TW201522991A - 繞線測試裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種繞線測試裝置，能夠對於低電感的待測線圈，以足夠高的電壓進行精密度良好且高速的測試。繞線測試裝置100具有輸出端151和152、輸出端153和154、脈衝電壓產生部110、端點間電壓檢測電路120以及測試控制部140；輸出端151和152可以連接用來施加電壓至待測線圈M端點間的同軸纜線161；輸出端153和154可以連接用來接收待測線圈M端點間所產生的量測電壓的同軸纜線162；脈衝電壓產生部110則用來產生施加於待測線圈M端點間的脈衝電壓並且輸出至輸出端151和152；端點間電壓檢測電路120用來檢測在待測線圈M端點間所產生的端點間電壓波形；測試控制部140則是基於量測波形，判定待測線圈M是否為良品，並且控制上述各部。

Description

繞線測試裝置
本發明係有關於一種測試繞線產品是否故障的繞線測試裝置。
具有繞線的繞線產品，例如像是電感器、變壓器、磁場產生用線圈等等，這樣的繞線產品被大量使用在各種電子、電機類裝置上。
隨著智慧手機和平板等等終端裝置的普及，提高了晶片產品的生產量。其中特別為了延長電池的操作時間，在電源電路等等中所使用的晶片電感，則要求在效率提昇同時為低電感，進行大容量化和小型化，並且有較高的可靠度。
在專利文獻1所記載的繞線檢查裝置，則具有脈衝電壓產生裝置、端點間電壓檢測裝置、電磁波檢測裝置和顯示裝置；脈衝電壓產生裝置對於做為檢查對象線圈的待測線圈之端點間，施加脈衝電壓；端點間電壓檢測裝置則是對於待測線圈之端點間所產生的振動電壓波形進行檢測；電磁波檢測裝置是檢測由於待測線圈放電的關係所產生的電磁波，顯示裝置則顯示檢測出的振動電壓波形和電磁波波形。
[先行技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2009-115505號公報
然而，在此習知繞線檢查裝置中，在進行低電感(例如1μH以下)待測線圈的測試時會出現以下的問題。
在待測線圈是具有低電感的測試場合中，由於是低電感，所以從測試裝置所施加的脈衝電壓，在待測線圈的兩端點會變低。因此，無法藉由施加高電壓而進行耐電壓測試。舉例來說，對於1μH以下超低電感值的待測線圈而言，便無法應付需要較高電壓(測試電壓1000V)以上的測試。
另外，在習知繞線測試裝置中，即使是對於利用施加脈衝電壓在測試電路和待測線圈間諧振而產生的電壓衰減波形進行量測，但由於是低電感，所以無法得到精密度良好的電壓衰減波形。應對方案則可以考慮安裝上仿真(dummy)電容器，用來在測試電路中製造諧振狀態，使得衰減周期變大。然而，在安裝此仿真電容器的方案中，是無法獲得待測線圈原本特性所產生的響應波形，另外由於在施加脈衝電壓時需要大電能，所以會有無法高速進行測試的問題。
有鑑於此，本發明提供一種繞線測試裝置，對於具有低電感的的待測線圈，能夠以足夠高電壓進行精密度良好並且高速的測試。
為了解決上述問題，本發明提供一種繞線測試裝置，其包括：第1和第2輸出端，其可連接於第1同軸纜線，第1 同軸纜線是做為電壓施加系統測試纜線，用來施加電壓於待測線圈之端點間；第3和第4輸出端，其可連接於第2同軸纜線，第2同軸纜線是做為電壓檢測系統測試纜線，用來接收在上述待測線圈之端點間所產生的量測電壓；脈衝電壓產生裝置，用以產生施加於上述待測線圈之端點間的脈衝電壓，輸出至上述第1和第2輸出端；端點間電壓檢測裝置，連接至上述第3和第4輸出端，用以檢測出藉由上述脈衝電壓產生裝置所施加的脈衝電壓而在上述待測線圈之端點間產生的端點間電壓之波形；判定裝置，用以根據上述端點間電壓檢測裝置所檢測出的量測波形，判定上述待測線圈是否為良品；其中上述端點間電壓檢測裝置所檢測之量測波形，係包含因上述待測線圈之電感以及上述第3端和上述第4端間之靜電電容間的諧振而產生的反電動勢電壓。
在本發明中，藉由使用2根同軸纜線的4端點測試方法，由於量測了反電動勢電壓，所以對於具有低電感的的待測線圈，能夠以足夠高電壓進行精密度良好並且高速的測試。
100、200‧‧‧繞線測試裝置
110‧‧‧脈衝電壓產生部(脈衝電壓產生裝置)
111‧‧‧高電壓產生電路
112‧‧‧高壓電容
113‧‧‧高電壓切換電路
114‧‧‧閘脈波控制電路
120‧‧‧端點間電壓檢測電路(端點間電壓檢測裝置)
130、230‧‧‧A/D轉換器
140‧‧‧測試控制部
141‧‧‧控制部(判定裝置、控制裝置)
142‧‧‧高電壓控制電路
143‧‧‧操作輸入部
144‧‧‧顯示部
145‧‧‧外部機器控制部
151‧‧‧輸出端(第1輸出端)
152‧‧‧輸出端(第2輸出端)
153‧‧‧輸出端(第3輸出端)
154‧‧‧輸出端(第4輸出端)
161‧‧‧同軸纜線(電壓施加系統測試纜線)
162‧‧‧同軸纜線(電壓檢測系統測試纜線)
220‧‧‧電流檢測電路(電流檢測裝置)
第1圖表示本發明第1實施例中繞線測試裝置結構的方塊圖。
第2圖表示在第1實施例中，由繞線測試裝置的脈衝電壓產生部所施加之脈衝電壓、當施加脈衝電壓在待測線圈時利用端點間電壓檢測電路所檢測之端點間電壓、以及由電流檢測電路 所檢測出之電流的波形圖。
第3圖是用來說明在第1實施例之繞線測試裝置中，使用同軸纜線的4端點測試電路之模式圖，第3(a)圖表示本實施例中繞線測試裝置的4端點測試電路，第3(b)圖則表示做為比較例的2端點測試電路。
第4圖是用來說明在第1實施例之繞線測試裝置中，由反電動勢電壓所進行的脈衝波形測試之波形圖，第4(a)圖表示在本實施例之繞線測試裝置之反電動勢電壓所造成的脈衝波形，第4(b)圖表示做為比較例之1μH空磁蕊線圈情況下的脈衝波形。
第5圖表示第1實施例之繞線測試裝置中進行電壓上昇絕緣破壞測試動作之流程圖。
第6圖是用來說明在第1實施例之繞線測試裝置中，進行電壓上昇絕緣破壞測試中之基本波形的波形圖。
第7圖是用來說明在第1實施例之繞線測試裝置中，測試結果判定值的波形圖。
第8圖是用來說明在第1實施例之繞線測試裝置中，基於峰值電壓比較進行高速判定的波形圖。
第9圖表示本發明第2實施例中繞線測試裝置結構的方塊圖。
第10圖是用來說明在第2實施例之繞線測試裝置中，基於控制施加電壓所進行脈衝評估方法的波形圖。
以下則參考圖式，詳細說明本發明之實施例。
