專利名稱：一種高壓測量裝置及其操作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于高壓測量技術領域，尤其涉及到對待測試物進行高壓測試的高 壓測量裝置。
背景技術：
在一般零件測試，如電容器、變壓器...等，在進行安全規(guī)格測量及質(zhì)量 才全驗時，須使用耐壓機提供連續(xù)高壓以進行額定電壓及時間的測量，確認待測 物是否符合安全規(guī)格的耐電壓條件。這些測試條件為固定測試條件，需符合法 規(guī)規(guī)定的標準，且每一個耐壓機提供的測量高壓點必須要有獨立的電壓、電流 顯示以及控制系統(tǒng)。
一般而言，每一個待測物品需要測試一定時間，如果要提高測試效率，則 必須采用多臺高壓測試設備(測量裝置)同時進行測試；目前，業(yè)界一般采用大 量相同設備以同時進行測試。由于傳統(tǒng)的高壓多通道測量設備，多是單機再以 連接線做多通道高壓輸出，以達成同時多個待測物品之高壓測試，其高壓多通 道測量設備配線復雜，使其可靠度降低，而且所占據(jù)的體積龐大、采用傳統(tǒng)功 率輸出裝置導致其熱損耗極大，且未能提供調(diào)整頻率之功能，不能滿足同相位 輸出但頻率改變之需求。
請參閱圖1,其為現(xiàn)有的高壓測量裝置1示意圖。高壓測量裝置1可連接 復數(shù)個待測試物，對待測試物進行一固定時間高壓測試，以測量待測試物的耐 電壓與電流的基本數(shù)值。
高壓測量裝置1由復數(shù)組高壓輸出模塊10.....19所組成。以下以第一組
高壓輸出模塊IO為例說明，其中，第一組高壓輸出模塊IO具有一鎖相環(huán)電路 10a、 一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路10b、 一放大器10c、 一高壓變壓器10d與一輸出端10e。
以上述高壓測量裝置1而言，其僅能提供與電源同頻率同相位之輸出，無 法滿足需要改變頻率的測試需求。又舉例來說，以傳統(tǒng)的多信道高壓測量裝置 1輸出條件為輸出頻率60Hz、輸出電壓5000伏特(V)及輸出電流10毫安(mA), 即其功率輸出級系輸出50瓦特(W);以此條件連續(xù)工作，則其總消耗功率可以 高達120W,其中有高達70W的熱損失。若多信道數(shù)量以32信道計算，熱損 失將高達2200W,造成嚴重的熱損耗產(chǎn)生。
由于現(xiàn)有的高壓測量裝置具有上述缺點；提供可變頻率同相位輸出，降低 設備的體積與能量損耗，以提高設備可靠度，進而達到提高測試可靠度的要求 的高壓測量裝置就成為了需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高壓測量裝置及其測量方法，該高壓測量裝置 具有多信道及可變頻率同相位輸出，且其內(nèi)部以數(shù)字式放大器設計，旨在解決 降低設備體積、能量損耗，達到提高測試可靠度的要求的問題。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的， 一種高壓測量裝置，用來對待測 試物品進行高壓測試，所述的高壓測量裝置包括
基頻產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率；以及
一高壓輸出模塊，與所述的基頻產(chǎn)生電路連接，所述的高壓輸出模塊包括 鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路，所述的鎖相環(huán)電路用來接收所述的基本頻率， 并用來產(chǎn)生倍頻信號輸入所述的復數(shù)個輸出級電路，所述的復數(shù)個輸出級電路 用來放大輸出所需的測試電壓。
所述的復數(shù)個輸出級電路中的任一個包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路、開關功率放 大器與高壓變壓器，所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路用來接收所述的倍頻信號并用來 產(chǎn)生正弦波訊號，所述的開關放大器用來將所述的正弦波訊號進行功率轉(zhuǎn)換以 推動所述的高壓變壓器，所述的高壓變壓器用來輸出所述的測試電壓。所述的高壓輸出模塊包括十個所述的輸出級電路。
所述的鎖相環(huán)電路提供所述基本頻率的8倍至256倍的倍頻信號或者其它 復數(shù)倍的倍頻信號。
本發(fā)明還提供了另一種高壓測量裝置，用來對待測試物品進行高壓測試， 所述的高壓測量裝置包括
基頻產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率；以及
