本發(fā)明涉及一種繞線元件的檢測裝置及其檢測方法，特別是一種判斷繞線元件諧振時的阻抗值是否異常的繞線元件的檢測裝置及其檢測方法。

背景技術(shù)：

一般繞線元件，例如電感器、馬達(dá)或其他具有線圈的電子元件被使用于電氣電子產(chǎn)品中時，可能因線圈自體絕緣不良的潛在因素。絕緣不良的潛在因素讓繞線元件在短期使下，使用的功能維持正常，但長期使用下可能影響產(chǎn)品穩(wěn)定性及壽命。因此，繞線元件必須使用層間耐壓測試設(shè)備來檢驗品質(zhì)。層間耐壓測試設(shè)備可為連續(xù)性地高頻高壓或脈沖測試，在線圈兩端加規(guī)格高壓，并觀察在此高壓下線圈是否產(chǎn)生崩潰或電氣放電。

部分的繞線元件因鐵芯材料的絕緣程度較差，存在于線圈中的能量會因為材料電阻而發(fā)熱耗散，導(dǎo)致儲能和耗能的比例偏低，亦即品質(zhì)因數(shù)q值較低。通常品質(zhì)因數(shù)q值較低的繞線元件必須被檢驗出來，以對不良的繞線元件加工、改良或丟棄，但以往對于繞線元件進(jìn)行的層間耐壓測試并無法測出品質(zhì)因數(shù)q值較低的繞線元件，使得繞線元件的檢測上更為繁瑣復(fù)雜。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種繞線元件的檢測裝置及其檢測方法，借以解決現(xiàn)行的層間耐壓測試無法測出品質(zhì)因數(shù)q值較低的繞線元件的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種繞線元件的檢測裝置，具有儲電單元、諧振電容、開關(guān)單元、量測單元及控制單元。儲電單元用以儲存預(yù)設(shè)電能。開關(guān)單元設(shè)置于儲電單元和繞線元件之間的供電路徑上。于測試區(qū)間開始時，開關(guān)單元導(dǎo)通，儲電單元釋放預(yù)設(shè)電能至繞線元件及諧振電容。量測單元耦接于繞線元件的兩端，用以依據(jù)繞線元件于測試區(qū)間的電壓值，產(chǎn)生量測波形。控制單元于測試區(qū)間中，監(jiān)測儲電單元釋放預(yù)設(shè)電能時的放電電流，并于放電電流的電流值降低至預(yù)設(shè)電流值時，控制開關(guān)單元不導(dǎo)通?？刂茊卧罁?jù)量測單元產(chǎn)生的量測波形，判斷繞線元件諧振時的阻抗值是否異常。

為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種繞線元件的檢測方法，包括：

以一儲電單元儲存一預(yù)設(shè)電能；

于一測試區(qū)間開始時，導(dǎo)通該儲電單元與一繞線元件之間的一供電路徑，使該儲電單元釋放該預(yù)設(shè)電能至該繞線元件及一諧振電容；

于該測試區(qū)間中，監(jiān)測該儲電單元釋放該預(yù)設(shè)電能時的一放電電流；

于該放電電流的電流值降低至一預(yù)設(shè)電流值時，不導(dǎo)通該供電路徑；

依據(jù)該繞線元件于該測試區(qū)間中兩端的電壓值，產(chǎn)生一量測波形；以及

依據(jù)該量測波形，判斷該繞線元件諧振時的阻抗值是否異常。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

根據(jù)上述本發(fā)明所揭露的繞線元件的檢測裝置及其檢測方法，借由儲電單元提供預(yù)設(shè)電能給繞線元件，以進(jìn)行層間耐壓測試的期間，于預(yù)設(shè)電能的電流直到達(dá)預(yù)設(shè)電流值時，斷開儲電單元提供預(yù)設(shè)電能給繞線元件的供電路徑，使繞線元件的量測波形開始產(chǎn)生振蕩。從振蕩的量測波形可以判斷出繞線元件諧振時的阻抗值是否異常，進(jìn)而判斷繞線元件的品質(zhì)因數(shù)q值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例繞線元件的檢測方法的步驟流程圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例繞線元件的檢測裝置的電路示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例放電電流的電流曲線和量測波形的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實施例量測波形的面積示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例放電電流的電流曲線和量測波形的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記

