降低涌浪電流的電源測試裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種降低涌浪電流的電源測試裝置及其控制方法，且特別涉及一種可分段控制提供給開關(guān)晶體管的驅(qū)動電壓的降低涌浪電流的電源測試裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于測試電池的充放電狀況的電池充放電測試儀，其用以耦接待測電池的電池充放電測試儀的輸出端皆會設(shè)置一組保護(hù)開關(guān)元件(例如開關(guān)晶體管或繼電器)及保險絲(亦稱熔斷器、熔絲)。
[0003]此保護(hù)開關(guān)元件及保險絲除了可以防止測試人員于將待測電池耦接上電池充放電測試儀的輸出端的瞬間，所造成的電池充放電測試儀內(nèi)部的電子回路的短路，而可能產(chǎn)生炸機(jī)的風(fēng)險外，更可以防止待測電池耦接上電池充放電測試儀的輸出端后，就不斷地經(jīng)由電池充放電測試儀內(nèi)部的電子回路做非預(yù)期的放電。
[0004]然而，電池充放電測試儀輸出的瞬間仍會對待測電池產(chǎn)生極大的涌浪電流(inrush current,亦稱突波電流)，造成電池充放電測試儀的輸出端的保護(hù)開關(guān)元件及保險絲的負(fù)荷，進(jìn)而降低保護(hù)開關(guān)元件及保險絲的使用壽命。
[0005]因此，現(xiàn)有在選用電池充放電測試儀的保護(hù)開關(guān)元件及保險絲時，通常會選擇耐流較大的電子元件來避開保護(hù)開關(guān)元件切換瞬間所產(chǎn)生的電流大應(yīng)力，以避免保護(hù)開關(guān)元件及保險絲的損壞。然而，選用較大額定電流(current rating)的保護(hù)開關(guān)元件不論于成本上或是空間利用上，皆會對電池充放電測試儀加重不少負(fù)荷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于以上的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種電源測試裝置及其控制方法，其通過分段控制提供至開關(guān)晶體管的驅(qū)動電壓，來降低開關(guān)晶體管于導(dǎo)通瞬間所造成的涌浪電流(inrush current,亦稱突波電流)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中的一種降低涌浪電流的電源測試裝置，該電源測試裝置用于測試電池組的充放電狀況，此電源測試裝置包括充放電模塊與電壓調(diào)整模塊，其中充放電模塊具有開關(guān)晶體管與耦合單元。開關(guān)晶體管的第一端耦接電池組，開關(guān)晶體管的第二端耦接耦合單元，開關(guān)晶體管的控制端耦接電壓調(diào)整模塊。于開關(guān)晶體管導(dǎo)通時，耦合單元會對電池組進(jìn)行充電或放電。電壓調(diào)整模塊用以提供第一電壓位準(zhǔn)，并于預(yù)設(shè)時間提供第二電壓位準(zhǔn)至開關(guān)晶體管。其中，預(yù)設(shè)時間是開關(guān)晶體管操作于線性區(qū)，且第一電壓位準(zhǔn)大于第二電壓位準(zhǔn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中的一種降低涌浪電流的電源測試裝置控制方法，該電源測試裝置控制方法用于電源測試裝置，以測試電池組的充放電狀況，且電源測試裝置包括開關(guān)晶體管與耦合單元，開關(guān)晶體管的第一端耦接電池組，開關(guān)晶體管的第二端耦接耦合單元。所述的電源測試裝置控制方法的步驟流程包括:提供第一電壓位準(zhǔn)至開關(guān)晶體管。于開關(guān)晶體管操作于線性區(qū)時，提供第二電壓位準(zhǔn)至開關(guān)晶體管，且第一電壓位準(zhǔn)大于第二電壓位準(zhǔn)。
[0009]綜合以上所述，本發(fā)明提供一種降低涌浪電流的電源測試裝置及其控制方法，通過電壓調(diào)整模塊可選擇性提供電壓位準(zhǔn)為第一電壓位準(zhǔn)或第二電壓位準(zhǔn)的驅(qū)動電壓至開關(guān)晶體管，使得開關(guān)晶體管在線性區(qū)時可以接收到電壓位準(zhǔn)較低的驅(qū)動電壓，據(jù)以使得開關(guān)晶體管在線性區(qū)時的跨壓的變化的上升斜率較緩慢于開關(guān)晶體管在截止區(qū)與飽和區(qū)時的跨壓的變化的上升斜率。
[0010]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)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】
[0011]圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源測試裝置的功能方框圖；
[0012]圖1B為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電源測試裝置的功能方框圖；
[0013]圖2A為根據(jù)圖1A或圖1B的電壓調(diào)整模塊所輸出的驅(qū)動電壓的波形圖；
[0014]圖2B為根據(jù)圖2A的驅(qū)動電壓的開關(guān)晶體管的跨壓的波形圖；
