揭秘家電銘牌功耗值背后的故事

　　摘要：

　　對(duì)于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)和電磁爐等變頻家用電器來(lái)說(shuō)，它們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中，會(huì)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，電流可從幾十安降至幾毫安。這樣的一種工作模式，功率計(jì)到底應(yīng)該采用怎樣的模式才能精確地計(jì)算功率呢?

　　如今生活水平提高了，對(duì)每戶家庭來(lái)說(shuō)，像吸塵器、洗衣機(jī)、電磁爐等各種家電，都已非常常見(jiàn)了，人們?cè)缫迅淖兞酥?ldquo;三大件”的思想。并且，節(jié)能意識(shí)深入人心，人們都開(kāi)始追求低功耗、高節(jié)能的家電。

　　每種家電都有自己的特性，甚至獨(dú)特的工作模式，那么，它們的功耗值都是怎樣測(cè)出來(lái)的呢?其中肯定有“貓膩”!

　　空調(diào)和冰箱

　　對(duì)于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)和電磁爐等變頻家用電器來(lái)說(shuō)，它們?cè)谶\(yùn)行過(guò)程中，會(huì)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，電流可從幾十安降至幾毫安。這樣的一種工作模式，功率計(jì)到底應(yīng)該采用怎樣的模式才能精確地計(jì)算功率呢?

　　因?yàn)榇蟛糠值墓β蕼y(cè)量?jī)x器只允許在同一量程下進(jìn)行積分測(cè)量。當(dāng)測(cè)量值超過(guò)當(dāng)前最大量程，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，必須手動(dòng)切換量程后再進(jìn)行積分，無(wú)法連續(xù)進(jìn)行大動(dòng)態(tài)電流變化設(shè)備的積分測(cè)量。

　　所以，對(duì)于變頻家電功率的測(cè)量的關(guān)鍵就是能夠在積分模式下自動(dòng)切換量程，這樣就可以解決手動(dòng)切換量程帶來(lái)的積分測(cè)量誤差，可以更精確地測(cè)量家用電器的功耗。

　　圖1 積分模式下自動(dòng)與固定量程切換對(duì)比

　　在國(guó)內(nèi)，廣州致遠(yuǎn)電子的PA300系列功率計(jì)，它不僅可以在積分模式下自動(dòng)切換量程，而且采用了雙分流器技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)寬范圍的電流輸入，非常適合于間歇性運(yùn)行設(shè)備的功率測(cè)量，而且量程可達(dá)5mA-20A，無(wú)需外接傳感器，非常方便。同時(shí)，小電流測(cè)量低至50μA，可準(zhǔn)確測(cè)量家電的待機(jī)功耗，所以得出的功耗值就非常準(zhǔn)確了。

　　吸塵器

　　另外，對(duì)常見(jiàn)的吸塵器也是一樣。在吸塵器的設(shè)計(jì)中有一個(gè)重要環(huán)節(jié)需要使用可控硅對(duì)其馬達(dá)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變轉(zhuǎn)速。圖2為使用功率控制電路的吸塵器回路圖。當(dāng)可控硅在柵極附加觸發(fā)脈沖時(shí)，狀態(tài)為ON，輸入交流電壓極性變?yōu)镺FF。由此，通過(guò)改變柵極脈沖的時(shí)間，就可以對(duì)馬達(dá)輸入電流進(jìn)行控制。

　　圖2 吸塵器回路圖

　　圖3為馬達(dá)輸入電壓波形。通過(guò)手控調(diào)節(jié)器檔位的選擇，馬達(dá)的電壓波形發(fā)生變化，從而使馬達(dá)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化起到調(diào)節(jié)吸塵器吸力的作用。

　　圖3 馬達(dá)電壓波形

　　對(duì)吸塵器測(cè)量的關(guān)鍵就是對(duì)馬達(dá)功率的精確測(cè)量。而且此處的測(cè)量對(duì)功率測(cè)量?jī)x器是有一些要求的：

　　1、有沒(méi)有足夠的帶寬捕捉可控硅的開(kāi)關(guān)過(guò)程;

　　2、能不能準(zhǔn)確進(jìn)行諧波分析，可否快速得到多種參數(shù)的高精度測(cè)量結(jié)果。

　　一些常見(jiàn)的功率計(jì)，帶寬范圍很窄，信號(hào)輸入時(shí)，在前端就會(huì)被濾掉一些頻率成分，后面的測(cè)量也就失去了價(jià)值，諧波分析結(jié)果就不可信了。

　　那我們應(yīng)該選擇什么類型的功率計(jì)呢?像PA300系列這樣的高精度功率計(jì)。因?yàn)樗臏y(cè)試帶寬可達(dá)300kHz，采樣率可高達(dá)500KS/s。而且還標(biāo)配了最大可達(dá)50次的諧波分析，功率測(cè)量精度可高達(dá)0.1%，可同步測(cè)量常規(guī)功率參數(shù)、諧波成分和THD，可同時(shí)顯示4種測(cè)量結(jié)果。

　　圖4 PA300系列功率計(jì)參數(shù)測(cè)量

　　所以，測(cè)量?jī)x器的選擇是非常重要的。一不小心，您的測(cè)量結(jié)果可能與正確值就背道而馳了。測(cè)量工作在研發(fā)過(guò)程中是個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，如果，測(cè)量?jī)x器本身都不準(zhǔn)確的話，那么此時(shí)進(jìn)行的測(cè)量工作也就失去了價(jià)值!