CN112462127A - 涌浪电流测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种涌浪电流测试装置适于接收一交流电。涌浪电流测试装置包括：一第一隔离耦合元件、一正交越脉冲产生电路、一输出电路及一控制电路。第一隔离耦合元件包括一初级侧及一次级侧。第一隔离耦合元件在初级侧响应交流电的一正半周电位并导通次级侧。在次级侧从断开状态转换为导通状态时，正交越脉冲产生电路产生一正交越脉冲。当控制电路被致动且检测到正交越脉冲时，在延迟一延迟时间后，控制电路输出一控制脉冲并用以致动输出电路一第一工作时间。输出电路用于接收交流电，并且当输出电路被致动时输出交流电。

Description

涌浪电流测试装置
技术领域
本发明属于电源供应领域，特别涉及一种涌浪电流测试装置。
背景技术
涌浪电流常发生在电子装置开始输入电力的瞬间，而涌浪电流通常大于稳态电流很多，因此电子装置中的元件可能因为无法承受涌浪电流而发生损坏。当涌浪电流越大时，电子装置中的元件越容易损坏。
涌浪电流发生的原因，例如，交流电源供应器的一次侧电路包括储能电容，当交流电源供应器送电的瞬间，交流输入电流对储能电容进行快速充电并产生瞬时的涌浪电流。
为了避免电子装置受涌浪电流而损坏，现今的电子装置需要在输入端设置保护电路或选用适当规格的零件。但是不同种类的电子装置需具备不同规格的保护电路或分别选用不同规格的零件，如果无法以涌浪电流的最大峰值对电子装置做测试或无法正确选择适当的零件，将可能制造出规格不足的保护电路。
在不同的市电条件下，市电供应的电压也不尽相同，例如常见的市电电压分为高电压(220伏特)及低电压(110伏特)。由于高电压及低电压的市电电压对于输入弦波的上升斜率或下降斜率有差异，将使得电子装置中的电路参数产生误差，因此电子装置无法准确地依据设计理念进行应用。
例如用于市电相位检测的电子装置，需通过检测市电弦波的零交越点以检测相位。但是当市电电压对于输入弦波的上升斜率或下降斜率有差异时，相位检测的时间可能会延迟或超前，因此对于市电弦波的零交越点的检测信号将不是绝对准确。如此一来，将造成电子装置在日常使用上很大的不便。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出一种涌浪电流测试装置。
依据一些实施例，本发明提供一种涌浪电流测试装置适于接收一交流电。涌浪电流测试装置包括：一第一隔离耦合元件、一正交越脉冲产生电路、一输出电路及一控制电路。正交越脉冲产生电路耦接第一隔离耦合元件。控制电路耦接正交越脉冲产生电路及输出电路。第一隔离耦合元件包括一初级侧及一次级侧。第一隔离耦合元件在初级侧响应交流电的一正半周电位并导通次级侧。在次级侧从断开状态转换为导通状态时，正交越脉冲产生电路产生一正交越脉冲。当控制电路被致动且检测到正交越脉冲时，在延迟一延迟时间后，控制电路输出一控制脉冲并用来致动输出电路一第一工作时间。输出电路用于接收交流电，并且当输出电路被致动时输出交流电。
依据一些实施例，该正交越脉冲产生电路包括：
一电平产生电路，耦接该次级侧，用于在该次级侧导通时，产生一低电平，在该次级侧断开时，提供一高电平，该低电平及该高电平构成一电平信号；
一反相电路，耦接该控制电路，该反相电路包括一第一反相器及一电阻，该第一反相器在该电阻的一电位高于一第一门坎时，输出一低电位信号，该第一反相器在该电阻的该电位未高于该第一门坎时，输出一高电位信号，该低电位信号及该高电位信号构成该正交越脉冲；
一充放电电路，耦接该电平产生电路，用于在该电平产生电路产生该高电平时充电，并在该电平产生电路产生该低电平时对该电阻放电，以产生该电阻的该电位；及
一开关电路，耦接该电平产生电路、该充放电电路及该反相电路，用于在该电平产生电路产生该高电平时，断开该充放电电路与该电阻之间的耦接。
依据一些实施例，该开关电路包括：
一第一开关，耦接于该充放电电路与该反相电路之间，并具有一第一控制端，其中该第一开关用于该电平信号为该高电平时，断开该充放电电路与该电阻之间的耦接，并在该电平信号为低电平时，导通该充放电电路与该电阻之间的耦接；及
一延迟电路，耦接于该电平产生电路与该第一控制端之间，其中该延迟电路用于延迟一第一反应时间，该第一反应时间为该电平信号控制该第一开关的时间。
依据一些实施例，该延迟电路优选为一第二反相器。
依据一些实施例，该充放电电路包括：
一另一电阻，耦接一直流电源；
一电容，适于操作于一充电状态及一放电状态；及
一第二开关，耦接于该另一电阻与该电容之间，并具有一第二控制端，其中该第二控制端耦接该电平产生电路，该第二开关用于该电平信号为该高电平时，导通该电容与该另一电阻之间的耦接，使该电容操作于该充电状态，并在该电平信号为低电平时，断开该电容与该另一电阻之间的耦接，使该电容操作于该放电状态。
依据一些实施例，该控制电路包括：一相位决定电路，用以提供一基准相位至该控制电路，该控制电路依据该基准相位调整该延迟时间，该相位决定电路包括一第四开关，当该第四开关导通时，该基准相位为一第一相位，当该第四开关断开时，该基准相位为一第二相位。
依据一些实施例，该控制电路包括：一致动电路，该致动电路包括一第五开关，当该第五开关触发时，该致动电路输出一致动脉冲，该致动脉冲致动该控制电路一第二工作时间。
依据一些实施例，该控制电路包括：一反应校正电路，用以提供一第二反应时间至该控制电路，该控制电路依据该第二反应时间调整该延迟时间。
