TW202111346A

TW202111346A - 湧浪電流測試裝置

Info

Publication number: TW202111346A
Application number: TW108132330A
Authority: TW
Inventors: 蕭人豪
Original assignee: 群光電能科技股份有限公司
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2021-03-16
Also published as: CN112462127B; US10983149B2; CN112462127A; US20210072292A1

Abstract

一種湧浪電流測試裝置適於接收一交流電。湧浪電流測試裝置包括：一第一隔離耦合元件、一正交越脈衝產生電路、一輸出電路及一控制電路。第一隔離耦合元件包括一初級側及一次級側。第一隔離耦合元件於初級側響應交流電之一正半週電位並導通次級側。在次級側從斷開狀態轉換為導通狀態時，正交越脈衝產生電路產生一正交越脈衝。當控制電路被致動且偵測到正交越脈衝時，在延遲一延遲時間後，控制電路輸出一控制脈衝並用以致動輸出電路一第一工作時間。輸出電路用於接收交流電，並且當輸出電路被致動時輸出交流電。

Description

湧浪電流測試裝置

本案關於電源供應領域，特別是一種湧浪電流測試裝置。

湧浪電流常發生於電子裝置開始輸入電力的瞬間，而湧浪電流通常大於穩態電流很多，因此電子裝置中的元件可能因為無法承受湧浪電流而發生損壞。當湧浪電流越大時，電子裝置中的元件越容易損壞。

湧浪電流發生的原因，例如，交流電源供應器的一次側電路包括儲能電容，當交流電源供應器送電的瞬間，交流輸入電流對儲能電容進行快速充電並產生暫態的湧浪電流。

為了避免電子裝置受湧浪電流而損壞，現今的電子裝置需要在輸入端設置保護電路或選用適當規格的零件。但是不同種類的電子裝置需具備不同規格的保護電路或分別選用不同規格的零件，如果無法以湧浪電流的最大峰值對電子裝置做測試或無法正確選擇適當的零件，將可能製造出規格不足的保護電路。

在不同的市電條件下，市電供應的電壓也不盡相同，例如常見的市電電壓分為高電壓（220伏特）及低電壓（110伏特）。由於高電壓及低電壓的市電電壓對於輸入弦波的上升斜率或下降斜率有差異，將使得電子裝置中的電路參數產生誤差，因此電子裝置無法準確地依據設計理念進行應用。

例如用於市電相位偵測的電子裝置，需藉由偵測市電弦波的零交越點以偵測相位。但是當市電電壓對於輸入弦波的上升斜率或下降斜率有差異時，相位偵測的時間可能會延遲或超前，因此對於市電弦波的零交越點的偵測訊號將不是絕對準確。如此一來，將造成電子裝置在日常使用上很大的不便。

鑑於上述，本案提出一種湧浪電流測試裝置。

依據一些實施例，一種湧浪電流測試裝置適於接收一交流電。湧浪電流測試裝置包括：一第一隔離耦合元件、一正交越脈衝產生電路、一輸出電路及一控制電路。正交越脈衝產生電路耦接第一隔離耦合元件。控制電路耦接正交越脈衝產生電路及輸出電路。第一隔離耦合元件包括一初級側及一次級側。第一隔離耦合元件於初級側響應交流電之一正半週電位並導通次級側。在次級側從斷開狀態轉換為導通狀態時，正交越脈衝產生電路產生一正交越脈衝。當控制電路被致動且偵測到正交越脈衝時，在延遲一延遲時間後，控制電路輸出一控制脈衝並用以致動輸出電路一第一工作時間。輸出電路用於接收交流電，並且當輸出電路被致動時輸出交流電。

依據一些實施例，一種高低壓補償裝置用於校正一交流電，並適於操作在一高壓模式及一低壓模式。高低壓補償裝置包括：一隔離輸入電路、一驅動電路、一校正電路及一隔離輸出電路。隔離輸入電路包括一輸入側及一作動側。驅動電路耦接作動側。隔離輸出電路耦接於驅動電路與校正電路之間。隔離輸入電路於輸入側響應交流電之正半週電位並導通作動側。驅動電路用於產生一驅動訊號。其中，於高壓模式且作動側導通時，驅動訊號為一低位準訊號。於低壓模式且作動側導通時，驅動訊號為一高位準訊號。校正電路用於校正交流電以產生一補償電力。隔離輸出電路用於依據驅動訊號以選擇性輸出補償電力。

依據一些實施例，一種湧浪電流測試裝置更包括一高低壓補償裝置，其中高低壓補償裝置耦接第一隔離耦合元件，並且高低壓補償裝置用於輸出補償電力。第一隔離耦合元件於初級側響應補償電力之一正半週電位並導通次級側。

綜上，本案一些實施例之湧浪電流測試裝置適於接收交流電，並依據交流電的正交越點產生正交越脈衝，再依據正交越脈衝以輸出測試電力，其中測試電力即為處於基準相位的交流電。因此，湧浪電流測試裝置能提供準確相位的湧浪電流給電子裝置進行測試。依據一些實施例，高低壓補償裝置依據操作在高壓模式或低壓模式以校正交流電，並藉由校正交流電以輸出相同電壓上升斜率的補償電力。因此，高低壓補償裝置能確保本案之湧浪電流測試裝置，不論輸入的交流電為高壓模式或低壓模式，皆能使用相同電壓上升斜率的補償電力進行相位計算，減少相位誤差產生。

