高精度的功率转换效率测量
信号高精度测频方法设计
信号高精度测频的误差来源：分析影响高精度测频精度的因素，如信号噪声、非线性失真 等。
信号高精度测频的应用场景
雷达系统：高精度测频技术用于测量目标物的距离和速度，提高雷达的定位精度和抗干扰能力。
通信系统：在无线通信中，高精度测频技术用于频谱分析和信号识别，实现频谱资源的有效管 理和利用。
信号高精度测频方法设计
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信号高精度测频方法概述
信号高精度测频的定义
信号高精度测 频是指利用高 精度测量技术 对信号频率进 行准确测量的
信号高精度测频 方法在通信系统 中的应用，可以 为通信系统的优 化和升级提供技 术支持和保障， 促进通信技术的 不断发展和进步。
雷达系统中的应用
信号高精度测频 方法在雷达系统 中的应用，可以 实现对目标距离、 速度和方位的高 精度测量。
该方法在雷达系 统中的应用，可 以提高雷达的抗 干扰能力和探测 精度，从而提高 雷达的作战性能。
应用场景：适用于信号频率变化范 围较大、信号复杂度较高的测频场 景。
信号高精度测频方法设计步骤
信号预处理
对信号进行滤波，去除噪声干扰 对信号进行放大，提高信号幅度 对信号进行采样，将连续信号转换为离散信号 对信号进行数字化处理，便于计算机分析处理
频率估计
信号采集：对目标信号进行采集，确保信号质量 预处理：对采集的信号进行滤波、放大等处理，提高信号信噪比 特征提取：根据信号特性，选择合适的特征提取算法，提取信号中的频率信息 频率估计：利用提取的特征信息，采用高精度测频算法对信号频率进行估计
电力能量转换效率测量方法 (应用指南)
是德科技能量转换效率测量方法应用指南什么是能量转换效率？效率是对为完成特定任务而投入的时间和精力的有效性评估。
如果此任务是将一种形式的能量转换为另一种能量，那么转换效率指的是能量转换的实施效果。
对于电力转换过程而言，效率的测量方式为输出功率（单位为瓦特）除以输入功率（单位为瓦特），用百分比表示。
在电力电子学中，使用希腊字母（η）来表示效率。
参见图 1。
理想的电力转换过程的效率为 100%。
但是，达到 100% 的效率是不可能的，因为所有真实的电子器件均会以热能的形式损失部分能量。
部分输入功率用于能量转换过程本身，因此输入功率不会完全转换为输出功率。
因此，效率必定小于 100%。
Power out (W)Efficiency(%)x100Power in (W)=η=图 1. 效率（η）是用输出功率（单位为瓦特）除以输入功率（单位为瓦特）所得结果的百分比。
能量转换效率为什么重要？显而易见，能量转换效率越高，损耗的能量就越少。
能量损耗会产生诸多成本：资金，因为我们为消耗的能源付费；时间，因为我们必须更频繁地为电池供电设备充电；产品尺寸，因为能量损耗所产生的热量必须得到恰当消散；以及环境污染，因为需要产生更多能量来补偿损耗的能量。
为降低与能量转换过程相关的成本，工程师投入大量精力以期尽量提高转换过程的效率。
国际标准对交流电源供电的家用电器的功耗水平进行了限制。
例如，在美国，美国能源部（DOE ）规定了能源效率标准，要求产品必须符合这些标准。
此外，“能源之星”计划还督促各厂商自愿遵循比 DOE 标准更为严苛的标准。
此类计划突出了合理设计能量转换过程的重要性，此类设计能够减少能耗和提高效率。
另外，HEV/EV （混合动力电动汽车/电动汽车）市场的快速发展，以及车辆电气化程度的日益提高，推动着对提高能量转换技术效率的需求不断高涨。
所有这些发展趋势，促使您需要合理测量和管理自身设计的功耗情况。
如何测量能量转换效率？由于能量转换效率实际上就是两个功率测量值的比例，因此效率测量方式实际上就是功率的测量方式。
电源技术-一种温差电单偶热电转换效率的测试方法
1 测量原理和方法 温差电单偶的热电转换效率定义为：
P in
（1）
式中，P — 温差电单偶输出的电功率，W； Φin — 输入温差电单偶的热流量，W； η — 温差电单偶的热电转换效率。 在绝热条件下，输入温差电单偶的热流量可用下式表达：
in P
（2）
2
式中，Φ — 从温差电单偶另一端输出的热流量，W。 因此，温差电单偶的热电转换效率可以通过下式计算:
5
t 为热 流 量 计 的 热 面 温度 t h t=th of Heat Power Meter
热 流 量 (Thermal Power)/W
4
3
2
1100200来自300400500
热 电势 (Thermal Potential) /mV
图2
温差电热流量计的流量-热电势标定曲线
Fig.2 Dependence of thermal power on thermal potential of a thermal power meter
1