(第1實施例)
第1圖表示本發明第1實施例中繞線測試裝置結構的方塊圖。
第1圖所示之繞線試驗裝置100是將電能以脈波的方式施加在做為測試對象的待測線圈M上，再取得此時待測線圈M的兩端電壓波形，以便判斷待測線圈M的狀態(是否為良品)。
為此，繞線測試裝置100則是由脈衝電壓產生部110(脈衝電壓產生裝置)、端點間電壓檢測電路120(端點間電壓檢測裝置)、A/D轉換器130、測試控制部140、輸出端151(第1輸出端)、輸出端152(第2輸出端)、輸出端153(第3輸出端)、輸出端154(第4輸出端)所構成。
繞線測試裝置100的輸出端151~154是透過同軸纜線161、162連接到待測線圈M。
在本說明書中，以脈波方式輸出的電能是稱為脈衝電壓、脈衝電流或脈衝波形。
[脈衝電壓產生部110]
脈波電壓產生部110是用以產生脈衝電壓並且提供至待測線圈M，由高電壓產生電路111、高壓電容(condenser)112、閘流體(thyristor)等所構成的高電壓切換電路113、閘脈波(gate pulse)控制電路114所構成。脈波電壓產生部110是將高電壓產生電路111所提供的電荷，儲存在電壓電容112上，所儲存的電荷則利用高電壓切換電路113的切換動作，產生高電壓脈衝(脈波電壓)。
高電壓產生電路111將電荷充電至高電容112。高電壓產生電路111是產生一般線圈絕緣測試時可能範圍(通常 數kV)的高電壓。
高壓電容112則儲存由高電壓產生電路111所提供的電荷，利用高電壓切換電路113的切換動作(閘控)，將所儲存的電荷瞬間釋放。高壓電容112的電容量可以例如是0.01μF。
高電壓切換電路113則是將高壓電容112所儲存的電荷以切換動作(閘控)瞬間放出的方式，產生高電壓脈衝。高電壓切換電路113是由例如閘流體(thyristor)所構成。當使用閘流體組成高電壓切換電路113時，分別將陽極連接到高壓電容112、陰極連接到高電壓切換電路113的輸出側、閘極連接到閘脈波控制電路114，利用從閘極向陰極流過的閘極電流，導通陽極和陰極之間。由於閘流體在流過的電流是與從陽極到陰極之的反方向時，自動成為非導通(turn off)狀態，所以不需要非導通用的特別電路。另外，高電壓切換電路113中也可以使用金氧半場效電晶體(MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor))等等其他切換元件來代替閘流體。
閘脈波控制電路114則是根據控制部141的指示，在高電壓切換電路113(此處為閘流體)的閘極上施加既定的脈波，控制閘流體的開啟狀態和關閉狀態。
在此，由於脈衝電壓產生部110所產生的一次高電壓脈衝，在高壓電容112上所充電的電荷以及所施加的充電電壓則變成0。因此，如果高壓電容112在高電壓脈衝的休止期間內，不斷地從高電壓產生電路111充電電荷的話，則可以產生連續性的高電壓脈衝(脈波動作)。
[端點間電壓檢測電路120]
端點間電壓檢測電路120則是由分壓器等等所構成，在脈衝電壓產生部110所產生的脈衝電壓施加在待測線圈M上時，檢測出待測線圈M端點間的電壓(端點間所施加的電壓，也就是端點間電壓)。
另外，端點間電壓檢測電路120是連接到輸出端153和154，輸出端153和154則是透過具有靜電電容(配線電容C)的同軸纜線162連接到待測線圈M的兩端。藉由此結構，端點間電壓檢測電路120會檢測出當來自脈衝電壓產生部110的高電壓脈衝施加於待測線圈M時，由待測線圈M之電感L以及同軸纜線162所具有的靜電電容(配線電容C)在待測線圈M端點間所造成的反電動勢電壓；以及接著由待測線圈M之電感L和同軸纜線162所具有之靜電電容(配線電容C)所決定的諧振頻率進行振動的電壓(諧振振動電壓)。
[A/D轉換器130]
A/D轉換器130是將利用端點間電壓檢測電路120所檢測的待測線圈M端點間電壓，轉換成數位信號，輸入到測試控制部140的控制部141。如上所述，端點間電壓中包含由待測線圈M之電感L以及同軸纜線162所具有的靜電電容(配線電容C)所造成的反電動勢電壓，以及由待測線圈M之電感L和同軸纜線162所具有之靜電電容(配線電容C)所決定的諧振頻率進行振動的電壓(諧振振動電壓)。在此則將包含此反電動勢電壓以及諧振振動電壓的端點間電壓波形總稱為量測波形。
[測試控制部140]
測試控制部140是用來統合控制整個繞線測試裝置100，同 時控制脈衝電壓產生部110的脈衝電壓產生時序等，以及根據檢測出的待測線圈M之端點間電壓，實施波形處理、判定處理以及波形顯示處理。因此，測試控制部140具有控制部141(判定裝置、控制裝置)、高電壓控制電路142、操作輸入部143、顯示部144以及外部機器控制部145。
控制部141則具有判定功能，其根據已檢測出之待測線圈M量測波形來判斷待測線圈M是否為良品；以及控制功能，其用來控制脈衝電壓產生部110、A/D轉換器130和控制前述判定功能。控制部141的結構包含中央處理器(Central Processing Unit，以下稱CPU)、唯讀記憶體(Read Only Memory，以下稱ROM)、隨機存取記憶體(Random Acess Memory，以下稱RAM)，CPU是將儲存在ROM中的控制程式在RAM中展開並且執行，以便實現上述的判定功能和控制功能。
高電壓控制電路142根據來自控制部141的控制信號，輸出用來控制高電壓產生電路111的控制指令。
操作輸入部143是用來輸入待測線圈M進行測試的各種設定以及操作資訊，可以由操作按鈕，操作轉盤、模式/刻度切換開關等等構成。
顯示部144是用來顯示用來測試待測線圈M的施加電壓波形、電流波形、量測波形、基本波形、設定參數和判定結果等等，例如可以由LCD、CRT顯示器以及控制驅動器等等構成。
外部機器控制部145則是根據控制部141的結束信號，用來控制處理器切換到下個晶片電感(待測線圈M)。
[輸出端151~154]
輸出端151(第1輸出端)連接到脈衝電壓產生部110的高電位側輸出，輸出端152(第2輸出端)連接到脈衝電壓產生部110的低電位側輸出(本實施例中為GND)。另外，輸出端153(第3輸出端)和輸出端154(第4輸出端)則分別連接至端點間電壓檢測電路120。