在本案中，可能使用了「耦接」一詞以及其衍生字詞。在一些實施例中，「耦接」可用以表示二個或多個元件彼此直接地物理接觸或電性接觸，或者還可能意味者二或多個元件彼此間接地電性接觸。「耦接」一詞仍可用以表示二或多個元件彼此協作或互動。

圖1繪示依據本案一些實施例之湧浪電流測試裝置10的方塊圖，圖2繪示依據本案一些實施例之湧浪電流測試裝置10’的方塊圖。請同時參照圖1及圖2，在一些實施例，湧浪電流測試裝置10（10’）適於接收交流電V_IN ，並依據交流電V_IN 處於基準相位時輸出測試電力V_OUT ，而基準相位例如但不限於90度、270度、或其他相位。也就是，湧浪電流測試裝置10（10’）用於轉傳接收的交流電V_IN ，並且以測試電力V_OUT 的形式輸出，而輸出的測試電力V_OUT 即為處於基準相位之交流電V_IN 。換句話說，湧浪電流測試裝置10（10’）可視為用於偵測交流電V_IN 相位的裝置，並且在交流電V_IN 處於基準相位時輸出交流電V_IN 。

請參照圖1，在一些實施例，湧浪電流測試裝置10包括高低壓補償裝置100、第一隔離耦合元件200、正交越脈衝產生電路300、控制電路400、輸出電路500、輸入端P1、P2、補償端P3、P4及輸出端P5、P6。其中高低壓補償裝置100耦接第一隔離耦合元件200，第一隔離耦合元件200耦接正交越脈衝產生電路300，正交越脈衝產生電路300耦接控制電路400，控制電路400耦接輸出電路500。高低壓補償裝置100從輸入端P1、P2接收交流電V_IN ，並且高低壓補償裝置100經由補償端P3、P4輸出補償電力V_C 。第一隔離耦合元件200從補償端P3、P4接收補償電力V_C ，並且第一隔離耦合元件200、正交越脈衝產生電路300及控制電路400依據補償電力V_C 以致動輸出電路500。輸出電路500從輸入端P1、P2接收交流電V_IN ，並且當輸出電路500被致動時，經由輸出端P5、P6輸出測試電力V_OUT 。

圖3繪示依據圖1之高低壓補償裝置100的電路圖。請參照圖3，在一些實施例，高低壓補償裝置100用於校正交流電V_IN 以輸出補償電力V_C 。並且高低壓補償裝置100適於操作在高壓模式及低壓模式。高低壓補償裝置100包括隔離輸入電路110、驅動電路120、校正電路130、隔離輸出電路140、整流電路150及限流電路160。其中隔離輸入電路110耦接驅動電路120，隔離輸出電路140耦接於驅動電路120與校正電路130之間，校正電路130耦接隔離輸入電路110，整流電路150耦接隔離輸入電路110及校正電路130。依據一些實施例，當交流電V_IN 為220伏特時，高低壓補償裝置100操作於高壓模式。當交流電V_IN 為110伏特時，高低壓補償裝置100操作於低壓模式。

在一些實施例，整流電路150包括第一不對稱電導元件D1及第二不對稱電導元件D2。第一不對稱電導元件D1耦接於輸入端P1與隔離輸入電路110之間，第二不對稱電導元件D2耦接於輸入端P2與隔離輸入電路110之間。整流電路150用於對交流電V_IN 進行整流，能避免隔離輸入電路110因電壓反向（例如交流電V_IN 於負半週電位時）而損壞。因此當高低壓補償裝置100接收交流電V_IN 時，交流電V_IN 作用於高低壓補償裝置100的電流方向被整流電路150限制，也就是，電流方向為從輸入端P1流入，再流經第一不對稱電導元件D1、隔離輸入電路110、以及第二不對稱電導元件D2，最後從輸入端P2流出。換句話說，整流電路150用於將交流電V_IN 整流為整流交流電V₁ ，並且整流交流電V₁ 包括交流電V_IN 之正半週電位及零電位。因此整流電路150能用於保護隔離輸入電路110，使隔離輸入電路110不會接收交流電V_IN 之負半週電位。依據一些實施例，第一不對稱電導元件D1及第二不對稱電導元件D2為二極體（Diode）。

圖4繪示依據圖3之高低壓補償裝置100的訊號圖。請同時參照圖3及圖4，在一些實施例，隔離輸入電路110包括輸入側112及作動側114。輸入側112用於接收整流交流電V₁ ，並且依據整流交流電V₁ 而使作動側114為導通或斷開。具體而言，當整流交流電V₁ 等於交流電V_IN 之正半週電位且大於輸入側112的門檻電壓V_TH 時，輸入側112響應整流交流電V₁ 使作動側114導通。反之，當整流交流電V₁ 等於或小於輸入側112的門檻電壓V_TH 時，隔離輸入電路110斷開作動側114。依據一些實施例，隔離輸入電路110例如但不限於隔離耦合元件、或光耦合元件。