近十几年来， 由于环境保护和空间应用的需要， 温差电材料和器件的研究重新引起人们的兴 趣。研究的重点是提高温差发电器的效率，主要途径有采用新型高效温差电材料；研制功能梯度 温差电材料（包括分段温差电元件）和级联温差电器件，等等。温差电元件、单偶、器件的热电 转换效率是最主要的性能参数。无疑，热电转换效率的测定是研究温差电器件的重要手段。 温差电单偶（或元件，下同）的热电转换效率，定义为在规定的热面温度和冷面温度下温差 电单偶发出的电功率除以热面输入的热流量。因此，温差电元件或温差电单偶热电转换效率，通 常通过测定温差电单偶热面输入的热流量和发出的电功率来计算。 一般来说，电功率的测定比较容易，精度也高。而热流量的测定，文献报道有几种。有的作 者
WT1800高精度功率分析仪
日本横河 WT1800 高精度功率分析仪集成多种功率测量基本功率精度：±0.1%DC 功率精度：±0.05%电压/电流带宽：5MHz *1 （‐3dB，典型值）采样率：约 2MS/s（16 位）输入单元：最多 6 个电流测量：100μA~55A*1：不包括50A输入单元的直接电流输入创新功能提升测量效率电机、变频器、照明装置、EV/HEV、电池、电源、飞行器、新能源、功率调节器测量：高精度、宽量程、快速采样、同步进行谐波测量·电压和电流频率带宽 5MHz(-3dB，典型值)随着开关频率的加快，要求的测量频率范围也越来越宽。
WT1800提供比之前量程宽5 倍的 电压和电流频率带宽(5MHz)，能够更正确地捕捉快速切换的信号。
·将视在功率的低功率因数误差降至 0.1%(前一型号的 2/3)*1在低功率因数下，功率因数误差是保证高精度测量的重要元素之一。
除了高达±0.1%的基本 功率精度外，WT1800还将功率因数误差(0.1%)降低到了前一型号的 2/3。
·宽电压和电流量程允许直接输入直接输入测量信号可测量使用电流传感器难以测量的微小电流。
WT1800 提供 1.5V到1000V(12 个量程)的电压直接输入范围，以及 10mA到 5A(9 个量程)或 1A到 50A(6个量程) 的电流直接输入范围。
·0.1Hz 低速信号功率测量和最快 50ms 的高速数据采集频率下限从之前的 0.5Hz 降低至 0.1Hz(比前一型号低 5 倍)，可满足低速信号的功率测量要 求。
不仅如此，数据更新率可达 50ms 的高速数据采集性能得以延续。
除了常规测量数据， 还可同时测量并保存高达 500次的谐波数据。
可以在从 50ms 到 20s 的 9 个选项中选择数据 更新率。
*2 数据更新率为50ms时，最高可测量100次谐波。
·可选择特定电压和电流量程宽广的电压和电流输入范围具有扩展测量应用范围的优势。
高精度LCR测量仪说明
高精度LCR测量仪V1.0说明一、概述：很多电子制作需要知道元件的参数。
由于元件没有标称技术参数。
比如，需要知道谐振器件、检波器件、天线、耳机、变压器等器件的电抗特性。
其中，高频参数可以使用Q表解决问题，而低频参数Q表难以测定。
为了解决这个问题，只有LCR测量仪能够胜任。
²设计目标：1、能够准确测量电抗器的L、C、R，精度优于0.5%，如果进行人工逐档校准，精度优于0.3%2、取材容易，电路简洁，易于制作，成本应适当控制。
使之具有更强的业余DIY价值及研究价值，并通过设计、DIY学习到LCR电桥的相关细节、原理。
²本LCR表的基本特性AD转换器的字数：约1000字，采用了过采样技术，有效分辨力约为2000字测量方法：准桥式测定，测量原理类似于比例法测电阻。
主要测量范围：1欧至0.5兆欧，精度0.5%（理论），阻抗实测比对，均未超过0.3% 有效测量范围：2毫欧至10兆欧，最小分辨力1毫欧串联残余误差：2毫欧，低阻测量时此误差不可忽略并联残余误差：50M欧，高阻测量时此误差不可忽略Q值误差：±0.003（Q<0.5），Q/300（Q>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算D值误差：±0.003（D<0.5），D/300（D>2，相对误差，简易算法），其它按0.5%左右估算注意：Q = 1/D测试信号幅度：峰值200mV（100Hz），180mV（1kHz），140mV（7.8kHz）电感：0.02uH分辨力，测量范围0.1uH至500H，超出500H未测试（因为我没有更大的电感器）。
电容：分辨力与夹具有关。
夹具好的话，分辨0.1pF或0.05pF，不屏蔽只能分辨到0.2pF，甚至只有1pF。
上限测量，没有测试，只测过10000uF电容，手上没有更大的电容。
实测误差，比上述精度指标好许多。
本表基准源：分别为4个基准电阻，一个时间基准。
用数字荧光示波器对功率损耗进行高精度分析
压和 电流波 形的平 均值 。应 使用实 际测
量所用的数 值设置敏 感度 。在没有 信号 的情况下 ，调 整微调 电容器 ，将每一 波 形的零位平 均值调 至０ 这 一步骤 可最 Ｖ， 大限度地减少 因测量系统 内的静态 电压
当负载转 换时 ，开关 器件的功率 损耗也 随 之变化 。所产生的功率 波形将是 非周 期性 的。分析 非周期性功率 波形是一 件
