使用功率分析仪测量数据时,要选择合适的同步源,如果同步源设定不当,测量值有可能不稳定或出现错误,不少客户经常提出疑惑,同步源有什么作用?又该如何选择合适同步源呢?
不论您是客户还是前端技术人员,在首次使用功率分析仪测试开关电源和变频器产品时,您是否有以下疑问:
如果被测对象是开关电源,其电压波形的畸变相比电流波形较小时,建议选择电压信号作为同步源。
图 1 开关电源同步源选择电压信号
而如果被测对象是变频器,输出端其电流波形的畸变相比电压波形较小时,建议选择电流信号作为同步源,并需打开频率滤波器或非测量通道输入一个同步的参考信号。
图 2 变频器同步源选择电流信号
揭开以上困惑,我们需要从同步源的作用,同步源的原理,如何选择同步源聊起。
同步源的作用
PA功率分析仪由模数转换器高速采样电压电流瞬时值,以更新周期为间隔计算和显示测量结果。对于交流信号测量,需要截取整数倍信号周期的数据进行计算才能得到正确的结果。
一个更新周期的时间通常并非刚好包含整数个信号周期,如图1所示,此时同步源选择None是以更新周期所有数据进行计算,交流测量值是不正确的。可以使被测信号自身或其它频率同步的信号通过电压比较器得到与被测信号频率相同的方波,称为同步源,以更新周期内最大连续整数个方波起止时刻作为计算的区间,便可准确测量交流信号的电参量。
另一方面,信号频率值是通过对同步源脉冲周期测量得到的。
图 3 同步源电路图及选择
同步源的原理
同步源需要与被测信号基频相关,也即是要求设置PA功率分析仪使其能准确且易于测量信号的基波频率。能够易于测量基波频率需同时具备:
(1)选择合适量程使交流信号幅值尽量大但又不超量程,使信号能够触发测频比较器翻转;
图 4 不同幅值信号波形
(2)较少的噪声、干扰,信号波形穿越平均值恰为正常基波周期(否则有过多的触发比较,测量的频率偏高);
(3)波形有明显地穿越平均值及穿越斜率较陡(否则没有明显的穿越行为可能遗失触发,测量的频率偏低)。
图 5 同步源波形选择
同步源的选择
在实际测试时,用户可以根据输入信号的波形特点,选择合适的同步源,以下6种常见工况可供参考:
情况1:当已选择的同步源有丰富谐波、噪声和干扰时,需将同步源改为易于测出基波频率的信号,如方波、正弦波。
情况2:当测量交流和直流叠加信号时,若交流信号幅值较大足以触发测频比较器且满足以上三点可选做同步源。
情况3:测量直流信号时
·有可参考的交流信号,选择该交流信号为同步源;
·当没有其它相关交流信号时,直流信号有脉动或纹波时,可符合情况2的按情况2处理;
·如果直流信号上带微小变动的脉动或纹波噪声,交流成分不足以触发测频比较器,则选择其它单元相关的满足上述3点的信号,若无只能设定为NONE,并选择长更新周期确保测量值的稳定性。
情况4:设定测量三相设备时的同步区间,同一接线组需设置相同的同步源。
情况5:设定测量功率转换设备的效率时的同步区间
输入输出为交流不同步频率,各自设置相关的信号做同步源(并适宜选择较长的更新周期),一为直流一为交流选择交流端相关的信号做同步源。
情况6:测量信号完全不符合以上3点
非测量信号通道同步输入一个参考的同步信号,该信号可以是方波、正弦波等。
图 6 举例
如果在测试前,我们无法确定待测设备的电压、电流哪个波形比较干净,大家也可以利用功率分析仪的波形视图功能,查看电压电流波形,结合实际波形设置合适的同步源。
- 关键词:功率分析仪 功率测量 同步源
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- 来 源:ZLG致远仪器
- 编辑:清风
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