分電路；以及一第二開關，依據該同步相位信號，在該總電流與該交流電源的電壓不同相位時，切斷該電流感應單元與該積分電路。
4.根據權利要求1所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，還包含一差動放大器， 該差動放大器耦接該電流感應單元與該真實電流運算單元以放大該總電流信號。
5.根據權利要求1所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，還包含一處理單元，該處理單元耦接該真實電流運算單元以接收該真實電流檢測信號。
6.根據權利要求5所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，還包含一濾波器，該濾波器耦接該真實電流運算單元與該處理單元以濾除該真實電流檢測信號的噪聲。
7.根據權利要求5所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，還包含一模擬/數字轉換器，該模擬/數字轉換器耦接該真實電流運算單元與該處理單元以由該真實電流檢測信號中解析出該真實電流值。
8.一種交流真實電流檢測方法，應用於權利要求1所述的交流真實電流檢測裝置，其特徵在於，包含下列步驟(a)感應流經該待測電子對象以及該電容的一總電流，據以產生一代表該總電流的總電流信號；(b)利用該同步相位產生器產生與該交流電源同相位的同步相位信號；(c)依據該總電流信號以及該同步相位信號判斷該總電流與該交流電源的電壓是否同相位；(d)在該總電流與該交流電源的電壓同相位時，接通該電流感應單元與該積分電路，藉以將該同相位電流傳送至該積分電路；以及(e)利用該積分電路對該同相位電流加以積分，藉以解析出該總電流中的一真實分量，據以計算出該真實電流值，並利用該真實電流檢測信號將該真實電流值傳送出。
9.根據權利要求8所述的交流真實電流檢測方法，其特徵在於，該步驟(a)還包含一步驟(al)，利用該差動放大器放大該總電流信號。
10.根據權利要求8所述的交流真實電流檢測方法，其特徵在於，該步驟(d)還包含一步驟(dl)，在該總電流與該交流電源的電壓不同相位時，切斷該電流感應單元與該積分電路。
11.根據權利要求8所述的交流真實電流檢測方法，其特徵在於，該步驟(e)還包含一步驟(el)，利用該濾波器濾除該真實電流檢測信號的噪聲，並利用該模擬/數字轉換器由該真實電流檢測信號中解析出該真實電流值。
全文摘要
一種交流真實電流檢測裝置與檢測方法，該交流真實電流檢測裝置耦接於一待測電子對象與一交流電源以檢測出流經該待測電子對象的一真實電流值，並包含一與待測電子對象並聯的電容、一同步相位產生器、一電流感應單元以及一真實電流運算單元，同步相位產生器與交流電源並聯以產生一同步相位信號，電流感應單元耦接待測電子對象以及電容據以產生一總電流信號，真實電流運算單元耦接電流感應單元以及同步相位產生器，藉以根據總電流信號與同步相位信號解析出總電流中的一真實分量，據以計算出一真實電流值。本發明還提供一種應用上述檢測裝置的檢測方法，可以解決過去無法測量真實電流所造成無法確實檢測出不良品，以及無法確知測試失敗原因的問題。
文檔編號G01R31/12GK102346211SQ20101024971
公開日2012年2月8日 申請日期2010年8月3日 優先權日2010年8月3日
發明者吳南世, 王耀南 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司