家電行業(yè)低功耗測(cè)試解決方案

　　一、家電能效標(biāo)簽與待機(jī)功耗測(cè)試的關(guān)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(shí)候，對(duì)產(chǎn)品的耗電量也越發(fā)的關(guān)注，然而面對(duì)各類花式能效標(biāo)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(biāo)識(shí)呢?早在2005年，有關(guān)部門就著手進(jìn)行能效標(biāo)識(shí)的研究和推廣工作。也就是說，最早的中國能效標(biāo)識(shí)從2005年3月1日開始執(zhí)行，在當(dāng)時(shí)所涉及的產(chǎn)品只有冰箱和空調(diào)。后來，陸續(xù)加入了洗衣機(jī)、電熱水器、電磁爐、電飯鍋、平板電腦和微波爐等產(chǎn)品。而有的產(chǎn)品的能效標(biāo)識(shí)如冰箱等等，歷經(jīng)幾代的變革，能效等級(jí)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(biāo)識(shí)。那么，而能效標(biāo)識(shí)中，有的為3級(jí)能效，有的為5級(jí)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(biāo)簽是什么，從能效標(biāo)簽選家電靠譜嗎?

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

　　圖3.1 中國能效標(biāo)簽

　　從圖3.1不難發(fā)現(xiàn)，中國能效標(biāo)識(shí)分為5個(gè)等級(jí)，那么這個(gè)等級(jí)是如何區(qū)分的呢?

　　l等級(jí)1表示產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平，最節(jié)電，即耗能最低，能效比3.40以上;

　　l等級(jí)2表示比較節(jié)電，能效比3.20~3.39;

　　l等級(jí)3表示產(chǎn)品的能源效率為我國市場(chǎng)的平均水平，能效比3.00~3.19;

　　l等級(jí)4表示產(chǎn)品能源效率低于市場(chǎng)平均水平，能效比2.80~2.99;等級(jí)5是市場(chǎng)準(zhǔn)入指標(biāo)，低于該等級(jí)要求的產(chǎn)品不允許生產(chǎn)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(diào)進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)實(shí)際制冷量與實(shí)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(diào)主機(jī)實(shí)際制冷量。

　　輸入功率：空調(diào)主機(jī)實(shí)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(diào)器產(chǎn)品的節(jié)能情況。能效比數(shù)值越大，表明該產(chǎn)品使用時(shí)所需要消耗的電功率就越小，則在單位時(shí)間內(nèi)，該空調(diào)器產(chǎn)品的耗電量也就相對(duì)越少，如圖3.2所示。

　　圖3.2 能效等級(jí)說明

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

　　在家電的檢測(cè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)中，高精度功率計(jì)成為不可缺少的檢測(cè)利器。ZLG致遠(yuǎn)電子的PA310功率計(jì)，基本功率精度可以達(dá)到0.1%，三通道可完成對(duì)三相交流電的測(cè)試，且最高500KS/s采樣率，300KHz帶寬，標(biāo)配同步測(cè)量諧波(高達(dá)50次)與總諧波失真(THD)，符合IEC61000-4-7諧波測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，能夠解決目前變頻家電行業(yè)因諧波引發(fā)的測(cè)試不精準(zhǔn)的情況;配合本身對(duì)功耗和諧波的測(cè)試功能，利用可達(dá)100ms的快速數(shù)據(jù)更新周期能夠完美實(shí)現(xiàn)對(duì)目前家電輸入端的功率測(cè)試。

　　二、變頻空調(diào)等變頻家電測(cè)試的測(cè)試方案

　　越來越多的家電產(chǎn)品都采用了變頻技術(shù)，那變頻家電測(cè)試的難點(diǎn)到底在哪里呢?

　　全球氣候變暖逐漸變成人們茶余飯后談?wù)摰脑掝}，不僅引起了大眾的關(guān)注，工業(yè)界也行動(dòng)起來，大力推進(jìn)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(duì)家電產(chǎn)品的運(yùn)行模式就提出了要求。

　　這里我們以空調(diào)為例，來跟大家分享下變頻家電的測(cè)試的難點(diǎn)到底在哪里呢?

　　越來越多的家電產(chǎn)品都采用了變頻技術(shù)，在節(jié)約能耗的同時(shí)亦令產(chǎn)品的波形信號(hào)發(fā)生了畸變。而且由于變頻的應(yīng)用導(dǎo)致在家電運(yùn)行過程中，頻繁地改變工作狀態(tài)，導(dǎo)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(duì)空調(diào)等變頻家電的測(cè)試測(cè)量要求呢?

