[發明專利]用于確定目標的功率值的設備和方法

有效

• 申請號: 201880042078.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN111051900B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 馬丁·內克瑪;洛朗斯·斯瓦恩;馬格努斯·威克斯特拉德
• 申請（專利權）人: 亞利迪斯公司
• 主分類號: G01R21/02
• 分類號: G01R21/02;G01N25/20
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;吳啟超

一種用于確定呈具有AC電源(132；232；332)的AC電路(130；230；330)形式的目標的功率值的設備和方法。所述方法包括操作(72)可控DC電源(12)以提供DC功率到DC電路(10；110；210；310)，并且測量(73)與所述DC電路(10；110；210；310)和所述目標AC電路(30；130；230；330)的功耗有關的至少一個熱參數，其中至少一個散熱器(160a、160b；260；360)熱耦合于所述DC電路(10；110；210；310)與所述目標AC電路(30；130；230；330)之間。所述方法另包括基于所述測量的至少一個熱參數來控制(74)所述DC電源(12)，以減小所述DC電路(10；110；210；310)與所述目標AC電路(30；130；230；330)之間的功耗差異。所述方法接著包括當達到(75)熱平衡時，通過以下步驟確定所述目標AC電路(30；130；230；330)的所述功率值(49)：取得(76)所述DC電路(10；110；210；310)的至少一個電參數的至少一個實時測量值；基于所述至少一個電參數的所述取得的至少一個實時測量值來計算(77)所述DC電路(10；110；210；310)的DC功率值；和使用所述計算的DC功率值計算(78)所述目標AC電路(30；130；230；330)的所述功率值(49)。

技術領域

本發明大體涉及電子測量裝備領域且更特定地，涉及用于確定目標的功率值的設備。本發明還涉及確定目標的功率值的相關聯方法。

背景技術

已在現有技術中呈現各種用于確定目標的功率值的方法。對于某些類型的目標，例如呈包括DC電源的DC電路形式的目標，目前已有相當準確的測量方法。這些測量方法中的一些通過以下方式工作：使用一個或多個精密電阻器測量實時電壓值和/或實時電流值，且接著使用歐姆定律計算功率值。

對于其他類型的目標，例如包括AC電源的AC電路，達成類似測量準確度的挑戰要大得多。在一種現有技術嘗試中，將AC測量值和DC測量值依序一起進行比較。首先，用DC輸入測量功率耗散器(power sink)的溫度增加(校準階段)。接著，應用AC輸入，且將所得溫度增加與DC輸入進行比較。理論上，可依據溫度增加來表征完全校準的負載，且可在表面上產生使特定溫度增加與特定功率電平相關的檢查表。然而，這類解決方案需要不隨時間改變(不實時進行比較)的熱/電模型。在實際應用中，主要通過部件的自熱的功耗將隨時間變化。這是很難預測的因數且將任何這類解決方案的準確度限制為百分之幾。

另一現有技術嘗試測量AC電壓和電流并且使測量值相乘以獲得瞬時功率。所述值的平均化產生實際功率。這些測量必須依賴高速高精度模/數轉換器(ADC)取樣器。而且，必須考慮電壓測量與電流測量之間的相位差，這是因為所述相位差將改變平均功率(因為每當電壓或電流中的一個為負而另一個仍為正時，相移將引起小的負功率；這不會在電阻性負載中發生)。此外，一旦AC信號的頻率增加，取樣的準確度就會減小。當取樣頻率足夠低時，24位ADC可達成高分辨率，但當趨近更高取樣頻率時，有效位數(ENOB)將顯著減少。除此之外，實際應用不包括如下信號：其中AC部分完全正弦，意指含有當測量功率時必須考慮的(即，準確測量的)高次諧波，這是因為所述高次諧波貢獻給全功耗。這對這類現有技術測量系統的準確度施加另一限制。

可添加電路以有助于濾波以及誤差補償和校正，但添加的這類電路將帶來額外的不確定性并且影響測量質量。所以，通過改進例如平均化，濾波器部件將增加總體電路不確定性，因此使得難以獲得高準確度的測量結果。

本發明人由此認識到，在這些領域存在改進空間。

發明內容

因此本發明的目標是通過提供用于確定呈具有AC電源的AC電路形式的目標的功率值的改進的設備和方法，消除、緩和、緩解或減少上文所提及的問題中的至少一些問題。