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能量转换效率测量方法

应用指南

什么是能量转换效率?

效率是对为完成特定任务而投入的时间和精力的有效性评估。如 果此任务是将一种形式的能量转换为另一种能量,那么转换效率 指的是能量转换的实施效果。对于电力转换过程而言,效率的测 量方式为输出功率(单位为瓦特)除以输入功率(单位为瓦特), 用百分比表示。在电力电子学中,使用希腊字母(η)来表示效 率。

理想的电力转换过程的效率为 100%。但是,达到 100% 的效率是 不可能的,因为所有真实的电子器件均会以热能的形式损失部分 能量。部分输入功率用于能量转换过程本身,因此输入功率不会 完全转换为输出功率。因此,效率必定小于 100%。

能量转换效率为什么重要?

显而易见,能量转换效率越高,损耗的能量就越少。能量损耗会 产生诸多成本:资金,因为我们为消耗的能源付费;时间,因为 我们必须更频繁地为电池供电设备充电;产品尺寸,因为能量损 耗所产生的热量必须得到恰当消散;以及环境污染,因为需要产 生更多能量来补偿损耗的能量。为降低与能量转换过程相关的成 本,工程师投入大量精力以期尽量提高转换过程的效率。国际标 准对交流电源供电的家用电器的功耗水平进行了限制。例如,在 美国,美国能源部(DOE)规定了能源效率标准,要求产品必须符 合这些标准。此外,“能源之星”计划还督促各厂商自愿遵循比 DOE 标准更为严苛的标准。此类计划突出了合理设计能量转换过 程的重要性,此类设计能够减少能耗和提高效率。另外,HEV/EV (混合动力电动汽车/电动汽车)市场的快速发展,以及车辆电气 化程度的日益提高,推动着对提高能量转换技术效率的需求不断 高涨。所有这些发展趋势,促使您需要合理测量和管理自身设计 的功耗情况。

如今的全球环境高度关注能源问题,工程师必须想方设法降低产 品功耗并改善产品整体效率。这一点不仅适用于传统家用电器, 同样适用于太阳能电网和车辆电气化系统中使用的高功率器件。 精准测量能量转换效率,对于降低能耗至关重要。

您可以使用不同方法来评测能量转换效率,每种方法均有其优缺点。下载此应用指南,您将了解内置效率测量功能的功率分析仪是便捷、精准评测功耗的理想工具。通过功率分析仪,设计人员可尽可能地降低产品的能耗水平,最终改善环 境。此外,它们还可提供动态测量能力,能够捕获并显示瞬态电压、电流以及功率波形,从而让您只需一台 仪器即可进行所有的关键功率测量。

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