在一些實施例，限流電路160耦接於整流電路150與隔離輸入電路110之間。具體而言，限流電路160例如但不限於耦接於第一不對稱電導元件D1與輸入側112之間（如圖3所示），或是耦接於第二不對稱電導元件D2與輸入側112之間（圖未繪示）。限流電路160用於調整對應於整流交流電V₁ 的電流，特別是限制對應於整流交流電V₁ 的最大電流。因此限流電路160能用於保護隔離輸入電路110，以避免輸入側112承受過大的整流交流電V₁ 而損壞。在一些實施例中，除了上述保護功能外，限流電路160亦可用於高低壓補償裝置100操作於高壓模式或低壓模式的判斷元件之一，透過限流電路160中的電阻設計使交流電V_IN 為高電壓時的電流才足以驅動輸入側112，以此達到做為判斷高壓模式與低壓模式的功能。依據一些實施例，限流電路160為電阻。

在一些實施例，驅動電路120包括供能電路122、儲能電路124及位準訊號產生電路126。供能電路122耦接作動側114。儲能電路124耦接供能電路122及作動側114。位準訊號產生電路126耦接於儲能電路124與隔離輸出電路140之間。具體而言，作動側114的一端耦接接地端。作動側114的另一端同時耦接供能電路122、儲能電路124及位準訊號產生電路126。並且供能電路122耦接於作動側114的另一端與第一參考電力V_DD1 之間，儲能電路124耦接於作動側114的另一端與接地端之間。驅動電路120用於產生驅動訊號V₃ 。其中於高壓模式且作動側114導通時，驅動訊號V₃ 為低位準訊號V_3L 。於低壓模式且作動側114導通時，驅動訊號V₃ 為高位準訊號V_3H 。

在一些實施例，供能電路122用於提供第一參考電力V_DD1 ，儲能電路124依據第一參考電力V_DD1 充電。於高壓模式時，作動側114導通時間相對較長，儲能電路124儲能時間相對較短，故累積電壓為第一作動訊號V_2L ，於低壓模式時作動側114導通時間相對較短，儲能電路124儲能時間相對較長，故累積電壓為第二作動訊號V_2H 。具體而言，當作動側114斷開時，供能電路122與儲能電路124可視為分壓電路，並且以供能電路122與儲能電路124之間的電壓為第一參考電力V_DD1 的分壓，因此儲能電路124能依據第一參考電力V_DD1 充電。由於高低壓補償裝置100操作於高壓模式時的交流電V_IN 比操作於低壓模式時的交流電V_IN 還要高，因此高壓模式時的交流電V_IN 使輸入側112響應的時間點比低壓模式時的交流電V_IN 使輸入側112響應的時間點早。就作動側114導通時間而言，由於高壓模式時作動側114導通的時間比低壓模式時作動側114導通的時間要長，高壓模式時儲能電路124充電的時間比低壓模式時儲能電路124充電的時間要短。因此就作動訊號V₂ 而言，高壓模式時儲能電路124放電以輸出的第一作動訊號V_2L 比低壓模式時儲能電路124放電以輸出的第二作動訊號V_2H 要低。在一些實施例，第一作動訊號V_2L 介於0.3伏特至0.4伏特之間，第二作動訊號V_2H 介於3伏特至4伏特之間。依據一些實施例，供能電路122包括電阻R3。儲能電路124為RC電路，例如串聯方式耦接的電阻R4及電容C1。

在一些實施例，位準訊號產生電路126依據作動訊號V₂ 以產生驅動訊號V₃ 。具體而言，於低壓模式時，位準訊號產生電路126依據第二作動訊號V_2H 以產生高位準訊號V_3H 。於高壓模式時，位準訊號產生電路126依據第一作動訊號V_2L 以產生低位準訊號V_3L 。其中，位準訊號產生電路126依據接收的輸入訊號是否滿足特定閾值（圖未繪示）以輸出對應的輸出訊號，由於第二作動訊號V_2H 滿足特定閾值，因此準訊號產生電路126輸出高位準訊號V_3H ，而第一作動訊號V_2L 未滿足特定閾值，因此準訊號產生電路126輸出低位準訊號V_3L 。在一些實施例，特定閾值約為2伏特。依據一些實施例，位準訊號產生電路126為以串聯方式耦接的兩個反及閘元件。

在一些實施例中，供能電路122與儲能電路124之間的電壓為第一參考電力V_DD1 的分壓。於低壓模式時，第一參考電力V_DD1 的分壓滿足位準訊號產生電路126的特定閾值，因此位準訊號產生電路126輸出的驅動訊號V₃ 為高位準訊號V_3H 。於高壓模式時，第一參考電力V_DD1 的分壓未滿足位準訊號產生電路126的特定閾值，因此位準訊號產生電路126輸出的驅動訊號V₃ 為低位準訊號V_3L 。所以，當高低壓補償裝置100操作於低壓模式時，位準訊號產生電路126持續輸出高位準訊號V_3H 。反之，當高低壓補償裝置100操作於高壓模式時，位準訊號產生電路126持續輸出低位準訊號V_3L 。

圖5繪示依據圖3之經高低壓補償的測試電力訊號圖。請同時參照圖3至圖5，在一些實施例，校正電路130用於校正交流電V_IN 以產生補償電力V_C 。校正電路130的一端耦接於第一不對稱電導元件D1與輸入側112之間。而校正電路130的另一端耦接於隔離輸出電路140。校正電路130包括第一電阻R1及第二電阻R2。於低壓模式時，校正電路130藉由第一電阻R1以產生補償電力V_C 。於高壓模式時，校正電路130藉由該第二電阻R2以產生補償電力V_C 。由於校正電路130依據交流電V_IN 的電壓搭配不同的補償電阻，即使交流電V_IN 的電壓因為操作於高壓模式或低壓模式而不同，校正電路130皆能輸出具有近似相同的上升斜率或下降斜率的補償電力V_C 。因此不管高低壓補償裝置100是操作於高壓模式或是低壓模式，校正電路130輸出的補償電力V_C 都是近似相同的。

