前言

為了實現范圍 3 （※1）排放和去碳化（碳中和、零碳），必須正確理解自己公司的產品對環境的影響。未來，制造商必須向最終用戶明確說明其產品的功耗。對于開發工程師來說，降低產品功耗將是一項關鍵任務。

本應用案例旨在為致力于實現范圍 3 的開發人員提供相關提示，以便理解如何通過收集電流和溫度數據來發現電子設備中部件的能量損耗。

※1：什么是范圍 1、2 和 3 ？

范圍1：企業自身直接排放的溫室氣體（燃料燃燒、工業過程）

范圍2：使用其他公司提供的電力、熱力和蒸汽產生的間接排放

范圍3：范圍 1 和范圍 2 以外的間接排放。(與企業活動相關的其他公司的排放）

背景

開關電源安裝在電子設備中，用于提供穩定、充足的電源。開關電源必須高效地將工頻交流電源轉換為低壓直流電源。為了實現高效率的電源，需要進行管理以盡可能地減少熱損耗。產生的熱能與能量損耗直接相關，這意味著熱損耗應盡可能小。可以通過了解電子設備內部部件的電流消耗和熱損耗，來采取措施降低產品的功耗。

降低開發產品的功耗所面臨的問題

降低已開發產品的功耗涉及以下問題：

1. 了解不同工作模式的電流消耗

2. 了解能量損耗點

3. 適應開發速度

■1. 了解不同工作模式下的電流消耗

制造商必須向最終用戶明確說明其產品的功耗。除了使用功率計測量產品的額定功率外，往往還需要不同工作模式下的功耗數據。驗證開發產品在不同工作模式（如待機、額定運行和過載）下的電流消耗的數據，對產品的最終用戶非常有價值，并且具有加快范圍 3 計劃實施的優勢。

■2. 了解能量損耗點

為減少能源浪費，通過同時了解電流消耗、發熱和振動等能源損耗，從而更容易理解它們之間的因果關系。例如，電氣設備部件產生的大部分熱量是由流經這些部件的大電流造成的。了解了電流值和溫度之間的因果關系，就可以采取措施，例如通過降低電路中的電流來減少發熱量。

■3. 適應開發速度

為了按期推出產品，開發工程師需要在有限的驗證時間內，毫不拖延地進行長期可靠性、耐久性和破壞性測試。為了跟上世界變化的速度，需要提高開發速度并高效地進行評估。這就需要進行多點測量并同時記錄電流和溫度等各種參數。

解決方案

HIOKI 提出的相關建議

可長期記錄已開發產品的電流消耗和溫度，以查明能量損耗的原因。而 LR8450 數據采集儀和小型高精度 DC 電流傳感器 CT7812（或 CT7822）、功能強大是理想之選。LR8450 與測量單元組合使用，可記錄多達 330 個多通道的電流、電壓、溫度、溫度、振動等物理量以及 CAN 總線上的數據。

LR8450 和 CT7812（或 CT7822）非常適合測量像本次產品這樣的開發產品的電流消耗和溫度 ：

1. 手指大小的高精度電流傳感器，只需夾住即可測量

2. 同時測量各種參數，可以確定能源的浪費情況

3. 多功能測量模塊

■1. 手指大小的高精度電流傳感器，只需夾住即可測量

小型 DC 電流傳感器 CT7812（2 A）和 CT7822（20 A）是進入電源周圍狹小空間的理想之選。只需夾住即可測量，無需斷開接線，從而最大限度地減少了對產品系統的影響和連接所需的工時。此外，它還適用于檢查已安裝設備的電流消耗之類的維保用途。電流傳感器采用磁通門技術，具有低漂移性和出色的溫度穩定性，能夠長期高精度地記錄電流消耗。

■2. 同時測量各種參數，可以確定能源的浪費情況

溫度和振動測量可有效確定電流傳感器無法確定的元件級損耗， LR8450 數據采集儀支持溫度和熱流測量以及振動和應變測量。通過與消耗電流同時記錄，可快速確定由發熱或振動引起的能量損耗。記錄的數據會實時顯示在顯示屏上，以加快設計驗證和調試。

■3. 多功能測量模塊

LR8450 有 7 種測量模塊，支持多種信號記錄。可整合電壓、電流、電阻和溫度等基本記錄參數，以及脈沖和邏輯輸出傳感器、應變傳感器、 CAN 總線的測量數據。高度可擴展的測量通道數量可用于各種評估應用。

評估應用示例 ：

?溫度循環測試 ：使用 PT 溫度傳感器高精度記錄產品溫度

?電纜彎曲耐久性測試 ：監測導線電阻

?電池的穿刺測試 ：通過 1 ms 快速采樣記錄電壓和溫度的快速變化

?大規模熱測試 ：獲取詳細的溫度數據，用于熱設計驗證，最多可達 330 個通道

■組合產品介紹

圖 3 顯示了一個組合示例，用于測量電子設備中元件的電流和溫度。兩種電流測量模塊 ：U8556（直連）和 LR8536（無線），都可最多連接 5 個電流傳感器；LR8450 可自動識別電流傳感器的型號，將其轉換為電流比例并顯示數據，從而省去了設置的功夫。關于溫度記錄，可使用電壓 / 溫度單元 U8550 或無線電壓 / 溫度單元 LR8530。

表 1 列出了可與 LR8450 配合使用的 HIOKI 的傳感器。

根據需要測量的電流容量、導線直徑和用途等，HIOKI 可提供多種電流傳感器。

結語

電子設備制造商需要減少生產、銷售、消費和廢棄過程中的溫室氣體排放。HIOKI 的數據采集儀 LR8450 和電流傳感器使產品的電流消耗、熱量和振動等能源損耗數據清晰可見，這是開發人員進行節能設計的第一步。