[发明专利]整流性被动式负载仿真装置及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种整流性被动式负载仿真装置及方法，特别是关于一种利用主动式电子负载仿真整流性被动式负载的装置及方法。

背景技术

交流电源产品(AC Source)，例如：不断电系统(UPS)等所有能产生交流电的供电设备，在日常生活中被广泛使用，其应用范围涵盖一般信息、通讯、消费性电子、运输设备、工业设备及军事领域，其功能为驱动各个电路单元及维持电压位准，是为维持系统正常运作的重要因素。因此，电源装置设计的主要考虑因素，除了降低成本之外，首重高可靠度。

一般交流电源产品的负载大多是事务设备，要不然就是空载。这些事务设备的负载特性都是整流性被动式(RLC)负载。因此，交流电源产品的设计者通常利用整流性被动式负载来测试其性能，所以设计者经常需要在设计阶段就要考虑整流性被动式负载的使用情况，设计其系统控制线路以达到稳定动作。

一般的整流性交流负载形式可以利用电阻器(Resister)、电感器(Inductance)、电容器(Capacitance)、二极管(Diode)等被动组件所组成网络来仿真，因此负责设计交流输出产品的厂商往往直接使用这些组件来组成负载电路(如图1A)，如此使用的缺点是当需求功率较大时，体积将会相当可观，而且当需要调整阻值、容值或感量时也会非常不方便。

请参照图1A，是为利用整流性被动式负载(Rectified Constant ImpedanceLoad，RECTCZLOAD)来测试交流电源产品的性能时的电路结构。整流性被动式负载100包括一桥式整流器102、一串联电阻Rs、一串联电感Ls、一负载电容C及一负载电阻R_L。桥式整流器102通常为四个二极管所组成，用以将一交流电源产品200所输入的电压调整为全波整流形式。负载电容C与负载电阻R_L并联后再与串联电阻Rs、串联电感Ls及桥式整流器102串接而形成一整流性被动式负载的负载网络，用以测试交流电源产品200，当交流电源产品200接上该负载网络，然后输出电压后即可观察其输出的负载电流，并可观察负载网络所造成的电压变化。

请参照图1B，是为利用图1A所示整流性被动式负载100进行实测的电压/电流变化曲线。其显示出整流性被动式负载的拉载特性，由于待测物输出阻抗特性(一般都是电感性输出阻抗)的关系，将会在拉载较高CF(例如CF＝2.5or 3…)的电流时导致待测物的输出电压变形，此时若电流波形愈陡峭(CF愈大)，电压变形的幅度就会愈大。

由上述可知，整流性被动式负载的设备需要电阻、电容、电感、桥式整流器等零件组合而成，且每一种零件还需要许多不同的组件配合，尤其作为主要消耗功率的零件串联电阻Rs、负载电阻R_L的体积大，实际使用也很麻烦，因而产生了利用电子负载装置来达到同样目的的设计。

然而，一般市面上的交流式电子负载仅提供定电流、定功率的功能。该等功能是由控制器设定且不考虑待测物电压变化，而是直接规划出所欲拉载的电流波形就进行拉载。由于拉载信号并没有参考待测物电压，因此无法针对待测物的输出电压变化做实时的反应，所以并无法真正的去仿真实际的负载特性，本发明即为了改善此问题而来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有整流性被动式负载仿真装置的设计，其具有较小的体积，在使用上更省时方便，并可正确地仿真实际由被动组件所组成的负载电路的特性，以实时反应待测物的输出电压。

本发明的整流性被动式负载的仿真装置，是用以测试一电源产品的性能。该装置包括：一模拟数字转换器，电性连接至该电源产品以转换该电源产品的一输出电压为一数字电压值；一数字信号处理器，电性连接至该模拟数字转换器，接收该数字电压值并代入一被动式负载模型函数以计算出一负载电流值；一数字模拟转换器，电性连接至该数字信号处理器，以转换该负载电流值为一模拟控制信号；及一主动式电子负载模块，一端电性连接至该数字模拟转换器以接受该模拟控制信号，另一端电性连接至该电源产品以接受一整流电压，根据该模拟控制信号及该整流电压产生一负载电流。

该电源产品可为一交流电源产品。该被动式负载模型函数包含一电阻值、一电容值或一电感量及一电压值及一电流值的数值关系。