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IEC61000 電力模擬：看似簡單！華儀EAL-5000系列可以勝任！
1965年，Intel的共同創辦人高登．摩爾(Gordon Moore)針對半導體發展提出了劃時代的理論–––《摩爾定律》。摩爾在此定律中指出，半導體上容納的晶體管數每兩年會增加一倍。時至今日，科技飛躍性的發展讓半導體組件倍增的速度已經快過摩爾所預期；而帶動5G網絡、人工智能、IoT物聯網、醫療器材以及電動車技術進步的，正是源于這些先進的半導體技術。為了確保這些技術能安全的運用在產品上并維持其質量，業界常利用安規測試儀對產品進行各種安全測試，如耐壓、絕緣及接地阻抗測試等。但在眾多電氣測試中，存在另一個同等重要、卻往往被忽視的角色:執行電網狀況模擬的交流電源。本期電子報中，EEC華儀電子將藉由40年來為客戶提供安規測試及電源解決方案的獨到經驗，帶您深入探討如何針對不同需求，選擇適合的交流電源。
擇您所需，而非所欲
貪心是人類的通病，總是想要一舉多得。我們在選購設備時，要不選擇較gao規格的機種、期待能以一臺機器滿足所有需求，要不就是挑選滿足起碼性能要求中的低規格。這個選擇邏輯看似沒有問題，但往往會導致公司內部的標準不一致。若研發、生產與售后服務部門全都用不同的儀器，可能造成所得的數據質量參差不齊，進而衍生各種數據誤差，并使整體持有成本居高不下。
在選擇電源之前，EEC建議您先考慮下面幾個問題:您的產品是甚么?需要通過的測試又是甚么?是否有需要符合的標準規范?從這三個角度切入思考，您可以更客觀且全面的了解自己的需求。
交流電源功能何在?誰該使用交流電源?
只要有插座跟電線，人人都有電可用，為何我們還需要使用額外的電源?
通常來說，使用獨立的電源可以帶來下列的好處:
產生不同電壓
產生不同頻率
提供純凈且穩定的輸出
提供與電網隔離的輸出
波形失真率低
具備功率量測的能力
可產生各種輸出波形、模擬電網狀況以及各種瞬時響應
電源的產業應用極為廣泛，這邊僅針對部分應用進行討論。IEC 61000電磁兼容性(electromagnetic compatibility, EMC)及IEEE 1547.1是兩個各產業常被要求符合的安規標準，其中又以IEC 61000-3與IEC 61000-4為重要的兩個系列標準。另外，電源應用也會隨著所測試的產品、或是所用的部門不同而有所改變。
以研發部門來講，電源常被用來驗證電網異常的各種保護措施；產線自動測試系統則需要可靠且安全的電源提供穩定的輸出電壓與頻率；檢驗及品管部門常需要透過電源驗證產品的功率范圍、確保成品質量；至于售后服務部門，則需要可提供穩定輸出的電源作為儀器調校以及電網異常模擬之用。這些應用中，電源常搭配安規測試儀一并使用，進行如漏電流或接觸電流等測試。
做出選擇前，首要任務是了解所在地的電力輸配送規格。在日本，標準輸配電電壓為100V、在中國大陸則是220V。盡管新一代的電源都具備彈性的電力輸入應對能力(如100V-240V)，在特殊狀況下仍需將較為不同的電力環境納入考慮。為確保電源的可靠與安全性，您可以檢查機身上是否有如CE、UL或TUV等檢驗機構的安全認證標章。
接下來需考慮的，是您的產品需求。測試中被檢驗的產品一般稱為「待測物」(device under test, DUT)，它將決定測試所需的電壓、頻率，以及需符合的安規標準；部分特殊產品則有額外的浪涌電流及波峰因數等要求。以中央冷暖空調(HVAC)產業為例，由于所用的壓縮機功率大，因此測試所需的浪涌電流較其他產品來得大；下方圖一說明了需要選擇高波峰因數的理由。
圖一、浪涌電流與波峰因數關系示意圖
浪涌電流會隨著待測物不同而改變，而波峰因數代表的則是電源所能提供的瞬間峰值能力。選擇電源時，必須將浪涌電流的需求與電源提供的波峰因數能力做比較，并找出解答。常見應用如馬達，其啟動瞬間需要足夠的浪涌電流進行驅動。為應對這種狀況，直觀的解決方法是采用額定功率較大的電源；實際上，只要電源提供的波峰因數夠大，額定功率較小的電源也能滿足馬達的浪涌電流需求。
如同前面所述，各部門的職掌也會決定所需儀器的性能。以研發部門用的儀器為例，精度好、高輸出范圍以及多樣波形與諧波生成功能是*的決定性因素。小數點后數個位數的微調能力，對研發部門進行產品驗證的能力有莫大的影響；波形生成功能，則是進行IEC 61000-3與IEC 61000-4標準相關測試的關鍵能力。近日新型的電源通常具備內建的step、list、pulse與transient等模式，讓安規標準測試設定更加輕松、整體效率更好。圖二中列出了部分IEC 61000認證前測試與對應的測試波形。檢驗與品管部門亦可應用上面提到的功能增進測試效率與質量。
圖二、部分IEC 61000-4標準測試與其波形
對產線測試部門來說，儀器的賬面規格就非首要關鍵；可靠性、耐用性、安全性與輸出穩定性才是重要的。另外，耗能表現與多機彈性連接能力亦十分重要，可以為應用量大的產線部門帶來規模效益。常見的儀器連接接口包括USB、GPIB以及以太網絡。特定使用環境下，儀器也可能需具備以模擬輸入(BNC)方式外接頻率的同步能力。善加利用這些功能，長遠來看都有助降低持有成本。
購買適合的儀器需要考慮眾多因素。做決定前，可以咨詢EEC的電源專家以找出有經濟效益且符合需求的解決方案。
EEC華儀電子即將推出全新一代高效可靠的交流電源。本系列產品擁有完整的產品線與功能，對應產線、研發、品管及售后服務等各種測試需求。直覺化的控制接口與簡單流暢的操作，能大幅提升測試效率。本系列產品不但使用簡單且效能強大，更擁有業界的安全性與穩定耐用度；并搭載可擴充性能套件，能針對您的需求與預算提供彈性多元的應用解決方案、省下一切不必要的花費。本系列產品亦具備高度可靠耐用性以及經世界及認證的安全性，是自動測試設備與制造業應用的不錯選擇。
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