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 測(cè)量要求

待機(jī)功率使用適當(dāng)?shù)墓β时砘蚬β史治鰞x測(cè)量。遺憾的是，通常并不能簡單地用瓦特衡量功率，在測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下述事項(xiàng)。待機(jī)功率測(cè)量挑戰(zhàn)功率低，電流低。波失高度失真，因?yàn)樵诘拓?fù)載工作的電源通常會(huì)吸收非常高的波峰因數(shù)電流。低功率因數(shù)，因?yàn)殡娏髦饕请娙蓦娏?，?jīng)過電源EMC 濾波器。電源處于突發(fā)模式時(shí)，會(huì)不規(guī)則地吸收功率，而不是連續(xù)吸收功率。

測(cè)量低功率和低電流

功率分析儀必須擁有測(cè)量電流使用的適當(dāng)量程。一般來說，低于電流量程5% 的測(cè)量將不可靠。例：測(cè)量100mW，230V，功率因數(shù)為1。

Watts = Volts x Amps x PF

因此

Amps = Watts / (Volts x PF)= 0.1 / (230 x 1) = 0.4mA

功率分析儀應(yīng)在2mA 或更低的量程上運(yùn)行。

高波峰因數(shù)波形在低負(fù)載時(shí)，電流通常失真zui多。只有在電壓峰值時(shí)才會(huì)吸收電流，以便為電源的存儲(chǔ)電容器充電，表現(xiàn)為短脈沖。在波峰因數(shù)大于3，可能zui高為10 時(shí)，功率分析儀測(cè)量不能出現(xiàn)削幅或精度下降。

波峰因數(shù) = 峰值/RMS 值

低功率因數(shù)

在待機(jī)狀態(tài)下，輸入電流可能主要是EMC 濾波使用的電容器中的電流，特別是位于工頻和零線之間的X2 級(jí)電容器。在這種情況下，電流被相移zui多90 度。在這個(gè)領(lǐng)域，并不是所有功率分析儀都能準(zhǔn)確地執(zhí)行測(cè)量。

突發(fā)模式操作

在沒有負(fù)載或低負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，電源自己的控制電路和電源電路仍將運(yùn)行，以保持穩(wěn)定的輸出電壓。這種控制能力可能會(huì)超過所需的待機(jī)功率，因此許多電源會(huì)切換到突發(fā)模式。在這種模式下，電源內(nèi)部的電源開關(guān)裝置會(huì)停止運(yùn)行，*由輸出平滑電容器來保持輸出電壓。在輸出電壓下降到預(yù)定水平時(shí)，電源開關(guān)再次啟動(dòng)，以充滿輸出電容器。在這種模式下，以突發(fā)方式從AC 線路中吸收電流。電流突發(fā)是不規(guī)則的，時(shí)間長度和大小會(huì)變化。此外，被測(cè)產(chǎn)品吸收的功率可能會(huì)由于溫度或進(jìn)一步節(jié)能功能而變化。為在這種情況下測(cè)量功率，功率分析儀必須：連續(xù)對(duì)功率采樣，以便不會(huì)漏掉任何功率。在足夠長的時(shí)間周期內(nèi)平均功率，以提供穩(wěn)定的結(jié)果。

進(jìn)行連接

功率分析儀將同時(shí)采樣電壓波形和電流波形，以計(jì)算功率。連接應(yīng)安全穩(wěn)固。通過并連電壓端子，來測(cè)量電壓。通過串聯(lián)電流端子，來測(cè)量電流。一般來說，要求一個(gè)直接連接的電阻電流分流器( 而不是電流變壓器)，以實(shí)現(xiàn)合理的測(cè)量。對(duì)待機(jī)功率測(cè)量，應(yīng)在電路的源側(cè)或供電側(cè)進(jìn)行電壓連接。在正常功率測(cè)量過程，功率分析儀的電壓表電路中的電流和功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于電流分流器。對(duì)待機(jī)功率測(cè)量，電壓表電路中的電流和功率可能會(huì)很大，電流分流器的電流和功率可能會(huì)很小。因此，為測(cè)量待機(jī)功率，電壓要連接到電流分流器的供電一側(cè)。

進(jìn)行基本測(cè)量

設(shè)置功率分析儀測(cè)量功率，應(yīng)滿足下述條件：

連續(xù)采樣

以快于每秒一次的速度記錄功率在可以選擇的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平均使用泰克PA1000 或PA3000 的實(shí)例

1. 連接分析儀，如上圖所示

( 使用1A 分流器輸入，以實(shí)現(xiàn)良好精度)。

2. 復(fù)位默認(rèn)值。

( Menu>User Configuration>LoadDefault Configuration)

3. 選擇1A 分流器。

(Menu > Inputs > Shunt > 1A)

4. 選擇待機(jī)模式。

(Menu > Modes > Select Mode > Standby)

圖4. 正常模式下功率測(cè)量連接。

圖5. 測(cè)量待機(jī)功率的連接。

根據(jù)IEC62301 Ed.2:2011 和EN50564:2011進(jìn)行測(cè)量

泰克PA1000 和PA4000 功率分析儀可以*根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行測(cè)量。這意味著分析儀也滿足嚴(yán)格的測(cè)量方法及精度要求。IEC62301 Ed2 非常重要，因?yàn)檫@是能源之星以及歐洲第1275/2008 號(hào)電氣和電子家電與辦公設(shè)備待機(jī)和關(guān)閉模式下耗電量法規(guī)參考的zui終測(cè)量方法。