项 极为重要 的测量 工作 。设 计人 员在 精 压 。 可在 电压 之上浮动 ， Ｖ 电压范 围可 个测试 点直接连 接 。探头 隔离 器是一种 确测量 和分析各种 设备的瞬 时功率损 耗 为 几 十 伏 至 几 百 伏 ， 取 决 于 电 源 的 电 有效的解 决方案 ，但较 为 昂贯 ，其 成本 这 时 ，所 面临 的挑 战有 下列 几个 方面 ： 精 压范 围。这里 可通过 以下几种 方法测量 是 差 分 探 头 的 ２ 倍 。 ～５ 确 测量功率 损耗所需 的测试 装置 ；校 正 电压 和 电流 探 头 传 导 延 迟所 造 成 的 误
用 Ｔ Ｓ ０ ０系列 数字 荧光 示波 器 。 Ｄ ５０ 加上 Ｔ Ｓ ＷＲ 功 率测 量软 件 ＤＰ ２ 进 行功 率损 耗分 析
新 型 的 开 关 电 源 （ Ｓ Ｍ Ｐ Ｓ ， 图 ；分 析 负 载动 态 变 化 期 间的 功率 损
Ｓ ｔｈ ｄ Ｐ ｗｅＳ ｐ ｌ ） 要给具有 耗 ；计算 电感器或 变压器的磁 芯损耗 。 ｗｉ Ｍｏ ｅ ｏ ｒ ｕ ｐｙ需 ｃ 数据 传输速 度 高和 ＧＨｚ级处 理 器提供
５ ４
今日电子 ．２ ０ －５ ０６￣ Ｆ Ｔ进 行 电 流 测 量 时 ， 先 将 电流探 头夹 好 ，然后 微调测 量 系统 。 许 多差 分 探 头 都 装 有 内 置 的 直 流 偏 移 微 调 电容 器 。关 闭 被测 设 备 待 示 波 器 和 探 头 完 全 预 热 后 ，便 可 设 定 示 波 器 测 量 电
高精度LIV测试系统基础知识
1、LIV测试的目标LIV（或PIV）是一种广泛用于光电材料、芯片、器件性能评估的测试。
多数情况下，LIV测试环境中，除了光功率、电流、电压测试，设计人员和测试人员还会利用已搭建的系统，加入温控和光谱测量的项目。
通过对这些被测件的光功率、激励电流/电压、光谱，以及上述参数随温度的变化，经过计算和数据/图像处理，可以获得很多关键参数和图表，包括：直接参数可以直接读取或获得的测量值，如：工作电压；工作电流；光功率（通过探测器光电流标定参数）；背光电流（如果有背光探测器）；峰值波长；边模抑制比；温度等间接参数需要计算分析获得的激光参数，如：阈值电流；输出Kink（非线性）；斜效率；转化效率；半高宽；等效电阻；结温等可视图表包括：L-I-V曲线（包括P-I、I-V、I-转换效率等）；波长-I曲线；波长-温度曲线；功率-温度曲线；工作电压-温度曲线；其它需要的多维视图等典型的LIV结果绘图2、LIV测试的系统搭建要素LIV测试需要根据被测件参数的不同，搭建相应的测试系统。
这些需纳入考虑的要素包括：激励信号的接入方式如果被测件是wafer或裸芯片，需要探针台；如果是经过封装的器件，需要相应的测试夹具（治具）。
典型的cos封装VCSEL阵列测试夹具温控方式无论是外部控温，还是被测件内部的TEC温控，都需要在搭建系统时考虑。
通常情况下，高温相对较为容易；0℃以下的温控，特别是-40℃这种极限温度下时，由于需要避免结霜和考虑收光等因素，实现起来相对较繁琐。
激励源大部分的LIV测试中，被测件都采用的电流激励。
需根据激励的特性，如CW还是QCW、激励电流的大小、电流扫描的范围和精度等因素来选择激励源。
光功率测试部分被测件带有尾纤，可以用光功率计来直接测量；其它类型的被测件发出的光信号都需要经过积分球均匀化后，使用测试探测器光电流的方式来确定光功率。
光电流测试，需要根据电流测试的精度，选择合适的电流表来完成。
电压测试由于这个测量项对转化效率的精度影响显著，所以要考虑精确测试光器件工作电压的方法。
电机性能测试系统
电机性能测试系统配置方案测试系统简述：磁滞测功机、磁粉测功机或电涡流测功机、伺服测功机及相关配套仪器等组成。
电机性能测试系统是测试电机性能的专用测试设备，系统采用了高精度的电量传感器和高精度的JC 型转矩转速传感器，可满足各种型号、各种不同等级电机•的电压、电流、频率、输入功率、功率因数、转速、转矩、输出功率、效率等进行精确测量的要求。
系统测试精度高、重复性好、运行稳定性强、并行效率高、使用寿命长、工作简便。
能对电机进行空载特性、负载特性测试，具备手动与自动两种控制方式，手动控制方式即脱开计算机系统测试，自动控制方式即由计算机控制测试。
自动测试系统随机提供全中文配套软件，能显示和打印输出特性曲线和数据：n = f （U、I、P1、COS ©、M、P2、n）M = f （U、I、P1、n、COS ©、P2、n）能测试和显示以下数据：被测电机的输入电压、电流、输入功率、转矩、转速、输出功率、效率，能显示和打印输出测试数据和负载特性曲线（PDF 格式导出），输出格式有多种可选择。
系统配置有磁滞测功机、磁粉测功机、电涡流测功机、智能测功机控制器、直流电参数、单相电参数、三相电参数、电机测试系统柜、电机专用测试软件、电脑打印机及工装夹具等。
具体相关配置： 1 、基础配置：电参数测量仪（直流电参数、单相电参数、三相电参数）测功机、夹具、工装；2、实用配置：电参数测量仪（直流电参数、单相电参数、三相电参数）测功机、夹具、工装、电机性能测试软件；3 、智能配置：电参数测量仪（直流电参数、单相电参数、三相电参数）测功机、夹具、工业控制计算机、打印机及电机性能测试软件、电机测试系统柜（立式或卧式）。