在一些實施例中，隔離輸出電路140包括感應側142、輸出側144及開關元件146。其中輸出側144為開關，並且輸出側144可選擇性地耦接於第一電阻R1或第二電阻R2。感應側142的一端耦接第二參考電力V_DD2 ，感應側142的另一端耦接開關元件146。開關元件146耦接於感應側142的另一端與接地端之間，並且開關元件146包括控制極E0，控制極E0耦接驅動電路120。隔離輸出電路140用於依據驅動訊號V₃ 以選擇性輸出補償電力V_C 。具體而言，控制極E0依據驅動訊號V₃ 使得開關元件146導通或斷開。於低壓模式時，驅動訊號V₃ 為高位準訊號V_3H ，開關元件146為導通。反之，於高壓模式時，驅動訊號V₃ 為低位準訊號V_3L ，開關元件146為斷開。依據一些實施例，開關元件146為NPN型雙極性電晶體（bipolar junction transistor，BJT）或NMOS電晶體。

再進一步說明，當感應側142響應低位準訊號V_3L 時，隔離輸出電路140導通輸出側144與第二電阻R2之間的耦接。而當感應側142響應高位準訊號V_3H 時，隔離輸出電路140導通輸出側144與第一電阻R1之間的耦接。因此不管是在高壓模式或是低壓模式，高低壓補償裝置100皆能經由二補償端P3、P4輸出補償電力V_C 。在一些實施例，在感應側142未致動時，輸出側144保持耦接第二電阻R2。而在感應側142致動時，輸出側144響應感應側142而切換為耦接第一電阻R1。需特別說明的是，上述僅為示例之陳述並不以此為限，設計者亦可依設計需求，在感應側142未致動時，使輸出側144保持耦接第一電阻R1，而在感應側142致動時，輸出側144響應感應側142而切換為耦接第二電阻R2。依據一些實施例，感應側142及輸出側144的組合為繼電器。

圖6繪示依據圖1之湧浪電流測試裝置10的部分電路圖。請同時參照圖1、圖5及圖6，在一些實施例，第一隔離耦合元件200包括初級側210及次級側220，初級側210耦接於補償端P3、P4之間，次級側220的一端耦接接地端，而次級側220的另一端耦接正交越脈衝產生電路300。初級側210用於響應補償電力V_C ，並且依據補償電力V_C 而使次級側220為導通或斷開。在一些實施例，初級側210依據補償電力V_C 是否達到門檻電壓V_TH 而使次級側220為導通或斷開。當補償電力V_C 大於等於門檻電壓V_TH 時，初級側210響應補償電力V_C 使次級側220導通。反之，當補償電力V_C 小於門檻電壓V_TH 時，第一隔離耦合元件200斷開次級側220。在一些實施例，門檻電壓V_TH 大於零。依據一些實施例，第一隔離耦合元件200例如但不限於隔離耦合元件、或光耦合元件。

圖7繪示依據圖2之湧浪電流測試裝置10’的電路圖，圖8繪示依據圖7之無高低壓補償的測試電力訊號圖。請同時參照圖2、圖7及圖8，在一些實施例，湧浪電流測試裝置10’包括第一隔離耦合元件200、正交越脈衝產生電路300、控制電路400、輸出電路500、輸入端P1、P2及輸出端P5、P6。其中第一隔離耦合元件200耦接正交越脈衝產生電路300，正交越脈衝產生電路300耦接控制電路400，控制電路400耦接輸出電路500。第一隔離耦合元件200包括第三不對稱電導元件D3、第四不對稱電導元件D4、初級側210及次級側220。第三不對稱電導元件D3耦接於輸入端P1與初級側210之間，第四不對稱電導元件D4耦接於輸入端P2與初級側210之間。第一隔離耦合元件200從輸入端P1、P2接收交流電V_IN ，並且第三不對稱電導元件D3及第四不對稱電導元件D4用於將交流電V_IN 整流為整流交流電V₁ 。第一隔離耦合元件200的初級側210及次級側220、正交越脈衝產生電路300及控制電路400依據整流交流電V₁ 以致動輸出電路500。輸出電路500從輸入端P1、P2接收交流電V_IN ，並且當輸出電路500被致動時，經由輸出端P5、P6輸出測試電力V_OUT 。依據一些實施例，第三不對稱電導元件D3及第四不對稱電導元件D4為二極體。

在一些實施例，初級側210是藉由第三不對稱電導元件D3及第四不對稱電導元件D4耦接於輸入端P1、P2之間，次級側220的一端耦接於接地端，而次級側220的另一端耦接正交越脈衝產生電路300。在一些實施例，初級側210依據整流交流電V₁ 是否達到門檻電壓V_TH 而使次級側220為導通或斷開。當整流交流電V₁ 大於等於門檻電壓V_TH 時，初級側210響應整流交流電V₁ 使次級側220導通。反之，當整流交流電V₁ 小於門檻電壓V_TH 時，第一隔離耦合元件200斷開次級側220。