20檢測裝置

21儲電單元

23諧振電容

25開關(guān)單元

27量測單元

29控制單元

30繞線元件

ri輸出阻抗

rp等效阻抗

l等效電感

cp等效電容

a、b電性節(jié)點

t1、t2時間點

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：

請參照圖1，圖1為根據(jù)本發(fā)明一實施例繞線元件的檢測方法的步驟流程圖。如圖1所示，檢測方法用于檢測繞線元件例如馬達(dá)、電感器、變壓器、發(fā)電機(jī)或其他具有線圈的元件。對繞線元件進(jìn)行檢測的步驟時，于步驟s101中，以儲電單元儲存預(yù)設(shè)電能。于步驟s103中，對繞線元件進(jìn)行檢測的測試區(qū)間開始時，導(dǎo)通儲電單元與繞線元件之間的供電路徑，使儲電單元釋放預(yù)設(shè)電能至繞線單元及諧振電容。儲電單元所輸出的預(yù)設(shè)電能例如為高頻高壓或高壓脈沖的電力。

于步驟s105中，在對繞線元件進(jìn)行檢測的測試區(qū)間中，監(jiān)測儲電單元釋放預(yù)設(shè)電能時的放電電流，并于步驟s107中，放電電流的電流值降低至預(yù)設(shè)電流值時，不導(dǎo)通供電路徑。此時，繞線元件兩端的電壓值依據(jù)繞線單元及諧振電容的振蕩回路振蕩，并且直到繞線元件兩端的電壓值衰減且趨近于零時，對繞線元件進(jìn)行檢測的測試區(qū)間結(jié)束。于步驟s109中，依據(jù)繞線元件于測試區(qū)間的電壓值，產(chǎn)生量測波形。此量測波形例如是在繞線元件進(jìn)行檢測的測試區(qū)間中即時產(chǎn)生的，亦可以是在測試區(qū)間結(jié)束后產(chǎn)生的，本實施例不予限制。之后，于步驟s111中，量測波形被用以判斷繞線元件于諧振時的阻抗值是否異常。

于前述檢測方法中，由于繞線元件中具有等效的電容、等效的電感和等效的阻抗，因此當(dāng)繞線元件和諧振電容被提供預(yù)設(shè)電能時，諧振電容會儲存電能，并于儲電單元提供給繞線元件的供電路徑斷開時釋放電能，使繞線元件兩端的電壓值振蕩。此時，由于繞線元件操作于諧振頻率下，因此，繞線元件中等效電容造成的阻抗和等效電感造成的阻抗相互抵銷，只剩下等效阻抗影響繞線元件的品質(zhì)因數(shù)。因此，于繞線元件諧振時，依據(jù)繞線元件兩端的電壓值變化，可判斷繞線元件于諧振時的阻抗值，或判斷繞線元件諧振時的阻抗值是否異?；蚴欠穹蠘?biāo)準(zhǔn)值，進(jìn)而判斷繞線元件的品質(zhì)因數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。于本實施例中，標(biāo)準(zhǔn)的繞線元件于諧振時具有標(biāo)準(zhǔn)的阻抗值，因此當(dāng)檢測的繞線元件諧振時的阻抗值與標(biāo)準(zhǔn)的阻抗值差異超過標(biāo)準(zhǔn)范圍時，即表示繞線元件諧振時的阻抗值異常。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施例繞線元件的檢測裝置的電路示意圖，請參照圖2，本實施例的檢測裝置20具有儲電單元21、諧振電容23、開關(guān)單元25、量測單元27及控制單元29。儲電單元21例如電容或其他適合儲存電能的元件，儲電單元21的一端耦接開關(guān)單元25，另一端耦連接電性節(jié)點a。開關(guān)單元25耦接于儲電單元21和電性節(jié)點b之間。電性節(jié)點a和電性節(jié)點b用以分別耦接至繞線元件30的兩端。諧振電容23耦接于電性節(jié)點a和電性節(jié)點b之間，與繞線元件30并聯(lián)。量測單元27以分流的方式耦接于繞線元件30兩端，以依據(jù)繞線元件30于測試區(qū)間的電壓值，產(chǎn)生量測波形?？刂茊卧?9耦接量測單元27及開關(guān)單元25，用以接收量測單元27產(chǎn)生的量測波形以及用以控制開關(guān)單元25導(dǎo)通或不導(dǎo)通。在本實施例中，開關(guān)單元25可使用高功率金氧半場效晶體管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)、絕緣柵雙極晶體管(insulatedgatebipolartransistor,igbt)或機(jī)械式開關(guān)。