4端點進行量測時，輸出端151、152連接到同軸纜線161(電壓施加系統測試纜線)，輸出端153、154連接到同軸纜線162(電壓檢測系統測試纜線)。詳言之，脈衝電壓產生部110的輸出側，是透過輸出端151和同軸纜線161的內部導體161a，連接到待測線圈M的一端；脈衝電壓產生部110的GND，則透過輸出端152和同軸纜線161的外部導體161b，連接到待測線圈M的另一端。端點間電壓檢測電路120的量測端則透過輸出端153和同軸纜線162的內部導體162a連接到待測線圈M的一端，端點間電壓檢測電路120的另一量測端則透過輸出端154和同軸纜線162的外部導體162b連接到待測線圈M的另一端。因此，待測線圈M的一端是連接到同軸纜線161的內部導體161a和同軸纜線162的內部導體162a，待測線圈M的一端則是連接到同軸纜線161的外部導體161b和同軸纜線162的外部導體162b。
[同軸纜線161、162]
同軸纜線161是做為電壓施加系統路徑的電壓施加系統測試纜線。同軸纜線162是做為電壓檢測系統路徑的電壓檢測系統測試纜線。同軸纜線161之一端是連接到繞線測試裝置100的輸出端151、152，另一端則是連接待測線圈M的兩端點。另外， 同軸纜線162之一端是連接到繞線測試裝置100的輸出端153、154，另一端則是連接到待測線圈M的兩端點。
如第1圖所示，當從繞線測試裝置100側可見，輸出端151~154和待測線圈M的兩端點間是藉由同軸纜線161、162達到4端點連接。
同軸纜線161、162具有靜電電容(配線電容C)以及電阻值R。待測線圈M連接到同軸纜線161、162，則形成由待測線圈M的電感L、同軸纜線161和162之靜電電容(配線電容C)以及電阻值R構成的LCR電路。
[待測線圈M]
待測線圈M是晶片電感等等具有超低電感值(1μH以下)的線圈產品。
以下參考第2圖(同時參考第1圖)，說明如上述結構之繞線測試裝置100的動作。
首先說明脈衝電壓產生部100的脈衝測試概要。
第2圖中所表示的波形圖，包括藉由脈衝電壓產生部110所施加的脈衝電壓、當施加脈衝電壓在待測線圈M時利用端點間電壓檢測電路120所檢測的端點間電壓、以及由未圖示之電流檢測電路所檢測出的電流之波形。縱軸表示電壓(V)和電流(mA)，橫軸表示時間(μsec)。第2圖左側顯示的是施加在待測線圈M的脈衝波形，第2圖右側顯示的是在施加脈衝波形之後，待測線圈M之兩端電壓和電流波形。
第2圖中所示用於量測測試波形的待測線圈M，為具有超低電感值(1μH以下)、且磁蕊之磁化未飽和的線圈產 品。另外，脈衝電壓產生部110施加在待測線圈M的施加電壓，則為施加電壓-10V的脈衝電壓。此脈衝電壓的施加峰值即為-10V。電流波形則較電壓波形延遲，電流峰值則為-2.8A。
如第2圖所示，脈衝電壓產生部110在待測線圈M上施加負極性的脈衝電壓。
脈衝電壓施加開始時間表示為(i)、脈衝電壓的施加峰值(-10V)時表示為(ii)，電流峰值(-2.8A)時表示為(iii)，高電壓切換電路113的閘流體呈OFF狀態點表示為(iv)。上述時間(i~iv)為施加波形的一個週期，施加脈波寬則大約是1.5μsec。
如第2圖所示，在施加脈波寬大約1.5μsec期間內，將脈衝電壓施加峰值為-10V且電流峰值為-2.8A的電能對於待測線圈M施加之後，待測線圈M的兩端點間則在極短時間內增加到最大-17V的峰值電壓。
如第2圖所示，在施加波形的一個週期(i~iv)期間，電壓波形相對於正峰值和負峰值間的零點大致上呈現對稱性。電流波形則相對於電壓波形大約延遲90度，電流更產生超越量(overshoot)的延遲，在電壓波形和電流波形交錯的閘流體呈OFF週期狀態點(iv)上關閉閘流體。
如第2圖所示之峰值電壓(V)，藉由關閉閘流體，待測線圈M上所儲存的電能成為反電動勢電壓，輸出超過施加電壓的電壓，此時的峰值電壓即為測試電壓(設定電壓)。藉由此反電動勢電壓所產生的峰值電壓大約是-17V。
如第2圖所示，具有此峰值電壓的尖銳狀脈波是受到待測線圈M內部損耗和內部阻抗損耗影響而隨著時間衰減 的波形。電壓波形因為在振動的緣故亦稱為振動電壓，振動電壓的振動收斂時間大約在40μsec。
如上所述，當待測線圈M的兩端點施加高電壓脈衝時，在待測線圈M的兩端點上，首先會產生藉由待測線圈M之電感L和同軸纜線162之配線電容C所造成具有尖狀波形的反電動勢電壓，接著產生以待測線圈M之電感L和同軸纜線161、162之配線電容C決定的諧振頻率進行振動並且慢慢衰減的電壓(諧振振動電壓)。關於反電動勢電壓，則配合第4圖稍後說明。
另外，在施加脈衝電壓時，由於在高壓電容112(參考第1圖)中充電的電能是一口氣流至待測線圈M，所以在極短時間內流過大電流。然而在實際操作中，由於各電路部的電阻成分以及閘流體的內部電阻所造成電壓下降的影響，流過待測線圈M的電流為理論值十幾分之一的程度。另外，如第2圖所示的波形衰減部分，在閘流體呈關閉狀態後，由於在待測線圈M所儲存磁能成為電流，在待測線圈M上流過的電流則會變小。
接著說明使用繞線測試裝置100之同軸纜線161、162的4端點量測方法。
[使用同軸纜線161、162的4端點量測方法]
第3圖是用來說明使用繞線測試裝置100之同軸纜線161、162的4端點測試電路之模式圖。第3(a)圖表示本實施例中繞線測試裝置100的4端點測試電路，第3(b)圖則表示做為比較例的2端點測試電路。
首先說明第3(b)圖的比較例。
如第3(b)圖所示，比較例的繞線測試裝置10具有高壓脈衝 電源11、波形量測電路12以及輸出端13、14。輸出端13、14和待測線圈M的兩端點間由一同軸纜線15連接。高壓脈波電源11和波形量測電路12的一端共同連接到輸出端13；高壓脈波電源11和波形量測電路12的另一端則共同連接到輸出端14。輸出端13透過同軸纜線15的內部導體15a，連接到待測線圈M的一端；輸出端14透過同軸纜線15的外部導體15b，連接到待測線圈M的另一端。
比較例的繞線測試裝置10是施加系統和檢測系統之路徑共用的2端點測試電路，在輸出端13、14兩端點間量測施加電壓。
因此，到待測線圈M之測試纜線(同軸纜線15)的電感成分會包含在測試內。另外，當測試纜線(同軸纜線15)的長度很長時，就無法在待測線圈M的兩端點間施加高電壓。更當將電壓施加到低電感的待測線圈M時，會因為施加系統的配線電阻所造成的壓降，而存在無法在待測物兩端點間施加適當電壓的缺點。
接著說明如第3(a)圖所示之繞線測試裝置100的4端點測試電路。