復數(shù)個高壓輸出模塊，所述的復數(shù)個高壓輸出模塊分別與所述的基頻產(chǎn)生 電路連接，所述的復數(shù)個高壓輸出模塊中的任一個包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸 出級電路，所述的鎖相環(huán)電路用來接收所述的基本頻率，并用來產(chǎn)生倍頻信號 輸入所述的復數(shù)個輸出級電路，所述的復數(shù)個輸出級電路用來放大輸出所需的 測試電壓。
所述的復數(shù)個輸出級電路中的任一個包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路、開關功率放 大器與高壓變壓器，所述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路用來接收所述的倍頻信號以產(chǎn)生
正弦波訊號，所述的開關放大器用來將所述的正弦波訊號進行功率轉(zhuǎn)換以推動 所述的高壓變壓器，所述的高壓變壓器用來輸出所述的測試電壓。
所述的高壓輸出模塊通過所述的鎖相環(huán)電路輸出不同頻率同相位的測試電壓。
本發(fā)明還提供了 一種高壓測量裝置的操作方法，所述的高壓測量裝置包括 基頻產(chǎn)生電路與至少 一 高壓輸出模塊，用以連結(jié)復數(shù)個待測試物品以進行高壓 測試，其中，所述高壓輸出模塊包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路，所述的 方法包括如下步驟
產(chǎn)生一基本頻率供應所述的高壓輸出模塊； 利用所述的鎖相環(huán)電路將所述基本頻率倍頻后輸出；以及 任一個所述的輸出級電路接收倍頻信號，將其轉(zhuǎn)換并》文大以輸出測試所需 要的高電壓。
所述的基本頻率為由所述的基頻產(chǎn)生電路產(chǎn)生的可變動的頻率。本發(fā)明克服現(xiàn)有技術的不足，利用一個獨立的基本頻率產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生整 個測試系統(tǒng)所需要的輸出基本數(shù)字信號，并聯(lián)供應多信道使用，以達到可變頻
率、多信道與同相位輸出高壓的要求。本發(fā)明提供的技術方案具有以下優(yōu)點
1. 多通道放入一個機箱內(nèi)，使得高壓裝置的體積減少，減少配線。
2. 采用開關式放大電路以降低高壓測試時的功率輸出級能量損耗，提高能 源效率，進而達到降低測試設備工作溫度，提高設備的可靠度。
3. 提供可變頻率同相位測試高壓輸出。
圖1是現(xiàn)有的高壓測量裝置1示意圖2是本發(fā)明實施例所述的高壓測量裝置示意圖3是本發(fā)明實施例所述高壓測量裝置操作流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供的技術方案是利用一個獨立的基本頻率產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生整個 測試系統(tǒng)所需要的輸出基本數(shù)字信號，并聯(lián)供應多信道使用，以達到可變頻率、 多信道與同相位輸出高壓的要求。
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖2，其為本發(fā)明實施例所述的高壓測量裝置的示意圖。高壓測量 裝置可連接復數(shù)個待測試物，對待測試物進行一固定時間高壓測試，以測量待 測試物的耐電壓與電流的基本數(shù)值；其中，高壓測量裝置包括一基頻產(chǎn)生電路 20與復數(shù)組高壓輸出模塊22、 23.....N等。
其中，基頻產(chǎn)生電路20用以產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率，即產(chǎn)生整 個高壓測量裝置所需要的輸出基本數(shù)字信號，且基本頻率可以依其高壓測試所需求的頻率做變動更改，其中，基本頻率可以是50Hz、 60Hz或是其它的工作 頻率，利用0伏特至5伏特之間的邏輯信號輸出，減少被干擾的機會。
復數(shù)組高壓輸出模塊22、 23.....N等電性連接基頻產(chǎn)生電路20,以接收
基本頻率并放大以輸出所需的測試高壓值。其中，每一組高壓輸出模塊具有一 鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路；以下以第一組高壓輸出模塊22加以說明，第 一組高壓輸出模塊22中具有一鎖相環(huán)電路2200與復數(shù)個輸出級電路2210~ 2219。
每一鎖相環(huán)電路2200中，具有一正弦波內(nèi)存(圖中未顯示)，鎖相環(huán)電路2200 用以接收基本頻率將其倍頻到基頻的256倍，當然也可視其需要從8倍至256 倍、或其它復數(shù)倍頻供選擇，再經(jīng)由正弦波內(nèi)存產(chǎn)生一倍頻信號，即推動輸出 級電路2210所需要的數(shù)字信號。