當(dāng)控制單元29控制開關(guān)單元25導(dǎo)通時，儲電單元21和繞線元件30之間供電路徑導(dǎo)通，當(dāng)控制單元29控制開關(guān)單元25不導(dǎo)通時，儲電單元21和繞線元件30之間供電路徑不導(dǎo)通。于其他實施例中，控制單元29亦可以控制電源或其他合適的電力來源提供至儲電單元21，以令儲電單元21在繞線元件30進(jìn)行檢測之前，預(yù)先儲存預(yù)設(shè)電能。于本實施例中，檢測裝置20輸出預(yù)設(shè)電能至繞線元件30的供電路徑上具有輸出阻抗ri，輸出阻抗ri指供電路徑上的等效阻抗，亦可以是指檢測裝置20中其他元件的等效阻抗，本實施例不予限制。

于一個實施例中，在繞線元件30進(jìn)行檢測之前，檢測裝置20會預(yù)先檢查繞線元件30是否已妥善連接后再進(jìn)行繞線元件30的檢測。在另一個實施例中，檢測裝置20檢查繞線元件30是否已妥善連接時，亦可以一并地測試?yán)@線元件30的電感值，并依據(jù)繞線元件30的電感值，調(diào)整儲電單元21儲存的預(yù)設(shè)電能大小，以控制當(dāng)儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能時的電壓大小，但不依此為限。

接下來，請一并參照圖2及圖3，圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施例放電電流的電流曲線和量測波形的示意圖。如圖所示，于測試區(qū)間開始的時間點t1時，開關(guān)單元25導(dǎo)通，儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能至繞線元件30。此時，繞線元件30被施加儲電單元21提供的預(yù)設(shè)電能，并開始進(jìn)行層間耐壓測試。于本實施例中，儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能時，亦對諧振電容23充電，且量測單元27亦于測試區(qū)間開始時，開始擷取繞線元件30兩端的電壓，并依據(jù)繞線元件30兩端的電壓值，產(chǎn)生量測波形，如圖3下方dut2的曲線。當(dāng)儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能至繞線元件30時，控制單元29開始監(jiān)測儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能時的放電電流，放電電流的電流值如圖3上方的電流曲線所示。

于測試區(qū)間中的時間點t2時，放電電流的電流值降低至預(yù)設(shè)電流值，控制單元29控制開關(guān)單元25不導(dǎo)通。開關(guān)單元25斷開后，量測單元27依據(jù)繞線元件30與諧振電容29的諧振回路，擷取繞線元件30兩端的電壓值，此時繞線元件30的量測波形，如圖3下方dut2的曲線所示，于時間點t2后開始振蕩。

控制單元29依據(jù)開關(guān)單元不導(dǎo)通前的部分量測波形，亦即圖3下方dut2的曲線中時間點t1至?xí)r間點t2之間的波形，判斷繞線元件30的層間耐壓測試是否異常。并且，控制單元29依據(jù)開關(guān)單元不導(dǎo)通后的部分量測波形，亦即圖3下方dut2的曲線中時間點t2之后的波形，判斷繞線元件30諧振時的阻抗值是否異常。

在實務(wù)上，控制單元29將繞線元件30的量測波形與預(yù)設(shè)電壓波形進(jìn)行比較，預(yù)設(shè)電壓波形如圖3下方dut1的曲線?？刂茊卧?9依據(jù)繞線元件30的量測波形與預(yù)設(shè)電壓波形的比較結(jié)果，來判斷繞線元件30諧振時的阻抗值及層間耐壓測試是否異常。于一個實施例中，控制單元29依據(jù)繞線元件30的量測波形振蕩的峰值以及峰值發(fā)生的時間點，判斷繞線元件30的電壓值衰減速度，并依據(jù)繞線元件30電壓值的衰減速度，判斷繞線元件30諧振時的阻抗值的大小。

于圖3所示的量測波形中，繞線元件30于時間點t1～t2之間的量測波形和預(yù)設(shè)電壓波形比較下，兩者的差值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，因此，控制單元29判斷繞線元件30層間耐壓測試的結(jié)果沒有異常。然而，繞線元件30于時間點t2之后的量測波形和預(yù)設(shè)電壓波形比較下，兩者的差值不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，因此，控制單元29判斷繞線元件30諧振時的阻抗值異常。

