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具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置，可選擇性地輸出正、負(fù)極電壓以對一電子裝置進(jìn)行測試。該耐壓測試裝置包含信號產(chǎn)生模塊、輸出端以及電性連接于兩者間的切換模塊，其中切換模塊包含有第一開關(guān)以及第二開關(guān)。信號產(chǎn)生模塊可產(chǎn)生一高壓信號至切換模塊，且輸出端電性連接于待測物。藉第一開關(guān)與第二開關(guān)導(dǎo)通或開路，切換模塊可將所接收到的高壓信號輸出為直流負(fù)電壓、直流負(fù)電壓或交流電壓并傳送至輸出端。
【專利說明】具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種耐壓測試裝置，并且特別地，關(guān)于一種具可輸出直流正極性電壓、直流負(fù)極性電壓以及交流電壓以測試電子裝置的耐壓測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]于科技發(fā)達(dá)的今日，小至個人生活大至國際社會，電子裝置均無所不在。由于電子裝置是如此廣泛地應(yīng)用于各種領(lǐng)域中，因此確保其安全運作乃是相當(dāng)重要的課題。不論是電子裝置(例如電熱器、吹風(fēng)機(jī)等)或是電子零件(例如光耦合器、電容器、太陽能板等)，于生產(chǎn)后或是販?zhǔn)壑敖皂毻ㄟ^一連串的安規(guī)測試以確認(rèn)其是否符合安全規(guī)格。若電子產(chǎn)品未通過上述安規(guī)測試即被使用，可能會因突發(fā)性的電壓不穩(wěn)定導(dǎo)致產(chǎn)品損毀，更甚者，可能危及使用者的人身安全。
[0003]上述安規(guī)測試包含耐電壓測試以及絕緣測試。于耐電壓測試時，測試裝置會輸出高壓測試電壓至待測電子零件或產(chǎn)品，以測試其是否能符合安全規(guī)格的耐電壓條件。接著，測試裝置輸出較低的絕緣測試電壓至待測電子零件或產(chǎn)品以測試其絕緣值。
[0004]部分的電子零件或產(chǎn)品，例如陶瓷電容器或是太陽能板，在高壓測試后本身會產(chǎn)生剩余電壓(remained voltage),而剩余電壓的電壓大小與高壓測試時所輸入的高壓測試電壓大小呈等比例的關(guān)系。接著進(jìn)行的絕緣測試由于是以較小的電壓來進(jìn)行，因此可能受到剩余電壓的影響導(dǎo)致測試誤差過大。
[0005]請參閱圖1，圖1是繪示現(xiàn)有技術(shù)中電子裝置進(jìn)行高壓測試以及絕緣測試時的電壓變化的示意圖。如圖1所示，縱軸為測試時的電壓(V)且橫軸為測試時間(T)。曲線LI是電子裝置進(jìn)行高壓測試所輸入的電壓，例如其最高電壓達(dá)到6600伏特，而曲線L2則為高壓測試后電子裝置所產(chǎn)生的剩余電壓，例如其最高剩余電壓約為1000伏特。曲線L3是電子裝置進(jìn)行絕緣測試所輸入的電壓，例如其最高電壓為500伏特。由圖1可看出，絕緣測試時所輸入的電壓于部分周期小于剩余電壓，而于此部分周期中，絕緣測試將呈現(xiàn)無意義的負(fù)電流方向。換言之，高壓測試所產(chǎn)生的剩余電壓將會嚴(yán)重影響絕緣測試的精確度。
[0006]要避免上述剩余電壓的問題，可于剩余電壓消失后再進(jìn)行絕緣測試，但此種方法會增加整體的測試時間。此外,也可于絕緣測試時對待測物輸入相反極性的電壓信號來避免剩余電壓問題。請參閱圖2，圖2是繪示電子裝置進(jìn)行高壓測試以及絕緣測試時輸入不同極性電壓的電壓變化的示意圖。如圖2所示，若高壓測試輸入正電壓而絕緣測試輸入負(fù)電壓時，由于曲線L2’所代表的剩余電壓與曲線L3’所代表的絕緣測試電壓極性相反，因此可避免無意義的負(fù)電流方向而影響絕緣測試的準(zhǔn)確度。此外，于安規(guī)測試時，若電子零件或產(chǎn)品等待測物的旁路電容過大時，將無法使用交流耐壓測試而必須使用直流耐壓測試，故待測物于此狀況下僅接收直流正電壓的安規(guī)測試。然而，待測物可能于負(fù)電壓測試時具有不同測試結(jié)果，因此僅以直流正電壓輸入無法確實模擬負(fù)電壓與交流電壓狀態(tài)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中是以獨立的電路來分別進(jìn)行上述不同極性的高壓與絕緣測試，然而獨立的電路不僅使整個裝置架構(gòu)復(fù)雜度提高，同時也提高了測試裝置的成本。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中也提供以掃描方式進(jìn)行正負(fù)極切換，此種方式于切換正負(fù)極測試時將會交換原本的輸入端及接地端。舉例來說，于正電壓測試時，電子裝置的測試端接收來自測試裝置的正電壓而外殼接地；于負(fù)電壓測試時，電子裝置的外殼接收來自測試裝置的正電壓而測試端則接地，換言之，電子裝置的測試端相對于接地端而言為負(fù)電壓輸入。然而，此種負(fù)電壓測試極可能因為操作人員誤觸電子裝置的外殼而受到高壓電擊，進(jìn)而危害其人身安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。