依据一些实施例，该输出电路包括：一第二隔离耦合元件，耦接该控制电路，具有一接收侧及一反应侧，该第二隔离耦合元件在该接收侧响应该控制脉冲，导通该反应侧以输出该交流电。
依据一些实施例，该涌浪电流测试装置还包括一线材检测电路，该线材检测电路用于输出一辅助信号，该交流电包括一火线端、一零线端及一地线端，其中，该线材检测电路的一端耦接该地线端，当该线材检测电路的另一端耦接该火线端，该辅助信号为一第一指示信号，反之，当该线材检测电路的另一端耦接该零线端，该辅助信号为一第二指示信号。
依据一些实施例，本发明提供一种高低压补偿装置用于校正一交流电，并适于在一高压模式及一低压模式下操作。高低压补偿装置包括：一隔离输入电路、一驱动电路、一校正电路及一隔离输出电路。隔离输入电路包括一输入侧及一作动侧。驱动电路耦接作动侧。隔离输出电路耦接于驱动电路与校正电路之间。隔离输入电路在输入侧响应交流电的正半周电位并导通作动侧。驱动电路用于产生一驱动信号。其中，在高压模式且作动侧导通时，驱动信号为一低电平信号。在低压模式且作动侧导通时，驱动信号为一高电平信号。校正电路用于校正交流电以产生一补偿电力。隔离输出电路用于依据驱动信号来选择性输出补偿电力。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该驱动电路包括：
一供能电路，耦接该作动侧，用于提供一第一参考电力；及
一储能电路，耦接该供能电路及该作动侧，在该作动侧断开时，该储能电路依据该第一参考电力充电，在该高压模式时，该储能电路放电以输出一第一作动信号，在该低压模式时，该储能电路放电以输出一第二作动信号。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该储能电路为一RC电路。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该驱动电路包括：一电平信号产生电路，耦接于该储能电路与该隔离输出电路之间，其中，该电平信号产生电路依据该第二作动信号以产生该高电平信号，以及依据该第一作动信号以产生该低电平信号。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该电平信号产生电路为串联的二与非门元件。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该校正电路包括一第一电阻及一第二电阻，在该低压模式时，该校正电路通过该第一电阻以产生该补偿电力，在该高压模式时，该校正电路通过该第二电阻以产生该补偿电力。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该隔离输出电路包括一感应侧及一输出侧，当该感应侧响应该高电平信号时，该隔离输出电路导通该输出侧与该第一电阻之间的耦接，而当该感应侧响应该低电平信号时，该隔离输出电路导通该输出侧与该第二电阻之间的耦接。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，该感应侧的一端耦接一第二参考电力，该隔离输出电路包括：一开关元件，耦接于该感应侧的另一端与一接地端之间，该开关元件包括一控制极，该控制极耦接该驱动电路，以依据该驱动信号使得该开关元件导通或断开。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，还包括：一整流电路，耦接该隔离输入电路及该校正电路，用于整流该交流电成为一整流交流电。
优选的，本发明所提供的高低压补偿装置，其中，还包括：一限流电路，耦接于该整流电路与该隔离输入电路之间，用于调整该整流交流电的电流。依据一些实施例，一种涌浪电流测试装置还包括一高低压补偿装置，其中高低压补偿装置耦接第一隔离耦合元件，并且高低压补偿装置用于输出补偿电力。第一隔离耦合元件在初级侧响应补偿电力的一正半周电位并导通次级侧。
综上，本发明一些实施例的涌浪电流测试装置适于接收交流电，并依据交流电的正交越点产生正交越脉冲，再依据正交越脉冲来输出测试电力，其中测试电力即为处于基准相位的交流电。因此，涌浪电流测试装置能提供准确相位的涌浪电流给电子装置进行测试。依据一些实施例，高低压补偿装置依据操作在高压模式或低压模式用来校正交流电，并通过校正交流电来输出相同电压上升斜率的补偿电力。因此，高低压补偿装置能确保本发明的涌浪电流测试装置，不论输入的交流电为高压模式或低压模式，均能使用相同电压上升斜率的补偿电力进行相位计算，减少相位误差产生。
附图说明
图1为本发明一些实施例的涌浪电流测试装置的方块图。
图2为本发明一些实施例的涌浪电流测试装置的方块图。
图3为图1的高低压补偿装置的电路图。
图4为图3的高低压补偿装置的信号图。
图5为图3的经高低压补偿的测试电力信号图。
图6为图1的涌浪电流测试装置的部分电路图。
图7为图2的涌浪电流测试装置的电路图。
图8为图7的无高低压补偿的测试电力信号图。
图9为本发明一些实施例的线材检测电路的电路图。
附图标记为：
10、10’ 涌浪电流测试装置
P1、P2 输入端
P3、P4 补偿端
P5、P6 输出端
100 高低压补偿装置
110 隔离输入电路
112 输入侧
114 作动侧
120 驱动电路
122 供能电路
124 储能电路
126 电平信号产生电路
130 校正电路
140 隔离输出电路
142 感应侧
144 输出侧
146 开关元件
E0 控制极
150 整流电路
160 限流电路
VIN 交流电
VC 补偿电力
VOUT 测试电力
V1 整流交流电
V2 作动信号