IEC62301 Ed.2 的要求

在進(jìn)行合規(guī)測(cè)量前，請(qǐng)參閱版標(biāo)準(zhǔn)，確認(rèn)細(xì)節(jié)。供電電壓 (IEC62310 Ed.2 Section 4.3) 可以使用本地區(qū)的標(biāo)稱電壓和頻率，但必須穩(wěn)定+/- 1% 總諧波成分 (THC ) 不得超過 2%。(THC 是修改后的THD 或總諧波失真，只包括前13 個(gè)諧波)。電壓的波峰因數(shù) ( 峰值與有效值之比 ) 必須在 1.34 和1.49 之間。由于這些參數(shù)中的任何變化都會(huì)影響待機(jī)功率測(cè)量，在測(cè)試期間的每次功率測(cè)量中，必須同時(shí)測(cè)量和確認(rèn)這些參數(shù)。要求同時(shí)測(cè)量有效值和諧波。正常 AC 線路供電可能會(huì)超過這些標(biāo)準(zhǔn)，特別是在輸入供電或配電變壓器附近進(jìn)行測(cè)試連接時(shí)。如果供電不滿足要求，那么必須使用合成交流電源或線路調(diào)節(jié)裝置。

測(cè)量不確定度 (IEC62310 Ed.2 Section 4.4)

IEC 標(biāo)準(zhǔn)考慮了上述困難，規(guī)定了測(cè)量不確定度，其基于要測(cè)量的功率電平及波形的失真和相移。為了同時(shí)考慮失真和相移，我們規(guī)定了zui大電流比(MCR)。MCR = 波峰因數(shù)/ 功率因數(shù)

功率測(cè)量程序

(IEC62301 Ed.2 Section 5.3)可以通過三種方法確定功率( 單位：瓦)。

1. 直接方法

“這種方法不應(yīng)用于驗(yàn)證用途”。這是前面介紹的基本功率分析儀前面板方法，針對(duì)的目標(biāo)是只在吸收非常穩(wěn)定的功率的產(chǎn)品上快速進(jìn)行原型測(cè)量。

2. 平均讀取方法

這種方法是以前標(biāo)準(zhǔn)版(Ed.1) 中使用的方法的改進(jìn)版。由于測(cè)量需要至少20 分鐘，并不適用于所有產(chǎn)品模式，因此使用下面介紹的采樣方法。

1. 對(duì)兩個(gè)測(cè)量周期、每個(gè)測(cè)量周期不低于10 分鐘，應(yīng)確定平均功率。

2. 計(jì)算兩個(gè)測(cè)量之間的功率變化速率(mW /h)，檢查功率測(cè)量的穩(wěn)定性。只有在滿足穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，測(cè)量方才有效。如果不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性，那么必須使用抽樣方法。

3. 抽樣方法

這是IEC 推薦的方法，也是zui快速的方法，適用于所有可能的產(chǎn)品模式。

1. 以快于每秒一次的速度記錄功率和其它測(cè)量。

2. 被測(cè)產(chǎn)品通電zui短15 分鐘。

3. 丟掉三分之一的數(shù)據(jù)(5 分鐘)。

4. 通過所有功率測(cè)量的zui小二乘線性回歸法，確定測(cè)量的穩(wěn)定性。在直線回歸的斜率小于10mW/h ( 輸入功率<= 1W) 或在功率大于1W、斜率小于功率的1% 時(shí)，穩(wěn)定性確立。

測(cè)試報(bào)告

(IEC62301 Ed.2 Section 6)測(cè)試報(bào)告必須包含產(chǎn)品細(xì)節(jié)、測(cè)量環(huán)境和測(cè)試實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和測(cè)量方法。

功率分析儀整體要求

(IEC62301 Ed.2 Section B.2)

1. 確定所有測(cè)量( 功率、電流、波峰因數(shù)、THC 及功率)，

以低于1 秒的間隔同時(shí)記錄這些項(xiàng)目。

2. 連續(xù)無隙采樣。

3. 擁有1mW 或更好的功率分辨率。

4. 波峰因數(shù)為3 的額定測(cè)量，是10。

5. 低于10mA 的zui小電流范圍。

6. 信號(hào)超出量程。

7. 能夠關(guān)閉自動(dòng)量程。

8. zui低2kHz 的頻響。

進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)待機(jī)功率測(cè)量

要求的設(shè)備

1. AC 電源

滿足“供電電壓”一節(jié)(IEC62310 Ed.2 Section4.3) 中討論的要求。對(duì)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，這通常是一個(gè)可編程的AC 電源，允許認(rèn)證各種電壓和頻率組合。

2. 功率分析儀，不確定度、測(cè)量規(guī)程和整體特點(diǎn)滿足上述IEC62310 Ed.2 要求。泰克 PA3000 或 PA1000

3. 安全地、根據(jù)IEC62301 Ed.2 Section B.4 連接測(cè)試電路(AC 電源、功率分析儀和被測(cè)產(chǎn)品) 的方法泰克接續(xù)盒滿足了這一要求，適合4mm 安全插座，可以簡單地1:1 連接泰克功率分析儀。

4. IEC62301 Ed.2 Section 6 要求的測(cè)量記錄和報(bào)告方法裝有泰克PWRVIEW、并帶有USB 連接的筆記本電腦。

具體的電源效率及電源標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試實(shí)例：

一、能效等級(jí)level IV 測(cè)試：

VI 級(jí)能效相比較V 級(jí)面臨兩個(gè)主要挑戰(zhàn)：

1. 對(duì)電源的效率要求提高2.3%，要求到88%- 要求高精度

2. 待機(jī)功耗測(cè)試要求由300mW 降低到100mW- 要求測(cè)試設(shè)備uA 級(jí)的測(cè)試能力。

可以直接將電源的效率進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)

圖上所示，是使用泰克功率分析儀PA1000 進(jìn)行測(cè)試的手機(jī)充電器待機(jī)功耗情況，大家清晰看到此時(shí)的待機(jī)功耗57.91mW，電流為2.313mA。