IEC61000 電力模擬：看似簡單！華儀EAL-5000系列可以勝任！

1965年，Intel的共同創(chuàng)辦人高登．摩爾(Gordon Moore)針對半導體發(fā)展提出了劃時代的理論–––《摩爾定律》。摩爾在此定律中指出，半導體上容納的晶體管數(shù)每兩年會增加一倍。時至今日，科技飛躍性的發(fā)展讓半導體組件倍增的速度已經(jīng)快過摩爾所預(yù)期；而帶動5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能、IoT物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療器材以及電動車技術(shù)進步的，正是源于這些先進的半導體技術(shù)。為了確保這些技術(shù)能安全的運用在產(chǎn)品上并維持其質(zhì)量，業(yè)界常利用安規(guī)測試儀對產(chǎn)品進行各種安全測試，如耐壓、絕緣及接地阻抗測試等。但在眾多電氣測試中，存在另一個同等重要、卻往往被忽視的角色:執(zhí)行電網(wǎng)狀況模擬的交流電源。本期電子報中，EEC華儀電子將藉由40年來為客戶提供安規(guī)測試及電源解決方案的獨到經(jīng)驗，帶您深入探討如何針對不同需求，選擇適合的交流電源。

擇您所需，而非所欲
貪心是人類的通病，總是想要一舉多得。我們在選購設(shè)備時，要不選擇較gao規(guī)格的機種、期待能以一臺機器滿足所有需求，要不就是挑選滿足起碼性能要求中的低規(guī)格。這個選擇邏輯看似沒有問題，但往往會導致公司內(nèi)部的標準不一致。若研發(fā)、生產(chǎn)與售后服務(wù)部門全都用不同的儀器，可能造成所得的數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，進而衍生各種數(shù)據(jù)誤差，并使整體持有成本居高不下。

在選擇電源之前，EEC建議您先考慮下面幾個問題:您的產(chǎn)品是甚么?需要通過的測試又是甚么?是否有需要符合的標準規(guī)范?從這三個角度切入思考，您可以更客觀且全面的了解自己的需求。

交流電源功能何在?誰該使用交流電源?
只要有插座跟電線，人人都有電可用，為何我們還需要使用額外的電源?

通常來說，使用獨立的電源可以帶來下列的好處:

產(chǎn)生不同電壓
產(chǎn)生不同頻率
提供純凈且穩(wěn)定的輸出
提供與電網(wǎng)隔離的輸出
波形失真率低
具備功率量測的能力
可產(chǎn)生各種輸出波形、模擬電網(wǎng)狀況以及各種瞬時響應(yīng)
電源的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用極為廣泛，這邊僅針對部分應(yīng)用進行討論。IEC 61000電磁兼容性(electromagnetic compatibility, EMC)及IEEE 1547.1是兩個各產(chǎn)業(yè)常被要求符合的安規(guī)標準，其中又以IEC 61000-3與IEC 61000-4為重要的兩個系列標準。另外，電源應(yīng)用也會隨著所測試的產(chǎn)品、或是所用的部門不同而有所改變。

以研發(fā)部門來講，電源常被用來驗證電網(wǎng)異常的各種保護措施；產(chǎn)線自動測試系統(tǒng)則需要可靠且安全的電源提供穩(wěn)定的輸出電壓與頻率；檢驗及品管部門常需要透過電源驗證產(chǎn)品的功率范圍、確保成品質(zhì)量；至于售后服務(wù)部門，則需要可提供穩(wěn)定輸出的電源作為儀器調(diào)校以及電網(wǎng)異常模擬之用。這些應(yīng)用中，電源常搭配安規(guī)測試儀一并使用，進行如漏電流或接觸電流等測試。

如何選擇交流電源?