[0009]根據(jù)一具體實施例，本發(fā)明的具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置包含信號產(chǎn)生模塊、輸出端以及切換模塊，其中，切換模塊電性連接于信號產(chǎn)生模塊以及輸出端之間。信號產(chǎn)生模塊可用來產(chǎn)生高壓信號至切換模塊，輸出端則可電性連接至待測物。切換模塊包含第一開關(guān)或第二開關(guān)，并根據(jù)第一開關(guān)與第二開關(guān)的配合可將所接收到的高壓信號輸出為直流正電壓、直流負(fù)電壓或是交流電壓后傳送至輸出端，以對待測物進(jìn)行測試。
[0010]于本具體實施例中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)導(dǎo)通且第二開關(guān)開路時，切換模塊可將高壓信號輸出為直流負(fù)電壓并傳送至輸出端；當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)開路且第二開關(guān)導(dǎo)通時，切換模塊可將高壓信號輸出為直流正電壓并傳送至該輸出端；并且，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)與第二開關(guān)同時導(dǎo)通時，切換模塊可將高壓信號輸出為交流電壓并傳送至輸出端。
[0011]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是繪示現(xiàn)有技術(shù)中電子裝置進(jìn)行高壓測試以及絕緣測試時的電壓變化的示意圖。
[0013]圖2是繪示電子裝置進(jìn)行高壓測試以及絕緣測試時輸入不同極性電壓的電壓變化的示意圖。
[0014]圖3是繪示根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置的示意圖。
[0015]圖4是繪示根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置的示意圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]L1、L2、L3、L1’、L2’、L3’:曲線;
[0018]1、2:具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置；
[0019]10,20:信號產(chǎn)生模塊；12、22:切換模塊；
[0020]14,24:輸出端；16、26:控制模塊；
[0021]100,200:正弦波產(chǎn)生器；102、202:功率放大器；
[0022]104,204:高壓變壓器；120、220:第一開關(guān)；
[0023]122,222:第二開關(guān)；124、224:第一二極管；
[0024]126,226:第二二極管；128、228:第三開關(guān)；[0025]140,240:接地端；160、260:控制單元；
[0026]162,262:第一轉(zhuǎn)換單元；164、264:第二轉(zhuǎn)換單元；
[0027]180、280:分流電路；182、282:分壓電路。
【具體實施方式】
[0028]請參閱圖3，圖3是繪示根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置I的示意圖。如圖1所示，耐壓測試裝置I包含信號產(chǎn)生模塊10、電性連接于信號產(chǎn)生模塊10的切換模塊12、以及電性連接于切換模塊12的輸出端14。此外，耐壓測試裝置I還可包含電性連接于信號產(chǎn)生模塊10及切換模塊12的控制模塊16，用來控制信號產(chǎn)生模塊10及切換模塊12運作。輸出端14用以電性連接至一待測物的第一端，而待測物的第二端則電性連接到耐壓測試裝置I的接地端140，其中，待測物的第一端是測試端。此待測物可為需進(jìn)行高壓測試以及絕緣測試的電子零件或產(chǎn)品，例如電熱器、吹風(fēng)機(jī)、光耦合器、電容器或太陽能板等。
