EN61000-3-2电流谐波质量标准的兼容性测试

全球范围内要增加新的电源变得日益困难,用于规范电源系统干扰指标的电源质量标准,如EN61000-3-2电流谐波标准,正在实施,其目的是使现有的总发电能力的效率最大化。同时,从低功率转换器到高功率机车驱动系统这一过程中所消耗的电能在不断增加。即使像蜂窝电话的电池充电器这样的低功耗设备,也会对电力系统质量造成影响,因为实际上会有数千个这样的装置同时从电网中吸取电能。

电源设计工程师,既要满足规范的要求,又要在消耗功率日益增多的电路中提高电源的效率,因而必须提取器件的性能特征并验证兼容性。这就要求进行复杂的分析和测量。例如,要确保某一交流电/直流电(AC/DC)电源与EN61000-3-2标准相符合,设计工程师需要测试连线设备的电流失真,校正功率因素并测试其兼容性。功率因素的校正通常可采用有源或无源滤波器方法,然后在一个完全兼容的系统内对其兼容性进行测试,在许多情况下设计工程师很难达到这一要求。

测试设置

1. 用Tektronix电压和电流探头将线电压和线电流连接起来,如果采用了Tektronix探头,频率响应会被自动同步,以确保取得准确的电流谐波结果。

2. 如果采用了非Tektronix公司生产的探头,PWR 2将会记录电流探头的频率范围内的频率响应数据。这些数据在图1中所示的I-探头阻抗表中进行了详细记录。在进行兼容性测试的限定表计算比例时,将会采用这些数据。

EN61000-3-2标准包含了四个类别的标准:A、B、C 和 D类(见表1)。TDSPWR2均适用于四种类别的的兼容性测试。

A类和B类的限定表由国际电工委员会(IEC)制定,然而C类和D类的限定条件实际上是个变量。它们取决于被测电源的功率因素和由电源所驱动的功率。TDSPWR2将自动得出所采用的测试方法并决定C类和D类的限定要求。

1. 选择相应的IEC标准,如图2所示,针对不同类别来设置相应的兼容性测试标准。

2. 选择“set”填充限定表

3. 选择“run”。示波器将根据所需的线频率自动决定所需记录长度和抽样率,以符合在所选的EN61000-3-2标准中所定义的快速博里叶变换算法的要求。

测试结果

如图4所示,TDSPWR2以表格形式提供了完整的测试结果。要转换“table”和“bar graph”,可选择“view”。我们可以移到第40次谐波元素。除了有用功率、无用功率、功率因素外,也将对总谐波失真加以自动计算并显示出来以便迅速分析。“CSV” 文件输出格式可让我们很容易地采用这些数据进行其它的应用以便进一步的分析。

结论

具有TDSPWR2功率测试及分析软件的TDS5000 或 TDS7000 系列磷光示波器对于加速和简化电子器件的设计和兼容性测试均具有重要意义。