[发明专利]用于确定目标的功率值的设备和方法

说明书

一种用于确定呈具有AC电源(132；232；332)的AC电路(130；230；330)形式的目标的功率值的设备和方法。所述方法包括操作(72)可控DC电源(12)以提供DC功率到DC电路(10；110；210；310)，并且测量(73)与所述DC电路(10；110；210；310)和所述目标AC电路(30；130；230；330)的功耗有关的至少一个热参数，其中至少一个散热器(160a、160b；260；360)热耦合于所述DC电路(10；110；210；310)与所述目标AC电路(30；130；230；330)之间。所述方法另包括基于所述测量的至少一个热参数来控制(74)所述DC电源(12)，以减小所述DC电路(10；110；210；310)与所述目标AC电路(30；130；230；330)之间的功耗差异。所述方法接着包括当达到(75)热平衡时，通过以下步骤确定所述目标AC电路(30；130；230；330)的所述功率值(49)：取得(76)所述DC电路(10；110；210；310)的至少一个电参数的至少一个实时测量值；基于所述至少一个电参数的所述取得的至少一个实时测量值来计算(77)所述DC电路(10；110；210；310)的DC功率值；和使用所述计算的DC功率值计算(78)所述目标AC电路(30；130；230；330)的所述功率值(49)。

技术领域

本发明大体涉及电子测量装备领域且更特定地，涉及用于确定目标的功率值的设备。本发明还涉及确定目标的功率值的相关联方法。

背景技术

已在现有技术中呈现各种用于确定目标的功率值的方法。对于某些类型的目标，例如呈包括DC电源的DC电路形式的目标，目前已有相当准确的测量方法。这些测量方法中的一些通过以下方式工作：使用一个或多个精密电阻器测量实时电压值和/或实时电流值，且接着使用欧姆定律计算功率值。

对于其他类型的目标，例如包括AC电源的AC电路，达成类似测量准确度的挑战要大得多。在一种现有技术尝试中，将AC测量值和DC测量值依序一起进行比较。首先，用DC输入测量功率耗散器(power sink)的温度增加(校准阶段)。接着，应用AC输入，且将所得温度增加与DC输入进行比较。理论上，可依据温度增加来表征完全校准的负载，且可在表面上产生使特定温度增加与特定功率电平相关的检查表。然而，这类解决方案需要不随时间改变(不实时进行比较)的热/电模型。在实际应用中，主要通过部件的自热的功耗将随时间变化。这是很难预测的因数且将任何这类解决方案的准确度限制为百分之几。

另一现有技术尝试测量AC电压和电流并且使测量值相乘以获得瞬时功率。所述值的平均化产生实际功率。这些测量必须依赖高速高精度模/数转换器(ADC)取样器。而且，必须考虑电压测量与电流测量之间的相位差，这是因为所述相位差将改变平均功率(因为每当电压或电流中的一个为负而另一个仍为正时，相移将引起小的负功率；这不会在电阻性负载中发生)。此外，一旦AC信号的频率增加，取样的准确度就会减小。当取样频率足够低时，24位ADC可达成高分辨率，但当趋近更高取样频率时，有效位数(ENOB)将显著减少。除此之外，实际应用不包括如下信号：其中AC部分完全正弦，意指含有当测量功率时必须考虑的(即，准确测量的)高次谐波，这是因为所述高次谐波贡献给全功耗。这对这类现有技术测量系统的准确度施加另一限制。

可添加电路以有助于滤波以及误差补偿和校正，但添加的这类电路将带来额外的不确定性并且影响测量质量。所以，通过改进例如平均化，滤波器部件将增加总体电路不确定性，因此使得难以获得高准确度的测量结果。

本发明人由此认识到，在这些领域存在改进空间。

发明内容

因此本发明的目标是通过提供用于确定呈具有AC电源的AC电路形式的目标的功率值的改进的设备和方法，消除、缓和、缓解或减少上文所提及的问题中的至少一些问题。