[0029]于本具體實施例中，切換模塊12包含第一開關(guān)120、第二開關(guān)122、第一二極管124以及第二二極管126。第一二極管124的正極電性連接于信號產(chǎn)生模塊10，而第二二極管126的負(fù)極電性連接于第一二極管124的負(fù)極且第二二極管126的正極電性連接于輸出端14。第一開關(guān)120并聯(lián)連接于第一二極管124，第二開關(guān)122并聯(lián)連接于第二二極管126。切換模塊12還包含有第三開關(guān)128電性連接于輸出端14，第三開關(guān)128同樣受控于控制模塊16而導(dǎo)通或開路，且第三開關(guān)128與信號產(chǎn)生模塊10間以一 RC濾波電路串聯(lián)。
[0030]控制模塊16可控制信號產(chǎn)生模塊10產(chǎn)生高壓信號，而此高壓信號可傳送至切換模塊12，其中，高壓信號是交流的高壓信號。接著，控制模塊16可控制第一開關(guān)120以及第二開關(guān)122開路或?qū)ā．?dāng)控制模塊16控制第一開關(guān)120導(dǎo)通且第二開關(guān)122開路時，此時第三開關(guān)128也導(dǎo)通，使得輸出端16電性連接RC濾波電路，以對高壓信號進(jìn)行濾波，高壓信號經(jīng)過第二二極管126及RC濾波電路轉(zhuǎn)換為直流的負(fù)電壓信號后傳送至輸出端14，并且通過輸出端14可提供此直流負(fù)電壓至待測物的第一端(測試端)來進(jìn)行測試。相對地，當(dāng)控制模塊16控制第一開關(guān)120開路且第二開關(guān)122導(dǎo)通時，此時第三開關(guān)128也導(dǎo)通，使得輸出端16電性連接RC濾波電路，以對高壓信號進(jìn)行濾波，高壓信號經(jīng)過第一二極管124及RC濾波電路轉(zhuǎn)換為直流的正電壓信號傳送至輸出端14，并且通過輸出端14可提供此直流正電壓至待測物的第一端(測試端)來進(jìn)行測試。
[0031]當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)120及第二開關(guān)122導(dǎo)通且第三開關(guān)128開路時，高壓信號經(jīng)過第一開關(guān)120以及第二開關(guān)122而傳送至輸出端14，并且通過輸出端14可提供此交流的高壓信號至待測物的第一端(測試端)來進(jìn)行測試。如上所述，通過控制第一開關(guān)120、第二開關(guān)122以及第三開關(guān)128，能將信號產(chǎn)生模塊10所產(chǎn)生的高壓信號以直流正電壓、直流負(fù)電壓以及交流電壓的形式直接輸出至待測物的測試端。
[0032]請再參閱圖3，如圖3所示，耐壓測試裝置I進(jìn)一步包含分流電路180以及分壓電路182，其中，分流電路180可電性連接于上述待測物的第二端(接地端140)，分壓電路282則可電性連接于待測物的第一端(輸出端14)與第二端(接地端140)之間。分流電路180與分壓電路182分別用來檢測待測物的電流以及電壓，并據(jù)以產(chǎn)生反饋電流的模擬信號及反饋電壓的模擬信號。分流電路180以及分壓電路182可分別電性連接控制模塊16，以將上述反饋電流及電壓的模擬傳送至控制模塊16供進(jìn)行測試計算。
[0033]于本具體實施例中，控制模塊16可進(jìn)一步包含控制單元160、第一轉(zhuǎn)換單元162以及第二轉(zhuǎn)換單元164，其中，第一轉(zhuǎn)換單元162電性連接于控制單元160與信號產(chǎn)生模塊10，第二轉(zhuǎn)換單元164則分別電性連接于控制單元160及分流電路180以及分壓電路182。控制單元160可產(chǎn)生輸出控制的數(shù)字信號至第一轉(zhuǎn)換單元162，接著，第一轉(zhuǎn)換單元162能將此輸出控制的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成輸出控制的模擬信號后傳送至信號產(chǎn)生模塊10，信號產(chǎn)生模塊10則可根據(jù)此輸出控制的模擬信號產(chǎn)生高壓信號。另一方面，上述分流電路180以及分壓電路182所產(chǎn)生的反饋電流及電壓的模擬信號，可經(jīng)由第二轉(zhuǎn)換單元164分別轉(zhuǎn)換成反饋電流及電壓的數(shù)字信號后再回傳至控制單元160，使控制單元160能根據(jù)反饋電流及電壓的數(shù)字信號進(jìn)行測試計算。此外，切換模塊12的各開關(guān)同樣受到控制模塊10中的控制單元100控制。舉例而言，若一操作者欲以直流正電壓對待測物進(jìn)行測試，可下操作指令至控制單元100，控制單元100則根據(jù)操作指令控制第一開關(guān)120開路、第二開關(guān)122及第三開關(guān)128導(dǎo)通。更甚者，控制單元100可藉控制邏輯程序?qū)η袚Q模塊12進(jìn)行控制，以達(dá)到自動可變電壓測試的效果。
