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1、上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司高效率电源设计解決方案横河示波器及功率计在电源测量方面的应用上海横河国际贸易有限公司上海横河国际贸易有限公司2006/7/21上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司电源装置的设计和要求性能完全设计 = 产品性能 + 设计要求产品规格 =电气的性能 +机械的性能 +环境的性能 +规格的性能设计要求 =最坏分析 +部件损耗 +FMEA上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司输入突入电流 line dropout line transient 线电压的sag和surge blowout和recovery 效率 保持时间 功率因数 输出
2、regulation 输出纹波 (PARD) 动态响应 上升时间 下降时间 turn on delay 启动时间 remote sensing 遥控 ON/OFF 由PWM信号控制输出 保护 过压 过载 短路 温度 机械相关尺寸 EMC放电 放射噪声 传导噪声环境温度 湿度 静电放电 (ESD) 振动 冲击 ON/OFF 功率周期 drop 安全 部品 creeping distance 表示 接地协调 绝缘耐压 漏电流 异常试验 电源制限 CE Marking 低电压指令 EMC( IEC801-1, 2, 3, 4, 5, 6 )( FCC, EN55022, CISPR 22 ) 可靠性
3、 波形品质 热 Derating 耐久性 包装振动 冲击与电源相关的测试项目红字: DL7400/PSA测蓝字: Power Meter测上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司横河电机电源关联解決方案示波器 : DL 系列 波形观测 波形表示的品质 使用方便和电源分析功能 深度内存和高速表示更新功率计 : PZ4000 & WT系列 效率测定 机器的静特性评价 数值表示和输出 测定精度和再现性良好上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司横河WT系列功率计及PZ4000功率分析仪 质量保证与测试工程制造与验收研究与开发功率测量带宽（Hz）总功率精度（%）上海横河国際貿易有限公司
4、上海横河国際貿易有限公司各个产品的精度和带宽0.05DC101001k10k100k1M功率测量带宽Hz1MHz电池 转换器（）家电，机器消耗功率的测量 重电，功率，自动化生产线设备的维护工业电机产品(电源，发动机，空调他） 生产检查线的功率测量变频器（，检查）3系列 功率基本精度 0.02 功率基本精度 0.1Hz0.5Hz1MHz 功率基本精度 0.1Hz1MHz100kHz 功率基本精度 0.5Hz0.1功率基本精度0.2上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司宽频带测量 电力电子技术的发展、节能设备的普遍应用被测对象变为非正弦波、 波形严重畸变、包含大量高频成分要求宽频带功率测
5、量与分析上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司谐波测量对EMC的重视，要求限制谐波水平限制三相不平衡度、电压的波动与闪变等上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司有效值的测量YOKOGAWA产品提供了各种有效值测量结果平均整流型原理的测量结果 Vmn 基波电压有效值V(1)真有效值测量结果 Vrms 谐波分析状况下的真有效值上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司单相电路的功率测量脉冲型负载的功率分析（例：待机状况下的功率测量）问题：电流值很小、脉冲功率、模拟式或数字式仪器不能测出功率值 解决方法：利用电能值计算平均有功功率上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限
6、公司效率测量三相三线PWM变频调速电机：P4 = 单相输入功率P A = 三相输出功率变频器输入电流变频器输出电压上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司每一个周期的功率计算结果详细的功率分析：（YOKOGAWA产品特色）每一个周期的功率计算结果（例如：电机启动过程）功率的谐波分析结果电机电压电机电流功率计算结果上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司功率因数分析 真功率因数测量：电源测量实例PF = W / VAPF = 87.193/113.753PF = 0.76651问题 电流波形的过零点在哪里？ 如何测定两个波形之间相角？真功率因数PF = W/VA基于FFT的基波功
7、率因数 各次谐波的功率因数上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司功率因数分析 电源测量实例：基波功率因数PF = Cos Between Fundamental WaveformsPF = Cos 21.06PF = 0.9332基波功率因数的计算结果PF = P1 / S1PF = 48.16 / 51.61PF = 0.9332此测量情形表明：真功率因数与基波功率因数并不相同上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司功率因数分析 三相系统的功率因数测量PFTotal = W / VA 三相四线负载PFTotal = ( W1 + W2 + W3 ) / ( VA1 + VA
