專利名稱：能夠電能回收的燒機測試設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種燒機測試設備，尤其涉及一種用于電源轉(zhuǎn)換器的能夠電能回收的燒機測試設備。
背景技術(shù)：
在激烈的商業(yè)競爭中，電源轉(zhuǎn)換器制造商的產(chǎn)品除了需要符合技術(shù)規(guī)格外，亦需維持高可靠度與高質(zhì)量。若無法于產(chǎn)品出廠前檢測出質(zhì)量不良的產(chǎn)品，將會嚴重影響商譽及增加損失。因此，電源轉(zhuǎn)換器制造商會于產(chǎn)品出廠前進行燒機測試。除了要維護產(chǎn)品的質(zhì)量外，許多國家及國際大型企業(yè)已積極推動碳足跡標簽，并要求廠商本身及其供應鏈廠商需提供碳足跡標簽，因此未來若要于市場上競爭除需優(yōu)良的技術(shù)與產(chǎn)品可靠度外，低碳足跡也將會成為產(chǎn)品競爭的項目之一。自然，產(chǎn)品是否符合低碳要求，也就是產(chǎn)品是否節(jié)能省電，亦屬于產(chǎn)品出廠前測試的項目。燒機測試的進行是在待測轉(zhuǎn)換器的輸出端連接一燒機測試設備，也就是以燒機測試設備作為待測轉(zhuǎn)換器的負載來進行的一種測試作業(yè)，其依類型可分為被動式負載及主動式負載。被動式負載主要是由電阻負載箱所組成，被動式負載因為會受待測轉(zhuǎn)換器輸出電壓、電阻的溫度系數(shù)及無回授控制等因素影響，因此測試電流較不穩(wěn)定。主動式電子負載則是在待測轉(zhuǎn)換器與電阻負載箱之間加入一級轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由轉(zhuǎn)換器的控制，除了可使測試電流維持穩(wěn)定，亦可動態(tài)更改測試電流，因此目前在業(yè)界系以主動式電子負載為主流。然而，無論是被動式負載或主動式電子負載，均需使用電阻負載箱，電阻負載箱除了會將電能以熱的形式消耗外，還另外需要風扇來輔助散熱，因而往往會造成測試設備體積龐大且需額外的電能損耗。由上述內(nèi)容可知，為提升產(chǎn)品可靠度及質(zhì)量所進行的燒機測試，需耗費大量電能并將增加產(chǎn)品的碳排放量，因而既不符合低碳與節(jié)能的環(huán)保概念又會增加生產(chǎn)成本。因此，在許多文獻中提出使用具電能回收的燒機測試設備，以將電能回收再利用。此舉除了可以大幅降低燒機測試所需的電能費用及時間外，并可符合節(jié)能與低碳的環(huán)保概念。針對直流/直流轉(zhuǎn)換器的具電能回收的電子負載來說，依其所回收的電能型式可再分為直流及交流二種型式。例如，圖1繪示針對直流/直流轉(zhuǎn)換器以直流型式來回收電能的燒機測試架構(gòu)，圖2繪示針對直流/直流轉(zhuǎn)換器以交流型式來回收電能的燒機測試架構(gòu)。由此可知，待測轉(zhuǎn)換器若為直流/直流轉(zhuǎn)換器，則可將電能以直流型式回收至直流側(cè)(如圖1所示)或者以交流型式饋入市電(如圖2所示)。而交流/直流轉(zhuǎn)換器、直流/交流轉(zhuǎn)換器及不斷電系統(tǒng)(UPS)均以饋入市電為主。例如，圖3繪示針對不斷電系統(tǒng)或直流/交流轉(zhuǎn)換器以交流型式來回收電能的燒機測試架構(gòu)，圖4繪示針對交流/直流轉(zhuǎn)換器以交流型式來回收電能的燒機測試架構(gòu)。圖3和圖4的架構(gòu)最后都饋入市電。
然而，目前現(xiàn)有的交流/直流轉(zhuǎn)換器的燒機設備主要是將電能以交流型式饋入市電，其等除了需多使用一級直流/交流轉(zhuǎn)換器外，電路及控制器設計亦較為復雜且電能回收率較低。此外，當其所饋入市電的功率較大時，尚需考慮并聯(lián)時的相關(guān)規(guī)范以避免影響電力質(zhì)量、設備及人員安全。因此，本發(fā)明系針對交流/直流轉(zhuǎn)換器，提出一新穎的電能回收架構(gòu)，其可將電能直接以直流型式回收至待測轉(zhuǎn)換器的輸入端，除了可節(jié)省一級反流器的使用外，并可避免饋入市電所需的復雜控制策略及規(guī)范。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠電能回收的燒機測試設備。