V2L 第一作动信号
V2H 第二作动信号
V3 驱动信号
V3L 低电平信号
V3H 高电平信号
V4 电平信号
V5 正交越脉冲
V6 控制脉冲
VDD0 参考电源
VDD1 第一参考电力
VDD2 第二参考电力
VDD3 直流电源
VDD4 直流电力
VTH 门坎电压
R1 第一电阻
R2 第二电阻
R3-R12 电阻
C1-C3 电容
200 第一隔离耦合元件
210 初级侧
220 次级侧
300 正交越脉冲产生电路
310 电平产生电路
320 反相电路
N1 第一反相器
330 充放电电路
340 开关电路
342 延迟电路
N2 第二反向器
400 控制电路
410 相位决定电路
420 致动电路
430 反应校正电路
440 主控制器
500 输出电路
510 第二隔离耦合元件
512 接收侧
514 反应侧
600 线材检测电路
S1 第一开关
E1 第一控制端
S2 第二开关
E2 第二控制端
S3 第三开关
E3 第三控制端
S4 第四开关
S5 第五开关
TG 脉冲产生时间
TG0 高压脉冲产生时间
TG1 低压脉冲产生时间
TW 第一工作时间
TD 延迟时间
TD0 高压延迟时间
TD1 低压延迟时间
D1 第一不对称电导元件
D2 第二不对称电导元件
D3 第三不对称电导元件
D4 第四不对称电导元件
D5 第五不对称电导元件
D6 第六不对称电导元件
D7 指示元件
D8 稳压元件
P7、P8 检测端
具体实施方式
在本发明中，可能使用了“耦接”一词以及其衍生字词。在一些实施例中，“耦接”可用来表示两个或多个元件彼此直接地物理接触或电性接触，或者还可能意味的是两或多个元件彼此间接地电性接触。“耦接”一词仍可用来表示两或多个元件彼此协作或互动。
图1为本发明一些实施例的涌浪电流测试装置10的方块图，图2为本发明一些实施例的涌浪电流测试装置10’的方块图。请同时参照图1及图2，在一些实施例中，涌浪电流测试装置10(10’)适于接收交流电VIN，并依据交流电VIN处于基准相位时输出测试电力VOUT，而基准相位例如但不限于90度、270度或其他相位。也就是，涌浪电流测试装置10(10’)用于转传接收的交流电VIN，并且以测试电力VOUT的形式输出，而输出的测试电力VOUT即为处于基准相位的交流电VIN。换句话说，涌浪电流测试装置10(10’)可视为用于检测交流电VIN相位的装置，并且在交流电VIN处于基准相位时输出交流电VIN。
请参照图1，在一些实施例中，涌浪电流测试装置10包括高低压补偿装置100、第一隔离耦合元件200、正交越脉冲产生电路300、控制电路400、输出电路500、输入端P1、输入端P2、补偿端P3、补偿端P4及输出端P5、输出端P6。其中高低压补偿装置100耦接第一隔离耦合元件200，第一隔离耦合元件200耦接正交越脉冲产生电路300，正交越脉冲产生电路300耦接控制电路400，控制电路400耦接输出电路500。高低压补偿装置100从输入端P1、P2接收交流电VIN，并且高低压补偿装置100经由补偿端P3、P4输出补偿电力VC。第一隔离耦合元件200从补偿端P3、P4接收补偿电力VC，并且第一隔离耦合元件200、正交越脉冲产生电路300及控制电路400依据补偿电力VC致动输出电路500。输出电路500从输入端P1、P2接收交流电VIN，并且当输出电路500被致动时，经由输出端P5、P6输出测试电力VOUT。
图3为图1的高低压补偿装置100的电路图。请参照图3，在一些实施例中，高低压补偿装置100用于校正交流电VIN以输出补偿电力VC。并且高低压补偿装置100适于在高压模式及低压模式下操作。高低压补偿装置100包括隔离输入电路110、驱动电路120、校正电路130、隔离输出电路140、整流电路150及限流电路160。其中隔离输入电路110耦接驱动电路120，隔离输出电路140耦接于驱动电路120与校正电路130之间，校正电路130耦接隔离输入电路110，整流电路150耦接隔离输入电路110及校正电路130。依据一些实施例，当交流电VIN为220伏特时，高低压补偿装置100操作为高压模式。当交流电VIN为110伏特时，高低压补偿装置100操作为低压模式。
在一些实施例中，整流电路150包括第一不对称电导元件D1及第二不对称电导元件D2。第一不对称电导元件D1耦接于输入端P1与隔离输入电路110之间，第二不对称电导元件D2耦接于输入端P2与隔离输入电路110之间。整流电路150用于对交流电VIN进行整流，能避免隔离输入电路110因电压反向(例如交流电VIN在负半周电位时)而损坏。因此当高低压补偿装置100接收交流电VIN时，交流电VIN作用于高低压补偿装置100的电流方向被整流电路150限制，也就是，电流方向为从输入端P1流入，再流经第一不对称电导元件D1、隔离输入电路110以及第二不对称电导元件D2，最后从输入端P2流出。换句话说，整流电路150用于将交流电VIN整流为整流交流电V1，并且整流交流电V1包括交流电VIN的正半周电位及零电位。因此整流电路150能用于保护隔离输入电路110，使隔离输入电路110不会接收交流电VIN的负半周电位。依据一些实施例，第一不对称电导元件D1及第二不对称电导元件D2为二极管(Diode)。
