S VT1005 dělíte napětí. Přesně až do 5 kV

Když se řekne napěťový dělič, asi se nám ihned vybaví školní lavice, jednoduchý vzoreček a základní sériové spojení dvou rezistorů. To je samozřejmě zcela v pořádku. Jakmile ale v praxi potřebujeme za účelem precizního měření a testování solidně zpracovat vyšší stejnosměrné, ale také střídavé úrovně, možná i v řádu nižších jednotek kilovoltů nebo stovek kHz, budou mít vysokonapěťové AC/DC děliče již různé podoby. Jednu z nich v říjnu představila i společnost Hioki [1].

Za lepší účinnost rozlišující desetiny procenta

Dělič AC/DC napětí, který se hrdě hlásí ke svému japonskému původu, ponese označení VT1005, bude již napájen ze sítě a v praxi se určitě neztratí, stejně jako na pracovním stole – vždyť zde také měří přibližně 195 × 83 × 346 mm a váží něco přes dva kilogramy [2]. Výrobce jej předurčuje třeba ke spolupráci se svými analyzátory výkonu PW8001 (na stránkách DPS Elektronika od A do Z viz také [3]), kde má za úkol zajistit přesná měření relativně velkých signálů spojených obecně s napájením a třeba i vyhodnocováním účinnosti, která je nyní díky výkonovým tranzistorům na bázi karbidu křemíku (SiC) opět na vzestupu.

Budou-li např. takové střídače konvertovat napájení, musíme samozřejmě počítat i s nějakými ztrátami energie. Smyslem je ale zprostředkovat co nejefektivnější provoz, který se třeba v oblasti elektromobility dále propisuje na tolik sledované dojezdové vzdálenosti. Zase tak jednoduché to však nebude. Vedle základních průběhů zde totiž musíme při posuzování efektivity vzít v úvahu i spínací frekvenci, včetně dalších harmonických složek.

Obr. 1  Vn dělič napětí VT1005 od firmy Hioki je relativně velký nejen svými rozměry, ale také možnostmi, kterými se při měření chlubí ve frekvenčním pásmu, třeba až do 1 MHz [2]

Obr. 2  Vybrané vlastnosti novinky v porovnání s předpoklady u dvou vysokonapěťových rozdílových sond [2]

Vhodným nástrojem se pro taková precizní měření stávají analyzátory výkonu. Jenže tato zařízení nám obvykle přímo nezměří napětí o velikosti 1000 V, nebo ještě větší. K tomu již bude zapotřebí vysokonapěťová rozdílová sonda nebo snad i transformátor. Tím si ale často znemožníme přesná měření různých složek obsažených na výstupní straně střídačů. Problémy pak na sebe nenechají dlouho čekat, zvláště když nám zjištěná účinnost začne pozoruhodně překračovat sto procent, měřené hodnoty nejsou stabilní a opakovatelnost výsledků je tedy nízká. Firma Hioki proto reaguje s výše zmíněným vn děličem VT1005, který zde za předem stanovených podmínek uvažuje maximální jmenovitá napětí 5 000 VRMS, resp. ±7 100 VPEAK, a ve výsledku pak umožňuje dopátrat se rostoucí účinnosti systému klidně i v řádu 0,1 %. Řešení vybavené rozdílovým vstupem zde počítá s dělicím poměrem tisíc ku jedné, přesností měření ±0,08 % (DC), ±0,04 % (50/60 Hz) nebo též ±0,17 % (50 kHz) a šířkou pásma až do 4 MHz. Přesnost z pohledu amplitudy či fáze však bude definována pouze do 1 MHz. Jak ostatně vyplývá i z obr. 2, vyrovnaná „plochá“ závislost amplitudy na kmitočtu je v oblasti ohraničené ±0,1 % zaručována typicky do 200 kHz, zatímco v případě fáze limitované hranicí ±0,1 ° již očekávejte typických 500 kHz – podmínkou je ovšem korekce fáze na straně analyzátoru výkonu. V provozu pak dělič zároveň uvažuje teplotní rozsah od –10 °C až do +50 °C, resp. 80 % RH a méně.

Odkazy:

[1] Tisková zpráva, www.hioki.com/news/detail/id_n1265448

[2] Napěťový dělič VT1005, www.hioki.com/global/products/power-meters/power-analyzer/id_1265307

[3] Dalších 14 proudových čidel k analyzátorům výkonu PW8001, www.dps-az.cz/mereni/novinky/id:83970/dalsich-14-proudovych-cidel-k-analyzatorum-vykonu-pw8001