、测功机基本参数：（选配测功机）：测功机实物图、测功机控制器、、测功机控制器、、测功机控制器、电机测功机参考图转矩：35-350 （N.m ）转速：0-1500 （r/mi n）连续运行功率：12000 （W）外形尺寸长-宽-高：1200-460-480 （mm）中心高：200 （mm）重量：150 （Kg）5min 运行功率：14000 （W）转矩精度：土0.5% 转速精度：0.2%注意：一台测功机不可能完成所有电机产品规格的检测，可按电机产品分档，选择多台测功机，而配套仪器、软件部分均为通用的。
高精度自动化测量仪器的设计与实现
高精度自动化测量仪器的设计与实现在当今科技飞速发展的时代，高精度自动化测量仪器在各个领域中发挥着至关重要的作用。
从工业生产中的质量控制，到科学研究中的数据采集，再到航空航天等高端领域的精密测量，都离不开高精度自动化测量仪器的支持。
本文将详细探讨高精度自动化测量仪器的设计与实现。
一、高精度自动化测量仪器的需求分析在设计高精度自动化测量仪器之前，首先需要对其应用场景和需求进行深入分析。
不同的领域和任务对测量仪器的精度、速度、量程、稳定性等方面都有着不同的要求。
例如，在工业生产中，对于零部件的尺寸测量，可能需要达到微米级甚至纳米级的精度，同时能够快速完成大量样本的测量，以提高生产效率。
而在科学研究中，对于一些物理量的测量，如微弱电流、微小位移等，可能更注重测量的灵敏度和分辨率，以及对复杂环境的适应能力。
此外，还需要考虑测量仪器的使用便捷性、可维护性和成本等因素。
只有充分了解这些需求，才能为后续的设计工作提供明确的方向。
二、高精度自动化测量仪器的关键技术（一）传感器技术传感器是测量仪器的核心部件，其性能直接决定了测量的精度和可靠性。
目前，常用的高精度传感器包括激光位移传感器、电容传感器、电感传感器等。
这些传感器具有高分辨率、高灵敏度和良好的线性度等优点。
同时，为了进一步提高传感器的性能，还需要采用先进的制造工艺和材料，如微纳加工技术、新型敏感材料等。
此外，多传感器融合技术也是提高测量精度和可靠性的有效手段，通过将不同类型的传感器组合使用，可以充分发挥各自的优势，弥补单一传感器的不足。
（二）数据采集与处理技术高精度测量往往会产生大量的数据，如何快速、准确地采集和处理这些数据是一个关键问题。
数据采集系统需要具备高速采样、高精度模数转换和强大的数据传输能力。
在数据处理方面，采用数字滤波、误差补偿、信号分析等算法，可以有效地去除噪声、提高测量精度和稳定性。
同时，利用人工智能和机器学习技术，对测量数据进行智能分析和预测，也能够为测量过程提供更好的支持。
如何精确测量电机工作效率并进行调整
如何精确测量电机工作效率并进行调整电机是现代工业中广泛使用的一种电气设备，而电机的工作效率则关系到整个工业系统的能源消耗和生产效率。
因此，精确测量电机工作效率并进行调整至关重要。
本文将介绍如何准确测量电机工作效率以及如何进行调整的方法和步骤。
一、测量电机工作效率的方法1. 间接法测量间接法是利用电机的输入功率和输出功率之间的关系来计算电机的效率。
具体步骤如下：首先，测量电机的输入功率：通过测量电机的电流和电压，并利用功率公式P=UI计算电机的输入功率。
然后，测量电机的输出功率：通过测量电机的负载转矩和转速，并利用功率公式P=τω计算电机的输出功率。
最后，计算电机的工作效率：将输出功率除以输入功率，并乘以100%，即可得到电机的工作效率。
2. 直接法测量直接法是通过实际测试电机的机械输出功率和电气输入功率，直接得到电机的效率。
具体步骤如下：首先，使用测力计或扭力传感器测量电机的输出转矩。
然后，使用转速传感器测量电机的转速。
接下来，使用功率仪表测量电机的输入功率。
最后，计算电机的工作效率：将输出功率除以输入功率，并乘以100%。
二、调整电机工作效率的方法1. 确定电机工作点调整电机工作效率的第一步是确定电机的工作点。
根据具体的工况要求和负载特性，确定电机在何种转速范围内运行效率最高。
2. 优化电机运行参数根据电机的工作点，可以进行以下方面的优化，以提高电机的工作效率：- 电机传动系统的优化：确保电机与负载之间的传动系统有效且无过多的能量损失。
- 控制电机的负载：合理控制电机的负载范围，避免发生额外的能量损失。
- 选择高效的电机：如果需要更高的效率，可以考虑使用高效率的电机。
3. 正确配置电机的控制参数电机的效率还受到其控制参数的影响。
因此，正确配置电机的控制参数是提高电机工作效率的关键。
- 确保控制器的额定电流适当：过大或过小的额定电流都会导致电机效率的下降。
- 调整控制器的响应时间：控制器响应过快或过慢都会影响电机的效率。
横河WT1800E高精度功率分析仪
精度 – 在同类功率分析仪器中，WT1800E是唯 一能保证功率精度达到“读数的0.05% + 量程 的0.05%”的仪器，它可以执行多达500次谐 波分析(50/60Hz基波频率)。
可靠 – 测量需要重复执行并需要追求准确性。 WT1800E稳定性极高，无论现在还是将来，都 可以确保完成精准的测量。
变频器和电机测试
变频器
输入
转换器 部分
变频器 部分
驱动电路
AC信号转换成DC信号
12
3 DC信号调制成AC信号
456
* 对于三相输入，功率是以 三相3线制系统测量的。
