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电源丈量参数剖析――艾德克斯IT9121功率表的使用

电源作为各种电子产品的必备零部件,在整机中所起的作用非常重要,它相当于有源器件的心脏,源源不断的向元器件提供能量。

电源作为各种电子产品的必备零部件,在整机中所起的效果十分重要,它相当于有源器材的心脏,连绵不断的向元器材供给能量。电源的好坏,直接影响到元器材的功用。电源的规划、制作及质量办理等进程需求进行电磁功用、稳定性、仿真、接口等各种测验。电源一般分红两类,线性电源和开关电源。现阶段运用最广泛的是开关电源(SMPS),能够说已经成为了数字核算、联网和通讯等体系中的主导结构。一个开关电源的功用或毛病或许会影响贵重的大型体系的命运。所以电源测验始终是长盛不衰的论题,围绕着电源测验的产品也在不断革新。其间,功率表是电源测验必不可少的测验设备,能够丈量功率、功率、电压、电流等各种典型参数。

一.功率的丈量

电源规划人员尽力改进规划功率,一起在一个输入规模和负载条件上坚持规则的功用,以满意世界安全和EMC 法规。而功率表是用来进行下面这些参数的丈量的东西:

1、功率和功率

– 输出功率占输入功率的百分比

2、功率因数

– 承认功率因数校对电路的操作

3、待机功率

– 包含满意动力之星和 IEC62310-3­

– 负载和工频法规

– EN610003-2 等法规规则的电流谐波

二.有用电压、有用电流的丈量

有用电压、有用电流的丈量关于线路整流、下跌电压、打扰功率测验电路有重要效果。连接到沟通线路的电源一般会吸收失真的非线性电流。许多沟通电压表和电流表会对波形平均值做出呼应,虽然在有用值(RMS)下校准,但它们只对纯正弦波才是精确的。而实际上,电源输出的波形都不或许彻底到达抱负状况(如下图电压实在波形所示),因而这种办法的丈量值会存在必定差错。


图1 电压实在波形

艾德克斯IT9121功率表能够运用100KHz高频采样进行实在RMS丈量,经过取得多个电压和电流波形周期中很多的瞬时电压和电流样点,然后取得RMS值,以确保丈量精度,乃至能够取得高度失真波形的实在RMS值,这种丈量办法是比较专业的。

三.输入、输出功率的丈量

采样非线性电流和电压后进行平均值核算,供给有用功率或等效直流加热效应。沟通波形的RMS值标明该波形中供给的、相同电压上等效DC的功率电平。这是关于任何沟通电源来说都最为重要的特点之一。经过考虑AC电流波形及相关加热效应,如下图所示,能够最好地描绘RMS值的核算进程。


图2 RMS值波形

艾德克斯IT9121功率表丈量电源的输入、输出功率,并能够测验最大值、有用值、无功功率、有功功率、视在功率等各种相关参数。

视在功率的核算公式为VA=Vrms x Irms,运用功率表丈量视在功率,需求功率表能够丈量出功率因数,并丈量独立于电压和电流之间的相位。艾德克斯IT9121功率表不只能够做到这一点,即便在十分低的功率因数时,IT9121仍能坚持高精确度,还能够经过显现面板能够直接显现视在功率值,让工程师操作起来愈加轻松。

四.CF(波峰因数)的测验

艾德克斯IT9121功率表能够丈量峰值因数的动态输入才能高达300(峰值/最小RMS值),而对抱负的正弦波形来说,峰值=RMS*√2。IT9121的这一特性对查验开关电源至关重要。

许多运用沟通电的现代电子设备都会从电网中吸收非抱负正弦波的电流波形,包含电源、灯火调理设备、荧光灯等,这些电子设备的电源体现的电流波峰因数一般约为4,最高可达10。因而,运用功率表丈量CF值时十分重要的。具有Ipk和Irms丈量功用的IT9121能够剖析典型的开关式波形(如下图3所示典型的开关电源电流电压波形)。


图3 典型开关式电源的电流和电压波形

五.THD(总谐波失真)的测验

在实际运用中,任安在电网中运用的电源都会对电网形成必定的谐波污染,尤其是开关电源很多运用于各种电子设备,假如发生的谐波污染较大,就会对电网环境及其他用电器形成不良影响。因而世界上关于开关电源的谐波污染给出了清晰目标。艾德克斯IT9121功率表不只能够剖析电源的叠加THD(最大50次),还能进行单次谐波的剖析,关于一般具有THD丈量却不具有单次谐波剖析功用的功率表来说,IT9121能够协助工程师更全面的剖析电源发生谐波的原因,工程师才能够优化规划,使产品的THD合格。

以通讯体系中常常运用到的UPS电源为例,因为内部非线性元器材的存在,UPS电源作业进程中会发生很多谐波成分,搅扰通讯体系的运转。假如负载引起电流波形失真,那么除知道波峰因数外,还应量化波形的失真水平。观测示波器能够指明失真,但不能指明失真的水平。傅立叶公式标明,非正弦曲线电流波形由供电频率上的根底成分外加供电频率整数倍的频率上的一串谐波成分组成。

艾德克斯功率表能够设置THD运算的最大剖析次数 (DC-50次)与总谐波失真(THD) 丈量带宽为100kHz,可完成高速机动态规模更广大的谐波丈量。各次谐波参量经过列表或柱状图的方法显现,使测验成果剖析愈加一望而知。如图4/5所示。

图4 IT9121丈量开关电源谐波重量柱状图截屏 图5 IT9121丈量开关电源谐波重量的列表截屏

艾德克斯IT9121功率表不只能够显现50次电压电流谐波,还能够显现单次谐波的频率、谐波含量、谐波失真因数和相位。

六.待机功率的测验

待机功率是负载没有履行悉数功用时电源吸收的功率,从节约动力的视点动身,待机功率应当低于必定目标。比方ENERGY STAR®方案的规划便是为了经过极优的动力功率协助节约动力,维护气候,要满意ENERGY STAR®的要求,就需求丈量待机、闲暇和睡觉形式功率的丈量以及正常敞开形式的功率。

因为待机、闲暇和睡觉形式下,电源的功率一般都比较小,因而要求功率表具有较高的精度和分辨率。

艾德克斯IT9121功率表供给对功率和能耗(瓦时,Wh)的精确丈量。一起丈量功率、功率因数、总谐波失真和谐波,契合ENERGY STAR的要求。IT9121功率表能够接连对功率采样,以便不会漏掉任何功率。对电流积分和有功功率积分履行长达1万小时(约1 年)的牢靠丈量,标配的外围USB存储接口,能够将长期记载的测验数据导出,便于后续研讨剖析。顺便的IT9000软件可捕获数据完成无缝剖析和陈述。将量程设为5mA时,IT9121能够在最高100μW的分辨率下履行丈量。


艾德克斯IT9121功率表

运用能够剖析杂乱波形、并具有高带宽精度的功率表,对规划人员、出产和质量确保至关重要。艾德克斯IT9121功率表在测验电源时具有各种测验优势,比方测验精度高达0.1%、供给测验治具便利测验、体积小携带便利、面板可直接显现电流电压波形、面板各种参数显现方法以及支撑电流传感器运用于工业丈量等,能够协助工程师依照电源功用测验规范履行契合性测验,不只能够体系全面的剖析电源功用,更能够加速和增强现代电源的测验和开发作业。

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