图4为图3的高低压补偿装置100的信号图。请同时参照图3及图4，在一些实施例中，隔离输入电路110包括输入侧112及作动侧114。输入侧112用于接收整流交流电V1，并且依据整流交流电V1而使作动侧114为导通或断开。具体而言，当整流交流电V1等于交流电VIN的正半周电位且大于输入侧112的门坎电压VTH时，输入侧112响应整流交流电V1使作动侧114导通。反之，当整流交流电V1等于或小于输入侧112的门坎电压VTH时，隔离输入电路110断开作动侧114。依据一些实施例，隔离输入电路110例如但不限于隔离耦合元件或光耦合元件。
在一些实施例中，限流电路160耦接于整流电路150与隔离输入电路110之间。具体而言，限流电路160例如但不限于耦接于第一不对称电导元件D1与输入侧112之间(如图3所示)，或是耦接于第二不对称电导元件D2与输入侧112之间(图未绘示)。限流电路160用于调整对应于整流交流电V1的电流，特别是限制对应于整流交流电V1的最大电流。因此限流电路160能用于保护隔离输入电路110，以避免输入侧112承受过大的整流交流电V1而损坏。在一些实施例中，除了上述保护功能外，限流电路160也可用作高低压补偿装置100操作于高压模式或低压模式下的判断元件之一，通过限流电路160中的电阻设计使交流电VIN为高电压时的电流才足以驱动输入侧112，以此达到判断高压模式与低压模式的功能。依据一些实施例，限流电路160为电阻。
在一些实施例中，驱动电路120包括供能电路122、储能电路124及电平信号产生电路126。供能电路122耦接作动侧114。储能电路124耦接供能电路122及作动侧114。电平信号产生电路126耦接于储能电路124与隔离输出电路140之间。具体而言，作动侧114的一端耦接接地端。作动侧114的另一端同时耦接供能电路122、储能电路124及电平信号产生电路126。并且供能电路122耦接于作动侧114的另一端与第一参考电力VDD1之间，储能电路124耦接于作动侧114的另一端与接地端之间。驱动电路120用于产生驱动信号V3。其中在高压模式且作动侧114导通时，驱动信号V3为低电平信号V3L。在低压模式且作动侧114导通时，驱动信号V3为高电平信号V3H。
在一些实施例中，供能电路122用于提供第一参考电力VDD1，储能电路124依据第一参考电力VDD1充电。在高压模式时，作动侧114导通时间相对较长，储能电路124储能时间相对较短，故累积电压为第一作动信号V2L，在低压模式时，作动侧114导通时间相对较短，储能电路124储能时间相对较长，故累积电压为第二作动信号V2H。具体而言，当作动侧114断开时，供能电路122与储能电路124可视为分压电路，并且以供能电路122与储能电路124之间的电压作为第一参考电力VDD1的分压，因此储能电路124能依据第一参考电力VDD1充电。由于高低压补偿装置100操作于高压模式时的交流电VIN比操作于低压模式时的交流电VIN还要高，因此高压模式时的交流电VIN使输入侧112响应的时间点比低压模式时的交流电VIN使输入侧112响应的时间点早。就作动侧114导通时间而言，由于高压模式时作动侧114导通的时间比低压模式时作动侧114导通的时间要长，高压模式时储能电路124充电的时间比低压模式时储能电路124充电的时间要短。因此就作动信号V2而言，高压模式时储能电路124放电时输出的第一作动信号V2L比低压模式时储能电路124放电时输出的第二作动信号V2H要低。在一些实施例中，第一作动信号V2L介于0.3伏特至0.4伏特之间，第二作动信号V2H介于3伏特至4伏特之间。依据一些实施例，供能电路122包括电阻R3。储能电路124为RC电路，例如串联方式耦接的电阻R4及电容C1。
在一些实施例中，电平信号产生电路126依据作动信号V2以产生驱动信号V3。具体而言，在低压模式时，电平信号产生电路126依据第二作动信号V2H以产生高电平信号V3H。在高压模式时，电平信号产生电路126依据第一作动信号V2L以产生低电平信号V3L。其中，电平信号产生电路126依据接收的输入信号是否满足特定阈值(图未绘示)以输出对应的输出信号，由于第二作动信号V2H满足特定阈值，因此准信号产生电路126输出高电平信号V3H，而第一作动信号V2L未满足特定阈值，因此准信号产生电路126输出低电平信号V3L。在一些实施例中，特定阈值约为2伏特。依据一些实施例，电平信号产生电路126为以串联方式耦接的两个与非门元件。
在一些实施例中，供能电路122与储能电路124之间的电压为第一参考电力VDD1的分压。在低压模式时，第一参考电力VDD1的分压满足电平信号产生电路126的特定阈值，因此电平信号产生电路126输出的驱动信号V3为高电平信号V3H。在高压模式时，第一参考电力VDD1的分压不满足电平信号产生电路126的特定阈值，因此电平信号产生电路126输出的驱动信号V3为低电平信号V3L。所以，当高低压补偿装置100操作在低压模式时，电平信号产生电路126持续输出高电平信号V3H。反之，当高低压补偿装置100操作在高压模式时，电平信号产生电路126持续输出低电平信号V3L。
图5为图3的经高低压补偿的测试电力信号图。请同时参照图3至图5，在一些实施例中，校正电路130用于校正交流电VIN以产生补偿电力VC。校正电路130的一端耦接于第一不对称电导元件D1与输入侧112之间。而校正电路130的另一端耦接于隔离输出电路140。校正电路130包括第一电阻R1及第二电阻R2。在低压模式时，校正电路130通过第一电阻R1来产生补偿电力VC。在高压模式时，校正电路130通过该第二电阻R2来产生补偿电力VC。由于校正电路130依据交流电VIN的电压搭配不同的补偿电阻，即使交流电VIN的电压因为操作于高压模式或低压模式而不同，校正电路130均能输出具有近似相同的上升斜率或下降斜率的补偿电力VC。因此不管高低压补偿装置100是操作于高压模式或是低压模式，校正电路130输出的补偿电力VC都是近似相同的。
