家電行業(yè)低功耗測試解決方案

　　一、家電能效標簽與待機功耗測試的關系

　　毫無疑問，在大家的日常生活中各式各樣的家用電器為我們的生活帶來了很多方便，近年來，大家在購買家電的時候，對產品的耗電量也越發(fā)的關注，然而面對各類花式能效標簽，我們選擇哪一款家電才能更加節(jié)能環(huán)保?

　　那么哪些家電具有中國能效標識呢?早在2005年，有關部門就著手進行能效標識的研究和推廣工作。也就是說，最早的中國能效標識從2005年3月1日開始執(zhí)行，在當時所涉及的產品只有冰箱和空調。后來，陸續(xù)加入了洗衣機、電熱水器、電磁爐、電飯鍋、平板電腦和微波爐等產品。而有的產品的能效標識如冰箱等等，歷經(jīng)幾代的變革，能效等級的要求也在不斷提高，從而形式了目前成為大家看到的能效標識。那么，而能效標識中，有的為3級能效，有的為5級能效，究竟這些數(shù)字代表著什么意義，用戶又該如何選購呢?

　　1、能效標簽是什么，從能效標簽選家電靠譜嗎?

　　能效標簽也就是能源效率標識，是耗能產品的附件，表示產品能源效率等級等性能指標的一種信息標簽，如圖3.1所示，目的是為用戶和消費者的購買決策提供必要的信息，能夠引導和幫助消費者選擇高能效節(jié)能產品。

　　圖3.1 中國能效標簽

　　從圖3.1不難發(fā)現(xiàn)，中國能效標識分為5個等級，那么這個等級是如何區(qū)分的呢?

　　l等級1表示產品達到國際先進水平，最節(jié)電，即耗能最低，能效比3.40以上;

　　l等級2表示比較節(jié)電，能效比3.20~3.39;

　　l等級3表示產品的能源效率為我國市場的平均水平，能效比3.00~3.19;

　　l等級4表示產品能源效率低于市場平均水平，能效比2.80~2.99;等級5是市場準入指標，低于該等級要求的產品不允許生產和銷售，能效比2.50~2.79。

　　能效比主要是指是在額定工況和規(guī)定條件下，空調進行制冷運行時實際制冷量與實際輸入功率之比。即制冷能效比EER和制熱能效比COP。

　　制冷量：空調主機實際制冷量。

　　輸入功率：空調主機實際輸入功率(耗電量)。

　　制冷量=C×M×ΔT=4.2×103 J/kg℃×M×(T回-T供)

　　M=Q×h=D×1h=1000Ckg

　　ΔT=(T回-T供)=(B-A)℃

　　該數(shù)值的大小反映出不同空調器產品的節(jié)能情況。能效比數(shù)值越大，表明該產品使用時所需要消耗的電功率就越小，則在單位時間內，該空調器產品的耗電量也就相對越少，如圖3.2所示。

　　圖3.2 能效等級說明

　　在能效比計算的過程中，空調實際輸入功率的測試尤其重要，目前大部分廠家在家電行業(yè)功率測量的首選還是功率計，既能夠完成對電壓、電流、功率、能耗等基本功能的測試，又可以對輸入端電壓、電流進行諧波等初步分析和檢測。

　　在家電的檢測認證機構中，高精度功率計成為不可缺少的檢測利器。ZLG致遠電子的PA310功率計，基本功率精度可以達到0.1%，三通道可完成對三相交流電的測試，且最高500KS/s采樣率，300KHz帶寬，標配同步測量諧波(高達50次)與總諧波失真(THD)，符合IEC61000-4-7諧波測量標準，能夠解決目前變頻家電行業(yè)因諧波引發(fā)的測試不精準的情況;配合本身對功耗和諧波的測試功能，利用可達100ms的快速數(shù)據(jù)更新周期能夠完美實現(xiàn)對目前家電輸入端的功率測試。

　　二、變頻空調等變頻家電測試的測試方案

　　越來越多的家電產品都采用了變頻技術，那變頻家電測試的難點到底在哪里呢?

　　全球氣候變暖逐漸變成人們茶余飯后談論的話題，不僅引起了大眾的關注，工業(yè)界也行動起來，大力推進節(jié)能和使用替代能源。如由節(jié)能法、能源之星等組成的功耗削減舉措對家電產品的運行模式就提出了要求。

　　這里我們以空調為例，來跟大家分享下變頻家電的測試的難點到底在哪里呢?

　　越來越多的家電產品都采用了變頻技術，在節(jié)約能耗的同時亦令產品的波形信號發(fā)生了畸變。而且由于變頻的應用導致在家電運行過程中，頻繁地改變工作狀態(tài)，導致工作電流發(fā)生大范圍變化，電流可從幾十安降到幾毫安。那么，到底什么樣的儀器才能滿足對空調等變頻家電的測試測量要求呢?