如第3(a)圖所示，繞線測試裝置100是採用4端點量測方法(4端點測試電路)，使用同軸纜線161、162。繞線測試裝置100所採用的結構，是將在待測線圈M上施加脈衝電壓的電壓施加系統路徑，與用來檢測待測線圈M兩端端點間電壓的電壓檢測系統路徑，分成不同路徑。詳言之，在繞線測試裝置100中，脈衝電壓產生部110的輸出側，是透過輸出端151以及施加系統 用同軸纜線161(電壓施加系統測試纜線)的內部導線161a，連接至待測線圈M的一端；脈衝電壓產生部110的GND，是透過輸出端152以及施加系統用同軸纜線161的外部導線161b，連接至待測線圈M的另一端。端點間電壓檢測電路120的量測端點，則是透過輸出端153以及量測用同軸纜線162(電壓檢測系統測試纜線)的內部導線162a，連接至待測線圈M的一端；端點間電壓檢測電路120的量測端點，則是透過輸出端154以及量測用同軸纜線162的外部導線162b，連接至待測線圈M的另一端。
如上所述，繞線測試裝置100所採用的4端點測試電路，是將用來把脈衝電壓產生部110的輸出側、輸出端151和152以及同軸纜線161連接到待測線圈M的電壓施加系統路徑，與用來把端點間電壓檢測電路120的輸出側、輸出端153和154以及同軸纜線162連接到待測線圈M的電壓檢測系統路徑，設置成不同路徑。
繞線測試裝置100是利用電壓施加系統的路徑，在待測線圈M的兩端點上施加脈波狀的高電壓(脈衝電壓)。其次，利用電壓檢測系統的路徑，檢測出由待測線圈M兩端點的反電動勢電壓所產生的峰值電壓。
電壓檢測系統的路徑由於不會受到電壓施加系統路徑的影響，所以能夠對於待測線圈M兩端點所產生的端點間電壓，進行無衰減的量測。
另外，在電壓施加系統的路徑上，雖然受到配線等的影響，在待測線圈M兩端點的電壓會有衰減，但是由於此電壓下降能夠在電壓檢測系統路徑中進行補正，所以可以施加 所設定的電壓。
另外，在待測線圈M的兩端使用了2根同軸纜線161、162。同軸纜線161、162原本的電感成分和電阻值就較低，所以可以提高量測精密度。
另外，同軸纜線161、162由於具有較低的電感成分和電阻值，所以比較不會受到纜線長度的影響，而能夠在待測線圈M的兩端點施加高電壓。換言之，因為同軸纜線161、162的纜線長度可以變長，所以能夠提高方便性。
如上，藉由使用同軸纜線161、162的4端點量測方法(4端點測試電路)，便能夠在良好精密度下量測在待測線圈M兩端所產生的端點間電壓。
另外，4端點量測方法在習知的電阻量測方法的開爾文(Kelvin)端子或是電源電路的監視端子等等即存在。目的都是可以補正施加系統的電壓下降。本實施例的繞線測試裝置100除了上述電壓下降補正這點上，還可以得到由於待測線圈M的電感L和同軸纜線162的配線電容C間諧振造成的反電動勢電壓和諧振振動電壓，這點與習知的4端點檢測方法不同。
除了增加如上述般將上述電壓檢測系統路徑和電壓施加系統路徑設為不同路徑方式所產生的效果，在本實施例中，使用同軸纜線161、162做為測試纜線(量測纜線)，還能夠進行如下述般由反電動勢電壓所進行的脈衝波形測試。
[由反電動勢電壓所進行的脈衝波形測試]
第4圖是用來說明由繞線測試裝置100之反電動勢電壓所進行的脈衝波形測試之波形圖。第4(a)圖表示在本實施例之繞 線測試裝置100之反電動勢電壓所造成的脈衝波形，第4(b)圖表示做為比較例之1μH空磁蕊線圈情況下的脈衝波形。在第4圖所示之範例，是在施加正極性脈衝電壓時的情況下。
首先說明比較例。
如第4(b)圖所示，在1μH空磁蕊線圈的情況下，施加脈衝電壓，並檢測出此空磁蕊線圈兩端點間電壓(由於呈振動狀態，亦可稱為振動電壓)。此端點間電壓的波形愈大，愈能夠提高檢測精密度。然而，在此空磁蕊線圈的情況中，線圈單體的端點間電壓(振動電壓)波形比較小，衰減也比較快。類似比較例，在測試體線圈的電感值比較低(例如1μH以下)的情況下，難以取得測試體線圈的良好量測波形。因此，需要另外附加上諧振用的電容器，或者施加極大電能的脈衝。
相對地，在本實施例的繞線測試裝置100中，在待測線圈M的兩端間流過電流，並且檢測出由閘流體關閉後所造成之反電動勢電壓所組成的尖狀響應波形。如第4(a)圖所示，在本實施例中，藉由利用同軸纜線161、162，在待測線圈M的端點間電壓上產生由反電動勢電壓所組成的尖狀響應波形。此反電動勢電壓是由同軸纜線161、162所具備的靜電電容(參考第3(a)圖的配線電容C)以及待測線圈M的電感L間諧振有效地產生。由反電動勢電壓所組成的尖狀波形則由於對於做為測試體的待測線圈M特性之反應比較靈敏，所以可以進行比第4(b)圖所示之比較例更高靈敏度的測試。另外，藉由反電動勢電壓，即使待測線圈M具有低電感值，也能夠在待測線圈M的兩端間產生高電壓。
在此，若僅是要產生尖狀波形的話，是可以採用附加諧振用電容器達成。然而，根據附加怎樣的諧振用電容器，量測結果可能會有很大的變動。在本實施例中是利用同軸纜線161、162所具有的靜電電容(參考第3(a)圖的配線電容C)而不附加諧振用電容器的方式來實現反電動勢電壓。另外，在本實施例中，由於沒有附加諧振用電容器，所以能夠獲得相應於待測線圈M原本特性的響應波形，進行精密度良好的測試。其次，由於在脈衝電壓施加上不需要大電能，所以能夠快速地執行測試。
在使用上述同軸纜線161、162的4端點量測方法中，有關於利用同軸纜線161、162之配線電容C的想法，為本案發明人率先發現的概念。亦即，本案發明人對於低電感的待測線圈M，考量到由於其低電感值是否可能與僅存在於同軸纜線161、162中配線電容C間產生諧振，根據使用同軸纜線161、162的4端點量測方法(4端點測試電路)進行實驗而得到良好的結果。同時也判斷出在一個2端點測試電路中的同軸纜線的配線電容不足，不會產生上述的諧振效果。
[基本(master)波形登錄]
在進行待測線圈M的耐電壓評估時，當施加過量的電壓後，做為測試體的待測線圈M最後會出現絕緣破壞的情況。
在本實施例中，繞線測試裝置100在進行電壓上昇絕緣破壞測試時，是將電壓慢慢地上昇，同時將施加脈衝電壓而得到的波形全部儲存起來，而在待測線圈M出現破壞之後，則再生儲存的波形。以下根據流程圖具體說明之。
第5圖表示繞線測試裝置100之電壓上昇絕緣破壞測試(Break Down Voltage Test)動作之流程圖。
首先在步驟S1，控制部141設定電壓上昇絕緣破壞測試的初始值。