在一些实施例中，隔离输出电路140包括感应侧142、输出侧144及开关元件146。其中输出侧144为开关，并且输出侧144可选择性地耦接于第一电阻R1或第二电阻R2。感应侧142的一端耦接第二参考电力VDD2，感应侧142的另一端耦接开关元件146。开关元件146耦接于感应侧142的另一端与接地端之间，并且开关元件146包括控制极E0，控制极E0耦接驱动电路120。隔离输出电路140用于依据驱动信号V3来选择性输出补偿电力VC。具体而言，控制极E0依据驱动信号V3使得开关元件146导通或断开。在低压模式时，驱动信号V3为高电平信号V3H，开关元件146为导通。反之，在高压模式时，驱动信号V3为低电平信号V3L，开关元件146为断开。依据一些实施例，开关元件146为NPN型双极性晶体管(bipolar junctiontransistor，BJT)或NMOS晶体管。
再进一步说明，当感应侧142响应低电平信号V3L时，隔离输出电路140导通输出侧144与第二电阻R2之间的耦接。而当感应侧142响应高电平信号V3H时，隔离输出电路140导通输出侧144与第一电阻R1之间的耦接。因此不管是在高压模式或低压模式，高低压补偿装置100均能经由两个补偿端P3、P4输出补偿电力VC。在一些实施例中，在感应侧142未致动时，输出侧144保持耦接第二电阻R2。而在感应侧142致动时，输出侧144响应感应侧142而切换为耦接第一电阻R1。需特别说明的是，上述仅为示例，并不以此为限，本领域普通技术人员也可依设计需求，在感应侧142未致动时，使输出侧144保持耦接第一电阻R1，而在感应侧142致动时，输出侧144响应感应侧142而切换为耦接第二电阻R2。依据一些实施例，感应侧142及输出侧144的组合为继电器。
图6为图1的涌浪电流测试装置10的部分电路图。请同时参照图1、图5及图6，在一些实施例中，第一隔离耦合元件200包括初级侧210及次级侧220，初级侧210耦接于补偿端P3、P4之间，次级侧220的一端耦接接地端，而次级侧220的另一端耦接正交越脉冲产生电路300。初级侧210用于响应补偿电力VC，并且依据补偿电力VC而使次级侧220为导通或断开。在一些实施例中，初级侧210依据补偿电力VC是否达到门坎电压VTH而使次级侧220为导通或断开。当补偿电力VC大于等于门坎电压VTH时，初级侧210响应补偿电力VC使次级侧220导通。反之，当补偿电力VC小于门坎电压VTH时，第一隔离耦合元件200断开次级侧220。在一些实施例中，门坎电压VTH大于零。依据一些实施例，第一隔离耦合元件200例如但不限于隔离耦合元件或光耦合元件。
图7为图2的涌浪电流测试装置10’的电路图，图8为图7的无高低压补偿的测试电力信号图。请同时参照图2、图7及图8，在一些实施例中，涌浪电流测试装置10’包括第一隔离耦合元件200、正交越脉冲产生电路300、控制电路400、输出电路500、输入端P1、输入端P2及输出端P5、输出端P6。其中第一隔离耦合元件200耦接正交越脉冲产生电路300，正交越脉冲产生电路300耦接控制电路400，控制电路400耦接输出电路500。第一隔离耦合元件200包括第三不对称电导元件D3、第四不对称电导元件D4、初级侧210及次级侧220。第三不对称电导元件D3耦接于输入端P1与初级侧210之间，第四不对称电导元件D4耦接于输入端P2与初级侧210之间。第一隔离耦合元件200从输入端P1、P2接收交流电VIN，并且第三不对称电导元件D3及第四不对称电导元件D4用于将交流电VIN整流为整流交流电V1。第一隔离耦合元件200的初级侧210及次级侧220、正交越脉冲产生电路300及控制电路400依据整流交流电V1以致动输出电路500。输出电路500从输入端P1、P2接收交流电VIN，并且当输出电路500被致动时，经由输出端P5、P6输出测试电力VOUT。依据一些实施例，第三不对称电导元件D3及第四不对称电导元件D4为二极管。
在一些实施例中，初级侧210是通过第三不对称电导元件D3及第四不对称电导元件D4耦接于输入端P1、P2之间，次级侧220的一端耦接于接地端，而次级侧220的另一端耦接正交越脉冲产生电路300。在一些实施例中，初级侧210依据整流交流电V1是否达到门坎电压VTH而使次级侧220为导通或断开。当整流交流电V1大于等于门坎电压VTH时，初级侧210响应整流交流电V1使次级侧220导通。反之，当整流交流电V1小于门坎电压VTH时，第一隔离耦合元件200断开次级侧220。
请同时参照图6及图7。在一些实施例中，正交越脉冲产生电路300依据次级侧220从断开状态转换为导通状态时，正交越脉冲产生电路300产生正交越脉冲V5。正交越脉冲产生电路300包括电平产生电路310、反相电路320、充放电电路330及开关电路340。其中电平产生电路310耦接次级侧220，反相电路320耦接控制电路400，充放电电路330耦接电平产生电路310，开关电路340耦接电平产生电路310、充放电电路330及反相电路320。依据一些实施例，交流电VIN的正交越的时间点至正交越脉冲产生电路300产生正交越脉冲V5的时间点之间的时间差为脉冲产生时间TG，也就是，正交越脉冲产生电路300响应交流电VIN的正交越点至产生正交越脉冲V5的时间差。
