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0.3%功率精度!85KHz无线充电效率一次性测准


  来源: ZLG致远仪器 时间:2021-07-01 编辑:清风
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随着5G网络、新能源汽车、无人驾驶等行业的快速发展,无线充电作为一种新型充电技术具有广阔应用前景,但其在研发测试中仍存在高频功率测试等难点,本文结合当前行业现状、实测难题以及对应解决方案进行综述。


无线充电现状


图1 有线充电和无线充电的对比


有线充电和无线充电的对比如图1所示,由于无线充电存在着多种优势,整体的发展速度非常迅猛。


图2


无线充电的方式也已经越来越多的被应用在各个领域,例如我们熟知的手机无线充电,手表无线充电,电动汽车无线充电,无人机无线充电等等。未来还会有更多的设备会应用到无线充电的技术。


无线充电测试原理


目前主流的无线充电方法仍然是电磁感应式,其研究最早,最深,研究者也最多,标准也在逐步普及,形成了发射和接收端两大产业链,无线充电行业正在蓬勃发展,但是目前测试方面,由于无线充电采用频率较高,例如,汽车无线充电目前普遍采用85KHz,所以其测试难点在于功耗,效率测试,如图3,一般要求测试的是DC-DC端效率和发射与接收端的AC-AC效率,DC-DC端很容易测试,难点在于AC-AC端的效率测试。


图3


无线充电测试难点


无线充电越来越多的被应用在各个场合,无线充电的测试要求也越来越高。


无线充电的测试项目包括:


输入特性:输入电压和频率测试、输入功率测试、输入功率因数测试、输入电流谐波限值测试等;


输出特性:直流输出电压误差测试、直流输出电流电流测试、输出电压响应测试等;


互操作特性:WPT系统无偏移条件下的效率测试、WPT系统有偏移条件下的效率测试等;


保护特性:输入过压、欠压保护、过温保护、输出过压、欠压保护、输出短路等;


高频特性:电压响应、输出波形上升、下降时间测试、线圈参数、线圈电压等;


安全特性:接触电流、绝缘电阻、绝缘强度、长期稳定性测试等。


在众多的测试项目中,最难测试的是无线部分的功率传输,我们先来看一个表格


图4


我们可以发现,频率相同情况下,功率因数越低,延时误差要求越高;功率因数相同的情况下,频率越高,延时误差要求越高。如85KHz情况下,功率因数为0.2时,1%精度的延时误差为3.59ns,而我们常用的电流传感器在测试85KHz信号时,原边信号与副边信号相位差可能都大于3.59ns,所以测试设备必须具备相位校准功能,否则根本无法准确测试无线端的功率和效率。


图5


对于汽车无线充电,充电模块的功率范围较大,从几千瓦,到几十千瓦,特殊的大功率充电对象可达几百千瓦,甚至兆瓦级别,单独模块的电流可达到几百安培甚至上千安培,而罗氏线圈本身电流测试范围大,延时小,是目前进行无线充电测试比较好的解决方案。但其在传输时功率因数较低,接近于90°,此时电压、电流的延迟将会严重影响到功率因数,出现效率过百的情况。


无线充电测试方案


关键词:无线充电 测试 功率分析仪    浏览量:13544

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