Test de eficiencia energética

Sus desafíos de medida en los test de eficiencia energética

Aplicaciones como el suministro de energía para centros de datos de IA , la conversión de potencia en vehículos eléctricos , inversores para energías renovables y accionamientos de motores exigen una eficiencia cada vez mayor en un mayor rango de condiciones de operación. Teniendo en cuenta que los objetivos de eficiencia alcanzan y superan el 98-99 %, la incertidumbre de medida en sí misma se convierte en todo un desafío.

Para los test de eficiencia energética es necesario tomar medidas de la potencia real. Sin embargo, medir la potencia real resulta cada vez más difícil en sistemas de CA, ya que los convertidores de potencia modernos generan formas de onda altamente dinámicas y distorsionadas que presentan armónicos de conmutación, rizado, transitorios rápidos y un comportamiento no lineal de la corriente. Por consiguiente, las medidas de potencia tradicionales de ancho de banda bajo no son suficientes para registrar el comportamiento real del sistema.

A ello se añaden otras dificultades:

• Cuando se utiliza un osciloscopio para medir la eficiencia es necesario que la tensión, la corriente y el desfase entre canales estén perfectamente compensados.
• Los valores altos de dv/dt y di/dt generan tensiones en modo común que se acoplan a los caminos de medida, dando lugar a offset, oscilaciones parásitas y potencia errónea. Los bucles de tierra, cables largos y una colocación inadecuada de las sondas pueden repercutir notablemente en el margen de error, especialmente en el lado alto de un semipuente o con nodos no referenciados.
• Con carga ligera, las pérdidas absolutas son pequeñas, pero la incertidumbre relativa es elevada. El offset de los sensores, la cuantificación del convertidor A/D, las corrientes de fuga, la potencia de polarización auxiliar y el consumo del ventilador y de los circuitos de control pueden alterar considerablemente las señales medidas. En muchos casos, la declaración de «eficiencia máxima del 99 %» es difícil de probar al 10 % de carga, a no ser que se utilicen configuraciones de medida muy sofisticadas.
• Las pérdidas y la RDS(on), así como la ESR de los componentes magnéticos y de los condensadores, varían con la temperatura. Sin equilibrio térmico y sin condiciones ambientales y de configuración definidas, la repetibilidad empeora notablemente.
• Las pérdidas de potencia dependen en gran medida de la temperatura. Sin equilibrio térmico, ni condiciones ambientales controladas ni configuraciones de medida repetibles, las medidas de eficiencia pueden presentar derivas considerables entre una y otra prueba.

Soluciones de alto rendimiento para medidas de eficiencia energética

Rohde & Schwarz ofrece soluciones completas de medida para test de eficiencia energética que apoyan a los ingenieros desde la depuración en fases tempranas hasta las pruebas finales de conformidad y validación.

Qué ofrecemos:

• Analizadores de potencia de alta precisión para pruebas de validación, ensayos de conformidad y medidas de fin de línea en convertidores
• Osciloscopios multicanal de amplio ancho de banda con excelentes funciones de compensación de canales y de sesgo para un análisis de conmutación de alta precisión
• Sondas para medidas de eficiencia de alta precisión, incluso en aplicaciones de semiconductores de banda prohibida ancha (WBG)
• Opciones de software de análisis de potencia específicas, p. ej. K31 y K333, que aceleran la caracterización de la eficiencia durante todo el ciclo de diseño
• Funciones de disparo digital y por zona avanzadas que captan transitorios a lo largo de todo el camino de conversión de potencia, lo que facilita la depuración y permite visualizar mejor las señales