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挑戰(zhàn)更高電壓的車載充電機，擁抱高精度功率測量

2024-09-25 17:13:40·  來源：橫河測試測量  
　

隨著全球可持續(xù)發(fā)展目標（SDGs）的推進和社會環(huán)保意識的增強，汽車電動化（EV化）已成為不可逆轉的趨勢，然而這一趨勢也帶來了一系列的測量難題：

車用充電器的需求激增，家用單相AC電源顯然不能滿足要求。人們必須尋求更高效快速的充電解決方案——能在短時間內充滿足夠電量的車載充電機——高壓車載充電機應運而生。它必須在自身內部進行升壓并支持800V系統(tǒng)電池。

如何改善功率因數(shù)以實現(xiàn)高效供電？充電器配備有功率因數(shù)校正電路（Power Factor Correction、PFC）又是否可行？應該如何進行車載充電機（On Board Charger：OBC）測試？

現(xiàn)實的難題推動著橫河創(chuàng)新的腳步，讓我們一起探索更高電壓的車載充電機(OBC)測試的解決方案，解鎖橫河王牌產品的細分優(yōu)勢，打破測試桎梏，用一體化測試方案為您量身打造專屬模式，讓您的測量體驗更上一層樓。

WT5000——OBC系統(tǒng)測試首選

圖片橫河WT5000作為一款已擁有世界上超高等級測量精度的設備，以總體測量精度±0.03%（50/60Hz）的卓越性能，幫助電動汽車OBC系統(tǒng)轉換效率提升，其外觀如圖1所示，它的獨特優(yōu)勢則體現(xiàn)在以下多個方面：01  模塊化設計打通測試壁壘橫河WT5000采用模塊化功率輸入單元，幫助用戶輕松實現(xiàn)7路輸入，打通測試鏈路，并在總結多年技術經(jīng)驗的基礎上將高精度的測量電路裝入緊湊的輸入單元內部，不斷拓寬高效測試的輻射面。此外用戶還可根據(jù)實際用途從額定輸入30A、額定輸入5A、電流傳感器專用輸入單元這三種類型的輸入單元中自行更換或擴展相關應用，持續(xù)豐富測試場景。

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圖1　高精度功率分析儀WT5000

02  高電壓大電流測量不在話下短時間充電需求正逐漸增長，也推動著充電器和電池領域不斷向高壓化邁進。實現(xiàn)這一目標的技術保障就是測量輸出功率的高精度、高效率。橫河功率分析儀WT5000最大輸入電壓為1500 Vdc，再與專屬的AC/DC電流傳感器組合，即可升華為高效測試的超強配置：當用戶借助如圖2所示的AC/DC電流傳感器CT1000A/CT2000A時，WT5000即可測量最大2000 Arms（3000 Apeak）的電流。圖片

圖2　AC/DC電流傳感器CT1000A(左)和CT2000A(右)當用戶參考圖3所示，用WT5000搭載最多7個功率模塊，或多個單相和三相功率的系統(tǒng)，再配合AC/DC電流傳感器CT1000A，即可高精度測量出直流電壓、交流電壓、功率因數(shù)、THD、輸入輸出間效率等參數(shù)。

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圖3　WT5000和AC/DC電流傳感器CT1000A

03  AC/DC轉換、DC/AC轉換的高精度效率測量

電動汽車所用的普通充電器內部搭載了幾種轉換電路，且連接方式為普通的AC商用電源。為高效獲取至關重要的抑制高次諧波，OBC配備有PFC電路，并內置了用于控制DC電壓電平的DC/DC轉換器等，從設計角度出發(fā)盡可能減少電路中的功率損耗。

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圖4　電壓、電流、功率因數(shù)、THD等的顯示示例

因此，以多通道輸入為特點的WT5000將是工程師們以高精度測量獲取各電路效率的金鑰匙。

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圖5　車載充電器OBC概要

04  累積電能、累積電流量測量與此同時，WT5000配備有長時間測量的耗電量（Wh）和消耗電流（Ah）的累積功能，為用戶進行數(shù)據(jù)深度分析比對打下堅實的基礎。如圖6所示，WT5000累積功能包括有功功率的累積（電能）、電流的累積（電量）、視在功率的累積（視在電能）以及無功功率的累積（無功電能）。此外，累積功能搭載有兩種模式，一種是測量電池等的充放電模式，另一種是測量交流電的售電和購電模式，用戶可根據(jù)不同的測試需求進行相應選擇。

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圖6　累積功率、累積電流的測量畫面示例

WT1800E——功率測量的性價比之選

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針對不同的用戶，橫河也為您提供了高性價比的備選方案。WT1800E作為一款優(yōu)秀的中端功率分析儀，其性能也可滿足OBC測試的要求。

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圖7　WT1800E高精度功率分析儀

針對不同的用戶，橫河也為您提供了高性價比的備選方案。WT1800E作為一款優(yōu)秀的中端功率分析儀，其性能也可滿足OBC測試的要求。
  • 功率基本精度: ±0.1%
  • 電壓、電流頻率帶寬: 5MHz(?3dB)
  • 采樣速度: 約2MS/s(16-bit)
  • 最大6輸入單元
  • 最大500次、兩條線路同時測量諧波
  • 通過事件觸發(fā)保存數(shù)據(jù)
如何實現(xiàn)OBC系統(tǒng)的測試逆襲？DL950——瞄準異常，實現(xiàn)長時間記錄橫河的示波記錄儀DL950和混合信號示波器DLM3000/DLM5000也是充電器開發(fā)環(huán)節(jié)中的重要助攻。DL950作為一款多通道絕緣型波形觀測器，正以其高精度、高性能的特點席卷測試領域：如圖8所示，DL950的雙捕獲功能，可助力用戶通過不同的采樣率捕捉波形；若用戶想掌握信號長時間的變化趨勢，則可通過低速采樣進行數(shù)據(jù)收集，并輔以高速采樣捕捉突發(fā)過渡現(xiàn)象的波形；同時還可使用IS8000打通軟件與硬件的壁壘，按照IEEE1588的標準要求將所獲取到的波形數(shù)據(jù)與WT5000的功率數(shù)值進行同步顯示，為用戶在功率波動時進行詳細的波形觀測打下堅實的基礎。

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圖8　使用DL950雙捕獲功能的測量示例

DLM3000/DLM5000——PFC電路的波形觀測

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在高壓車載領域有測試需求的用戶，不僅可借助WT5000、WT1800E等設備進行OBC系統(tǒng)測試，還可使用混合信號示波器DLM3000和DLM5000（8通道），確認PFC電路和雙向電路的動作，更靈活地觀測波形，確保測試準確全面。隨著電動汽車的普及和電池高壓化的發(fā)展，車載充電機的測試需求將愈發(fā)緊迫。橫河作為測試測量領域的佼佼者，將不斷推出創(chuàng)新解決方案，助力用戶應對各種挑戰(zhàn)。

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