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:的一種能夠電能回收的燒機測試設備，包括:一交流/直流轉(zhuǎn)換器，該交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入端連接至一交流電源，且該交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端所輸出的電能為直流電；一測試區(qū)塊，其用以設置一個以上待測轉(zhuǎn)換器，且測試區(qū)塊的輸入側(cè)連接至交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，以從交流/直流轉(zhuǎn)換器得到直流電的供應；一主動電子負載，該主動電子負載的輸入端連接至測試區(qū)塊的輸出側(cè)，且主動電子負載用以對該待測轉(zhuǎn)換器提供負載特性的仿真，進而使得該待測轉(zhuǎn)換器維持定電流輸出，其中主動電子負載所輸出的電能為直流電；以及電能回收線路，其連接至主動電子負載的輸出側(cè)與測試區(qū)塊的輸入側(cè)，以將主動電子負載所輸出的直流電，從主動電子負載的輸出側(cè)回，送至測試區(qū)塊的輸入側(cè)，進而進行電能回收。其中，本發(fā)明以單級轉(zhuǎn)換器為架構(gòu)，直接將電能以直流型式回收至待測轉(zhuǎn)換器的輸入端，因而其除了可以節(jié)省一級反流器的使用外，在控制上及電路上均較現(xiàn)有設備更為簡單。此外，本發(fā)明的另一實施例可將待測轉(zhuǎn)換器的輸入端并聯(lián)，同時將輸出端串聯(lián)的方式加以連接，使其可同時進行多組待測電源轉(zhuǎn)換器的燒機測試。本發(fā)明具有以下優(yōu)點:(一)因為是單級架構(gòu)，在控制上及電路上均較為簡單，而且成本低；(二)電能回收率高，經(jīng)實際測試驗證，最高可節(jié)省約70%的電能；(三)以直流型式回收至直流側(cè)，無需并聯(lián)市電，因此不用考慮市電并聯(lián)時所需的相關(guān)規(guī)范；以及(四)因為可以同時測試多組轉(zhuǎn)換器，所以能節(jié)省測試時間。


圖1為針對直流/直流轉(zhuǎn)換器以直流型式回收的燒機測試架構(gòu)圖。圖2為針對直流/直流轉(zhuǎn)換器以交流型式回收的燒機測試架構(gòu)圖。圖3為針對不斷電系統(tǒng)或直流/交流轉(zhuǎn)換器以交流型式回收的燒機測試架構(gòu)圖。圖4為針對交流/直流轉(zhuǎn)換器以交流型式回收的燒機測試架構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明一實施例的燒機測試設備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的主動電子負載內(nèi)部的電路圖。主要組件符號說明:a 待測轉(zhuǎn)換器的輸入端b 待測轉(zhuǎn)換器的輸入端c 待測轉(zhuǎn)換器的輸出端
d 待測轉(zhuǎn)換器的輸出端A 測試區(qū)塊的輸入側(cè)B 測試區(qū)塊的輸入側(cè)
C 待測轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)D 待測轉(zhuǎn)換器的輸出側(cè)E 主動電子負載的輸出側(cè)
F 主動電子負載的輸出側(cè)Q 增強型金屬氧化物半導體NP匝數(shù)
場效晶體官
NS匝數(shù)LP電感LS電感
Csn緩沖電感Rsn緩沖電阻Dsn緩沖二極管
Q 增強型金屬氧化物半導Dq 二極管DO輸出二極管體場效晶體管
IP電流ID直流電流VO輸出電壓
502交流電源504交流/直流轉(zhuǎn)換器506a 電能回收線路
506b 電能回收線路510測試區(qū)塊511 ~ 518 待測轉(zhuǎn)換器520主動電子負載
具體實施例方式圖5是依據(jù)本發(fā)明一實施例的燒機測試設備的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖5可知燒機測試設備的結(jié)構(gòu)包含交流/直流轉(zhuǎn)換器(504)及主動電子負載(520)，其中交流/直流轉(zhuǎn)換器(504)可以是全橋整流轉(zhuǎn)換器，而主動電子負載(520)是直流/直流轉(zhuǎn)換器。交流/直流轉(zhuǎn)換器(504)主要是利用全橋整流，以將外界供應的市電由交流電源(502)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后以直流電供應至一個以上待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入端(a，b)，流入待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的電流，再由該待測轉(zhuǎn)換器(511 518)內(nèi)部的輸入電容器穩(wěn)壓。