請同時參照圖6及圖7。在一些實施例，正交越脈衝產生電路300依據次級側220從斷開狀態轉換為導通狀態時，正交越脈衝產生電路300產生正交越脈衝V₅ 。正交越脈衝產生電路300包括位準產生電路310、反相電路320、充放電電路330及開關電路340。其中位準產生電路310耦接次級側220，反相電路320耦接控制電路400，充放電電路330耦接位準產生電路310，開關電路340耦接位準產生電路310、充放電電路330及反相電路320。依據一些實施例，交流電V_IN 之正交越的時間點至正交越脈衝產生電路300產生正交越脈衝V₅ 的的時間點之間的時間差為脈衝產生時間T_G ，也就是，正交越脈衝產生電路300響應交流電V_IN 之正交越點至產生正交越脈衝V₅ 的時間差。

請同時參照圖5及圖8。需特別說明的是，在一些實施例，由於湧浪電流測試裝置10’未包括用於校正交流電V_IN 的高低壓補償裝置100，因此延遲時間T_G 在高壓模式及低壓模式並不相同。由於交流電V_IN 在單位時間內的電壓增幅是高壓模式大於低壓模式，因此高壓模式比低壓模式要早產生正交越脈衝V₅ ，也就是高壓脈衝產生時間T_G0 短於低壓脈衝產生時間T_G1 。

請續參照圖6及圖7，在一些實施例，位準產生電路310耦接於參考電源V_DD0 與次級側220的另一端之間。位準產生電路310用於在次級側220導通時，產生低位準。並且在次級側220斷開時，提供高位準。低位準及高位準構成位準訊號V₄ 。具體而言，當次級側220導通時，次級側220的一端與次級側220的另一端視為短路，因此次級側220的另一端之電位近似於接地端，也就是低位準。當次級側220斷開時，位準產生電路310及充放電電路330可視為分壓電路，因此次級側220的另一端之電位為參考電源V_DD0 的分壓，也就是高位準。依據一些實施例，位準產生電路310包括電阻R5。

在一些實施例，反相電路320包括第一反相器N1及電阻R6。電阻R6耦接於接地端與第一反相器N1之間。第一反相器N1於電阻R6之電位高於第一門檻時，輸出低電位訊號。第一反相器N1於電阻R6之電位未高於第一門檻時，輸出高電位訊號。低電位訊號及高電位訊號構成正交越脈衝V₅ 。在位準產生電路310產生高位準時，充放電電路330用於充電。並且在位準產生電路310產生低位準時，充放電電路330用於對電阻R6放電，以產生電阻R6之電位。以及開關電路340用於在位準產生電路310產生高位準時，斷開充放電電路330與電阻R6之間的耦接。具體而言，當位準產生電路310產生低位準時，開關電路340為導通，也就是充放電電路330與電阻R6之間為導通。因此充放電電路330對電阻R6放電，也就是有電流通過電阻R6，使電阻R6之電位高於第一門檻，所以反相電路320輸出低電位訊號。而當位準產生電路310產生高位準時，開關電路340為斷開，也就是充放電電路330與電阻R6之間為斷開。由於沒有電流通過電阻R6，使得電阻R6的兩端電位幾乎相等，所以電阻R6之電位近似於接地端，也就是電阻R6之電位未高於第一門檻，所以反相電路320輸出高電位訊號。

在一些實施例，開關電路340包括第一開關S1及延遲電路342。並且第一開關S1具有第一控制端E1。其中第一開關S1耦接於充放電電路330與反相電路320之間，更明確的說，第一開關S1的一端耦接於反相電路320的第一反相器N1及電阻R6。延遲電路342耦接於位準產生電路310與第一控制端E1之間。第一開關S1用於位準訊號V₄ 在高位準時，斷開充放電電路330與電阻R6之間的耦接。並且第一開關S1用於位準訊號V₄ 在低位準時，導通充放電電路330與電阻R6之間的耦接。而延遲電路342用於延遲第一反應時間。需特別說明的是，第一反應時間為位準訊號V₄ 控制第一開關S1的時間。依據一些實施例，延遲電路342為第二反相器N2。第一開關S1為NPN型雙極性電晶體（bipolar junction transistor, BJT）或NMOS電晶體。因此當位準訊號V₄ 在低位準時，第一控制端E1接收到高位準的訊號，所以第一開關S1導通。反之，當位準訊號V₄ 在高位準時，第一控制端E1接收到低位準的訊號，所以第一開關S1斷開。

在一些實施例，充放電電路330包括依序以串聯方式耦接的電阻R7、第二開關S2及電容C2。並且第二開關S2具有第二控制端E2。其中電阻R7耦接於直流電源V_DD3 與第二開關S2之間，第二開關S2耦接於電阻R7與電容C2之間，電容C2耦接於第二開關S2與接地端之間，以及第二控制端E2耦接位準產生電路310。電容C2適於操作於充電狀態及放電狀態。第二開關S2用於位準訊號V₄ 在高位準時，導通電容C2與電阻R7之間的耦接，使電容C2操作於充電狀態。並且第二開關S2用於位準訊號V₄ 在低位準時，斷開電容C2與電阻R7之間的耦接，並且因第一開關S1為導通，使電容C2操作於放電狀態。具體而言，當第二開關S2為導通時，直流電源V_DD3 對電阻R7及電容C2構成的RC電路充電。反之，當第二開關S2為斷開時，由於第一開關S1為導通，因此電容C2對電阻R6放電以產生電阻R6之電位。