做出選擇前，首要任務(wù)是了解所在地的電力輸配送規(guī)格。在日本，標準輸配電電壓為100V、在中國大陸則是220V。盡管新一代的電源都具備彈性的電力輸入應(yīng)對能力(如100V-240V)，在特殊狀況下仍需將較為不同的電力環(huán)境納入考慮。為確保電源的可靠與安全性，您可以檢查機身上是否有如CE、UL或TUV等檢驗機構(gòu)的安全認證標章。

接下來需考慮的，是您的產(chǎn)品需求。測試中被檢驗的產(chǎn)品一般稱為「待測物」(device under test, DUT)，它將決定測試所需的電壓、頻率，以及需符合的安規(guī)標準；部分特殊產(chǎn)品則有額外的浪涌電流及波峰因數(shù)等要求。以中央冷暖空調(diào)(HVAC)產(chǎn)業(yè)為例，由于所用的壓縮機功率大，因此測試所需的浪涌電流較其他產(chǎn)品來得大；下方圖一說明了需要選擇高波峰因數(shù)的理由。

圖一、浪涌電流與波峰因數(shù)關(guān)系示意圖

浪涌電流會隨著待測物不同而改變，而波峰因數(shù)代表的則是電源所能提供的瞬間峰值能力。選擇電源時，必須將浪涌電流的需求與電源提供的波峰因數(shù)能力做比較，并找出解答。常見應(yīng)用如馬達，其啟動瞬間需要足夠的浪涌電流進行驅(qū)動。為應(yīng)對這種狀況，直觀的解決方法是采用額定功率較大的電源；實際上，只要電源提供的波峰因數(shù)夠大，額定功率較小的電源也能滿足馬達的浪涌電流需求。

如同前面所述，各部門的職掌也會決定所需儀器的性能。以研發(fā)部門用的儀器為例，精度好、高輸出范圍以及多樣波形與諧波生成功能是*的決定性因素。小數(shù)點后數(shù)個位數(shù)的微調(diào)能力，對研發(fā)部門進行產(chǎn)品驗證的能力有莫大的影響；波形生成功能，則是進行IEC 61000-3與IEC 61000-4標準相關(guān)測試的關(guān)鍵能力。近日新型的電源通常具備內(nèi)建的step、list、pulse與transient等模式，讓安規(guī)標準測試設(shè)定更加輕松、整體效率更好。圖二中列出了部分IEC 61000認證前測試與對應(yīng)的測試波形。檢驗與品管部門亦可應(yīng)用上面提到的功能增進測試效率與質(zhì)量。

圖二、部分IEC 61000-4標準測試與其波形

對產(chǎn)線測試部門來說，儀器的賬面規(guī)格就非首要關(guān)鍵；可靠性、耐用性、安全性與輸出穩(wěn)定性才是重要的。另外，耗能表現(xiàn)與多機彈性連接能力亦十分重要，可以為應(yīng)用量大的產(chǎn)線部門帶來規(guī)模效益。常見的儀器連接接口包括USB、GPIB以及以太網(wǎng)絡(luò)。特定使用環(huán)境下，儀器也可能需具備以模擬輸入(BNC)方式外接頻率的同步能力。善加利用這些功能，長遠來看都有助降低持有成本。

購買適合的儀器需要考慮眾多因素。做決定前，可以咨詢EEC的電源專家以找出有經(jīng)濟效益且符合需求的解決方案。

EEC華儀電子即將推出全新一代高效可靠的交流電源。本系列產(chǎn)品擁有完整的產(chǎn)品線與功能，對應(yīng)產(chǎn)線、研發(fā)、品管及售后服務(wù)等各種測試需求。直覺化的控制接口與簡單流暢的操作，能大幅提升測試效率。本系列產(chǎn)品不但使用簡單且效能強大，更擁有業(yè)界的安全性與穩(wěn)定耐用度；并搭載可擴充性能套件，能針對您的需求與預(yù)算提供彈性多元的應(yīng)用解決方案、省下一切不必要的花費。本系列產(chǎn)品亦具備高度可靠耐用性以及經(jīng)世界及認證的安全性，是自動測試設(shè)備與制造業(yè)應(yīng)用的不錯選擇。

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