為同時測試多組待測轉(zhuǎn)換器(511 518)，并縮減燒機測試時間，本發(fā)明的一實施例將全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入端(a，b)以并聯(lián)方式連接，并將全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出端(c，d)以串聯(lián)方式連接。其中，因為其是以直流電輸入全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)來進行測試，所以此時全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入端(a)是正極，輸入端(b)是負極，輸出端(c)是正極，輸出端(d)則是負極。而后，電流從待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出側(cè)(C，D)，流入作為待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的負載的主動 電子負載(520)。再從主動電子負載(520)的輸出側(cè)(E，F(xiàn))，將電能以直流型式通過電能回收線路(506a，506b)，回送至待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入側(cè)(A, B)，如圖5所示。因為全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入端(a，b)是以并聯(lián)方式連接，所以只要用單一待測轉(zhuǎn)換器所需的電壓差(例如，311伏特)即能供電給全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)。另外，本發(fā)明將全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出端(c，d)以串聯(lián)方式連接，所以能在待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出側(cè)(C，D)，將全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)電壓差迭加起來，例如，若12伏特的待測轉(zhuǎn)換器有8個，迭加起來后就有96伏特。而例如交流電源(502)的電壓為220伏特，主動電子負載(520)的輸出側(cè)(E，F(xiàn))的電壓差可能需高達311伏特，才能將電能通過電能回收線路(506a，506b)回送至待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸入側(cè)(A，B)，則待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出側(cè)(C，D)的電壓差自然是愈高愈好，如此才能減少主動電子負載(520)的升壓比，從而減少主動電子負載(520)內(nèi)部組件的耐壓規(guī)格以及變壓器的線圈匝數(shù)，進而減少主動電子負載(520)的制造成本。因此，本發(fā)明將全部待測轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出端(c，d)以串聯(lián)方式連接，使其能夠?qū)⒋郎y轉(zhuǎn)換器(511 518)的輸出側(cè)(C，D)的電壓差提升，從而達成上述減少主動電子負載(520)的升壓比的目的。圖6進一步繪示圖5的主動電子負載(520)內(nèi)部的電路圖。主動電子負載(520)主要的電路架構(gòu)為返馳式(Flyback)，且內(nèi)部電路包括:一升壓變壓器，包括具有NP匝數(shù)的電感(LP)、和具有NS匝數(shù)的電感(LS)緩沖器，其包括并聯(lián)的緩沖電感(Csn)和緩沖電阻(Rsn)，并與一緩沖二極管(Dsn)串聯(lián)；一增強型金屬氧化物半導體場效晶體管(Q) ;二極管(Dq)，其系跨接該增強型金屬氧化物半導體場效晶體管(Q)的兩端；以及一輸出二極管(DO)。其中，該緩沖器與升壓變壓器并聯(lián)，其之整體再與增強型金屬氧化物半導體場效晶體管(Q)串聯(lián)。電流(IP)流經(jīng)電感(LS)后，會在電感(LS)產(chǎn)生直流電流(ID)，并產(chǎn)生輸出電壓(VO)，直流電流(ID)流經(jīng)輸出二極管(DO)后，經(jīng)過主動電子負載(520)的輸出側(cè)(E)，然后通過電能回收線路(506a)回送至測試區(qū)塊(510)的輸入側(cè)(A)。