请同时参照图5及图8。需特别说明的是，在一些实施例中，由于涌浪电流测试装置10’不包括用于校正交流电VIN的高低压补偿装置100，因此延迟时间TG在高压模式及低压模式并不相同。由于交流电VIN在单位时间内的电压增幅是高压模式大于低压模式，因此高压模式比低压模式要早产生正交越脉冲V5，也就是高压脉冲产生时间TG0短于低压脉冲产生时间TG1。
请继续参照图6及图7，在一些实施例中，电平产生电路310耦接于参考电源VDD0与次级侧220的另一端之间。电平产生电路310用于在次级侧220导通时，产生低电平。并且在次级侧220断开时，提供高电平。低电平及高电平构成电平信号V4。具体而言，当次级侧220导通时，次级侧220的一端与次级侧220的另一端视为短路，因此次级侧220的另一端的电位近似于接地端，也就是低电平。当次级侧220断开时，电平产生电路310及充放电电路330可视为分压电路，因此次级侧220的另一端的电位为参考电源VDD0的分压，也就是高电平。依据一些实施例，电平产生电路310包括电阻R5。
在一些实施例中，反相电路320包括第一反相器N1及电阻R6。电阻R6耦接于接地端与第一反相器N1之间。第一反相器N1于电阻R6的电位高于第一门坎时，输出低电位信号。第一反相器N1于电阻R6的电位不高于第一门坎时，输出高电位信号。低电位信号及高电位信号构成正交越脉冲V5。在电平产生电路310产生高电平时，充放电电路330用于充电。并且在电平产生电路310产生低电平时，充放电电路330用于对电阻R6放电，以产生电阻R6的电位。以及开关电路340用于在电平产生电路310产生高电平时，断开充放电电路330与电阻R6之间的耦接。具体而言，当电平产生电路310产生低电平时，开关电路340为导通，也就是充放电电路330与电阻R6之间为导通。因此充放电电路330对电阻R6放电，也就是有电流通过电阻R6，使电阻R6的电位高于第一门坎，所以反相电路320输出低电位信号。而当电平产生电路310产生高电平时，开关电路340为断开，也就是充放电电路330与电阻R6之间为断开。由于没有电流通过电阻R6，使得电阻R6的两端电位几乎相等，所以电阻R6的电位近似于接地端，也就是电阻R6的电位不高于第一门坎，所以反相电路320输出高电位信号。
在一些实施例中，开关电路340包括第一开关S1及延迟电路342。并且第一开关S1具有第一控制端E1。其中第一开关S1耦接于充放电电路330与反相电路320之间，更明确的说，第一开关S1的一端耦接于反相电路320的第一反相器N1及电阻R6。延迟电路342耦接于电平产生电路310与第一控制端E1之间。第一开关S1用于电平信号V4在高电平时，断开充放电电路330与电阻R6之间的耦接。并且第一开关S1用于电平信号V4在低电平时，导通充放电电路330与电阻R6之间的耦接。而延迟电路342用于延迟第一反应时间。需特别说明的是，第一反应时间为电平信号V4控制第一开关S1的时间。依据一些实施例，延迟电路342为第二反相器N2。第一开关S1为NPN型双极性晶体管(bipolar junction transistor,BJT)或NMOS晶体管。因此当电平信号V4在低电平时，第一控制端E1接收到高电平的信号，所以第一开关S1导通。反之，当电平信号V4在高电平时，第一控制端E1接收到低电平的信号，所以第一开关S1断开。
在一些实施例中，充放电电路330包括依序以串联方式耦接的电阻R7、第二开关S2及电容C2。并且第二开关S2具有第二控制端E2。其中电阻R7耦接于直流电源VDD3与第二开关S2之间，第二开关S2耦接于电阻R7与电容C2之间，电容C2耦接于第二开关S2与接地端之间，以及第二控制端E2耦接电平产生电路310。电容C2适于操作于充电状态及放电状态。第二开关S2用于电平信号V4在高电平时，导通电容C2与电阻R7之间的耦接，使电容C2操作于充电状态。并且第二开关S2用于电平信号V4在低电平时，断开电容C2与电阻R7之间的耦接，并且因第一开关S1为导通，使电容C2操作于放电状态。具体而言，当第二开关S2为导通时，直流电源VDD3对电阻R7及电容C2构成的RC电路充电。反之，当第二开关S2为断开时，由于第一开关S1为导通，因此电容C2对电阻R6放电以产生电阻R6的电位。
在一些实施例中，控制电路400包括相位决定电路410、致动电路420、反应校正电路430及主控制器440。其中主控制器440分别耦接相位决定电路410、致动电路420、反应校正电路430、正交越脉冲产生电路300及输出电路500。当控制电路400(即，主控制器440)被致动且检测到正交越脉冲V5时，在延迟一延迟时间TD之后，控制电路400输出控制脉冲V6。控制脉冲V6用于致动输出电路500，并且使输出电路500在第一工作时间TW内持续被致动的状态。依据一些实施例，主控制器440例如但不限于微处理器(Microprocessor，uP)、单芯片微控制器(Microcontroller Unit，MCU)或系统单芯片(System on Chip，SoC)，并且主控制器440可包括对应微处理器、单芯片微控制器或系统单芯片搭配的电路。
在一些实施例中，相位决定电路410包括第四开关S4，第四开关S4耦接于参考电源VDD0与主控制器440之间。相位决定电路410用来提供基准相位至控制电路400(即，主控制器440)，如前所述基准相位例如但不限于90度、270度或其他相位。需特别说明的是，控制电路400依据基准相位调整延迟时间TD。依据一些实施例，当第四开关S4导通时，基准相位为第一相位(例如270度)。当该第四开关S4断开时，基准相位为第二相位(例如90度)。