[0034]信號產(chǎn)生模塊10能接收控制模塊16的控制來產(chǎn)生高壓信號，其詳細(xì)說明如下所述。于本具體實施例中，信號產(chǎn)生模塊10進(jìn)一步包含正弦波產(chǎn)生器100、功率放大器102以及高壓變壓器104。正弦波產(chǎn)生器100電性連接于控制模塊16的第一轉(zhuǎn)換單元162，以自第一轉(zhuǎn)換單元162接收輸出控制的模擬信號，并據(jù)以產(chǎn)生正弦波。功率放大器102電性連接于正弦波產(chǎn)生器100，其可根據(jù)正弦波產(chǎn)生器100所產(chǎn)生的正弦波產(chǎn)生驅(qū)動信號。高壓變壓器104電性連接于功率放大器102以及切換模塊12，以自功率放大器102接收驅(qū)動信號，并將驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為高壓信號后輸出至切換模塊12。
[0035]請參閱圖4，圖4是繪示根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例的具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置2的示意圖。如圖4所示，本具體實施例與上述具體實施例不同處，在于本具體實施例的切換模塊22的第一二極管224的正極電性連接于輸出端24，而第二二極管226的負(fù)極電性連接于輸出端24。此外，切換模塊22的第一開關(guān)220電性連接于信號產(chǎn)生模塊20與第一二極管224的負(fù)極之間，第二開關(guān)222則電性連接于信號產(chǎn)生模塊20與第二二極管226的正極之間。本具體實施例的耐壓測試裝置2的其它單元均與上述具體實施例的耐壓測試裝置I中的相對應(yīng)單元大體上相同，故于此不再贅述。
[0036]于本具體實施例中，當(dāng)控制模塊26控制第一開關(guān)220導(dǎo)通、第二開關(guān)222開路且第三開關(guān)228導(dǎo)通時，信號產(chǎn)生模塊20所產(chǎn)生的高壓信號經(jīng)過第一二極管224及RC濾波電路后轉(zhuǎn)換為直流的負(fù)電壓信號傳送至輸出端24。另一方面，當(dāng)控制模塊26控制第一開關(guān)220開路、第二開關(guān)222導(dǎo)通且第三開關(guān)228導(dǎo)通時，高壓信號經(jīng)過第二二極管226及RC濾波電路后轉(zhuǎn)換為直流的正電壓信號傳送至輸出端24。此外，當(dāng)控制模塊26控制第一開關(guān)220、第二開關(guān)222導(dǎo)通且第三開關(guān)228開路時，交流的高壓信號經(jīng)過第一開關(guān)220、第二開關(guān)222、第一二極管224以及第二二極管226而傳送至輸出端24。請注意，于另一具體實施例中，第一開關(guān)220也可設(shè)置于第一二極管224與輸出端24之間，且第二開關(guān)222也可設(shè)置于第二二極管226與輸出端24之間，同樣可通過上一具體實施例的控制而輸出直流正電壓、直流負(fù)電壓或交流電壓至輸出端24。
[0037]綜上所述，本發(fā)明的耐壓測試裝置可通過切換模塊對待測物的第一端(測試端)輸入直流正電壓、直流負(fù)電壓或交流電壓，故耐壓測試裝置能對待測物進(jìn)行高壓測試后直接以相反極性的測試電壓進(jìn)行絕緣測試，避免高壓測試后產(chǎn)生的剩余電壓影響絕緣測試的精確度。另一方面，相較于現(xiàn)有技術(shù)以掃描方式進(jìn)行正負(fù)極切換的方法，由于本發(fā)明的耐壓測試裝置將待測物的第二端(接地端)維持于低電位，不會因為改變測試信號的極性使待測物的外殼帶有高壓電壓，可避免操作者因誤觸高壓外殼而遭受電擊，進(jìn)一步提供安全的測試環(huán)境。此外，本發(fā)明的耐壓測試裝置是以單一電路而非獨立電路來提供直流正電壓、直流負(fù)電壓或交流電壓，故于裝置架構(gòu)上精簡不復(fù)雜，可降低測試裝置的成本。
[0038]通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭示的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明所申請的專利范圍的范疇?wèi)?yīng)該根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
【權(quán)利要求】