[0015]圖3為根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的電源測試裝置的功能方框圖；
[0016]圖4A為根據(jù)圖3的輸入至電壓調(diào)整模塊的輸入電壓的波形圖；
[0017]圖4B為根據(jù)圖3的脈波寬度調(diào)變單元的脈波寬度調(diào)變信號的波形圖；
[0018]圖4C為根據(jù)圖3的驅(qū)動單元所輸出的驅(qū)動電壓的波形圖；
[0019]圖5為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電源測試裝置的電路示意圖；
[0020]圖6A為根據(jù)圖5的電壓調(diào)整模塊所輸出的驅(qū)動電壓的波形圖；
[0021]圖6B為根據(jù)圖6A的驅(qū)動電壓的開關(guān)晶體管的跨壓的波形圖；
[0022]圖7為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源測試裝置控制方法的步驟流程圖；
[0023]圖8為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的電源測試裝置控制方法的步驟流程圖。
[0024]其中，附圖標(biāo)記
[0025]1、I’、I”電源測試裝置
[0026]10充放電模塊
[0027]100開關(guān)晶體管
[0028]102耦合單元
[0029]12電壓調(diào)整模塊
[0030]120脈波寬度調(diào)變單元
[0031]122驅(qū)動單元
[0032]14檢測模塊
[0033]16濾波模塊
[0034]2電池組
[0035]Rl?R5阻抗元件
[0036]Cl?C3耦合電容
[0037]Dl 二極體
[0038]Ml晶體管
[0039]Vin輸入電壓源
[0040]Vl第一電壓位準(zhǔn)
[0041]V2第二電壓位準(zhǔn)
[0042]tl?t4時間點(diǎn)
[0043]Al線性區(qū)
[0044]S700 ?S702、S800 ?S808 步驟流程
【具體實(shí)施方式】
[0045]以下在實(shí)施方式中詳細(xì)敘述本發(fā)明的詳細(xì)特征以及優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)容足以使任何熟習(xí)相關(guān)技藝者了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，且根據(jù)本說明書所發(fā)明的內(nèi)容、權(quán)利要求范圍及附圖，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關(guān)的目的及優(yōu)點(diǎn)。以下的實(shí)施例是進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的觀點(diǎn)，但非以任何觀點(diǎn)限制本發(fā)明的范疇。
[0046]〔電源測試裝置的一實(shí)施例〕
[0047]請參照圖1A，圖1A為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電源測試裝置的功能方框圖。如圖1A所示，此電源測試裝置I用于測試電池組2的充放電狀況，且電池組2可拆卸地耦接電源測試裝置I。此電源測試裝置I主要包括有充放電模塊10以及電壓調(diào)整模塊12，其中充放電模塊10更包括有開關(guān)晶體管100與耦合單元102。開關(guān)晶體管100的第一端耦接電池組2，開關(guān)晶體管100的第二端耦接耦合單元102，開關(guān)晶體管100的控制端耦接電壓調(diào)整模塊12。
[0048]于實(shí)務(wù)上，電池組2包括至少一電池單元(未繪示于圖式)，換句話說，兩個以上的電池單元可以經(jīng)由串接或并接來形成電池組2，本發(fā)明在此不加以限制電池單元所使用的數(shù)量以及其連接方式。于實(shí)務(wù)上，電池單元可以為一種鋰離子電池、鎳氫電池、鎳鎘電池或者是鉛蓄電池等類型的蓄電池，但不以此為限。以下將分別就電源測試裝置I中的各部功能模塊作詳細(xì)的說明。
[0049]充放電模塊10中的耦合單元102用以于開關(guān)晶體管100導(dǎo)通時，對電池組2進(jìn)行充電或放電。于實(shí)務(wù)上，I禹合單元102可以系為由至少一f禹合電容(coupling capacitor)或至少一I禹合電感(coupling inductor)所組成的充放電電路(charge and dischargecircuit)，本發(fā)明在此不加以限制。此外，于實(shí)務(wù)上，開關(guān)晶體管100可以為一種金屬氧化物半導(dǎo)體場效晶體管(metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET,亦稱金氧半場效晶體管)、雙極性接面型晶體管(bipolar junct1n transistor,BJT,亦稱雙極性晶體管、三極管)或是絕緣閘雙極性晶體管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)，但不以此為限。一般來說，于開關(guān)晶體管100的第一端與電池組2之間更可以設(shè)置一組保險絲(亦稱熔斷器、熔絲)，