Leistungsanalyse für HF-Anwendungen
Schnelle und genaue Spulenverlustmessung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Präzise Ergebnisse auch bei hohen Frequenzen
Die Messergebnisse herkömmlicher Leistungs-analysatoren mit internem Shunt-Widerstand sind bei der Messung von Spulenverlusten ab 10 kHz extrem unzuverlässig. Bis zu 10 kHz wirken sich Phasenfehler nur minimal aus. Jenseits dieser Schwelle jedoch liefern übliche Leistungsanalysatoren ungenaue Werte, weil der Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom ungenau bestimmt wird. Für Messungen höherer Ströme kommen stets Stromsensoren von Drittanbietern zum Einsatz – die aber ursprünglich nicht für die Messung von Spulenverlusten konzipiert wurden. Das beeinträchtigt die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Spulenverlustmessung.
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Um diese Herausforderung bei hohen Frequenzen zu meistern, kompensiert der Leistungsanalysator PW8001 den bekannten Phasenfehler von Hioki-Stromsensoren und des Spannungsteilers VT1005 (Bild 5 und 6). Das geschieht mit dem PW8001 und den abgestimmten Stromsensoren von Hioki sogar automatisch mit der automatischen Phasenverschiebungskorrektur.
Einzigartige Phasenverschiebungskorrektur
Zur Korrektur von Messfehlern durch Phasenfehler bei hohen Schaltfrequenzen hat Hioki eine effektive Phasenverschiebungskorrektur unabhängig von der Frequenz entwickelt. Damit diese zuverlässig funktioniert, sind zwei Dinge nötig:
➔ ein Leistungsanalysator, der die Phasenkorrektur korrekt durchführt
➔ ein Zero-Flux-Sensor mit einer bekannten Zeitverzögerung.Die Korrektur der Phasenverschiebung ist vergleichbar mit der bekannten Deskew-Funktion in Oszilloskopen: Wenn zwei unterschiedliche Signale mit einer Zeitverschiebung aufgrund von Latenz am Oszilloskop ankommen, beseitigt die Deskew-Funktion den Signalversatz, indem sie die Latenz mit einem festen Zeitwert kompensiert.
Der Phasenfehler steht in direktem Zusammenhang mit der Zeitverzögerung des Stromsensors. Für einen Stromsensor der Serie CT68xxA von Hioki ist die Verzögerung in Bild 7 dargestellt. Man sieht eine Zeitverzögerung in Nanosekunden in Abhängigkeit von der Frequenz.
Wichtig zu wissen: Eine Verzögerung von 100 ns bei 100 Hz hat nicht die gleiche Wirkung wie eine Verzögerung von 100 ns bei 1 MHz. Das wird deutlich, wenn die Zeitverzögerung im Phasenfehler in Grad umgerechnet wird, wie in Bild 8 gezeigt.
Plug & Play zwischen Hioki-Sensoren und -Leistungsanalysator
Hioki hat seine Zero-Flux-Sensoren so entwickelt, dass sie nahtlos mit Hiokis Leistungsanalysatoren zusammenarbeiten (Bild 9). Um den Phasenfehler effizient zu kompensieren, bleibt die Zeitverzögerung des Stromsensors unabhängig von der gemessenen Frequenz konstant. Die Zeitverzögerung des Stromsensors von Hioki ist dem Leistungsanalysator PW8001 von Hioki bekannt. Und das sofort per Plug-and-play, sobald der Sensor angeschlossen wird. Dadurch wird der Phasenfehler des Sensors automatisch kompensiert und ermöglicht präzise und zuverlässig hochfrequente Spulenverlustmessungen – in Sekundenschnelle.
Der Autor
Roy Hali ist Head of Product Management bei Hioki Europe, Eschborn.
- Schnelle und genaue Spulenverlustmessung
- Präzise Ergebnisse auch bei hohen Frequenzen
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