* 本例中以三相3线制(3V3A)系统执行测量， 以确认每相的(相间)电压和电流。
电机
扭矩/ 转速
传感器
负载
M
表示功率分析仪的测量点和输入。 M表示将电机输出连接到功率分析仪的 电机信号输入(/MTR)。
• 电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车 • 变频器、电机和泵等工业设备 • 太阳能、风能等可再生能源技术 • 空调、冰箱等办公楼和家用电器 • 服务器、路由器和交换机等IT数据中心设备 • 电池充电和便携设备 • 镇流器、LED照明和荧光灯照明 • 飞机电源系统
接下来主要介绍WT1800E的部分典型应用实例。
可以测量电网的能源买卖或电池充放电。通过功率积分 功能，WT1800E可以对正负瞬时值进行积分运算。当设 备从待机过渡到操作模式等负载条件变化相差很大 时，WT1800E还可以测量总能量(Wh)和电流(Ah)。当一 个输入信号开始跌出预计的量程时，此功能可以自动调 整量程，继续执行测量值的积分运算。
T相
S相
U2
图1 线电压/相电流
热电器件效率测试原理-概述说明以及解释
热电器件效率测试原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述热电器件是一种能够将热能和电能之间进行转换的器件，其工作原理为利用热电效应将热能转化为电能或者反过来将电能转化为热能。
热电器件广泛应用于能源转换、温度测量和能量回收等领域。
热电器件的效率测试是评估其性能优劣的重要手段之一。
通过测试热电器件的效率，可以判断其能否高效地将热能转化为电能或者反过来将电能转化为热能。
同时，效率测试还可以帮助我们了解热电器件在实际工作条件下的表现，为热电器件的设计和应用提供依据。
本文将介绍热电器件效率测试的原理和方法。
首先会详细阐述热电器件的基本原理，包括热电效应的产生机制和热电器件的工作原理。
然后会介绍热电器件效率测试的常用方法，包括直接法和间接法两种测试方法，并分析它们的优缺点和适用范围。
最后，文章将重点讨论热电器件效率测试的关键要点，包括测试样品的准备、测试系统的设计和测试数据的处理等方面。
通过本文的阅读，读者将能够了解热电器件效率测试的原理和方法，掌握测试过程中的关键要点，从而为热电器件的设计、评估和应用提供参考。
文章的剩余部分将进一步展开讨论，以全面阐述热电器件效率测试的相关内容。
文章结构部分的内容可以如下编写：1.2 文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
具体结构安排如下：引言部分主要介绍了热电器件效率测试原理的背景和意义，概述了本文的内容及结构，并明确了本文的目的。
正文部分主要包括热电器件的基本原理、热电器件效率测试方法以及热电器件效率测试的关键要点。
其中，2.1 热电器件的基本原理部分将对热电器件的基本工作原理进行详细介绍，包括热电效应的发现和原理解释。
2.2 热电器件效率测试方法部分将介绍常用的热电器件效率测试方法，包括静态测试和动态测试两种方法，并分析其原理和适用范围。
2.3 热电器件效率测试的关键要点部分将重点介绍在进行热电器件效率测试时需要注意的关键要点，包括实验条件的控制、测量仪器的选择和校准等。
B1505A 功率器件分析仪 - 精确和高效地表征 (是德科技))
应用指南精确和高效地表征3000 V/20 A 功率器件B1505A 功率器件分析仪/曲线追踪仪引言提高能效和降低碳排放量是半导体行业目前面临的两大要求，因此对功率器件进行精确表征变得越来越重要。
工程师们在不断改进半导体器件结构和制造工艺的同时，为了支持更高的电压并实现更低的导通电阻，还围绕碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）和氧化镓（Ga2O3）等新型宽带隙（WBG）半导体材料展开了大量研究。
为此，他们需要一种能够同时处理高电压和大电流的测量仪器。
过去，工程师们通常使用曲线追踪仪来表征功率器件，但是这种仪器的电压和电流测量精度比较低，在进行小电流测量时分辨率也无法令人满意。
像 Keysight B1500A 这样的参数分析仪虽然具有非常好的电压和电流测量精度，但其电压和电流量程却不适合用于评测功率器件。
为了解决这些问题，是德科技推出了 B1505A 功率器件分析仪/曲线追踪仪。
它具有出色的电压和电流测量精度以及小电流测量分辨率，支持高电压和大电流测量，是一款简单易用的综合解决方案。
B1505A 配有新型 HVSMU（高电压源表模块）和 HCSMU（大电流源表模块），两者可分别输出最高 3000 V 电压和最高 20 A 电流。
B1505A 还支持 MFCMU（多频率电容测量单元），可以在 1 kHz 至 5 MHz 频率范围内进行电容测量。
此外，B1505A 还支持偏置 T 型接头，该接头与 HVSMU 配合使用，可以在最高 3000 V 的直流偏置下进行电容测量。
B1500A 和 B1505A 均自带 Keysight EasyEXPERT 软件，使您能够通过图形用户界面（GUI）便捷地控制所有这些测量资源。
