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제품정보 > 파워 아날라이저 전력변환효율, 모터 평가가 가능한 파워 미터

오실로스코프와 파워 아날라이저의 차이점은 무엇인가?

요약

 

오실로스코프를 뛰어넘는 정확한 전력 측정

전력 측정은 전기 시스템 평가에 있어 필수적인 요소입니다. 오실로스코프는 파형 관측, 디버깅, 노이즈 분석에 널리 활용되지만, 신뢰할 수 있는 전력 분석에 요구되는 정밀도를 제공하도록 설계된 것은 아닙니다. 효율 평가, 규격 적합성 확인, 제품 품질 보증과 같은 상황에서는 정확한 측정이 필수적입니다. 본 글에서는 오실로스코프를 통한 전력 측정의 한계를 정리하고, 오늘날의 까다로운 시험 환경에서 요구되는 정밀도와 신뢰성을 실현하기 위한 대체 기법을 소개합니다.

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그림 1. 오실로스코프


8채널 오실로스코프로 인버터 효율을 측정할 경우

일반적인 측정 구성으로 DC 입력·삼상 AC 출력 인버터를 생각해 보겠습니다.


필요한 채널 수: 총 8채널

· DC 전압 ×1

· DC 전류 ×1

· AC 전압 ×3

· AC 전류 ×3


필요한 장비:

・8채널 오실로스코프

・고전압 차동 프로브 ×4

・AC/DC 전류 프로브(전원 포함) ×4

・PC 및 파형 분석 소프트웨어


이 구성은 규모가 크고 고가일 뿐만 아니라 배선 및 설정이 복잡하여 오류 발생 가능성도 높습니다.

또한 고주파 성분, 스위칭 노이즈, 주파수 변동 등의 영향으로 동기화 및 분석이 더욱 어려워집니다.

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그림 2 DC에서 3상 AC 구성의 복잡한 인버터 측정 구성(오실로스코프 사용 시)

 

사례 시나리오: 전기차(EV) 개발팀의 실제 주행 사례

이 복잡한 측정을 HIOKI 파워 아날라이저 PW4001로 간단히 해결할 수 있습니다.


・전압 4채널 + 전류 4채널 = 전력 4채널로 측정

・차동 프로브 불필요, 고전압 직접 입력 가능

・클램프식 센서로 안전하고 고정확도 전류 측정

・효율, 역률, 전력, 에너지, 고조파를 실시간 표시

 

・전력 파라미터 연산 프로그램이 필요 없어 연결 즉시 현장에서 측정 가능

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정확도와 분해능: 스펙 차이가 증명

고성능 오실로스코프와 PW4001의 측정 능력을 비교해 보겠습니다.

 항목

오실로스코프 

HIOKI PW4001 

 분해능

 12 bit〜14 bit

 16 bit

 전력 기본 정확도

 비공개 （5% of reading정도）

 （기본정확도±0.03% of reading+센서정확도）

 전압 기본 정확도

 ±2% of reading정도

 ±0.03% of reading

 전류 프로브 기본 정확도

 ±1% of reading정도

 ±0.07% of reading*1 （센서에 따라）

 위상 정확도

 비공개가 많음

 자동 보정 있음

*1: CT6833、CT67833-01、CT6834、CT6834-01使用時


오실로스코프의 정확도로는 5% 미만의 효율 개선을 놓칠 위험이 있습니다.

 

0.1%의 차이가 중요한 인버터 효율 측정에서는 PW4001이 분명히 우월합니다.

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파형을 보고 싶으신가요? 물론 구현 가능합니다

PW4001은 오실로스코프처럼 파형도 샘플링합니다. 샘플링 레이트 2.5 MHz, 아날로그 대역폭 600 kHz로 PWM 신호도 정확하게 포착할 수 있습니다.


・트리거 기능이 있는 파형 캡처(전압 변동 등 특정 이벤트 발생 시 파형 저장)

・대용량 파형 저장소(10 kS/s 500초, 100 kS/s 50초)

・파형과 수치 동시 표시

레벨 & 이벤트 트리거에 의한 과도 파형 포착

PWM 파형 확대 표시

인버터 전류의 고조파 분석

파형 부착 인버터 효율 측정값

그림 3. PW4001에 의한 다양한 측정 표시

신호 처리: 파워 아날라이저의 숨겨진 강점

PW4001은 오실로스코프와 달리 입력 신호를 5개의 처리 경로로 나누어 목적에 따라 최적의 연산을 실시간으로 실행합니다. 이를 통해 번거로운 설정 없이 항상 높은 정확도의 측정이 가능합니다.


5가지 AUTO 기능으로 재현성 있는 고정밀 측정을 실현

・적절한 레인지 설정(AUTO 레인지)

・확실한 전류 센서의 위상 보정(AUTO 위상 보정)

・안정적인 제로 크로스 검출(AUTO 제로 크로스 필터)

・접힘 오류 없는 고조파 분석(AUTO 안티앨리어싱 처리)

・모터 등 가변 주파수 기기의 전력 변동을 확실히 보완(AUTO 데이터 업데이트)

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*: AAF(안티앨리어싱 필터)

샘플링이나 간격 조정 시 발생하는 반환 오차를 방지하는 필터.


AUTO 데이터 업데이트 이미지

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그림 4　5가지 AUTO 기능으로 재현성 있는 고정밀 측정을 실현

정리

많은 분들이 “오실로스코프로 충분하다”고 생각하실지도 모릅니다.

하지만 그 전력 값은 정말 신뢰할 수 있습니까?


정확도, 법규 대응, 재현성이 중요한 상황에서는 사용하는 기기가 결과를 좌우합니다.

오실로스코프는 파형 관측, 노이즈 분석, 디버깅에 최적의 도구입니다. 그러나 전력 값, 효율, 고조파, 에너지와 같은 신뢰할 수 있는 '수치'가 필요할 때, 파워 애널라이저는 '필수품'입니다. HIOKI 파워 애널라이저 PW4001로 고정확도, 신뢰성 높은 전력 측정을 시작해 보시겠습니까?


자세한 제품 정보는 웹사이트를 참조해 주십시오.

특정 애플리케이션에 관한 데모나 상담은 문의 양식을 통해 당사로 연락 주시기 바랍니다.