在步驟S2，脈衝電壓產生部110將高電壓脈衝，經由輸出端151、152以及同軸纜線161，施加到待測線圈M的兩端點。如上所述，同軸纜線161在4端點量測方法(4端點測試電路)中，是構成電壓施加系統路徑的電壓施加系統測試纜線。
在步驟S3，端點間電壓檢測電路120經由同軸纜線162以及輸出端153、154，檢測出待測線圈M的端點間電壓(包含反電動勢電壓和諧振振動電壓的端點間電壓量測波形)。接著，A/D轉換器130將端點間電壓檢測電路120所檢測出的量測波形，轉換成數位信號，輸入到控制部141。
在步驟S4，控制部141則根據A/D轉換器130所輸入的數位信號，將藉由施加脈衝電壓而得到之待測線圈M量測波形(數位資料)，加以儲存。
待測線圈M上施加高電壓脈衝的場合下，最初(量測初期)時，雖然待測線圈M的阻抗值較低，但藉由與流過待測線圈M之電流成比例而在4端點測試電路內諧振等，待測線圈M的阻抗值會變高。接著，在待測線圈M的端點間，則由諧振頻率產生振動的電壓(諧振振動電壓)，其諧振頻率由待測線圈M的電感L和同軸纜線161、162所具有靜電電容(參考第3(a)圖的配線電容C)所決定。另外，端點間電壓檢測電路120則在量測初期，檢測出由待測線圈M的電感L以及連接到輸出端153和 154之同軸纜線162的配線電容C間諧振所產生的反電動勢電壓。
在步驟S5，控制部141則判斷出待測線圈M是否發生絕緣破壞。待測線圈M發生絕緣破壞時的判斷細節則後述。
在待測線圈M沒有發生絕緣破壞的情況下(步驟S5：否)，步驟S6中測試控制部140則進行控制，將施加電壓從低電壓向高電壓增加一既定電壓。具體來說，控制部141是將用來使得施加電壓從低電壓向高電壓增加的控制信號，輸出到高電壓控制電路142，高電壓控制電路142則根據此控制信號，輸出對應的控制信號到脈衝電壓產生部110的高電壓產生電路111。另外，待測線圈M發生絕緣破壞時(步驟S5：是)，則執行步驟S7。
在步驟S7，控制部141在待測線圈M發生破壞後，則再生所儲存的波形並且結束此流程。具體來說，控制部141在待測線圈M發生破壞之後，會將待測線圈M發生破壞時所達到的電壓以及破壞的樣態輸出到顯示部144。藉此，即使在待測線圈M破壞之後，也能夠將達到破壞前所儲存的波形資訊，做為任意波形與基本波形(基準波形)間比較資料進行登錄。
藉此，便能夠知道待測線圈M達到破壞時的電壓和待測線圈M的破壞樣態。另外，即使在待測線圈M破壞之後，也能夠將待測線圈M達到破壞前所儲存的波形資訊，做為基本波形(基準波形)進行登錄。
第6圖表示用來說明繞線測試裝置100在電壓上昇絕緣破壞測試中之基本波形的波形圖。
藉由執行如第5圖所示之電壓上昇絕緣破壞測試流程，便 能夠得到如第6圖所示的基本波形(基準波形)。在第6圖的範例中，施加電壓是從開始電壓15V到結束電壓30V，以5V的間隔上昇施加電壓。波形V1~V3是絕緣破壞前的波形。波形V4則表示在施加25V情況下發生絕緣破壞，波形衰減的樣態。另外，第6圖中絕緣破壞前的波形V1~V3，則具有由待測線圈M的諧振所造成的快速上昇波形301，在達到最大值後，則經過單調下降波形302後成為振動波形303。可是在第6圖中發生絕緣破壞的波形V4，則由於沒有快速上昇波形和振動波形，所以能夠很容易地從後述的峰值電壓(PkStb)、波形面積(Area)和波形差面積(Dif.Area)判斷出來。
如上所述，在持續上昇施加電壓的測試中，會保存所有的波形，並在稍後進行再生，所以便可以將絕緣破壞前的完整波形採用做為基本波形(基準波形)。
[不受待測線圈M的散度所影響的波形判定]
在習知測試裝置中，相對於基準波形，在正值側和負值側分別將比較量測波形時的判定值(判斷良品和不良品的參數)做為一個固定的判定值。如此的話，在因為待測線圈M的批次變化等等因素而偏離良品的傾向的情況下，判定容許度則會變小。換言之，在待測線圈M的製程中，由於批次變化等等因素，會出現所製造出待測線圈M的測試結果連續性地(或在連續狀態下)超過某判定值的情況。在此場合下，即使測試結果是超過判定值，也知道很多情況下待測線圈M仍可能是良品。線圈產品是會因為材料的安裝位置或接合狀態等等機構的因素而導致特性改變。一般而言以批次變化等等為主要原因。就線圈 產品的特徵來說，即使某測試結果超過了判定值，視不同用途，有時也不會有問題，安裝上也沒有不適當的情況。當這種待測線圈M一律被視為不良品而排除時，會增加不良品的比率，連帶地也增加了製造成本。
在本實施例中，測試結果的判定值是獨立地設定其上下限。藉此，便可以消除由於不同批次等因素而使得測試結果偏離(判定值移位)的影響。具體來說，當待測線圈M的測試結果出現連續既定次數超過上限值的情況時，則將該上限值朝著上側移位一既定量。若在此情況下待測線圈M的測試結果仍超過此上限值的話，則判定為不良品。而在待測線圈M的測試結果沒有超過移位後的上限值時，則此待測線圈M即判定成良品。另外，待測線圈M的測試結果沒有超過移位後上限值的狀態已經連續既定次數時，上限值則回復到原來的上限值數值。下限值的情況亦相同。
第7圖是用來說明繞線測試裝置100之測試結果判定值的波形圖。在第7圖中，由於基準波形(基本波形)和待測線圈M的量測波形完全一致，所以僅看到一個波形。
在本實施例中，有關測試結果的判定是採用波形面積(Area)判定、波形差面積(Dif.Area)判定以及峰值電壓(PkStb)判定。
波形面積(Area)判定是以基準波形(基本波形)和待測線圈M的量測波形相對於時間軸的面積比進行比較，判定待測線圈M為良品或不良品。在Area判定中，是將待測線圈M之量測波形的判定值上限值和下限值，分別設成相對於基準波 形(基本波形)例如±10%，測試結果在此判定值既定%數以外者即判斷為不良品。另外，如上所述，在本實施例中Area判定的判定值是獨立設定上下限。
波形差面積(Dif.Area)判定是以基準波形(基本波形)和待測線圈M的量測波形間的波形差進行比較，判定待測線圈M為良品或不良品。此波形差中有波高值或相位差。在Dif.Area判定中，是將待測線圈M之量測波形的判定值相對於基準波形的上限值設定例如30%，下限值設定例如0%，測試結果在此判定值既定%數以外者即判斷為不良品。
