[發(fā)明專利]負(fù)載阻抗測試器及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780097487.1
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN111417859A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B.L.赫斯特曼
• 申請（專利權(quán)）人: 航天噴氣發(fā)動機洛克達(dá)因股份有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;王瑋

一種阻抗測量電路包括信號注入器，信號注入器具有電壓輸入和電壓輸出、可控開關(guān)以及在電壓輸入和電壓輸出之間與可控開關(guān)并聯(lián)連接的電壓降裝置。電壓輸出被連接到負(fù)載。電壓傳感器被構(gòu)造成測量負(fù)載兩端的電壓。電流傳感器被構(gòu)造成測量負(fù)載的引出電流。計算裝置被構(gòu)造成基于測得的電壓和測得的電流確定負(fù)載在一頻率處的阻抗。計算裝置基于該頻率控制開關(guān)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般地涉及阻抗測試，并且更具體地涉及用于確定負(fù)載的阻抗的電路。

關(guān)于聯(lián)邦贊助的研究或開發(fā)的聲明

本發(fā)明是在NASA授予的NNC16CA21C合同號碼下利用政府支持完成的。政府對本發(fā)明享有一定權(quán)利。

背景技術(shù)

某些電負(fù)載（例如等離子體推進器等）是至少部分地基于該負(fù)載的測得的阻抗來校準(zhǔn)和控制的。對于等離子體推進器的例子，現(xiàn)有系統(tǒng)已經(jīng)試圖通過將電流從功率放大器注入到電負(fù)載中并測量負(fù)載特性的變化來確定阻抗。等離子體推進器和表現(xiàn)出類似特性的其它負(fù)載可產(chǎn)生包括大電流波動的引出電流（current draw）。大電流波動被稱為呼吸模式電流（breathing mode current），并且通常以幾kHz到幾十kHz的速率發(fā)生。

當(dāng)使用串聯(lián)注入變壓器執(zhí)行電流注入時，需要對應(yīng)的功率放大器來處理呼吸模式電流，該呼吸模式電流的幅度可能使功率放大器過載。此外，在一些示例中，注入變壓器自身的漏電感可產(chǎn)生對于等離子體以穩(wěn)定方式操作而言過多的阻抗，從而導(dǎo)致等離子體推進器的不良阻抗讀數(shù)。

替代的示例已經(jīng)嘗試使用并聯(lián)注入變壓器來確定阻抗，其中，電流擾動通過電容器被注入。在這種構(gòu)造中，呼吸模式電流減小，但是對應(yīng)的電源的低阻抗吸收了來自放大器的注入的電流，從而導(dǎo)致不能準(zhǔn)確測量等離子體推進器的阻抗。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示例性實施例中，一種阻抗測量電路包括信號注入器、電壓傳感器、電流傳感器和計算裝置，信號注入器具有電壓輸入和電壓輸出、可控開關(guān)以及在電壓輸入和電壓輸出之間與可控開關(guān)并聯(lián)連接的電壓降裝置，電壓輸出被連接到負(fù)載，電壓傳感器被構(gòu)造成測量負(fù)載兩端的電壓，電流傳感器被構(gòu)造成測量負(fù)載的引出電流，并且計算裝置被構(gòu)造成確定負(fù)載在一頻率處的阻抗，其中，阻抗基于測得的電壓和測得的電流，計算裝置基于該頻率控制開關(guān)。

在上述阻抗測量電路的另一個示例中，電壓降裝置包括二極管。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，信號注入器還包括至少一個電壓降裝置和開關(guān)，至少一個電壓降裝置將電壓輸入連接到電壓輸出，開關(guān)被并聯(lián)連接到至少一個電壓降裝置，使得電壓降裝置在開關(guān)閉合時被短路。

上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例還包括門驅(qū)動器，門驅(qū)動器被連接到開關(guān)的控制輸入。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，至少一個電壓降裝置是多個電壓降裝置。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，多個電壓降裝置包括多個串聯(lián)連接的二極管。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，多個串聯(lián)連接的二極管近似相同。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，多個串聯(lián)連接的二極管包括至少兩組實質(zhì)不同的二極管。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，至少一個電壓降裝置兩端的電壓降是電壓輸出處的預(yù)期電壓的至多百分之三。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，至少一個電壓降裝置兩端的電壓降在電壓輸出處的預(yù)期電壓的百分之一和百分之三之間。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，負(fù)載是等離子體推進器。

在上述阻抗測量電路中的任一個的另一示例中，電壓輸入被連接到恒壓源（stiffvoltage source）。