CN101413977B - 一种高压测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高压测量装置，用来对待测试物品进行高压测试，所述的高压测量装置包括：基频产生电路，用来产生高压测试时所需要的基本频率；以及，高压输出模块，与所述的基频产生电路连接，所述的高压输出模块包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的锁相环电路用来接收所述的基本频率，并用来产生倍频信号输入所述的复数个输出级电路，所述的复数个输出级电路用来放大输出所需的测试电压。本发明提供的技术方案使得高压装置的体积减少，减少配线；并且采用开关式放大电路以降低高压测试时的功率输出级能量损耗，提高能源效率；此外，本发明提供的技术方案还能提供可变频率同相位测试高压输出。
Description
技术领域
本发明属于高压测量技术领域，尤其涉及到对待测试物进行高压测试的高压测量装置。
背景技术
在一般零件测试，如：电容器、变压器...等，在进行安全规格测量及质量检验时，须使用耐压机提供连续高压以进行额定电压及时间的测量，确认待测物是否符合安全规格的耐电压条件。这些测试条件为固定测试条件，需符合法规规定的标准，且每一个耐压机提供的测量高压点必须要有独立的电压、电流显示以及控制系统。
一般而言，每一个待测物品需要测试一定时间，如果要提高测试效率，则必须采用多台高压测试设备(测量装置)同时进行测试；目前，业界一般采用大量相同设备以同时进行测试。由于传统的高压多通道测量设备，多是单机再以连接线做多通道高压输出，以达成同时多个待测物品之高压测试，其高压多通道测量设备配线复杂，使其可靠度降低，而且所占据的体积庞大、采用传统功率输出装置导致其热损耗极大，且未能提供调整频率之功能，不能满足同相位输出但频率改变之需求。
请参阅图1，其为现有的高压测量装置1示意图。高压测量装置1可连接复数个待测试物，对待测试物进行一固定时间高压测试，以测量待测试物的耐电压与电流的基本数值。
高压测量装置1由复数组高压输出模块10、...、19所组成。以下以第一组高压输出模块10为例说明，其中，第一组高压输出模块10具有一锁相环电路10a、一数字/模拟转换电路10b、一放大器10c、一高压变压器10d与一输出端10e。
以上述高压测量装置1而言，其仅能提供与电源同频率同相位之输出，无法满足需要改变频率的测试需求。又举例来说，以传统的多信道高压测量装置1输出条件为：输出频率60Hz、输出电压5000伏特(V)及输出电流10毫安(mA)，即其功率输出级系输出50瓦特(W)；以此条件连续工作，则其总消耗功率可以高达120W，其中有高达70W的热损失。若多信道数量以32信道计算，热损失将高达2200W，造成严重的热损耗产生。
由于现有的高压测量装置具有上述缺点；提供可变频率同相位输出，降低设备的体积与能量损耗，以提高设备可靠度，进而达到提高测试可靠度的要求的高压测量装置就成为了需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压测量装置及其测量方法，该高压测量装置具有多信道及可变频率同相位输出，且其内部以数字式放大器设计，旨在解决降低设备体积、能量损耗，达到提高测试可靠度的要求的问题。
为实现上述目的，本发明是这样实现的，一种高压测量装置，用来对待测试物品进行高压测试，所述的高压测量装置包括：
基频产生电路，用来产生高压测试时所需要的基本频率；以及
一高压输出模块，与所述的基频产生电路连接，所述的高压输出模块包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的锁相环电路用来接收所述的基本频率，并用来产生倍频信号输入所述的复数个输出级电路，所述的复数个输出级电路用来放大输出所需的测试电压。
所述的复数个输出级电路中的任一个包括数字/模拟转换电路、开关功率放大器与高压变压器，所述的数字/模拟转换电路用来接收所述的倍频信号并用来产生正弦波讯号，所述的开关放大器用来将所述的正弦波讯号进行功率转换以推动所述的高压变压器，所述的高压变压器用来输出所述的测试电压。
所述的高压输出模块包括十个所述的输出级电路。
所述的锁相环电路提供所述基本频率的8倍至256倍的倍频信号或者其它复数倍的倍频信号。
本发明还提供了另一种高压测量装置，用来对待测试物品进行高压测试，所述的高压测量装置包括：
基频产生电路，用来产生高压测试时所需要的基本频率；以及
