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Hochspannungsteiler Präzise Leistungsmessung von DC bis zu hohen Frequenzen!

Quelle: Linktronix 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

HIOKI EUROPE GmbH
Linktronix AG
GLYN GmbH & Co. KG
Sick AG
Baumer Group

Man braucht nur zwei Dinge, um hochfrequente Messungen mit Phasenverschiebungskorrektur zu ermöglichen: Leistungsanalysatoren und Stromsensoren von Hioki.

Der Hochspannungsteiler VT1005 von Hioki bietet für Hochspannungs- und Hochfrequenzanwendungen mit SiC- und GaN-Halbleitern eine höhere Genauigkeit als bisher verfügbare Systeme mit differentiellen Tastköpfen. (Bild: Hioki)
Der Hochspannungsteiler VT1005 von Hioki bietet für Hochspannungs- und Hochfrequenzanwendungen mit SiC- und GaN-Halbleitern eine höhere Genauigkeit als bisher verfügbare Systeme mit differentiellen Tastköpfen.
(Bild: Hioki)

Die Verwendung von Shunts zur Messung von Strömen in der Leistungsanalyse kann für kleine Ströme eine Option sein, aber wenn man Ströme über 30 A messen möchte, kommen typischerweise Stromsensoren ins Spiel. Jeder Stromsensor erzeugt einen schrittweise ansteigenden Phasenfehler, der auf Verzögerungen in den Schaltkreisen zurückzuführen ist. Bei der Phasenverschiebung handelt es sich im Wesentlichen um eine Zeitverzögerung zwischen Strom und Spannung. Ausserdem variiert die Grösse dieses Fehlers aufgrund von Unterschieden in der Konstruktion der verschiedenen Sensormodelle.

Eine Verzögerung von 100 ns bei 100 Hz hat nicht die gleichen Auswirkungen wie eine Verzögerung von 100 ns bei 1 MHz. Dies wird besonders deutlich, wenn man die Zeitverzögerung in Grad umrechnet. Eine Phasenverschiebungskorrekturfunktion ermöglicht es, diesen Fehler zu kompensieren. Damit eine solche Korrekturfunktion richtig funktioniert, sind zwei Aspekte erforderlich:

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  • ein Leistungsanalysator, der in seiner Software die korrekten Berechnungen durchführt
  • Stromsensoren mit bekannter Phasenverschiebung

Um die Korrektur so einfach wie möglich zu gestalten, benötigen Sie natürlich einen Stromsensor, bei dem die Zeitverzögerung unabhängig von der Frequenz gleich ist. Dies ist bei Hioki-Stromsensoren der Fall. Wenn man einen Hioki-Stromsensor an den Leistungsanalysator PW8001 mit aktivierter Phasenverschiebungskorrektur anschliesst, wird die Phasenverschiebung automatisch korrigiert.

Dies ist einer der Aspekte, die Hioki-Sensoren einzigartig machen – im Vergleich zu anderen auf dem Markt erhältlichen Sensoren, bei denen die Zeitverzögerung über das Frequenzband wie in Bild 2 aussehen würde. Eine weitere Besonderheit der Hioki-Sensoren ist, dass es für die Phasenverzögerung nicht relevant ist, wo sich der stromführende Leiter innerhalb des Sensors befindet.

Wie man sehen kann, gibt es keine Phasenverschiebungskorrektur ohne einen Leistungsanalysator, der diese Funktion unterstützt. Aber wie man auch sehen kann, ermöglicht nur die Kombination aus Leistungsanalysator und geeignetem Stromsensor eine einwandfreie Phasenverschiebungskompensation.

Hioki konzentriert sich seit vielen Jahren auf die Herstellung von Sensoren zur Leistungsmessung, daher waren Zeitverzögerungseigenschaften schon immer ein Schwerpunkt für die Ingenieure von Hioki. Gleichzeitig sind Sensoren anderer Hersteller in der Regel nur für die genaue DC-Strommessung ausgelegt, bei der die Phasenlaufzeit weniger wichtig ist. Hioki-Leistungsanalysatoren sind zusammen mit den ebenfalls selbst entwickelten Stromsensoren die perfekte Kombination für Ihre Breitband-Leistungsanalyse von DC bis zu hohen Frequenzen.

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