請一并參照圖2和圖4，圖4為根據(jù)本發(fā)明另一實施例量測波形的面積示意圖，如圖4所示，控制單元29亦可以依據(jù)量測波形于多個時間區(qū)間中的面積，判斷繞線元件30的電壓值衰減速度。舉例來說，量測波形的面積a1～a4是量測波形與電壓0v之間的面積，依據(jù)面積a1～a4的比例關(guān)系，控制單元29可以判斷繞線元件30的電壓值衰減速度，并依據(jù)繞線元件30電壓值的衰減速度，判斷繞線元件30諧振時的阻抗值的大小，進(jìn)而判斷繞線元件30諧振時的阻抗值是否異常。于本實施例中，以量測波形于多個時間區(qū)間中的面積判斷繞線元件30諧振時的阻抗值的大小，可以減少繞線元件30兩端電壓值的跳動，而影響控制單元29判斷電壓值衰減速度的結(jié)果，或影響控制單元29判斷繞線元件30諧振時的阻抗值大小。

接下來，說明另一個繞線元件30于層間耐壓測試和諧振時的阻抗值皆被控制單元29判斷異常的實施例。請一并參照圖2和圖5，圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例放電電流的電流曲線和量測波形的示意圖，如圖5的dut3曲線所示，本實施例中，繞線元件30于時間點t1～t2之間的量測波形和預(yù)設(shè)電壓波形比較下，繞線元件30的量測波形諧振衰檢的速度較快。繞線元件兩端的電壓很快地就衰減到趨近于0，表示繞線元件的耐壓特性不夠好，且耐壓特性不在合格的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。此外，繞線元件30于時間點t2之后的量測波形和預(yù)設(shè)電壓波形比較下，繞線元件30兩端電壓的量測波形亦比預(yù)設(shè)電壓波形衰減的速度更快，預(yù)設(shè)電壓波形如圖5中的dut1，因此繞線元件30諧振時的阻抗值亦被判斷為異常。

于前述的實施例中，控制單元29可檢測放電電流的電流值是否低于預(yù)設(shè)電流值，或者控制單元29可等待放電電流降低至預(yù)設(shè)電流值的放電時間，再控制開關(guān)單元25斷開。預(yù)設(shè)電流值例如是電流峰值的60％，電流峰值亦即儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能時，依據(jù)儲電單元21及供電路徑上的輸出阻抗ri大小，所判斷出來放電電流的最大值。因此，控制單元29可以預(yù)先依據(jù)儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能的放電公式，如，判斷儲電單元21釋放預(yù)設(shè)電能時，放電電流降低至預(yù)設(shè)電流值的放電時間。之后，控制單元29于開關(guān)單元25導(dǎo)通的開始計時，并當(dāng)開關(guān)單元25導(dǎo)通的時間到達(dá)放電時間時，再控制開關(guān)單元25斷開。

在特定的應(yīng)用中，可通過設(shè)定預(yù)設(shè)電流值進(jìn)行繞線元件30的層間耐壓測試，在開關(guān)元件25斷開后，繞線元件30兩端的電壓峰值不會超過于層間耐壓測試中的電壓峰值。并且，繞線元件30和諧振電容29亦有足夠的電能，讓繞線元件30兩端的電壓值于開關(guān)元件25斷開后再次振蕩，進(jìn)而檢測繞線元件30諧振時的阻抗值是否異常。

綜合以上所述，本發(fā)明實施例提供一種繞線元件的檢測裝置及其檢測方法，借由儲電單元預(yù)先儲存預(yù)設(shè)電能，并于測試區(qū)間開始時，將儲電單元提供預(yù)設(shè)電能給繞線元件，以對繞線元件進(jìn)行層間耐壓測試，并于儲電單元的放電電流值到達(dá)預(yù)設(shè)電流值時，斷開開關(guān)單元，使儲電單元提供預(yù)設(shè)電能給繞線元件的供電路徑不導(dǎo)通。依據(jù)繞線元件兩端的電壓產(chǎn)生的量測波形開始振蕩。從振蕩的量測波形中，則可以判斷出繞線元件諧振時的阻抗值是否異常，進(jìn)而判斷繞線元件的品質(zhì)因數(shù)q值是否符合標(biāo)準(zhǔn)。借此，本實施例提供的繞線元件的檢測裝置及其檢測方法可以在進(jìn)行層間耐壓測試時，一并地檢測繞線元件諧振時的阻抗值是否異常。

當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。