复数个高压输出模块，所述的复数个高压输出模块分别与所述的基频产生电路连接，所述的复数个高压输出模块中的任一个包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的锁相环电路用来接收所述的基本频率，并用来产生倍频信号输入所述的复数个输出级电路，所述的复数个输出级电路用来放大输出所需的测试电压。
所述的复数个输出级电路中的任一个包括数字/模拟转换电路、开关功率放大器与高压变压器，所述的数字/模拟转换电路用来接收所述的倍频信号以产生正弦波讯号，所述的开关放大器用来将所述的正弦波讯号进行功率转换以推动所述的高压变压器，所述的高压变压器用来输出所述的测试电压。
所述的高压输出模块通过所述的锁相环电路输出不同频率同相位的测试电压。
本发明还提供了一种高压测量装置的操作方法，所述的高压测量装置包括基频产生电路与至少一高压输出模块，用以连结复数个待测试物品以进行高压测试，其中，所述高压输出模块包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的方法包括如下步骤：
产生一基本频率供应所述的高压输出模块；
利用所述的锁相环电路将所述基本频率倍频后输出；以及
任一个所述的输出级电路接收倍频信号，将其转换并放大以输出测试所需要的高电压。
所述的基本频率为由所述的基频产生电路产生的可变动的频率。
本发明克服现有技术的不足，利用一个独立的基本频率产生装置，产生整个测试系统所需要的输出基本数字信号，并联供应多信道使用，以达到可变频率、多信道与同相位输出高压的要求。本发明提供的技术方案具有以下优点：
1.多通道放入一个机箱内，使得高压装置的体积减少，减少配线。
2.采用开关式放大电路以降低高压测试时的功率输出级能量损耗，提高能源效率，进而达到降低测试设备工作温度，提高设备的可靠度。
3.提供可变频率同相位测试高压输出。
附图说明
图1是现有的高压测量装置1示意图；
图2是本发明实施例所述的高压测量装置示意图；
图3是本发明实施例所述高压测量装置操作流程图。
具体实施方式
本发明提供的技术方案是：利用一个独立的基本频率产生装置，产生整个测试系统所需要的输出基本数字信号，并联供应多信道使用，以达到可变频率、多信道与同相位输出高压的要求。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，其为本发明实施例所述的高压测量装置的示意图。高压测量装置可连接复数个待测试物，对待测试物进行一固定时间高压测试，以测量待测试物的耐电压与电流的基本数值；其中，高压测量装置包括一基频产生电路20与复数组高压输出模块22、23、...、N等。
其中，基频产生电路20用以产生高压测试时所需要的基本频率，即产生整个高压测量装置所需要的输出基本数字信号，且基本频率可以依其高压测试所需求的频率做变动更改，其中，基本频率可以是50Hz、60Hz或是其它的工作频率，利用0伏特至5伏特之间的逻辑信号输出，减少被干扰的机会。
复数组高压输出模块22、23、...、N等电性连接基频产生电路20，以接收基本频率并放大以输出所需的测试高压值。其中，每一组高压输出模块具有一锁相环电路与复数个输出级电路；以下以第一组高压输出模块22加以说明，第一组高压输出模块22中具有一锁相环电路2200与复数个输出级电路2210～2219。
每一锁相环电路2200中，具有一正弦波内存(图中未显示)，锁相环电路2200用以接收基本频率将其倍频到基频的256倍，当然也可视其需要从8倍至256倍、或其它复数倍频供选择，再经由正弦波内存产生一倍频信号，即推动输出级电路2210所需要的数字信号。
而每一输出级电路包括一数字/模拟转换电路、一开关放大电路、一高压变压器与一输出端；以下以第一组高压输出模块22中第一输出级电路2210加以说明，第一输出级电路2210中具有一数字/模拟转换电路2210a、一开关放大电路2210b、一高压变压器2210c与一输出端2210d。
其中，数字模拟/转换电路2210a独立产生推动开关放大电路2210b所需的正弦波信号；开关放大电路1210b提供高功率的功率转换，以推动高压变压器2210c；高压变压器2210c提供高压测试所需要的高电压，再由输出端2210d输出至待测试物。
上述高压测量装置因其前端电路采用数字放大电路，即利用基频产生电路20产生一可变动的基本频率，并联供应多组高压输出模块22，再经由锁相环电路2200倍频后，并联输入数字模拟转换电路2210a以产生正弦波信号，以输出至开关放大电路2210b转换并推动高压变压器2210c，最后由输出端2210d输出可变频率同相位的高电压。