EasyEXPERT 具有十分出色的自动分析、图形显示和数据处理能力，是这个功率器件表征和分析综合解决方案的重要组成部分。
使用 EasyEXPERT，您再也无需自行开发控制软件，也无需在定制的机架和堆叠系统中配备多台仪器。
横河WT5000高精度功率分析仪
• 同步源滤波器：与过零点同步方式不同，用户可以选择同步 源信号的任意点。
• 增强的频率滤波器：允许用户同时测量基波和开关频率，而 不会影响其他参数。
• 数字并行通路滤波器：一个高频抗混叠滤波器和两个独立的 线路滤波器协力确保正常测量和谐波测量的精确度，并且不 会导致宽带和谐波测量混叠。用户能够限制谐波次数，消除 低带宽测量的衰减。
关键要求 • 从电池、控制器到电机的多相测量 • 电机特性的评价，包括扭矩、转速、转向、滑差和电角度等 • 电池充电和放电特性 • 不同转速下控制器信号的谐波分析
功耗 Wh+ 或功率 W+
充电
功耗 Wh－ 或功率 W－
放电
电池的充电和放电特性
WT5000的优势
WT5000借助高准确性、多通道功率测量、多达4台电机的 评价以及谐波对比能力，帮助汽车工程师提升转换效率、 缩短充电时间、改善行驶里程。
Next generation in precision
WT5000
高精度功率分析仪
Bulletin WT5000-01CN
由于可再生能源、电动汽车和高能效技术得到 了更广泛的应用，因而在顾全测试效率、性能 和安全的同时，对测试的可靠性也提出了前所 未有的高要求。
面对不断变化的应用需求和不断演进的国际标 准，更加需要定制化的测量和始终如一的精确 度。WT5000高精度功率分析仪为工程师们提 供通用的平台，不仅能提供当前所需的可靠测 量，还能备战未来挑战。
* /MTR2选件需要安装/MTR1选件。
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横河 WT3000E高精度功率分析仪
此应用软件免费提供，可利用GP-IB、串口(RS232、/C2)、USB (/C12)或以太网(/C7)等通信接口，读取WT3000E的数值、波形和 谐波数据。
数值数据 可同时显示1至4个单元、ΣA运算和ΣB运算的电压、电流、功率 以及各种测量参数。
谐波测量 可用软件数值或图形显示高达100次的谐波测量结果，包括电压、 电流、功率和相位角等参数。(需要/G6选件)
fft数据长度9000fft处理字长32bits窗口功能矩形窗反混淆滤波器设置使用线路滤波器off500hz55khz50khzitestnet1616采样率采样频率窗口宽度和谐波分析次数的上限值pll同步法pll源的基波频率hz采样率相对fft数据长度的窗口宽度基波频率最大谐波分析次数1010020100409001010055750121007545020621503602562440150606211006015020外部采样时钟法pll源的基波频率hz采样率相对fft数据长度的窗口宽度基波频率最大谐波分析次100精度线路滤波器500hz打开时频率电压和电流功率01hz10hz读数的07量程的03读数的14量程的0410hz30hz读数的07量程的03读数的14量程的0430hz66hz读数的07量程的005读数的14量程的01线路滤波器55khz打开时频率电压和电流功率01hz10hz读数的025量程的03读数的05量程的0410hz30hz读数的025量程的03读数的05量程的0430hz66hz读数的03量程的005读数的045量程的0166hz440hz读数的06量程的005读数的12量程的01440hz1khz读数的1量程的005读数的2
用于电动汽车和调功器上的功率转换技术 对转换器的三相输入转成DC母线时的转换效率测量，以及把变频 器的DC母线转换为三相输出时的效率转换测量，都要求高精度和 同步测量。 测量超过30A输入时，2A输入单元可以跟交直流电流传感器一同使 用。 测量三相4线的三相输入/三相输出时，通过同步两台WT3000E主机 可以同时测量输入和输出。
NORMA5000 高精度功率分析仪
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电压和电流，取决于在 45～65 Hz 频率范围内的输入电平 输入电平 % 100 50 30 10 5 3 1 误差电压的总限值 % 0.10 0.15 0.22 0.55 1.05 1.72 5.05 误差电流总限值 % 0.10 0.15 0.22 0.55 1.05 1.72 5.05
NORMA5000 高精度功率分析仪带宽 通过 NBC 输入的 U 和 I –3 dB 带宽 3 MHz 直接测量 I 1 MHz
三、NORMA5000 高精度功率分析仪产品外观图
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北京群菱能源科技有限公司