在一些实施例中，相位决定电路410还包括一组并联的RC电路(电容C3及电阻R9)，RC电路的一端耦接于主控制器440及第四开关S4的一端，RC电路的另一端耦接于接地端。而第四开关S4的另一端耦接于参考电源VDD0。RC电路具有消除机械开关动作时电压弹跳现象的功能，使控制信号较平滑的升高及降低。因此当第四开关S4导通时，相位决定电路410输入参考电源VDD0对C充电,使主控制器440电压逐渐上升。反之，第四开关S4断开时，C通过R对地放电使主控制器440电压逐渐下降。
在一些实施例中，致动电路420包括第五开关S5及电阻R8，其中第五开关S5及电阻R8以串联方式耦接于参考电源VDD0与接地端之间。其中，电阻R8作为致动电路420的限流电阻以避免参考电源VDD0与接地端之间短路。当第五开关S5触发时，致动电路420输出致动脉冲。致动脉冲用于致动控制电路400(即，主控制器440)，并且使控制电路400在第二工作时间内持续被致动的状态。依据一些实施例，第五开关S5为无段式开关。当第五开关S5被按压时，第五开关S5即被触发。
请继续参照图5及图8。在一些实施例中，反应校正电路430用来提供第二反应时间至控制电路400(即，主控制器440)，并且控制电路依据第二反应时间调整延迟时间TD。需特别说明的是，由于涌浪电流测试装置10’不包括高低压补偿装置100，延迟时间TD在高压模式及低压模式并不相同。由于反应校正电路430依据脉冲产生时间TG的不同而对应补偿延迟时间TD，反应校正电路430在高压模式的延迟时间TD为高压延迟时间TD0，反应校正电路430在低压模式的延迟时间TD为低压延迟时间TD1，并且高压脉冲产生时间TG0短于低压脉冲产生时间TG1，所以高压延迟时间TD0长于低压延迟时间TD1。在一些实施例中，低压脉冲产生时间TG1减去高压脉冲产生时间TG0的时长等于高压延迟时间TD0减去低压延迟时间TD1的时长。依据一些实施例，反应校正电路430包括可变式电阻，可变式电阻耦接在参考电源(图未绘示)与接地端之间。通过可变式电阻以分压参考电源并产生分压信号，而此分压信号即对应第二反应时间。
请继续参照图6及图7，在一些实施例中，输出电路500包括第二隔离耦合元件510及第三开关S3。第二隔离耦合元件510包括接收侧512及反应侧514。其中反应侧514为开关。接收侧512的一端耦接直流电力VDD4，接收侧512的另一端耦接第三开关S3。第三开关S3耦接于接收侧512的另一端与接地端之间，并且第三开关S3包括第三控制端E3，第三控制端E3耦接控制电路400。需特别说明的是，第三开关S3依据控制脉冲V6而导通，而导通的第三开关S3致动接收侧512。因此当接收侧512被致动时，第二隔离耦合元件510于接收侧512响应控制脉冲V6，并且导通反应侧514以输出测试电力VOUT。依据一些实施例，第二隔离耦合元件510为继电器。
在一些实施例中，输出电路500用于接收交流电VIN。当输出电路500被控制电路400输出的控制脉冲V6致动时，输出电路500输出测试电力VOUT。如前所述涌浪电流测试装置10(10’)的功能，输出电路500即用于输出接收的交流电VIN，并且以测试电力VOUT的形式输出，而输出的测试电力VOUT即为处于基准相位的交流电VIN。需特别说明的是，输出电路500依据控制脉冲V6在第一工作时间TW内持续输出测试电力VOUT，因此当第一工作时间TW极短时，作为涌浪电流测试的测试电力VOUT可视为一种脉冲信号。
图9为本发明一些实施例的线材检测电路600的电路图。请参照图9，在一些实施例中，涌浪电流测试装置10(10’)还包括线材检测电路600。线材检测电路600包括第五不对称电导元件D5、第六不对称电导元件D6、指示元件D7、稳压元件D8、电阻R10、R11、R12及检测端P7、P8。第五不对称电导元件D5耦接于检测端P7与电阻R11之间，第六不对称电导元件D6耦接于检测端P8与电阻R10之间，电阻R11以串联方式耦接电阻R10。稳压元件D8以并联方式耦接电阻R10，指示元件D7以串联方式耦接电阻R12，并且串联的指示元件D7及电阻R12又以并联方式耦接电阻R10。换句话说，电阻R10的一端耦接电阻R11、稳压元件D8的一侧及指示元件D7，电阻R10的另一端耦接第六不对称电导元件D6、稳压元件D8的另一侧及电阻R12。交流电VIN包括火线端、零线端及地线端。线材检测电路600通过指示元件D7输出辅助信号以达到区分交流电VIN的火线端及零线端的功能。其中检测端P8耦接地线端，检测端P7耦接输入端P1。当检测端P7接收到的交流电VIN为火线端时，辅助信号为第一指示信号，反之，当检测端P7接收到的交流电VIN为零线端时，辅助信号为第二指示信号。其中，第五不对称电导元件D5及第六不对称电导元件D6用于限制流入线材检测电路600的电流方向。电阻R11除用以限制最大输入电流值外，且电阻R10与电阻R11组成分压电路，通过设计电阻R10与电阻R11的阻值以调整电阻R10的跨压。电阻R12用于限制指示元件D7的最大电流，以避免指示元件D7过流损坏。而稳压元件D8用于提供指示元件D7稳定的电压，因此可避免指示元件D7因为过大的电压而损坏。依据一些实施例，指示元件D7例如但不限于发光二极管。指示元件D7以发光作为第一指示信号，并且指示元件D7以不发光作为第二指示信号。此外，稳压元件D8例如但不限于齐纳二极管(Zener diode)。