在一些實施例，控制電路400包括相位決定電路410、致動電路420、反應校正電路430及主控制器440。其中主控制器440分別耦接相位決定電路410、致動電路420、反應校正電路430、正交越脈衝產生電路300及輸出電路500。當控制電路400（即，主控制器440）被致動且偵測到正交越脈衝V₅ 時，於延遲一延遲時間T_D 之後，控制電路400輸出控制脈衝V₆ 。控制脈衝V₆ 用於致動輸出電路500，並且使輸出電路500在第一工作時間T_W 內持續被致動的狀態。依據一些實施例，主控制器440例如但不限於微處理器（Microprocessor，uP）、單晶片微控制器（Microcontroller Unit，MCU）或系統單晶片（System on Chip，SoC），並且主控制器440可包括對應微處理器、單晶片微控制器或系統單晶片搭配的電路。

在一些實施例，相位決定電路410包括第四開關S4，第四開關S4耦接於參考電源V_DD0 與主控制器440之間。相位決定電路410用以提供基準相位至控制電路400（即，主控制器440），如前所述基準相位例如但不限於90度、270度、或其他相位。需特別說明的是，控制電路400依據基準相位調整延遲時間T_D 。依據一些實施例中，當第四開關S4導通時，基準相位為第一相位（例如270度）。當該第四開關S4斷開時，基準相位為第二相位（例如90度）。

在一些實施例，相位決定電路410更包括一組並聯的RC電路（電容C3及電阻R9），RC電路的一端耦接於主控制器440及第四開關S4的一端，RC電路的另一端耦接於接地端。而第四開關S4的另一端耦接於參考電源V_DD0 。RC電路具有消除機械開關作動時電壓彈跳現象的功能，使控制訊號較平滑的升高及降低。因此當第四開關S4導通時，相位決定電路410輸入參考電源_VDD0 對C充電, 使主控制器440電壓逐漸上升。反之，第四開關S4斷開時，C通過R對地放電使主控制器440電壓逐漸下降。

在一些實施例，致動電路420包括第五開關S5及電阻R8，其中第五開關S5及電阻R8以串聯方式耦接於參考電源V_DD0 與接地端之間。其中，電阻R8做為致動電路420的限流電阻以避免參考電源V_DD0 與接地端之間短路。當第五開關S5觸發時，致動電路420輸出致動脈衝。致動脈衝用於致動控制電路400（即，主控制器440），並且使控制電路400在第二工作時間內持續被致動的狀態。依據一些實施例，第五開關S5為無段式開關。當第五開關S5被按壓時，第五開關S5即被觸發。

請續參照圖5及圖8。在一些實施例，反應校正電路430用以提供第二反應時間至控制電路400（即，主控制器440），並且控制電路依據第二反應時間調整延遲時間T_D 。需特別說明的是，由於湧浪電流測試裝置10’未包括高低壓補償裝置100，延遲時間T_D 在高壓模式及低壓模式並不相同。由於反應校正電路430依據脈衝產生時間T_G 的不同而對應補償延遲時間T_D ，反應校正電路430在高壓模式的延遲時間T_D 為高壓延遲時間T_D0 ，反應校正電路430在低壓模式的延遲時間T_D 為低壓延遲時間T_D1 ，並且高壓脈衝產生時間T_G0 短於低壓脈衝產生時間T_G1 ，所以高壓延遲時間T_D0 長於低壓延遲時間T_D1 。在一些實施例中，低壓脈衝產生時間T_G1 減去高壓脈衝產生時間T_G0 的時長等於高壓延遲時間T_D0 減去低壓延遲時間T_D1 的時長。依據一些實施例，反應校正電路430包括可變式電阻，可變式電阻耦接在參考電源（圖未繪示）與接地端之間。藉由可變式電阻以分壓參考電源並產生分壓訊號，而此分壓訊號即對應第二反應時間。

請續參照圖6及圖7，在一些實施例，輸出電路500包括第二隔離耦合元件510及第三開關S3。第二隔離耦合元件510包括接收側512及反應側514。其中反應側514為開關。接收側512的一端耦接直流電力V_DD4 ，接收側512的另一端耦接第三開關S3。第三開關S3耦接於接收側512的另一端與接地端之間，並且第三開關S3包括第三控制端E3，第三控制端E3耦接控制電路400。需特別說明的是，第三開關S3依據控制脈衝V₆ 而導通，而導通的第三開關S3致動接收側512。因此當接收側512被致動時，第二隔離耦合元件510於接收側512響應控制脈衝V₆ ，並且導通反應側514以輸出測試電力V_OUT 。依據一些實施例，第二隔離耦合元件510為繼電器。

在一些實施例，輸出電路500用於接收交流電V_IN 。當輸出電路500被控制電路400輸出的控制脈衝V₆ 致動時，輸出電路500輸出測試電力V_OUT 。如前所述湧浪電流測試裝置10（10’）的功能，輸出電路500即用於輸出接收的交流電V_IN ，並且以測試電力V_OUT 的形式輸出，而輸出的測試電力V_OUT 即為處於基準相位的交流電V_IN 。需特別說明的是，輸出電路500依據控制脈衝V₆ 在第一工作時間T_W 內持續輸出測試電力V_OUT ，因此當工作時間T_W 極短時，做為湧浪電流測試的測試電力V_OUT 可視為一種脈衝訊號。