峰值電壓(PkStb)判定是以基準波形(基本波形)和待測線圈M的量測波形之峰值電壓進行比較，判定待測線圈M為良品或不良品。此峰值電壓判定由於是將基準波形(基本波形)和量測波形中彼此的峰值電壓進行比較，所以能夠進行高速的判定。換言之，峰值電壓的優點在於，由於是值的比較所以沒有其他判定方式的信號處理延遲，另外由於是在量測波形中最初呈現的波形，更是在本實施例中特有技術而由反電動勢電壓所造成的峰值電壓，所以檢測精密度較高。在PkStb判定中，是將待測線圈M之峰值電壓的判定值上限值和下限值，分別設成相對於基準波形(基本波形)例如±10%，測試結果在此峰值電壓的判定值既定%數以外者即判斷為不良品。另外，比較峰值電壓的高速判定則根據第8圖後述之。
[比較峰值電壓的高速判定]
使用峰值電壓所判定待測線圈M的方式，具有演算容易而能夠進行高速判定的優點。本案發明人在基準波形(基本波形) 和待測線圈M之量測波形進行比較中，確認了各待測線圈M的電感值差異會顯著地呈現在峰值電壓上。
第8圖是用來說明繞線測試裝置100中基於峰值電壓比較進行高速判定的波形圖。
測試控制部140的控制部141(參考第1圖)，將基準波形(基本波形)和待測線圈M的量測波形間的峰值電值進行比較，判定待測線圈M是否為良品或不良品。
如第8圖所示，相對於基準波形(基本波形)400的峰值電壓，待測線圈M的量測波形401之峰值電壓是比峰值電壓判定值(例如10%)來得小。在第8圖範例的情況中，控制部141(參考第1圖)會將待測線圈M判定為不良品。
在本實施例中，由於比較對象的峰值電壓是由反電動勢電壓所造成的峰值電壓，所以比較對象的峰值電壓差異變大，因此檢測精密度較高。順帶一提的是在習知測試裝置中，並沒有比較由反電動勢電壓所造成之峰值電壓來進行判定的處理。
峰值電壓判定的演算容易且不會受到信號處理而延遲，所以能夠根據量測波形中最初呈現的波形來進行高速判定。
[並列處理]
如第1圖所示，繞線測試裝置100的脈衝電壓產部110(參考第1圖)是將施加到待測線圈M之脈衝電壓電能充電到高壓電容112上，在高電壓切換電路113設為ON狀態時(在使用閘流體的情況下，閘流體為關閉狀態)，將脈衝電壓施加到待測線圈M。另外，端點間電壓檢測電路120(參考第1圖)則是從待測線圈M的響應波形檢測出待測線圈M的端點間電壓，A/D轉換器 130(參考第1圖)則將檢測出的端點間電壓，轉換成數位信號，輸入到測試控制部140的控制部141(參考第1圖)。控制部141則是基於變換成數位信號的量測波形進行信號處理，判定待測線圈M是否為良品/不良品。以下討論上述各步驟所需要的時間。
第1圖所示之繞線測試裝置100中，在使用高壓電容112(0.011μF)以及半導體元件採用閘流體的場合下，高壓電容112的電容充電時間大概是10msec。另外，端點間電壓檢測電路120的端點間電壓檢測時間以及從A/D轉換器130之輸入為止的取得波形時間為2msec。另外，控制部141的波形處理、判定處理以及波形顯示等等大概是8msec。因此合計上述時間，一個待測線圈m的測試時間大約是20msec。
在此，近期晶片電感的測試中，藉由與做為外部機器控制部145(參考第1圖)之處理裝置間的搭配，追求連續且高速的測試。此連續快速的測試具體來說是在一分鐘內進行600個以上的測試。
如上所述，高壓電容112的充電、脈衝電壓的施加、取得波形、波形處理/判定處理/波形顯示等所需要的一連串測試時間(大約20msec)之中，對高壓電容112進行充電的電容充電時間(大約10msec)花費最長時間。
因此，在執行連續高速測試時，此電容充電時間即成為瓶頸，產生無用的等待時間。
在本實施例中，是將電容充電時間、波形取得時間、波形處理/判定處理/波形顯示時間加以重疊的並列處理。具體來說，繞線測試裝置100對高壓電容112進行充電(最初1個 週期的充電時間是必要的)，在充電完成後，則執行脈衝電壓的施加和波形取得。在此時序中，控制部141(參考第1圖)則輸出施加完成的信號到外部機器控制部145(參考第1圖)。外部機器控制部145則根據來自控制部141的完成信號，對於處理器(未圖示)進行控制以便切換到下個待測線圈M。
換言之，控制部141是在端點間電壓檢測電路120和A/D轉換器130的取得波形動作，和基於此取得的波形所進行波形處理、判定處理和波形顯示處理之前，輸出施加完成的信號至外部機器控制部145；同時藉由高電壓控制電路142，開始高壓電容112的充電動作，用於下個待測線圈M之測試。控制部141在執行高壓電容112之充電以便用於下個待測線圈M之測試時，亦完成目前待測線圈M的波形取得動作和基於此取得波形而進行的波形處理、判定處理和波形顯示處理。
藉此，將電容器充電時間(大約10msec)設為波形取得動作和波形處理、判定處理和波形顯示的總合時間(大約10msec)的話，就能夠將電容器充電時間的週期(大約10msec)設為測試時間的週期(大約10msec)。控制部141在輸出判定結果時，由於向高壓電容112進行充電已經完成，所以不需要等待時間便能夠進行下個脈衝電壓的施加動作。
[不受L值影響的測試]
繞線測試裝置100是藉由使用同軸纜線161、162的4端點量測方式，在待測線圈M上施加脈衝電壓，依據其量測波形的變化，測試待測線圈M的特性差異。判定處理則是比較基準波形(基本波形)以及待測線圈M的量測波形，具體來說即是波形的 波形面積(Area)判定、波形差(Dif.Area)判定和峰值電壓(PkStb)判定。
然而，在上述Area(波形面積)判定、波形差(Dif.Area)判定和峰值電壓(PkStb)判定中任一種判定，都可以重新認知到如下所述的發現。換言之，待測線圈M之電感L值微小差別，會明顯地呈現在量測波形上，基準波形(基本波形)和量測波形間的波形樣式會差別很大。換句話說，對於待測線圈M的電感L值過度反應而導致波形樣式發生改變。待測線圈M的電感L值差異會明顯地呈現在量測波形上，這點在提高電感L的判定精確度來說是有幫助的。不過即使待測線圈M的電感L值中存在微小差異，有可能待測線圈M仍是正常產品。就線圈產品的特徵而言，視不同用途有時不會有問題，安裝上也沒有不適當的情況。當這種待測線圈M一律被視為不良品而排除時，會增加不良品的比率，連帶地也增加了製造成本。
本案發明人則想到對於待測線圈M的電感L值的差異某種程度上無視，而判定波形樣式的不同。
