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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 dropoutline transient线电压的sag和surgeblowout和recovery效率保持时间功率因数输出regulation输出纹
2、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红字: DL7400/P
3、SA测测蓝蓝字字: Power Meter测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上海横河国際貿易有限公司各个产品的精度和带宽DC101001k10k100k1M功率测量带宽功
4、率测量带宽Hz 1MHz电池电池转换器转换器（）（）家电家电，机器消耗功率的测量机器消耗功率的测量重重电电， ，功率功率， ，自动化生产线设备的维护自动化生产线设备的维护工业电机产品工业电机产品(电源电源， ，发动机发动机， ，空调空调他）他）生产生产 检查线的功率测量检查线的功率测量变频器变频器（，（，检查检查） ）3系列系列 功率基本精度功率基本精度 功率基本精度功率基本精度Hz1MHz功率基本精度功率基本精度 1MHz100kHz 功率基本精度功率基本精度功功率率基基本本精精度度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
5、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
6、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 / VA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
7、FFT的基波功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 Waveforms基波功率因数的计算结果PF = P1 / S1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 + VA2 + VA3 ) 三相三线负载 两表法(3P3W)： PFTotal = ( W1 + W2
8、) / ( 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：DC2MHz WT1600：DC1MHz 根据实际测量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
9、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概
10、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模拟信号模拟信号ProtectionandSequence逻辑逻辑信号信号APFCVinStandbyLowVVaVsDL7400的长处的长处多通道测量 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，用Vpon信号触发来观测各个输出电压的上升顺序。长存储 即
11、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。VinVponVout1Vout2Vout3VaVs测量启动停止顺序全
12、电压启动时间 : 5.96 sec.TroubleVinVponVout1Vout2Vout3VaVsStart-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Iout1Vout1Vout2Vout3Vout4Vout5Vout6Zoom window概要概要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
13、变压器或者多输出前向变压器等构成。WT1600DL7400的长处的长处WT1600的长处的长处通道测量向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
14、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1-23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
15、脉冲发生器上位滚轴下位辊轴给纸滚轴复印纸概要概要 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
16、，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： PZ4000 WT1030 LR4100上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司UPS的设计与评价概要概要在生产线上，测量输入输出功率时，必须测量以下的参数。1)W,VA,输入的频率2)DCbatteryVolts,
17、Amps&Watts3)OutputVolts,Amps,Watts&Harmonics观测IGBT变频器等高速开关装置的波形时，要求测试仪器的通道间是绝缘的，并对带宽、耐压及（CMRR）也有很高的要求。DL750ScopeCorder最适合测量变频器的电压电流波形。UPS单相输入单相输入UPS 输出输出直流直流WT1600CH1200V3280VDCIGBT moduleCommentatorCH2CH3Current probe(700937) 50 MHz/15 Apeak测量点2变频器输出电压测量点3电流输出测量点 1IGBT 控制信号DL750实现了高实现了高CMRRDL750实现了
18、高CMRR、使用绝缘探头能观测变频器的输出电压和 控制信号。（即使不用差分探头也能测量高压开关信号。）超长存储超长存储（最大：（最大：50MW/CH、 、标准标准： ：2MW/CH） ）能在高采样率下长时间观测数据。长时间观测波形，并对其进行部分放大，能够确认PWM控制波形。DL750的长处的长处 WT1600的长处的长处6ch输入:UPS供电与系统供电切换时电压值会下降。这时的输入输出的电压测量是必要的。（三相输入）谐波分析功能：为了保证电源品质，测量高频及THD是必要的。电压停止期电压停止期间间上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司手机终端时序控制试验移动终端的基带设计阶段，为了
19、减少耗电量，要求有复杂的时序控制，需要采用模拟/逻辑混合的多通道来观察输入输出信号。数字示波器DL7400有模拟信号数字信号混合输入功能，是强有力的测量工具。概要概要 移动体(无线终端)进行着基带部的复杂时序控制，其中的受信电界电平等的模拟信号、时序等的逻辑控制信号、待机电流等都可以利用长存储数字示波器DL7400来观测，从而判定内部控制是否按照设计动作着。利用多通道可观测模拟/数字混和数据，彩色画面很容易辨别各个波形。另外，利用历史存储功能可以捕捉异常信号，利用放大功能可以放大波形，还可就地打印就地保存等。DL7400的长处的长处WT1600的的Null特别规格模型特别规格模型增强了测DC用
20、的Null功能的特别模型，为了精密测量0电平，与标准模型比较，有效量程扩大，从微小电流到固定电流都能正确地测量。特别是休眠模式（待机模式），因为电流很小，精确测量很困难。手机电源打开时的波形手机电源打开时的波形（ （消耗电流的变化消耗电流的变化） ）上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司反向换流器电子微波炉，由于可以随意改变高频输出，其输出与许多普通电子微波炉相比，具有以下特征。小巧、轻便的设计，可以实现较高性能的高频输出。可以持续改变高频输出。 概要概要 结构结构 通过求平均值，进行高精度测量。可充分捕捉高频波形的频带带宽高频解析功能（选项）各种功能累加、DA输出（选项）、内置打印
21、机（选项）通信功能（RS-232C或GP-IB/以太网（选项） 特点特点反向换流器电子微波炉电力评价电路结构一例可变电压波形一例WT将元件改变几十Hz，通过C与1次高压变压器的共振电路，产生回归脉冲。使这个可变频率在Hz的范围内变化，通过改变2次感应电压（约为V），控制磁控管的高频输出。的要点的要点可在可在1 1台机器上进行多项高精度测量。台机器上进行多项高精度测量。可以测量高压变压器及商用输入电流。可以测量高压变压器及商用输入电流。上海横河国際貿易有限公司上海横河国際貿易有限公司变频器PWM分析概概 要要DL1740/DL1640的Cycle Statistics功能, 在频率固定/Duty
22、比变化时,或在Duty比固定/频率变化时,均可以有效地对周期性变化的参数进行分析.DL1740/DL1640的Cycle Statistics功能在变频器电路PWM(Pulse Width Modulation)信号分析时非常有效应用要点应用要点200V200V33280VDC280VDCIGBT模块整流器周期固定/Duty比变化例(周期, H电平时间测试）测试结果显示(Show Result)MAX/MIN键便于查找每个周期的最大值/最小值200MHz带宽采样率200MS/s最大内存32MW历史记录脉冲计数数字滤波500MHz带宽采样率1GS/s内存 1MW历史记录脉冲计数PMW信号DL1740EDL1640Motor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富士电机公司IGBT UPS 50kVA测试仪器：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谢谢各位