圖9繪示依據本案一些實施例之線材偵測電路600的電路圖。請參照圖9，在一些實施例，湧浪電流測試裝置10（10’）更包括線材偵測電路600。線材偵測電路600包括第五不對稱電導元件D5、第六不對稱電導元件D6、指示元件D7、穩壓元件D8、電阻R10、R11、R12及偵測端P7、P8。第五不對稱電導元件D5耦接於偵測端P7與電阻R11之間，第六不對稱電導元件D6耦接於偵測端P8與電阻R10之間，電阻R11以串聯方式耦接電阻R10。穩壓元件D8以並聯方式耦接電阻R10，指示元件D7以串聯方式耦接電阻R12，並且串聯的指示元件D7及電阻R12又以並聯方式耦接電阻R10。換句話說，電阻R10的一端耦接電阻R11、穩壓元件D8的一側及指示元件D7，電阻R10的另一端耦接第六不對稱電導元件D6、穩壓元件D8的另一側及電阻R12。交流電V_IN 包括火線端、零線端及地線端。線材偵測電路600藉由指示元件D7輸出輔助訊號以達到區分交流電V_IN 的火線端及零線端的功能。其中偵測端P8耦接地線端，偵測端P7耦接輸入端P1。當偵測端P7接收到的交流電V_IN 為火線端時，輔助訊號為第一指示訊號，反之，當偵測端P7接收到的交流電V_IN 為零線端時，輔助訊號為第二指示訊號。其中，第五不對稱電導元件D5及第六不對稱電導元件D6用於限制流入線材偵測電路600的電流方向。電阻R11除用以限制最大輸入電流值外，且電阻R10與電阻R11組成分壓電路，藉由設計電阻R10與電阻R11的阻值以調整電阻R10的跨壓。電阻R12用於限制指示元件D7的最大電流，以避免指示元件D7過流損壞。而穩壓元件D8用於提供指示元件D7穩定的電壓，因此可避免指示元件D7因為過大的電壓而損壞。依據一些實施例，指示元件D7例如但不限於發光二極體。指示元件D7以發光做為第一指示訊號，並且指示元件D7以不發光做為第二指示訊號。此外，穩壓元件D8例如但不限於齊納二極體（Zener diode）。

綜上，本案的一些實施例之湧浪電流測試裝置適於接收交流電，並依據交流電的正交越點產生正交越脈衝，再依據正交越脈衝以輸出測試電力，其中測試電力即為處於基準相位的交流電。因此，湧浪電流測試裝置能提供準確相位的湧浪電流給電子裝置進行測試。在一些實施例，高低壓補償裝置依據操作在高壓模式或低壓模式以校正交流電，並藉由校正交流電以輸出相同電壓上升斜率的補償電力。因此，高低壓補償裝置能確保湧浪電流測試裝置，不論輸入的交流電為高壓模式或低壓模式，皆能使用相同電壓上升斜率的補償電力進行相位計算，減少相位誤差產生。

雖然本案的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本案的範疇內，因此本案之專利保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10’:湧浪電流測試裝置 P1、P2:輸入端 P3、P4:補償端 P5、P6:輸出端 100:高低壓補償裝置 110:隔離輸入電路 112:輸入側 114:作動側 120:驅動電路 122:供能電路 124:儲能電路 126:位準訊號產生電路 130:校正電路 140:隔離輸出電路 142:感應側 144:輸出側 146:開關元件 E0:控制極 150:整流電路 160:限流電路 V_IN :交流電 V_C :補償電力 V_OUT :測試電力 V₁ :整流交流電 V₂ :作動訊號 V_2L :第一作動訊號 V_2H :第二作動訊號 V₃ :驅動訊號 V_3L :低位準訊號 V_3H :高位準訊號 V₄ :位準訊號 V₅ :正交越脈衝 V₆ :控制脈衝 V_DD0 :參考電源 V_DD1 :第一參考電力 V_DD2 :第二參考電力 V_DD3 :直流電源 V_DD4 :直流電力 V_TH :門檻電壓 R1:第一電阻 R2:第二電阻 R3-R12:電阻 C1-C3:電容 200:第一隔離耦合元件 210:初級側 220:次級側 300:正交越脈衝產生電路 310:位準產生電路 320:反相電路 N1:第一反相器 330:充放電電路 340:開關電路 342:延遲電路 N2:第二反向器 400:控制電路 410:相位決定電路 420:致動電路 430:反應校正電路 440:主控制器 500:輸出電路 510:第二隔離耦合元件 512:接收側 514:反應側 600:線材偵測電路 S1:第一開關 E1:第一控制端 S2:第二開關 E2:第二控制端 S3:第三開關 E3:第三控制端 S4:第四開關 S5:第五開關 T_G :脈衝產生時間 T_G0 :高壓脈衝產生時間 T_G1 :低壓脈衝產生時間 T_W :第一工作時間 T_D :延遲時間 T_D0 :高壓延遲時間 T_D1 :低壓延遲時間 D1:第一不對稱電導元件 D2:第二不對稱電導元件 D3:第三不對稱電導元件 D4:第四不對稱電導元件 D5:第五不對稱電導元件 D6:第六不對稱電導元件 D7:指示元件 D8:穩壓元件 P7、P8:偵測端

圖1繪示依據本案一些實施例之湧浪電流測試裝置的方塊圖。圖2繪示依據本案一些實施例之湧浪電流測試裝置的方塊圖。圖3繪示依據圖1之高低壓補償裝置的電路圖。圖4繪示依據圖3之高低壓補償裝置的訊號圖。圖5繪示依據圖3之經高低壓補償的測試電力訊號圖。圖6繪示依據圖1之湧浪電流測試裝置的部分電路圖。圖7繪示依據圖2之湧浪電流測試裝置的電路圖。圖8繪示依據圖7之無高低壓補償的測試電力訊號圖。圖9繪示依據本案一些實施例之線材偵測電路的電路圖。

