揭秘家電銘牌功耗值背后的故事

　　摘要：

　　對于空調、冰箱、洗衣機和電磁爐等變頻家用電器來(lái)說(shuō)，它們在運行過(guò)程中，會(huì )頻繁地改變工作狀態(tài)，導致工作電流發(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，功率計到底應該采用怎樣的模式才能精確地計算功率呢?

　　如今生活水平提高了，對每戶(hù)家庭來(lái)說(shuō)，像吸塵器、洗衣機、電磁爐等各種家電，都已非常常見(jiàn)了，人們早已改變了之前“三大件”的思想。并且，節能意識深入人心，人們都開(kāi)始追求低功耗、高節能的家電。

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

　　空調和冰箱

　　對于空調、冰箱、洗衣機和電磁爐等變頻家用電器來(lái)說(shuō)，它們在運行過(guò)程中，會(huì )頻繁地改變工作狀態(tài)，導致工作電流發(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，功率計到底應該采用怎樣的模式才能精確地計算功率呢?

　　因為大部分的功率測量?jì)x器只允許在同一量程下進(jìn)行積分測量。當測量值超過(guò)當前最大量程，就會(huì )導致測量結果不準確，必須手動(dòng)切換量程后再進(jìn)行積分，無(wú)法連續進(jìn)行大動(dòng)態(tài)電流變化設備的積分測量。

　　所以，對于變頻家電功率的測量的關(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)的積分測量誤差，可以更精確地測量家用電器的功耗。

　　圖1 積分模式下自動(dòng)與固定量程切換對比

　　在國內，廣州致遠電子的PA300系列功率計，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)現寬范圍的電流輸入，非常適合于間歇性運行設備的功率測量，而且量程可達5mA-20A，無(wú)需外接傳感器，非常方便。同時(shí)，小電流測量低至50μA，可準確測量家電的待機功耗，所以得出的功耗值就非常準確了。

　　吸塵器

　　另外，對常見(jiàn)的吸塵器也是一樣。在吸塵器的設計中有一個(gè)重要環(huán)節需要使用可控硅對其馬達的功率進(jìn)行調節，從而改變轉速。圖2為使用功率控制電路的吸塵器回路圖。當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，就可以對馬達輸入電流進(jìn)行控制。

　　圖2 吸塵器回路圖

　　圖3為馬達輸入電壓波形。通過(guò)手控調節器檔位的選擇，馬達的電壓波形發(fā)生變化，從而使馬達轉速發(fā)生變化起到調節吸塵器吸力的作用。

　　圖3 馬達電壓波形

　　對吸塵器測量的關(guān)鍵就是對馬達功率的精確測量。而且此處的測量對功率測量?jì)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、能不能準確進(jìn)行諧波分析，可否快速得到多種參數的高精度測量結果。

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

　　那我們應該選擇什么類(lèi)型的功率計呢?像PA300系列這樣的高精度功率計。因為它的測試帶寬可達300kHz，采樣率可高達500KS/s。而且還標配了最大可達50次的諧波分析，功率測量精度可高達0.1%，可同步測量常規功率參數、諧波成分和THD，可同時(shí)顯示4種測量結果。

　　圖4 PA300系列功率計參數測量

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