專利名稱：電子負載裝置與受測電源供應器間的切換裝置的制作方法
技術領域：
本發明是使用于電源裝置負載測試的電子負載裝置相關的裝置。
對于使用在各種電源裝置的負載特性測試的電子負載裝置，測試時間的縮短是受到電源裝置的生產性提高的極大影響，目前在測試用電源裝置與電子負載裝置的連接方面，大部分是采用設置多個連接端子臺與連接器(connector)的方式來提高負載測試效率。例如，當有兩種連接回路時，于第一個連接回路中，當測試電源被接通且負載測試開始時，另外一個連接回路則會自動地解除與電子負載裝置的連接，其次就可連接提供負載測試的電源，以指示燈的點滅向作業員表示可否連接。
對于此配備有多個連接器的負載特性測試裝置，由成本面來看，以一臺的電子負載裝置為例，并且使用在多個連接器上的開關元件，為了不影響負載特性測試，在導通ON時的電阻被要求須極小的值，不導通OFF時的電阻是為了進行不執行負載測試的電源裝置的連接與切斷的作業，因此其值如不是很高的話，則進行連接、提供負載測試的電源裝置的負載特性測試與負載特性測試時，會受到漣波(ripple)與雜訊的影響。因此機械式繼電器(mechanical relay)才廣泛被使用。例如松下電工制造的HG型機械式繼電器，接點接觸電阻值雖是15mΩ，但由于機械式繼電器經過數萬次至數十萬次的接點動作后就達到壽命極限，且由于因接點開關次數多而產生的接點形狀變化會導致接觸電阻值增大的問題，因此必需在切換次數到達一額定壽命(rating life)次數時予以更換，以防止機械式繼電器的接點動作不良與因熔化所引起的嚴重的問題之外，并需進行定期的檢查校正以避免因接點的反復動作致使接點導通時的電阻逐漸增大的問題發生，防止對測試用電源的負載特性的測試結果產生不良的影響。
本發明目的在于提供的電子負載裝置是配備多個連接器的負載特性測試裝置，不僅比機械式繼電器的壽命更長，且提供不影響測試用電源的負載特性的測試的半導體開關元件的切換技術，提供有助于提高測試用電源的生產性。
本發明的目的可以按下述方式實現，本發明一種電子負載裝置與受測電源供應器間的切換裝置，其特征在于在一配備有測試用電源裝置的電子負載裝置中，于電子負載裝置的輸出端上設置有多個彼此絕緣的半導體開關元件作為切換裝置，并且在該切換裝置與測試用電源裝置的連接端子之間可連接共模扼流圈來消除高頻共模雜訊。
本發明將以往利用與機械式繼電器進行，與測試用電源的連接方法的切換技術，由多個半導體開關元件來進行，如此除了比機械式繼電器的切換壽命更長之外，且使用多個半導體開關元件會使導通時的電阻減低，并且對于因半導體開關元件的寄生電容(parasitic capacitance)使不導通時的電阻在高頻領域時比機械式繼電器更低的問題，因附加有共模扼流圈使其在常用頻帶領域上具備有足夠的阻抗(impedance)，提供了負載測試時不受漣波與雜訊的影響。
圖1是本發明的單線切換電路圖；圖2是本發明的雙線切換電路圖；圖3是圖1電路附加共模扼流圈的電路圖；圖4是圖2電路附加共模扼流圈的電路圖；圖5是本發明的切換元件是采用半導體開關的電路結構圖。
由圖1至圖4所示的EL是表示電子負載裝置，SW1、SW2是表示本發明的切換裝置。DUT1、DUT2是表示測試用的電源裝置，L1、L2是表示共模扼流圈(common mode choke coil)，其可用來消除高頻共模雜訊(commonnoise)。圖1及圖3是表示單線切換的連接例，圖2及圖4是表示雙線切換的連接例。圖5是表示在圖1至圖4中的SW1及SW2，可使用金屬氧化物半導體場效應晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，MOSFET)的半導體開關的電路圖例，例如可采用日本電氣公司制造編號為2SK3353的MOSFET，其在導通時的電阻典型額定值是7.5mΩ，比機械式繼電器的接點電阻值更低，并且是多個并聯使用，而能在導通時達到更低的電阻。此外，亦可采用例如場效應晶體管等的半導體開關元件，此類的開關元件的導通電阻比機械式繼電器的接點電阻低，亦可得到相同的效果。