综上，本发明的一些实施例的涌浪电流测试装置适于接收交流电，并依据交流电的正交越点产生正交越脉冲，再依据正交越脉冲以输出测试电力，其中测试电力即为处于基准相位的交流电。因此，涌浪电流测试装置能提供准确相位的涌浪电流给电子装置进行测试。在一些实施例中，高低压补偿装置依据操作在高压模式或低压模式以校正交流电，并通过校正交流电以输出相同电压上升斜率的补偿电力。因此，高低压补偿装置能确保涌浪电流测试装置，不论输入的交流电为高压模式或低压模式，均能使用相同电压上升斜率的补偿电力进行相位计算，减少相位误差产生。
虽然本案的技术内容已经以较佳实施例公开如上，然其并非用以限制本发明，本领域普通技术人员，在不脱离本案的构思所做些各种变动与润饰，皆应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种涌浪电流测试装置，适于接收一交流电，其特征在于，该涌浪电流测试装置包括：
一第一隔离耦合元件，包括一初级侧及一次级侧，该第一隔离耦合元件在该初级侧响应该交流电的一正半周电位，导通该次级侧；
一正交越脉冲产生电路，耦接该第一隔离耦合元件，用于在该次级侧从断开状态转换为导通状态时，产生一正交越脉冲；
一输出电路，接收该交流电，当该输出电路被致动时，输出该交流电；及
一控制电路，耦接该正交越脉冲产生电路及该输出电路，当该控制电路被致动且检测到该正交越脉冲时，延迟一延迟时间后该控制电路输出一控制脉冲并用以致动该输出电路一第一工作时间。
2.如权利要求1所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该正交越脉冲产生电路包括：
一电平产生电路，耦接该次级侧，用于在该次级侧导通时，产生一低电平，在该次级侧断开时，提供一高电平，该低电平及该高电平构成一电平信号；
一反相电路，耦接该控制电路，该反相电路包括一第一反相器及一电阻，该第一反相器在该电阻的一电位高于一第一门坎时，输出一低电位信号，该第一反相器在该电阻的该电位未高于该第一门坎时，输出一高电位信号，该低电位信号及该高电位信号构成该正交越脉冲；
一充放电电路，耦接该电平产生电路，用于在该电平产生电路产生该高电平时充电，并在该电平产生电路产生该低电平时对该电阻放电，以产生该电阻的该电位；及
一开关电路，耦接该电平产生电路、该充放电电路及该反相电路，用于在该电平产生电路产生该高电平时，断开该充放电电路与该电阻之间的耦接。
3.如权利要求2所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该开关电路包括：
一第一开关，耦接于该充放电电路与该反相电路之间，并具有一第一控制端，其中该第一开关用于该电平信号为该高电平时，断开该充放电电路与该电阻之间的耦接，并在该电平信号为低电平时，导通该充放电电路与该电阻之间的耦接；及
一延迟电路，耦接于该电平产生电路与该第一控制端之间，其中该延迟电路用于延迟一第一反应时间，该第一反应时间为该电平信号控制该第一开关的时间。
4.如权利要求3所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该延迟电路为一第二反相器。
5.如权利要求2所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该充放电电路包括：
一另一电阻，耦接一直流电源；
一电容，适于操作于一充电状态及一放电状态；及
一第二开关，耦接于该另一电阻与该电容之间，并具有一第二控制端，其中该第二控制端耦接该电平产生电路，该第二开关用于该电平信号为该高电平时，导通该电容与该另一电阻之间的耦接，使该电容操作于该充电状态，并在该电平信号为低电平时，断开该电容与该另一电阻之间的耦接，使该电容操作于该放电状态。
6.如权利要求1所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该控制电路包括：一相位决定电路，用以提供一基准相位至该控制电路，该控制电路依据该基准相位调整该延迟时间，该相位决定电路包括一第四开关，当该第四开关导通时，该基准相位为一第一相位，当该第四开关断开时，该基准相位为一第二相位。
7.如权利要求1所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该控制电路包括：一致动电路，该致动电路包括一第五开关，当该第五开关触发时，该致动电路输出一致动脉冲，该致动脉冲致动该控制电路一第二工作时间。
8.如权利要求1所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该控制电路包括：一反应校正电路，用以提供一第二反应时间至该控制电路，该控制电路依据该第二反应时间调整该延迟时间。
9.如权利要求1所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，该输出电路包括：一第二隔离耦合元件，耦接该控制电路，具有一接收侧及一反应侧，该第二隔离耦合元件在该接收侧响应该控制脉冲，导通该反应侧以输出该交流电。
10.如权利要求1-9中任一项所述的涌浪电流测试装置，其特征在于，还包括一线材检测电路，该线材检测电路用于输出一辅助信号，该交流电包括一火线端、一零线端及一地线端，其中，该线材检测电路的一端耦接该地线端，当该线材检测电路的另一端耦接该火线端，该辅助信号为一第一指示信号，反之，当该线材检测电路的另一端耦接该零线端，该辅助信号为一第二指示信号。
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