四、NORMA5000 高精度功率分析仪产品配置 序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 主机（四通道） 四通道测试线 电流传感器 电源线 通讯线 说明书 软件光盘 数量 1台 1套 4只 1条 1条 1本 1套
电压测量准确度，取决于频率（读数+量程） 频率，Hz 0 10 45 65 500 1000 2000 5000 10000 20000 50000 100000 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.13 0.17 0.20 0.23 0.27 0.30 误差电压限值，% -0.10 -0.10 -0.10 -0.10 -0.10 -0.10 -0.22 -0.38 -0.50 -0.62 -0.78 -0.90
尺寸（高×宽× Fluke Norma 5000：
0 高精度功率 和平均电压和电流。在同步模式下，还计算基波 H01 的这些值。 分析仪测量参 URMS 有效值、Urm 数 Up-、Up+、Upp 峰值 Ucf 波峰因数 Ucf、Uff f 波形因子 Ufc 基波含量 Uthd 总谐波畸变 DIN、IEC IRMS 有效值、Irm 整流平均值、Im 平均值 Ip-、Ip+、Ipp 峰值 Icf 波峰因数 Icf、Iff 波形因子 Ifc 基波含量 Ithd 总谐波畸变 DIN、IEC P 有功功率〔W〕 Q 无功功率〔Var〕 S 视在功率〔VA〕 ë、cos 相位角 以下参数的积分功能：有功功率 P、无功功率 Q、视在功率 S、电压 （Um）和电流（Im） 。 4 位或 5 位数字，取决于测量值。
电源效率测量方法
在本课中，我们将使用基于以下电路图设计的电源进行演示。
反激式电源
连接输出万用表 直接将电压表跨接到电路板输出端，并与电子负载连接。测量输出端电压时，会不计与负载相连 的电缆上的压降。在有些应用中，比如手机充电器或笔记本电脑适配器中，必须计算电缆中的损 耗，此时需要从负载测量输出电压。然后将高精度电流表与负载串联，测量输出电流。
然后，焊接两条可用来连接万用表和电路的导线。连接一个真有效值、高精度万用表组，测量断 路上的电流。使用另一个万用表组测量电压，将它分别连接到直流正极和大容量电容的负极。
测试程序 打开交流电源供应器，缓慢将电压调高到所需的检测 电压。将电源的负载增加到满载。将输入电流表设置 到最高电流量程。然后切断交流输入电压，重新快速 装上电源。
注释：在使用万用表时，您需要根据要测量的电压和电流值将万用表设置在合适的量程内，这一 点非常重要。
效率与功率因数的影响
电源效率 =
输出功率 输入功率
直流输出功率仅等于电压与电流的乘积，只需两个万用表即可测量出大小。我们将用一个高精度
万用表来测量输出到负载的电流，用一个标准万用表来测量电源的输出电压。
其它(PWM)
斜升
Pout < 300 W：低(~ 300 mA) Pout > 300 W：高(~ 10 A)
针对不同 SMPS 控制方案的建议交流接通程序
如果采用四个万用表的方法，在低输入电压和最高负载下快速装上电源后，首先应测量电源的浪 涌电流。然后查阅万用表的数据手册，确认它是否能够在高输入电压下承载如此高的峰值电流。
在本演示中，电源仍提供 4.97 伏电压，4.008 安电流 和 19.92 瓦输出功率。在输入端，直流总线电压为 151.6 伏，输入电流为 0.166 安。输入功率计算如下：
PA4000功率分析仪
1000 V, 60 Hz < 10 mV
100 V, 100 kHz < 50 mV
电流精度，A R M S (45 H z - ± 0.01% 的读数 ± 0.04% 的范围 850 H z )1
电流精度，A R M S (10 H z - ± 0.05% 的读数 ± 0.05% 的范围 ± (0.02*F)% 的读数 ± (20 µV/Zext)（典型值） 45 H z,850 H z - 1 M H z )
电压谐波 (45 H z - 850 H z) ± 0.08% 的读数 ± 0.08% 的范围 ± (0.02*F)% 的读数 ± 0.02 V （10 H z - 45 H z 和 850 H z - 1 M H z 的典型值）
电压谐波相位 (45 H z -
± 0.025 ± [0.005 * V range /V reading )]± (0.1/V range)± (0.002 *F )
PA4000 的电压输入可以支持高达 1000 V RMS 、2000 V peak 连 续电压。
独特的螺旋式分流器 (SpiralShuntTM )设计，在电流、温度 等变化时保持稳定(已经申请专利)
专有的频率检测算法，即使在有噪声的波形上，仍确保可 靠的频率追踪能力
特定应用测试模式，简化仪器设置，降低用户出错的可能 性
2 深圳市金凯博电子有限公司 电话：0755－83830539 手机：13537572854 传真：0755－83762548－8539
PA4000 功率分析仪
适用于 PA4000 功率分析仪的 PWRVIEW PC 软件
PWRVIEW 是适用于 Windows PC 的配套应用软件，补充和扩 展了 PA4000 的功能。PWRVIEW 使您能够：