　　1、測(cè)試難點(diǎn)

　　變頻家電在節(jié)約能耗的同時(shí)亦令產(chǎn)品的波形信號(hào)容易發(fā)生畸變。這些畸變的波形都是非正弦信號(hào)，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(jì)由于采樣率與帶寬限制，無法對(duì)高頻成分進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，因此其測(cè)量值與真實(shí)值存在巨大差距。

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

　　2、解決方案

　　那應(yīng)該如何解決這些測(cè)量難點(diǎn)呢?致遠(yuǎn)電子PA300系列功率計(jì)具有以下特性：

　　l最高500KS/s采樣率，300KHz帶寬;

　　l標(biāo)配同步測(cè)量諧波(高達(dá)50次)與總諧波失真(THD)，符合IEC61000-4-7諧波測(cè)量標(biāo)準(zhǔn);

　　l在積分模式下能夠自動(dòng)切換量程，支持寬電流: 50μA~20A范圍測(cè)量;

　　l功率測(cè)量精度高達(dá)0.1%;

　　l標(biāo)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(hào)最高頻率的兩倍。致遠(yuǎn)電子功率計(jì)具有500KS/s的采樣率，能夠測(cè)量畸變的波形中豐富的高次諧波。

　　300KHz帶寬：低帶寬的功率計(jì)，信號(hào)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(yuǎn)電子功率計(jì)300KHz的帶寬完全滿足變頻家電等新技術(shù)產(chǎn)品的功耗測(cè)量。

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

　　PA300系列功率計(jì)采用全新的設(shè)計(jì)架構(gòu)，在低功耗測(cè)量方面進(jìn)行多項(xiàng)優(yōu)化，具有更高的功率因數(shù)精度，非常適合于待機(jī)的功耗測(cè)量。而且高達(dá)50次的諧波分析功能為您更準(zhǔn)確分析波形質(zhì)量。同時(shí)，該系列功率計(jì)在積分模式下可以自動(dòng)切換量程的功能為變頻家電功率的準(zhǔn)確測(cè)量提供了保障。

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

　　三、電磁爐等大電流設(shè)備的測(cè)量解決方案

　　隨著市場(chǎng)需求的增長，IH(感應(yīng)加熱)電磁爐以其更加安全的性能逐步取代了燃?xì)庠罹?。IH電磁爐利用大電流產(chǎn)生強(qiáng)大的熱電能并轉(zhuǎn)化成熱能。這樣的大電流設(shè)備的測(cè)試測(cè)量又對(duì)測(cè)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(jìn)了我們的生活，像廚房用具、熱水器及其他家用設(shè)備均通過電力來驅(qū)動(dòng)。隨著市場(chǎng)需求的增長，IH(感應(yīng)加熱)電磁爐以其更加安全的性能逐步取代了燃?xì)庠罹?。IH電磁爐利用大電流產(chǎn)生強(qiáng)大的熱電能并轉(zhuǎn)化成熱能。

　　這樣的大電流設(shè)備的測(cè)試測(cè)量又對(duì)測(cè)量儀器提出了怎樣的要求呢?

　　1、測(cè)試要求

　　A、是否支持寬電流范圍直接輸入的功能?

　　B、測(cè)量項(xiàng)的精度是否可靠?可否實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)和記錄所有測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，以便了解設(shè)備的工作狀態(tài)?

　　隨著家用設(shè)備的逐步改善，測(cè)量儀器的研制也是緊跟其后，廣州致遠(yuǎn)電子的PA310功率計(jì)的設(shè)計(jì)完全考慮到了現(xiàn)代家電的變化趨勢(shì)，可以為您在測(cè)量IH電磁爐這樣的大電流設(shè)備時(shí)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(shè)備即可測(cè)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(shè)計(jì)的功率計(jì)往往精度低，并且溫漂非常大。PA310功率計(jì)采用了雙分流器技術(shù)，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(jì)。

　　l高精度功耗測(cè)量：0.1%;

　　功率計(jì)的功率測(cè)量精度可達(dá)0.1%，由于雙分流器技術(shù)的應(yīng)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(shí)現(xiàn)從小電流到大電流測(cè)量時(shí)都能保證0.1%的功率測(cè)量精度。

　　最多可同時(shí)顯示4個(gè)測(cè)量項(xiàng)，并且支持同步測(cè)量諧波(最高可達(dá)50次)和總諧波失真。且標(biāo)配有專門的PAM上位機(jī)分析軟件，監(jiān)測(cè)和記錄所有測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。

　　PA310功率計(jì)獨(dú)特的設(shè)計(jì)，不僅可以進(jìn)行大電流設(shè)備直接測(cè)量，而且在大電流測(cè)量時(shí)仍能保證高達(dá)0.1%的基本精度。