前言

為了實現(xiàn)范圍 3 （※1）排放和去碳化（碳中和、零碳），必須正確理解自己公司的產(chǎn)品對環(huán)境的影響。未來，制造商必須向最終用戶明確說明其產(chǎn)品的功耗。對于開發(fā)工程師來說，降低產(chǎn)品功耗將是一項關(guān)鍵任務(wù)。

本應(yīng)用案例旨在為致力于實現(xiàn)范圍 3 的開發(fā)人員提供相關(guān)提示，以便理解如何通過收集電流和溫度數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)電子設(shè)備中部件的能量損耗。

※1：什么是范圍 1、2 和 3 ？

范圍1：企業(yè)自身直接排放的溫室氣體（燃料燃燒、工業(yè)過程）

范圍2：使用其他公司提供的電力、熱力和蒸汽產(chǎn)生的間接排放

范圍3：范圍 1 和范圍 2 以外的間接排放。(與企業(yè)活動相關(guān)的其他公司的排放）

背景

開關(guān)電源安裝在電子設(shè)備中，用于提供穩(wěn)定、充足的電源。開關(guān)電源必須高效地將工頻交流電源轉(zhuǎn)換為低壓直流電源。為了實現(xiàn)高效率的電源，需要進行管理以盡可能地減少熱損耗。產(chǎn)生的熱能與能量損耗直接相關(guān)，這意味著熱損耗應(yīng)盡可能小?？梢酝ㄟ^了解電子設(shè)備內(nèi)部部件的電流消耗和熱損耗，來采取措施降低產(chǎn)品的功耗。

降低開發(fā)產(chǎn)品的功耗所面臨的問題

降低已開發(fā)產(chǎn)品的功耗涉及以下問題：

1. 了解不同工作模式的電流消耗

2. 了解能量損耗點

3. 適應(yīng)開發(fā)速度

■1. 了解不同工作模式下的電流消耗

制造商必須向最終用戶明確說明其產(chǎn)品的功耗。除了使用功率計測量產(chǎn)品的額定功率外，往往還需要不同工作模式下的功耗數(shù)據(jù)。驗證開發(fā)產(chǎn)品在不同工作模式（如待機、額定運行和過載）下的電流消耗的數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品的最終用戶非常有價值，并且具有加快范圍 3 計劃實施的優(yōu)勢。

■2. 了解能量損耗點

為減少能源浪費，通過同時了解電流消耗、發(fā)熱和振動等能源損耗，從而更容易理解它們之間的因果關(guān)系。例如，電氣設(shè)備部件產(chǎn)生的大部分熱量是由流經(jīng)這些部件的大電流造成的。了解了電流值和溫度之間的因果關(guān)系，就可以采取措施，例如通過降低電路中的電流來減少發(fā)熱量。

■3. 適應(yīng)開發(fā)速度

為了按期推出產(chǎn)品，開發(fā)工程師需要在有限的驗證時間內(nèi)，毫不拖延地進行長期可靠性、耐久性和破壞性測試。為了跟上世界變化的速度，需要提高開發(fā)速度并高效地進行評估。這就需要進行多點測量并同時記錄電流和溫度等各種參數(shù)。

解決方案

HIOKI 提出的相關(guān)建議

可長期記錄已開發(fā)產(chǎn)品的電流消耗和溫度，以查明能量損耗的原因。而 LR8450 數(shù)據(jù)采集儀和小型高精度 DC 電流傳感器 CT7812（或 CT7822）、功能強大是理想之選。LR8450 與測量單元組合使用，可記錄多達 330 個多通道的電流、電壓、溫度、溫度、振動等物理量以及 CAN 總線上的數(shù)據(jù)。

LR8450 和 CT7812（或 CT7822）非常適合測量像本次產(chǎn)品這樣的開發(fā)產(chǎn)品的電流消耗和溫度 ：

1. 手指大小的高精度電流傳感器，只需夾住即可測量

2. 同時測量各種參數(shù)，可以確定能源的浪費情況

3. 多功能測量模塊

■1. 手指大小的高精度電流傳感器，只需夾住即可測量

小型 DC 電流傳感器 CT7812（2 A）和 CT7822（20 A）是進入電源周圍狹小空間的理想之選。只需夾住即可測量，無需斷開接線，從而最大限度地減少了對產(chǎn)品系統(tǒng)的影響和連接所需的工時。此外，它還適用于檢查已安裝設(shè)備的電流消耗之類的維保用途。電流傳感器采用磁通門技術(shù)，具有低漂移性和出色的溫度穩(wěn)定性，能夠長期高精度地記錄電流消耗。

■2. 同時測量各種參數(shù)，可以確定能源的浪費情況

溫度和振動測量可有效確定電流傳感器無法確定的元件級損耗， LR8450 數(shù)據(jù)采集儀支持溫度和熱流測量以及振動和應(yīng)變測量。通過與消耗電流同時記錄，可快速確定由發(fā)熱或振動引起的能量損耗。記錄的數(shù)據(jù)會實時顯示在顯示屏上，以加快設(shè)計驗證和調(diào)試。

■3. 多功能測量模塊

LR8450 有 7 種測量模塊，支持多種信號記錄。可整合電壓、電流、電阻和溫度等基本記錄參數(shù)，以及脈沖和邏輯輸出傳感器、應(yīng)變傳感器、 CAN 總線的測量數(shù)據(jù)。高度可擴展的測量通道數(shù)量可用于各種評估應(yīng)用。

評估應(yīng)用示例 ：

?溫度循環(huán)測試 ：使用 PT 溫度傳感器高精度記錄產(chǎn)品溫度

?電纜彎曲耐久性測試 ：監(jiān)測導線電阻

?電池的穿刺測試 ：通過 1 ms 快速采樣記錄電壓和溫度的快速變化

?大規(guī)模熱測試 ：獲取詳細的溫度數(shù)據(jù)，用于熱設(shè)計驗證，最多可達 330 個通道

■組合產(chǎn)品介紹

圖 3 顯示了一個組合示例，用于測量電子設(shè)備中元件的電流和溫度。兩種電流測量模塊 ：U8556（直連）和 LR8536（無線），都可最多連接 5 個電流傳感器；LR8450 可自動識別電流傳感器的型號，將其轉(zhuǎn)換為電流比例并顯示數(shù)據(jù)，從而省去了設(shè)置的功夫。關(guān)于溫度記錄，可使用電壓 / 溫度單元 U8550 或無線電壓 / 溫度單元 LR8530。

表 1 列出了可與 LR8450 配合使用的 HIOKI 的傳感器。

根據(jù)需要測量的電流容量、導線直徑和用途等，HIOKI 可提供多種電流傳感器。

結(jié)語

電子設(shè)備制造商需要減少生產(chǎn)、銷售、消費和廢棄過程中的溫室氣體排放。HIOKI 的數(shù)據(jù)采集儀 LR8450 和電流傳感器使產(chǎn)品的電流消耗、熱量和振動等能源損耗數(shù)據(jù)清晰可見，這是開發(fā)人員進行節(jié)能設(shè)計的第一步。