　　1、測試難點

　　變頻家電在節(jié)約能耗的同時亦令產品的波形信號容易發(fā)生畸變。這些畸變的波形都是非正弦信號，如脈沖波、三角波、矩形波、梯形波和脈沖波等，含有豐富的高頻諧波分量。普通的功率計由于采樣率與帶寬限制，無法對高頻成分進行準確測量，因此其測量值與真實值存在巨大差距。

　　一般的功率測量儀器在積分模式下只允許同一量程下進行功率測量，無法滿足對變頻家電功率的正確測量。

　　2、解決方案

　　那應該如何解決這些測量難點呢?致遠電子PA300系列功率計具有以下特性：

　　l最高500KS/s采樣率，300KHz帶寬;

　　l標配同步測量諧波(高達50次)與總諧波失真(THD)，符合IEC61000-4-7諧波測量標準;

　　l在積分模式下能夠自動切換量程，支持寬電流: 50μA~20A范圍測量;

　　l功率測量精度高達0.1%;

　　l標配豐富的通信接口，USB Host、USB Device、GPIB、RS-232及以太網(wǎng)。

　　500KS/s采樣率：根據(jù)奈奎斯特采樣定律，儀器采樣率要高于輸入信號最高頻率的兩倍。致遠電子功率計具有500KS/s的采樣率，能夠測量畸變的波形中豐富的高次諧波。

　　300KHz帶寬：低帶寬的功率計，信號中的高頻成分被模擬前端電路濾除，從而造成能量丟失。致遠電子功率計300KHz的帶寬完全滿足變頻家電等新技術產品的功耗測量。

　　對于電網(wǎng)中波動的電壓電流，該如何測量可再現(xiàn)的諧波測量結果?根據(jù)IEC61000-4-7標準的嚴格規(guī)定，諧波測量的頻譜分析時間窗為10個周期，因此測量儀器必須能防止諧波分析時出現(xiàn)的頻率混疊現(xiàn)象。同時，其采樣頻率需同步跟蹤輸入信號的基本頻率，從根源上杜絕頻譜泄露現(xiàn)象的產生。PA300系列功率計采用了純硬件模擬濾波器與鎖相環(huán)技術，避免了頻率混疊與頻譜泄露的發(fā)生。保證了諧波測量的可再現(xiàn)性。

　　PA300系列功率計采用全新的設計架構，在低功耗測量方面進行多項優(yōu)化，具有更高的功率因數(shù)精度，非常適合于待機的功耗測量。而且高達50次的諧波分析功能為您更準確分析波形質量。同時，該系列功率計在積分模式下可以自動切換量程的功能為變頻家電功率的準確測量提供了保障。

　　PA300系列功率計具有最高500KS/s采樣率，300KHz帶寬，針對變頻家電采取的積分模式下可以自動切換量程的功能，并且支持寬電流的輸入等特性對工作功耗的測試提供了可靠的功率測量解決方案。

　　三、電磁爐等大電流設備的測量解決方案

　　隨著市場需求的增長，IH(感應加熱)電磁爐以其更加安全的性能逐步取代了燃氣灶具。IH電磁爐利用大電流產生強大的熱電能并轉化成熱能。這樣的大電流設備的測試測量又對測量儀器提出了怎樣的要求呢?

　　“全電氣化”在不知不覺中已經(jīng)融入進了我們的生活，像廚房用具、熱水器及其他家用設備均通過電力來驅動。隨著市場需求的增長，IH(感應加熱)電磁爐以其更加安全的性能逐步取代了燃氣灶具。IH電磁爐利用大電流產生強大的熱電能并轉化成熱能。

　　這樣的大電流設備的測試測量又對測量儀器提出了怎樣的要求呢?

　　1、測試要求

　　A、是否支持寬電流范圍直接輸入的功能?

　　B、測量項的精度是否可靠?可否實現(xiàn)監(jiān)測和記錄所有測試項目的數(shù)據(jù)，以便了解設備的工作狀態(tài)?

　　隨著家用設備的逐步改善，測量儀器的研制也是緊跟其后，廣州致遠電子的PA310功率計的設計完全考慮到了現(xiàn)代家電的變化趨勢，可以為您在測量IH電磁爐這樣的大電流設備時提供合適的解決方案。

　　2、解決方案

　　流經(jīng)IH電磁爐的大電流可以直接輸入到PA310，無需電流傳感器或其他設備即可測量電壓、電流、功率、諧波失真(THD)以及其他參數(shù)。

　　l直接輸入大電流：20Arms;

　　單分流器設計的功率計往往精度低，并且溫漂非常大。PA310功率計采用了雙分流器技術，電流可以直接輸入量程從5mA-20A，無需電流傳感器便可直接連接IH電磁爐與功率計。

　　l高精度功耗測量：0.1%;

　　功率計的功率測量精度可達0.1%，由于雙分流器技術的應用，可以保持分流電阻的溫度穩(wěn)態(tài)變化，降低溫漂，可以實現(xiàn)從小電流到大電流測量時都能保證0.1%的功率測量精度。

　　最多可同時顯示4個測量項，并且支持同步測量諧波(最高可達50次)和總諧波失真。且標配有專門的PAM上位機分析軟件，監(jiān)測和記錄所有測試項目的數(shù)據(jù)。

　　PA310功率計獨特的設計，不僅可以進行大電流設備直接測量，而且在大電流測量時仍能保證高達0.1%的基本精度。