另外，共模扼流圈在數10KHz時的共振頻率帶域以上的部分具有較高的高頻阻抗(impedance)，在一般轉換電源的漣波與雜訊測試中，在有問題的數100KHz至數10MHz的高頻范圍當中，因具有足夠的阻抗，因此具有能完全補捉到前述半導體開關的寄生電容成分所引起的阻抗降低的特性。
圖5的Q1，Q2是表示N通道型的功率MOSFET晶體管的實施例，當在C1端子與D1間施加+5￣20V的直流電壓時，端子A與端子B之間即會導通，C1端子如不施加前述的電壓時則為不導通。另外，C1、D1端子的控制電壓有必要與電子負載裝置或測試用電源的接地電位絕緣，利用隔離型的DC-DC轉換器(conveter)產生控制電壓即可，Q3、Q4是表示使用P通道型的功率MOSFET晶體管的實施例，其動作原理除了將C2端子的外加控制電壓的極性反相外，其動作與前述的Q1、Q2相同。
本發明是將電子負載裝置EL交互連接于測試用電源DUT1及DUT2。以下以圖1所示的電路圖對負載測試的動作順序作一詳細的說明。當作業員利用端子臺的接線或連接器的連接，完成將測試用電源DUT1連接于連接裝置SW1后，即可透過預定的輔助開關或利用控制整體系統動作的個人電腦鼠標與鍵盤的操作，而將控制信號至半導體開關切換電路。在將連接裝置SW2的回路開路OFF的同時，對SW1回路則予以連接。當此切換順序完成之后，則可由指示燈或個人電腦的畫面向作業員表示SW1回路的連接已完成、及開始進行負載測試，并且SW2回路的連接端子的連接或切斷也是以相同的方式予以表示。
作業員通過連接裝置完成切換的指示以及根據負載測試結果判定測試結果后，然后對測試用電源SW2回路進行連接作業。在本發明進行測試電源的連接之際，由于在常用頻率帶域中因具有足夠的阻抗，因此當負載測試中對測試電源施加負載時，可以在不受漣波與雜訊的影響下進行測定的準備作業。
本發明的切換動作因是使用半導體開關，因此即不需要如一般常用技術中使用機械式經電器的導通電阻因時間的經過而增大而須要進行校正檢查、亦不需要因機械式繼電器已達到預定接點開關次數而作定期的更換，故可提高測試電源的負載測定測試的效率及可得到整體成本降低的效果。
如以上所述，本發明所提供的配備有切換裝置的電子負載裝置是可在測試電源的負載特性測試中不會受到測試電源的負載特性所影響，且本發明使用了壽命較長的半導體開關元件，可同時進行測試完了后測試電源的切斷與等待測試的測試電源的連接作業，故可提高測試電源的負載測試效率及可大幅降低負載特性測試裝置整體的保養作業。
權利要求
1.一種電子負載裝置與受測電源供應器間的切換裝置，其特征在于在一配備有測試用電源裝置的電子負載裝置中，于電子負載裝置的輸出端上設置有多個彼此絕緣的半導體開關元件作為切換裝置，并且在該切換裝置與測試用電源裝置的連接端子之間可連接共模扼流圈來消除高頻共模雜訊。
全文摘要
一種電子負載裝置與受測電源供應器間的切換裝置,在電子負載裝置中配備有切換裝置,用以解決機械式繼電器的接點開關因接觸次數的增加而導致導通電阻增加與機械性壽命的問題,以維持穩定的導通電阻,并且提供具有長壽命切換元件的電子負載裝置。在該切換裝置中使用多個半導體開關元件,除使其導通時的電阻比機械式繼電器更低之外,同時對于因半導體開關元件的寄生電容所引起的載止時的電阻低下的問題上,由于共模扼流圈的附加使在常用頻率帶域方面,提供具有足夠的高頻絕緣特性的長壽命切換裝置。
文檔編號G01R31/00GK1368643SQ0110360
公開日2002年9月11日 申請日期2001年2月5日 優先權日2001年2月5日
發明者似鳥憲治 申請人:計測技術研究所, 博計電子股份有限公司