新能源汽车整车及零部件电气安全及效率测试
测量要求：根据IS06469/GB18384.3要求， 绝缘测试至少500V测试电压或工作电压的1.5倍，两者取其大者， 耐压测试（2U+1000）Vrms针对基本绝缘系统，另外需要用不小于1A的电流测等电位连续性， 电容耦合测试（0.2J能量和5mA漏电）， 断电电压不大于 Array60Vdc等测试。
使用仪器：Profitest Prime AC绝缘测试电压：50-1000V， 三种渐进方式可调绝缘测试量程：最大1.2GΩ耐压测试：10-2.5KV其他功能：等电位测量：1mΩ-20Ω（25A)漏电流测试：1uA-16mARCD测试：跳闸时间和电流环路电阻测试：1mΩ-9.99Ω（AC/DC)充电桩故障模拟电位均衡+绝缘测试+电机线圈短路测试+万用表+记录仪应用要求：UNECE R100 0.2A的电流， 至少5sec测试ISO6469-3:2015<60Vdc的电压，及≤1A的电流， 至少5sec测试GB 18384:2015<60Vdc的电压，及≥1A的电流， 测试5sec，其值不可超过0.1Ω使用仪器：M ETRAHIT IM E-DRIVE Array Array METRAHIT IM E-DRIVE万用表/微欧表/绝缘表/线圈短路测试仪/记录仪五合一，专为新能源车研发小电阻测试电流200mA/1A可选，最小分辨率1uΩ1000V绝缘电阻测试，量程高达3.1GΩ，可测极化指数和吸收比彩色图形显示，蓝牙WLAN接口可选，数据记录保存和导出选配Coil适配器可以测电机绕组短路情况带迷你USB接口的背板锂电池，超长工作时间新能源汽车电机电控效率测试测量要求：1、 4个测量通道或者7个测量通道（混动双电机或双三相电机）2、 宽量程，满足不同功率电机的测量3、 不同扭矩转速下电机机械功率4、 高精度，满足日益增长的效率测量要求5、 宽频带，能准确测量PWM输出的功率6、 接口丰富、通讯协议开放、具备CAN通讯功能，方便集成7、 不同频率下的功率分析8、 操作简便，可自定义测试界面使用仪器：LMG671测量通道：1～7个测量通道任意可选测量量程：直接属入0~1000V (10个量程），0～32A (14个量程） 具备最高0.02%精度，最大10kA的各种各样的外部电流传感器可选 具备最高12kV，0.05%，300kHz的高压测量解决方案扭矩转速测量：过程信号接口，支持多家、多种信号方式的扭矩、转速传感器输入，并具备输出功能精度：LMG671 A模块工频功率精度:±(读数的0.015%+量程峰值的0.01%)LMG671 B模块工频功率精度:±(读数的0.05% +量程峰值的0.02%) LMG671 C模块工频功率精度:±读数的0.03% +量程峰值的0.01%) 带宽：LMG671 A模块带宽：10MHzLMG671 B模块带宽：500kHz LMG671 C模块带宽：10kHz通讯接口： CAN通讯接口（可选）、4个USB、1个千兆以太网口、一个RS232C,支持按键、触摸屏、鼠标键盘操作，具备 Labview驱动，协议开放，方便测试台架二次开发测量要求:汽车行驶或者在转鼓的各种工况测试中，高精度测量控 制器的电压、电流、功率、效率参数，并传输到釆集系统，要求传 输稳定不能出现数据丢失。
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高精度的功率转换效率测量
目前，电动汽车和工业马达的可变速马达驱动系统，其低损耗-高效率-高频率的性能正在不断进化。
因为使用了以低电阻、高速开关为特点的SiC
和GaN等新型功率元件的PWM变频器和AC/DC转换器、DC/DC转换器，其应用系统的普及正在不断加速。
构成这些系统的变频器-转换器-马达等装置的
开发与测试则需要相较以前有着更高精度、更宽频带、更高稳定性的能够迅速测量损耗和效率的测量系统。
各装置的损耗和效率与装置的输入功率和输出功率同时测量，利用它们的差和比计算。
功率通过电压和电流测量，机械输出通过扭矩和转速测量并计算。
对于测量系统，要求具有能在高精度、宽频带、高稳定性和分辨率下同时并实时测量这些动态变化的装置的输入输出参数的性能。
特别是电流，需要即使温度变化也没有失调漂移的DC测量性能和高精度覆盖PWM的高频开关频率，并且能测量超过100Arms大电流的性能，而使用普通的分流电阻或CT(电流转换器)、霍尔元件的电流探头是无法做到的。
要做到这些，要通过不使用霍尔元件的磁通门方式检测DC，同时使用宽频带化
的高精度电流传感器是最合适的方法。
HIOKI的PW6001功率分析仪是以将这些要求通过1台仪器实现所设计出来的。
DC端和PWM端可同时测量最多6ch的电压电流输入，并拥有2MHz 的测量带宽，通过5MHz、18bit的A/D转换器以高速-高分辨率进行采样。
而且还有扭矩和转速信号输入。
这些都可以以最快10ms的速度完全同步时序测量，实时计算损耗和效率。
电流输入具备有最适于高精度电流传感器的输入和传感器供电能力，因为要接受高精度扭矩传感器的信号因此扭矩信号以频率接。