而每一輸出級電路包括一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路、 一開關放大電路、 一高壓變 壓器與一輸出端；以下以第一組高壓輸出模塊22中第一輸出級電路2210加以 說明，第一輸出級電路2210中具有一數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路2210a、 一開關放大電 路2210b、 一高壓變壓器2210c與一輸出端2210d。
其中，數(shù)字模擬/轉(zhuǎn)換電路2210a獨立產(chǎn)生推動開關放大電路2210b所需的 正弦波信號；開關放大電路1210b提供高功率的功率轉(zhuǎn)換，以推動高壓變壓器 2210c;高壓變壓器2210c提供高壓測試所需要的高電壓，再由輸出端2210d輸 出至待測試物。
上述高壓測量裝置因其前端電路采用數(shù)字放大電路，即利用基頻產(chǎn)生電路 20產(chǎn)生一可變動的基本頻率，并聯(lián)供應多組高壓輸出模塊22,再經(jīng)由鎖相環(huán)電 路2200倍頻后，并聯(lián)輸入數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換電路2210a以產(chǎn)生正弦波信號，以輸出 至開關放大電路2210b轉(zhuǎn)換并推動高壓變壓器2210c，最后由輸出端2210d輸 出可變頻率同相位的高電壓。
相對于現(xiàn)有的高壓測量裝置，本發(fā)明實施例提供的高壓測量裝置約可以降 低50%以上的能源損耗，并且由于將多個高效率開關放大電路安裝在一個機殼內(nèi)，不容易發(fā)生高熱損的現(xiàn)象。
請參閱圖3所示，為本發(fā)明實施例所述的高壓測量裝置操作流程圖。高壓 測量裝置連結(jié)復數(shù)個待測試物，并對該高壓測量裝置設定測試條件，如輸出 電壓、電流、頻率及其測試時間。
步驟S31,啟動高壓測量裝置，開始測試流程； 步驟S32,基頻產(chǎn)生電路產(chǎn)生一基本頻率，供應多組高壓輸出模塊； 步驟S33，鎖相環(huán)電路接收基本頻率，并將其倍頻后，輸出一倍頻信號； 步驟S34，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路接收數(shù)字倍頻信號，以產(chǎn)生一模擬正弦波信 號輸出；
步驟S35，開關放大電路接收正弦波信號，將其做一功率轉(zhuǎn)換后輸出； 步驟S36,高壓變壓器接收開關放大電路傳輸?shù)男盘?，產(chǎn)生測試所需要的 高電壓由輸出端輸出 一預定時間；
步驟S37,待預定時間后，高壓測量裝置顯示出待測物之耐壓值等，結(jié)束 測試流程停止測試。
其中，每一組高壓輸出模塊可以產(chǎn)生不同頻率的同相位電壓；而在每一組 高壓輸出模塊中，通過復數(shù)個輸出級電路輸出復數(shù)個同頻率同相位的高電壓。 因此本發(fā)明實施例提供的高壓測量裝置可達到可變頻率、多信道與同相位輸出 高電壓的要求。
上述實施例中以復數(shù)組高壓輸出模塊為例進行說明，實際應用本發(fā)明提供 的技術方案時，可因設計需要，僅使用一組高壓輸出模塊，該高壓輸出模塊仍 具有復數(shù)個輸出級電路，其操作原理與架構(gòu)同上述實施例，故在此不多加贅述。
本發(fā)明實施例4是供的高壓測量裝置具有以下優(yōu)點
1. 多通道放入一個機箱內(nèi)，使得高壓裝置的體積減少，減少配線。
2. 采用開關式放大電路以降低高壓測試時的功率輸出級能量損耗，提高能 源效率，進而達到降低測試設備工作溫度，提高設備的可靠度。
3. 提供可變頻率同相位測試高壓輸出。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā) 明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種高壓測量裝置，用來對待測試物品進行高壓測試，其特征在于，所述的高壓測量裝置包括基頻產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率；以及高壓輸出模塊，與所述的基頻產(chǎn)生電路連接，所述的高壓輸出模塊包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路，所述的鎖相環(huán)電路用來接收所述的基本頻率，并用來產(chǎn)生倍頻信號輸入所述的復數(shù)個輸出級電路，所述的復數(shù)個輸出級電路用來放大輸出所需的測試電壓。
2、 根據(jù)權利要求1所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的復數(shù)個輸出 級電路中的任一個包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路、開關功率放大器與高壓變壓器，所 述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路用來接收所述的倍頻信號并用來產(chǎn)生正弦波訊號，所述器，所述的高壓變壓器用來輸出所述的測試電壓。