8、2 + VA3 )三相三线负载两表法(3P3W)：PFTotal = ( W1 + W2 ) / ( 3/2)( VA1 + VA2 )三表法(3V3A)：PFTotal = ( W1 + W2 ) / ( 3/3)( VA1 + VA2 + VA3 )上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司功率因数分析 测量实例：3V3A法P = P1 + P2 PF = P / VA注意：三相视在功率算法上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司带宽选择 带宽的选择、设置与意义测量噪音、被测电路中的高频成分的区别仪器的测量范围：PZ4000：DC2MHzWT1600：DC1MHz根据实际测量
9、情况选择设置上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司谐波分析谐波分析用电设备的谐波限制标准IEC、IEEE、中国国标谐波测量仪器的要求IEC标准、国标上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司谐波分析谐波分析应用实例：电源输入测试U1 = 总电压值 rmsU1(1) = 基波电压I1 = 总电流值 rms I1(1) = 基波电流I1(3) = 3rd 谐波电流P1 = 总有功功率总值计算到500次谐波,带宽30 KHz上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司应用问题PZ4000 普通测量方式2 MHz 带宽PZ4000 谐波分析方式30 kHz 带宽上海横河国際貿易有限
10、公司上海横河国際貿易有限公司多输出电源启动停止时的输出动作的确认概要用于等离子显示器等的电源，不但输出端口多，还有针对于各输出间的启动停 止顺序的限制。通常需要确认从接上交流电源开始一直到power on 信号，各输 出信号的上升的情况。 用单片机控制各输出的顺序时，因为每一个输出信号都要和信号和在一起观测 ，这样就有非常多的波形需要同时观测。Vout1VponVsVout2Vout3Va模拟信号Protection and Sequence逻辑 信号APFCVinStandbyLowVVaVsDL7400的长处多通道测量向DL7480的模拟通道中输入6路输入输出信号。触发模式设定为单触发 ，
11、用Vpon信号触发来观测各个输出电压的上升顺序。长存储即使是长时间观测从接上电源到全部的电压上升的波形，如果有 8MW/ch的长内存，也能保证以1MS/s的采样率读取波形。如果使用放 大功能还能同时观测各输出的上升时间及异常波形。测量逻辑信号（选件）DL7440/DL7480中除了有模拟输入端口外还有逻辑输入端口。在观测模 拟信号的同时还可以观测来自单片机等的逻辑信号，而没必要使用两 台仪器。WT1600的长处n 多通道测量能同时观测输入输出电源(MAX,6ch)，还能简单地测量电源效率。另外，WT1600还具有表示各输入输出电量趋势的功能，所以比DL7480 更适合长时间的测量。Vin Vp
12、on Vout1 Vout2 Vout3 Va Vs测量启动停止顺序 全电压启动时间: 5.96 sec.TroubleVin Vpon Vout1 Vout2 Vout3 Va Vs Start-up time of Vs : 510 msec观测与产品组合时发生的 异常波形WT1600上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司多输出电源中过渡响应波形和纹波电压测量IoutVout1Vout2Vout3电路图与测量点Iout1 Vout1 Vout2 Vout3 Vout4Vout5 Vout6Zoom window概要PC等使用的多输出电源中使用多输出晶体管的场合很多，常常需要观测由
13、于 各输出间的负载变化引起的输出电压的过渡响应和输出纹波电压波形等。 多端口输出电源一般是由降压变压器或者多输出前向变压器等构成。WT1600DL7400的长处WT1600的长处通道测量 向DL7480输入输出电流（Iout）和各输出电压（Vout6）。 用4通道示波器测量多输出电源的输出纹波电压和过渡响应的输出电压时，需 分两次进行，很麻烦。如果使用DL7480， 由于8个通道可同时测量，一次就 可观测由过渡响应引起的幅度变化和纹波电压等。 长存储（8MW/、2/）因为是长存储，通过放大波形能详细观测上升、下降时的响应特性和纹波电 压等。对确认控制系统安定性也很有效。 放大功能因为测量波形和
14、2个放大波形可以在一个画面中显示，所以能很容易沿时间 轴放大波形。另外，放大波形还可以全屏显示，使得详细观测成为可能，这点 对于调试回路很有用。図1-1 过渡响应时 其他输出过渡响应 (500us/div,2GS/s) 电流刻度3A/div図2-1 上升过渡响应时 其它输出过渡响应 （20us/div) 図2-2 下降过渡响应时 其它输出过渡响应 （20us/div) 图1-2 3画面表示 (下：2画面放大) n 多通道测量能同时观测输入输出电源(MAX,6ch)，还能简单地测量电源效率。另外，WT1600还具有表示各输入输出电量趋势的功能，所以比DL7480 更适合长时间的测量。上海横河国際
15、貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司开发复印机时的有效评价各线的扫描开始脉冲CCD线传感器, 2048画素/线驱动脉冲信号A/D脉冲发生器上位滚轴下位辊轴给纸滚轴复印纸概要 开发复印机时，进行有效的评价是非常重要的。复印机的重要部件有： CCD线传感器、送纸驱动系统等。在调试阶段，向传感器输入测试信号，按照每线的启动脉冲的发生时序，模拟 再现扫描速度和分解能的变化。DL7400的长处 多通道可以保证测量：送纸/马达的驱动脉冲/扭矩/激光信号等多种信号。（ MAX:8ch）另外，控制脉冲信号可以用16bit逻辑输入功能来观测。长存储可以保证测到像驱动脉冲发生回路那样的快信号和马达驱动信号那样的慢 信号。DL750的长处 Dl750 有多种多样的输入模块，故可测量各种各样的输出信号。所有的输入信号 都能进行绝缘测量，既安全又正确。还具有温度测量功能和高速响应的记录功能。另外，对于从电源ON开始到待机 模式间的温度控制以及由于发热造成的驱动部分的老化预测等也能起到作用。WT1600的长处 WT1600有6个输入端子，能测量各主要部分的耗电量。这对于削减待机模式和 休眠模式的耗电量很有帮助。耗电量测量上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司用户实例日本CANON公司测试仪器：PZ4000WT1030LR4100上海横河国