在本實施例中，控制部141是求取基準波形(基本波形)和量測波形之各波形間的形變化量，比較各波形之波形變化比例。具體來說，控制部141是從基準波形(基本波形)求得連續的波形資料列，再對這些波形資料列進行微分，將計算出的微分值延伸至上述基準波形全體而整合的值做為基準值，預先加以儲存。同樣地，控制部141是從待測線圈M的量測波形求得連續的波形資料列，再對這些波形資料列進行微分，再求得將計算出的微分值延伸至上述量測波形全體而整合的值。接著控制部 141則將基準波形所得的基準值，與量測波形所得的值進行比較，計算出波形的變化量以及波形變化的比例。舉列來說，如果從基準波形所得的基準值與量測波形所得值間的比較結果在既定臨界值以下時，則判定待測線圈M是良品，反之則判定為不良品。
另外，本判定處理對於在上述波形面積(Area)判定、波形差(Dif.Area)判定和峰值電壓(PkStb)判定中任一種判定，也很難進行判定的待測線圈M，仍能夠檢測出其在結構上的缺陷。舉例來說，在待測線圈M的絕緣部分存在某種缺陷的情況中，在周圍材質間電荷會洩漏。而這樣的缺陷在經過多年變化會愈來愈惡化。如此的不正常狀態，雖然在上述波形面積(Area)判定、波形差(Dif.Area)判定和峰值電壓(PkStb)判定中任一種判定，也很難進行判定，但是在本判定處理中可以利用實驗來確認將波形變化比例加以數值化而能夠進行檢測。
如上所述，本實施例的繞線測試裝置100具有輸出端151和152、輸出端153和154、脈衝電壓產生部110、端點間電壓檢測電路120以及測試控制部140；輸出端151和152可以連接用來施加電壓至待測線圈M兩端的同軸纜線161；輸出端153和154可以連接用來接收待測線圈M端點間所產生的量測電壓的同軸纜線162；脈衝電壓產生部110則用來產生施加於待測線圈M端點間的脈衝電壓並且輸出至輸出端151和152；端點間電壓檢測電路120則連接至輸出端153和154，並且用來檢測藉由施加脈衝電壓產生部110的脈衝電壓而在待測線圈M端點間所產生的端點間電壓波形；測試控制部140則是基於端點間電壓 檢測電路120所檢測的量測波形，判定待測線圈M是否為良品，並且控制上述各部。端點間電壓檢測電路120所檢測出的量測波形，其包含因待測線圈M的電感L和連接至輸出端153和154之同軸纜線162所具有的配線電容C間的諧振而產生的反電動勢電壓。
利用此結構，在本實施例中是利用4端點測試電路中分開電壓施加系統和電壓檢測系統，便能夠更正確地量測出待測線圈M兩端點間的端點間電壓。具體來說，像是晶片電感等具有超低電感值(1μH以下)的線圈產品，電感、直流電阻等都很低的待測線圈M，其兩端點間可以施加足夠高的高電壓，執行待測線圈M的耐電壓測試(絕緣破壞測試)。舉例來說，可以對1μH的待測線圈M施加1000V以上的電壓。
另外，藉由量測反電動勢電壓，便能夠高速地進行高靈敏度的測試，另外能夠量測待測線圈M所具有的原本特性。舉例來說，可以在最短測試時間10msec下判定待測線圈M是否為良品，可以應用在生產線上。
一般在待測線圈M是晶片電感的情況下，在性能評估時會要求對於電流的耐壓測試(發熱或熔斷等等)以及對電壓的耐久性測試(耐壓或絕緣等等)。繞線測試裝置100即使在待測線圈M的阻抗低時也無需使用高頻，便能夠施加高電壓。換言之，繞線測試裝置100是在待測線圈M的兩端施加脈波狀的高電壓，即使在待測線圈M的阻抗低時也無需使用高頻，便能夠測試待測線圈M的層間絕緣是否出現短路等等。繞線測試裝置100能夠在數μsec的極短時間內施加用於耐電壓測試的電壓和 電流而得到評估結果。
適合適用於晶片電感器、電力電感器、扼流線圈(choke coil)、馬達線圈、繞線數較少線圈等等的線圈絕緣特性是否正常的測試裝置。另外，晶片電感則可以是繞線式或薄膜積層式中任一種。
(第2實施例)
第9圖表示本發明第2實施例中繞線測試裝置結構的方塊圖。與第1圖相同的結構部分，則附加相同符號並且省略重複處的說明。
如第9圖所示，繞線測試裝置200除了第1圖的繞線測試裝置100之外，更包括設置於脈衝電壓產生部110的低電位側輸出(本實施例中為GND)和輸出端152之間並且用來檢測施加於待測線圈M之電流的電流檢測電路220(電流檢測裝置)，以及用來將電流檢測電路220所檢測出的電流轉換成數位信號的A/D轉換器230。
如第9圖所示，測試控制部140的控制部141對應於待測線圈M，指定施加電流並進行測試。具體來說，電流檢測電路220在施加脈衝電壓時，檢測出流過待測線圈M的脈衝電流。檢測出的電流則藉由A/D轉換器230轉換成數位信號，輸入到控制部141。控制部141則根據利用電流檢測電路220所檢測出流過待測線圈M之脈衝電流，進行控制以便施加與待測線圈M額定吻合的適當電流。
控制部141則是在施加脈衝電壓時，能夠施加與待測線圈M額定吻合的適當電流而進行測試。
另外，由於對於脈衝電流進行量測，所以從電壓波形和電流波形的相位能夠獲知測試物固有的特性差異。
第10圖是用來說明藉由控制施加電流進行脈衝評估方法的波形圖。
如第10圖所示，繞線測試裝置200在施加脈衝電壓時，量測流過待測線圈M的電流，顯示峰值電流值。
繞線測試裝置200進行施加電壓設定測試之外，還能夠設定流過待測線圈M的峰值電流值而進行測試。
詳細說明如下。
繞線測試裝置200在進行測試時，可以進行電壓波形模式和電流波形模式間的顯示切換。
在電壓波形模式中是指定峰值電壓值，並且設定電壓波形的基準波形(基本波形)。
在電流波形模式中是指定峰值電流值，進行電流波形的電流調整。藉此，設定電壓波形的基準波形(基本波形)。
如第10圖所示，電流波形是與電壓波形同時取得，能夠在波形上重疊顯示。
上述電流波形模式是指定峰值電流值的基本波形設定，以成為所輸入電流值的方式，自動地進行調整。最後則是藉由成為所設定電流值的電壓波形來設定基準波形(基本波形)。
如上所述，在本實施例中，繞線測試裝置200由於具有電流檢測電路220，用以檢測施加於待測線圈M的電流，所以在進行施加脈衝進行測試時，便能夠施加配合待測線圈M額定的適當電流而進行測試。另外由於量測脈衝電流，所以從 電壓波形和電流波形的相位能夠獲知測試物固有的特性差異。
本發明並不限於上述之實施例形態，在不超過申請專利範圍所記載之本發明主要特徵的範圍內，亦包含其他的變形例和應用例。
舉例來說，上述實施例是為了容易理解本發明而詳細說明的範例，並非用以限定需要具備已說明的全部結構。另外，某一實施例的結構一部分可以置換成其他實施例的結構，另外也可以將其他實施例的結構加到某個實施例中。另外各實施例的部分結構亦可以利用其他結構進行追加、去除或置換。