10:湧浪電流測試裝置

P1、P2:輸入端

P3、P4:補償端

P5、P6:輸出端

V_IN :交流電

V_C :補償電力

V_OUT :測試電力

V₄ :位準訊號

V₅ :正交越脈衝

V₆ :控制脈衝

100:高低壓補償裝置

200:第一隔離耦合元件

300:正交越脈衝產生電路

310:位準產生電路

320:反相電路

330:充放電電路

340:開關電路

400:控制電路

410:相位決定電路

420:致動電路

430:反應校正電路

500:輸出電路

510:第二隔離耦合元件

S3:第三開關

Claims

一種湧浪電流測試裝置，適於接收一交流電，該湧浪電流測試裝置包括：一第一隔離耦合元件，包括一初級側及一次級側，該第一隔離耦合元件於該初級側響應該交流電之一正半週電位，導通該次級側；一正交越脈衝產生電路，耦接該第一隔離耦合元件，用於在該次級側從斷開狀態轉換為導通狀態時，產生一正交越脈衝；一輸出電路，接收該交流電，當該輸出電路被致動時，輸出該交流電；及一控制電路，耦接該正交越脈衝產生電路及該輸出電路，當該控制電路被致動且偵測到該正交越脈衝時，延遲一延遲時間後該控制電路輸出一控制脈衝並用以致動該輸出電路一第一工作時間。
如請求項1所述之湧浪電流測試裝置，其中該正交越脈衝產生電路包括：一位準產生電路，耦接該次級側，用於在該次級側導通時，產生一低位準，在該次級側斷開時，提供一高位準，該低位準及該高位準構成一位準訊號；一反相電路，耦接該控制電路，該反相電路包括一第一反相器及一電阻，該第一反相器於該電阻之一電位高於一第一門檻時，輸出一低電位訊號，該第一反相器於該電阻之該電位未高於該第一門檻時，輸出一高電位訊號，該低電位訊號及該高電位訊號構成該正交越脈衝；一充放電電路，耦接該位準產生電路，用於在該位準產生電路產生該高位準時充電，並於該位準產生電路產生該低位準時對該電阻放電，以產生該電阻之該電位；及一開關電路，耦接該位準產生電路、該充放電電路及該反相電路，用於在該位準產生電路產生該高位準時，斷開該充放電電路與該電阻之間的耦接。
如請求項2所述之湧浪電流測試裝置，其中該開關電路包括：一第一開關，耦接於該充放電電路與該反相電路之間，並具有一第一控制端，其中該第一開關用於該位準訊號在該高位準時，斷開該充放電電路與該電阻之間的耦接，並於該位準訊號在低位準時，導通該充放電電路與該電阻之間的耦接；及一延遲電路，耦接於該位準產生電路與該第一開關之間，該延遲電路耦接於該位準產生電路與該第一控制端之間，其中該延遲電路用於延遲一第一反應時間，該第一反應時間為該位準訊號控制該第一開關的時間。
如請求項3所述之湧浪電流測試裝置，其中該延遲電路為一第二反相器。
如請求項2所述之湧浪電流測試裝置，其中該充放電電路包括：一另一電阻，耦接一直流電源；一電容，適於操作於一充電狀態及一放電狀態；及一第二開關，耦接於該另一電阻與該電容之間，並具有一第二控制端，其中該第二控制端耦接該位準產生電路，該第二開關用於該位準訊號在該高位準時，導通該電容與該另一電阻之間的耦接，使該電容操作於該充電狀態，並於該位準訊號在低位準時，斷開該電容與該另一電阻之間的耦接，使該電容操作於該放電狀態。
如請求項1所述之湧浪電流測試裝置，其中該控制電路包括：一相位決定電路，用以提供一基準相位至該控制電路，該控制電路依據該基準相位調整該延遲時間，該相位決定電路包括一第四開關，當該第四開關導通時，該基準相位為一第一相位，當該第四開關斷開時，該基準相位為一第二相位。
如請求項1所述之湧浪電流測試裝置，其中該控制電路包括：一致動電路，該致動電路包括一第五開關，當該第五開關觸發時，該致動電路輸出一致動脈衝，該致動脈衝致動該控制電路一第二工作時間。
如請求項1所述之湧浪電流測試裝置，其中該控制電路包括：一反應校正電路，用以提供一第二反應時間至該控制電路，該控制電路依據該第二反應時間調整該延遲時間。
如請求項1所述之湧浪電流測試裝置，其中該輸出電路包括：一第二隔離耦合元件，耦接該控制電路，具有一接收側及一反應側，該第二隔離耦合元件於該接收側響應該控制脈衝，導通該反應側以輸出該交流電。
如請求項1-9中任一項所述之湧浪電流測試裝置，更包括一線材偵測電路，該線材偵測電路用於輸出一輔助訊號，該交流電包括一火線端、一零線端及一地線端，其中，該線材偵測電路的一端耦接該地線端，當該線材偵測電路的另一端耦接該火線端，該輔助訊號為一第一指示訊號，反之，當該線材偵測電路的另一端耦接該零線端，該輔助訊號為一第二指示訊號。