3、 根據(jù)權利要求1所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的高壓輸出模 塊包括十個所述的輸出級電路。
4、 根據(jù)權利要求1所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的鎖相環(huán)電路 提供所述基本頻率的8倍至256倍的倍頻信號或者其它復數(shù)倍的倍頻信號。
5、 一種高壓測量裝置，用來對待測試物品進行高壓測試，其特征在于，所 述的高壓測量裝置包括基頻產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率；以及 復數(shù)個高壓輸出模塊，所述的復數(shù)個高壓輸出模塊分別與所述的基頻產(chǎn)生 電路連接，所述的復數(shù)個高壓輸出模塊中的任一個包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸 出級電路，所述的鎖相環(huán)電路用來接收所述的基本頻率，并用來產(chǎn)生倍頻信號 輸入所述的復數(shù)個輸出級電路，所述的輸出級電路用來放大輸出所需的測試電 壓。
6、 根據(jù)權利要求5所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的復數(shù)個輸出級電路中的任一個包括數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路、開關功率放大器與高壓變壓器，所 述的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路用來接收所述的倍頻信號以產(chǎn)生正弦波訊號，所述的開 關放大器用來將所述的正弦波訊號進行功率轉(zhuǎn)換以推動所述的高壓變壓器，所 述的高壓變壓器用來輸出所述的測試電壓。
7、 根據(jù)權利要求5所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的高壓輸出模 塊通過所述的鎖相環(huán)電路輸出不同頻率同相位的測試電壓。
8、 根據(jù)權利要求5所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的高壓輸出模 塊包括十個所述的輸出級電路。
9、 根據(jù)權利要求5所述的高壓測量裝置，其特征在于，所述的鎖相環(huán)電路 用來提供所述的基本頻率8倍至256倍的倍頻信號或者其它復數(shù)倍的倍頻信號。
10、 一種高壓測量裝置的操作方法，所述的高壓測量裝置包括基頻產(chǎn)生電 路與至少一高壓輸出模塊，用以連結(jié)復數(shù)個待測試物品以進行高壓測試，其中， 所述高壓輸出模塊包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路，所述的方法包括如下 步驟產(chǎn)生一基本頻率供應所述的高壓輸出模塊； 利用所述的鎖相環(huán)電路將所述基本頻率倍頻后輸出；以及 任一個所述的輸出級電路接收倍頻信號，將其轉(zhuǎn)換并放大以輸出測試所需 要的高電壓。
11、 根據(jù)權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述的基本頻率為由所述 的基頻產(chǎn)生電路產(chǎn)生的可變動的頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高壓測量裝置及其操作方法，用來對待測試物品進行高壓測試，所述的高壓測量裝置包括基頻產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生高壓測試時所需要的基本頻率；以及，高壓輸出模塊，與所述的基頻產(chǎn)生電路連接，所述的高壓輸出模塊包括鎖相環(huán)電路與復數(shù)個輸出級電路，所述的鎖相環(huán)電路用來接收所述的基本頻率，并用來產(chǎn)生倍頻信號輸入所述的復數(shù)個輸出級電路，所述的復數(shù)個輸出級電路用來放大輸出所需的測試電壓。本發(fā)明提供的技術方案使得高壓裝置的體積減少，減少配線；并且采用開關式放大電路以降低高壓測試時的功率輸出級能量損耗，提高能源效率；此外，本發(fā)明提供的技術方案還能提供可變頻率同相位測試高壓輸出。
文檔編號G01R31/12GK101413977SQ20071012401
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月17日 優(yōu)先權日2007年10月17日
發(fā)明者吳文杰, 王耀南, 范富強 申請人:中茂電子(深圳)有限公司