另外，上述各結構、功能、處理部、處理裝置等等，其中的部分或全部也可以藉由例如積體電路設計等方式以硬體實作。另外，上述各結構、功能等等也可以利用處理器對於用來實作個別功能的程式進行解譯並執行的軟體方式來實作。用來實作各功能的程式、表格、檔案等等資訊，則能夠保存在記憶體、硬碟、固態硬碟(solid state drive，SSD)等等記錄裝置上，或者是積體電路卡(IC card)、安全數位卡(secure digital(SD)card)、光碟等等記錄媒體上。另外，在本說明書中，描述著時間序列處理的處理步驟，當然可以沿著所記載的順序以時間序列方式進行處理，然而未必以時間序列的方式進行處理，而以平行或是個別的方式(例如平行處理或物件處理)來實現處理亦可行。
另外控制線或資訊線是考量到說明上的必要性而顯示，在製品上未必限於需要顯示所有的控制線或資訊線。實際上也可以考慮將幾乎全部的結構相互進行連接。
100‧‧‧繞線測試裝置
110‧‧‧脈衝電壓產生部
111‧‧‧高電壓產生電路
112‧‧‧高壓電容
113‧‧‧高電壓切換電路
114‧‧‧閘脈波控制電路
120‧‧‧端點間電壓檢測電路
130‧‧‧A/D轉換器
140‧‧‧測試控制部
141‧‧‧控制部
142‧‧‧高電壓控制電路
143‧‧‧操作輸入部
144‧‧‧顯示部
145‧‧‧外部機器控制部
151、152、153、154‧‧‧輸出端
161、162‧‧‧同軸纜線
161a、162a‧‧‧內部導體
161b、162b‧‧‧外部導體
M‧‧‧待測線圈

Claims (11)

  1. 一種繞線測試裝置，其包括：第1和第2輸出端，其可連接於第1同軸纜線，上述第1同軸纜線是做為電壓施加系統測試纜線，用來施加電壓於待測線圈之端點間；第3和第4輸出端，其可連接於第2同軸纜線，上述第2同軸纜線是做為電壓檢測系統測試纜線，用來接收在上述待測線圈之端點間所產生的量測電壓；脈衝電壓產生裝置，用以產生施加於上述待測線圈之端點間的脈衝電壓，輸出至上述第1和第2輸出端；端點間電壓檢測裝置，連接至上述第3和第4輸出端，用以檢測出藉由上述脈衝電壓產生裝置所施加的脈衝電壓而在上述待測線圈之端點間產生的端點間電壓之波形；判定裝置，用以根據上述端點間電壓檢測裝置所檢測出的量測波形，判定上述待測線圈是否為良品；其中上述端點間電壓檢測裝置所檢測之量測波形，係包含因上述待測線圈之電感以及上述第3端和上述第4端間之靜電電容間的諧振而產生的反電動勢電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中上述第3端和第4端間之靜電電容，係為上述第2同軸纜線所具有的配線電容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中上述脈衝電壓產生裝置具有藉由極性反轉而呈關閉狀態(turn off)的閘流體，利用上述閘流體的關閉狀態產生脈衝電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中上述判定裝置是將基準線圈的基本波形與上述待測線圈之量測波形進行比較，藉由偏移量是否在既定值以上，判定上述待測線圈是否為良品。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之繞線測試裝置，其中上述判定裝置是將上述基本波形與上述量測波形間的波形面積、波形差面積或峰值大小之比較中至少一者，判定上述待測線圈是否為良品。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之繞線測試裝置，其中上述判定裝置在上述偏移量位於一上下臨界值範圍內，則判斷上述待測線圈為良品，並且在連續既定次數將上述待測線圈判定為不良品的場合中，將上述上下臨界值範圍朝著不會產生不良品的方向進行移位。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中上述判定裝置是從上述基本波形求得波形資料列，對此波形資料列進行微分以便計算出微分值，將計算出的微分值延伸至上述基本波形全體而整合的值做為基準值，預先加以儲存；同時從上述量測波形求得波形資料列，對此波形資料列進行微分以便計算出微分值，獲得將計算出的微分值延伸至上述量測波形全體而整合的值；將上述主要波形所求得之上述基準值與上述量測波形所求得之值進行比較，偏移量若在既定臨界值以下，則判定待測線圈為良品，反之則判定為不良品。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中上述脈衝 電壓產生裝置是利用電容充電處理產生上述脈衝電壓；更包括控制裝置，用以控制上述脈衝電壓產生裝置、上述端點間電壓檢測裝置以及上述判定裝置；上述控制裝置是在上述脈衝電壓產生裝置的電容充電處理、上述端點間電壓檢測裝置的波形取得處理、上述判定裝置中之波形處理和判定處理之中，在未等到上述電容充電處理結束，即執行上述波形取得處理、上述波形處理或上述判定處理中之至少一者以上。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之繞線測試裝置，其中上述控制裝置係控制上述脈衝電壓產生裝置緩慢地從低電壓至高電壓上昇脈衝電壓；上述判定裝置係將緩慢地從低電壓至高電壓上昇脈衝電壓而得到的量測波形加以儲存，在上述待測線圈發生破壞後，再生所儲存的波形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之繞線測試裝置，其中更包括電流檢測裝置，用以檢測流過上述待測線圈的電流；上述控制裝置係基於上述電流檢測裝置所檢測出的電流值，將流過上述待測線圈的電流值做為預先設定之電流值的方式，控制上述脈衝電壓產生裝置。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之繞線測試裝置，其中上述電流檢測裝置係檢測出流過上述待測線圈的脈衝電流；上述判定裝置係根據上述待測線圈所施加的脈衝電壓和上述脈衝電流間的相位，判定上述待測線圈的特性。
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