1.一種具有正負(fù)極性電壓輸出的耐壓測試裝置，包含: 一信號產(chǎn)生模塊，用以產(chǎn)生一高壓信號； 一輸出端，用以電性連接一待測物的第一端，且該待測物的第二端電性連接于一接地端；以及 一切換模塊，電性連接于該信號產(chǎn)生模塊與該輸出端之間，用以接收該高壓信號以輸出一直流正電壓、一直流負(fù)電壓或一交流電壓，該切換模塊包含一第一開關(guān)以及一第二開關(guān); 其中，當(dāng)該第一開關(guān)導(dǎo)通且該第二開關(guān)開路時，該切換模塊將該直流負(fù)電壓傳送至該輸出端，當(dāng)該第一開關(guān)開路且該第二開關(guān)導(dǎo)通時，該切換模塊將該直流正電壓傳送至該輸出端，當(dāng)該第一開關(guān)與該第二開關(guān)同時導(dǎo)通時，該切換模塊將該交流電壓傳送至該輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的耐壓測試裝置，其中該切換模塊進(jìn)一步包含: 一第一二極管，該第一二極管的正極電性連接于該信號產(chǎn)生模塊；以及 一第二二極管，該第二二極管的負(fù)極電性連接于該第一二極管的負(fù)極，且該第二二極管的正極電性連接于該輸出端； 其中，該第一開關(guān)并聯(lián)連接于該第一二極管，該第二開關(guān)并聯(lián)連接于該第二二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的耐壓測試裝置，其中該切換模塊進(jìn)一步包含: 一第一二極管，該第一二極管的正極電性連接于該輸出端；以及 一第二二極管， 該第二二極管的負(fù)極電性連接于該輸出端； 其中，該第一開關(guān)電性連接于該信號產(chǎn)生模塊與該第一二極管的負(fù)極之間，該第二開關(guān)電性連接于該信號產(chǎn)生模塊與該第二二極管的正極之間。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的耐壓測試裝置，其中該切換模塊進(jìn)一步包含: 一第三開關(guān)，電性連接于該輸出端；以及 一濾波電路，電性連接于該第三開關(guān)與該信號產(chǎn)生模塊之間； 其中，當(dāng)該第一開關(guān)與該第二開關(guān)同時導(dǎo)通時，該第三開關(guān)開路。
5.如權(quán)利要求1所述的耐壓測試裝置，進(jìn)一步包含: 一控制模塊，電性連接于該信號產(chǎn)生模塊以及該切換模塊，該控制模塊用以控制該切換模塊，并產(chǎn)生一輸出控制的模擬信號以驅(qū)動該信號產(chǎn)生模塊，以及檢測該待測物的電流或電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的耐壓測試裝置，其中該信號產(chǎn)生模塊包含: 一正弦波產(chǎn)生器，電性連接于該控制模塊，該正弦波產(chǎn)生器是根據(jù)該輸出控制的模擬信號產(chǎn)生一正弦波； 一功率放大器，電性連接于該正弦波產(chǎn)生器，該功率放大器是根據(jù)該正弦波產(chǎn)生一驅(qū)動信號；以及 一高壓變壓器，電性連接于該功率放大器，該高壓變壓器是將該驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為該高壓信號。
7.如權(quán)利要求5所述的耐壓測試裝置，其中該控制模塊包含: 一控制單元，用以產(chǎn)生一輸出控制的數(shù)字信號； 一第一轉(zhuǎn)換單元，電性連接于該控制單元，該第一轉(zhuǎn)換單元用以將該輸出控制的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為該輸出控制的模擬信號；以及一第二轉(zhuǎn)換單元，電性連接于該控制單元，該第二轉(zhuǎn)換單元用以將一反饋電流的模擬信號轉(zhuǎn)換為一反饋電流的數(shù)字信號，以及將一反饋電壓的模擬信號轉(zhuǎn)換為一反饋電壓的數(shù)字信號; 其中，該控制單元是根據(jù)該反饋電流的數(shù)字信號或該反饋電壓的數(shù)字信號進(jìn)行測試計算。
8.如權(quán)利要求7所述的耐壓測試裝置，進(jìn)一步包含: 一分流電路，電性連接于該待測物的第二端，該分流電路用以檢測該待測物的電流以產(chǎn)生該反饋電流的模擬信號。
9.如權(quán)利要求7所述的耐壓測試裝置，進(jìn)一步包含: 一分壓電路，電性連接于該待測物的第一端與第二端之間，該分壓電路用以檢測該待測物的電壓以產(chǎn)生該反饋電壓的模擬信號。
【文檔編號】G01R31/12GK103630801SQ201210312973
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】王耀南, 董學(xué)祖, 賴竣榤, 趙箐云 申請人:致茂電子(蘇州)有限公司