谐波和电压波动/闪变测试是电气产品所要求的IEC标准中被称为电能质量低频辐射的EMC测试的一部分。近年来，不仅是功率调节器，普通家用变频产品的高频噪声也被认为是电能质量的问题。

　　本应用案例介绍了如何将功率分析仪PW8001活用于噪声对策，进行符合IEC标准的谐波和电压波动/闪变等低频辐射的测量，以及高频噪声的测量方法。

　　IEC谐波、电压波动、闪变测试是什么

　　在谐波测试中会测量设备电流消耗波形的畸变分量。谐波电流会导致设备的误动作或故障，并增加功率系统中的无功功率，因此，测试标准规定了对于谐波电流的限值。

　　电压波动/闪变测试是针对电源电压波动和照明闪烁（闪变）的测试。当电源电压因电气产品的消耗电流变化而波动时，就会出现照明闪烁。闪变是一种健康危害，会给人带来不适，因此测试标准规定了电压波动/闪变的限值。

　　谐波和电压波动、闪变测试的IEC标准

　　每个测试对象都有自己的测试条件和确定限值的标准，测试必须参照新的测试标准。此外，用于测试的测量设备也必须符合测量标准。功率分析仪PW8001是一款符合IEC谐波和电压波动/闪烁测试标准的功率分析仪。　　

　　谐波测试标准

　　IEC61000-3-2：每相额定电流小于等于16A的设备的测试

　　IEC61000-3-12：每相额定电流大于16A小于等于75A的设备的测试

　　测试标准所要求的，并且PW8001符合的测量标准：IEC 61000-4-7:2002+A1:2008

　　谐波次数:0次～200次

　　间谐波次数:0.5次～200.5次

　　电压波动/闪变测试标准

　　IEC61000-3-3：每相额定电流小于等于16A的设备

　　IEC61000-3-11：每相额定电流大于16A小于75A的设备

　　测试标准所要求的、并且PW8001符合的测量标准：IEC 61000-4-15:2010

　　精度：

　　Pst±5%（Pst＝0.2～5）,dc,dmax:±4%(dmax=4%时)

　　进行限值判定的评估系统

　　图1显示了谐波、电压波动/闪变测试系统的框图。IEC谐波及电压波动/闪变的测试标准使用带有交流电源RIN(Reference Impedance Network)的测试系统。功率分析仪对测量对象的电源电压和电流进行测量，并输出基于测量标准的测量结果。电流测量使用电流传感器。如此，无需为测量电流而布设电源配线，可减轻配线和仪器损耗的影响，在接近实际工作环境的配线状态下进行测量。　　

　　图1：谐波、电压波动/闪变测试系统

　　电源噪声带来的问题

　　谐波和电压波动/闪烁测试是针对低频辐射的测试。但是，在一些使用变频器的环境中，在极少数情况下，变频器设备的开关噪声会产生意想不到的高电平，从而导致周围设备出现故障（*1）。为了预防电源噪声引起的问题，对谐波和电压波动采取措施，在设备开发的初期阶段就确认噪声是比较有效的。此外，在早期对噪声问题采取行动，对于避免致命的开发延误也很重要。

　　HIOKI的测量解决方案

　　HIOKI功率分析仪PW8001的升级固件2.0版本除了IEC谐波和电压波动/闪变测量之外，还包括功率谱分析(PSA)功能。

　　进行限值判定的标准测试的情况下，必须使用专用的测试系统，即使是在开发初期的评估中，也可以通过检查谐波和电压波动来确定趋势，以便尽早采取措施。例如，如果在改变电源电路设计后发现谐波电流增加，那么可以预见EMC测试中会有超过限值的可能，因此就可以在早期确定是否需要采取降噪措施。

　                                                    　IEC谐波测量模式设置画面(左)                                   电压波动/闪变测量模式设置画面（右）

　　功率谱分析(PSA)功能

　　功率频谱分析功能可对电压、电流和功率进行FFT分析，与谐波分析功能相比，该功能可分析更高频率（高6 MHz）的噪声，从而直观地确认IEC谐波或电压波动/闪变中看不到的噪声。

　　PW8001可保证高到1 MHz的功率测量精度，对评估由逆变器或开关电源产生的高频传导噪声十分有用。

　　HIOKI的第三代功率分析引擎实现了六项“AUTO”测量

　　PW8001可同时并行处理正确的功率测量以及谐波和功率谱分析等所有操作。根据输入波形的大小和频率，测量量程和滤波器特性会在内部自动更新至佳状态。如此，一次测量即可正确测量所有分析结果，从而实现多角度的验证。　　

　　结语

　　PW8001可以按照IEC标准测量谐波和电压波动/闪变。对于“想摆脱电源噪声问题被掩盖，事后才采取对策的设计困境”或“想提前解决开关噪声问题”的开发人员，功率谱分析(PSA)功能提供了一种高频噪声的评估方法。