相对于现有的高压测量装置，本发明实施例提供的高压测量装置约可以降低50％以上的能源损耗，并且由于将多个高效率开关放大电路安装在一个机壳内，不容易发生高热损的现象。
请参阅图3所示，为本发明实施例所述的高压测量装置操作流程图。高压测量装置连结复数个待测试物，并对该高压测量装置设定测试条件，如：输出电压、电流、频率及其测试时间。
步骤S31，启动高压测量装置，开始测试流程；
步骤S32，基频产生电路产生一基本频率，供应多组高压输出模块；
步骤S33，锁相环电路接收基本频率，并将其倍频后，输出一倍频信号；
步骤S34，数字/模拟转换电路接收数字倍频信号，以产生一模拟正弦波信号输出；
步骤S35，开关放大电路接收正弦波信号，将其做一功率转换后输出；
步骤S36，高压变压器接收开关放大电路传输的信号，产生测试所需要的高电压由输出端输出一预定时间；
步骤S37，待预定时间后，高压测量装置显示出待测物之耐压值等，结束测试流程停止测试。
其中，每一组高压输出模块可以产生不同频率的同相位电压；而在每一组高压输出模块中，通过复数个输出级电路输出复数个同频率同相位的高电压。因此本发明实施例提供的高压测量装置可达到可变频率、多信道与同相位输出高电压的要求。
上述实施例中以复数组高压输出模块为例进行说明，实际应用本发明提供的技术方案时，可因设计需要，仅使用一组高压输出模块，该高压输出模块仍具有复数个输出级电路，其操作原理与架构同上述实施例，故在此不多加赘述。
本发明实施例提供的高压测量装置具有以下优点：
1.多通道放入一个机箱内，使得高压装置的体积减少，减少配线。
2.采用开关式放大电路以降低高压测试时的功率输出级能量损耗，提高能源效率，进而达到降低测试设备工作温度，提高设备的可靠度。
3.提供可变频率同相位测试高压输出。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高压测量装置，用来对待测试物品进行高压测试，其特征在于，所述的高压测量装置包括：
基频产生电路，用来产生高压测试时所需要的基本频率；以及
高压输出模块，与所述的基频产生电路连接，所述的高压输出模块包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的锁相环电路用来接收所述的基本频率，并用来产生倍频信号输入所述的复数个输出级电路，所述的复数个输出级电路用来放大输出所需的测试电压，其中，所述的复数个输出级电路中的任一个包括数字/模拟转换电路、开关功率放大器与高压变压器，所述的数字/模拟转换电路用来接收所述的倍频信号并用来产生正弦波讯号，所述的开关功率放大器用来将所述的正弦波讯号进行功率转换以推动所述的高压变压器，所述的高压变压器用来输出所述的测试电压。
2.根据权利要求1所述的高压测量装置，其特征在于，所述的高压输出模块包括十个所述的输出级电路。
3.根据权利要求1所述的高压测量装置，其特征在于，所述的锁相环电路提供所述基本频率的8倍至256倍的倍频信号或者其它复数倍的倍频信号。
4.一种高压测量装置，用来对待测试物品进行高压测试，其特征在于，所述的高压测量装置包括：
基频产生电路，用来产生高压测试时所需要的基本频率；以及
复数个高压输出模块，所述的复数个高压输出模块分别与所述的基频产生电路连接，所述的复数个高压输出模块中的任一个包括锁相环电路与复数个输出级电路，所述的锁相环电路用来接收所述的基本频率，并用来产生倍频信号输入所述的复数个输出级电路，所述的输出级电路用来放大输出所需的测试电压，其中，所述的复数个输出级电路中的任一个包括数字/模拟转换电路、开关功率放大器与高压变压器，所述的数字/模拟转换电路用来接收所述的倍频信号以产生正弦波讯号，所述的开关功率放大器用来将所述的正弦波讯号进行功率转换以推动所述的高压变压器，所述的高压变压器用来输出所述的测试电压。
5.根据权利要求4所述的高压测量装置，其特征在于，所述的高压输出模块通过所述的锁相环电路输出不同频率同相位的测试电压。
6.根据权利要求4所述的高压测量装置，其特征在于，所述的高压输出模块包括十个所述的输出级电路。
7.根据权利要求4所述的高压测量装置，其特征在于，所述的锁相环电路用来提供所述的基本频率8倍至256倍的倍频信号或者其它复数倍的倍频信号。
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