其中測試區(qū)塊(510)是用以設置圖5所示的一個以上待測轉(zhuǎn)換器(511 518)。簡言之，主動電子負載(520)的主要功能是對待測轉(zhuǎn)換器(511 518)提供負載特性的仿真，使待測轉(zhuǎn)換器維持定電流輸出，以及回收電能。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍的內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，包括: 一交流/直流轉(zhuǎn)換器，該交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸入端連接至一交流電源，且該交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端輸出的電能為直流電； 一測試區(qū)塊，其用以設置一個以上待測轉(zhuǎn)換器，且該測試區(qū)塊的輸入側(cè)連接至交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端，以從交流/直流轉(zhuǎn)換器得到直流電的供應； 一主動電子負載，該主動電子負載的輸入端連接至測試區(qū)塊的輸出側(cè)，且該主動電子負載用以對所述待測轉(zhuǎn)換器提供負載特性的仿真，進而使待測轉(zhuǎn)換器維持定電流輸出，其中主動電子負載所輸出的電能為直流電；以及 一電能回收線路，其將主動電子負載的輸出側(cè)與測試區(qū)塊的該輸入側(cè)連接，以將主動電子負載所輸出的直流電，從主動電子負載的輸出側(cè)回送至測試區(qū)塊的該輸入側(cè)，以進行電能回收。
2.如權(quán)利要求1所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述交流/直流轉(zhuǎn)換器是一全橋整流轉(zhuǎn)換器。
3.如權(quán)利要求1所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述待測轉(zhuǎn)換器的輸入端是以并聯(lián)方式來連接。
4.如權(quán)利要求1所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述待測轉(zhuǎn)換器的輸出端是以串聯(lián)方式來連接。
5.如權(quán)利要求1所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述主動電子負載的內(nèi)部電路還包括一升壓變壓器。
6.如權(quán)利要求5所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述主動電子負載的內(nèi)部電路還包括一緩沖器，其與升壓變壓器并聯(lián)，其中緩沖器包括并聯(lián)的緩沖電感和緩沖電阻。
7.如權(quán)利要求6所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其中在并聯(lián)的緩沖電感和緩沖電阻之后與一緩沖二極管串聯(lián)。
8.如權(quán)利要求6所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述主動電子負載的內(nèi)部電路還包括一增強型金屬氧化物半導體場效晶體管。
9.如權(quán)利要求8所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述主動電子負載的內(nèi)部電路還包括一二極管，其跨接至增強型金屬氧化物半導體場效晶體管的兩端。
10.如權(quán)利要求8所述的能夠電能回收的燒機測試設備，其特征在于，所述緩沖器與升壓變壓器的整體，與所述增強型金屬氧化物半導體場效晶體管串聯(lián)。
全文摘要
一種能夠電能回收的燒機測試設備，包括一交流/直流轉(zhuǎn)換器，其輸入端連接至一交流電源；一測試區(qū)塊，用以設置一個以上待測轉(zhuǎn)換器，且其輸入側(cè)連接交流/直流轉(zhuǎn)換器的輸出端；一主動電子負載，其輸入端連接至測試區(qū)塊的輸出側(cè)，用以對待測轉(zhuǎn)換器提供負載特性的仿真；以及一電能回收線路，用以將主動電子負載的輸出側(cè)與測試區(qū)塊的輸入側(cè)連接，以將電能從主動電子負載的輸出側(cè)回送至測試區(qū)塊的輸入側(cè)，以進行電能回收。
文檔編號G01R31/00GK103176064SQ20111043014
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者張宏展, 郭政謙, 黃李堅 申請人:張宏展