Standby-Leistungsmessung nach der EU-Verordnung 1275/2008

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Wenn nach IEC 62301 gemessen wird

Die Norm IEC 62301 definiert die Testumgebung. Nicht nur die Umgebungstemperatur bei 23 °C ±5 °C und ruhende Luft, sondern auch die Qualität der AC-Spannungsversorgung. THD (Total Harmonic Distortion) der Spannung darf 2% nicht überschreiten und der Crest-Faktor der Spannung muss zwischen 1,34 und 1,49 liegen. Diese Anforderungen werden in der Regel von den gängigen AC-Netzversorgungen erfüllt, müssen aber für den Standby-Leistungsaufnahme-Test verifiziert, d.h. gemessen werden.

Außerdem ist die Genauigkeit und Auflösung der Messeinrichtung definiert. Sie ist abhängig von der zu messenden Leistung. Bei Messungen >0,5 W ist eine Ungenauigkeit von <2% zulässig bei 95% Konfidenz-Niveau. Das Leistungs-Messgerät muss eine Auflösung von:

• 0,01 W oder besser für Leistungsmessungen unter 10 W und
• 0,1 W oder besser für Leistungsmessungen über 10 W (bis 100 W) haben.

Es ist zu bedenken, dass die Mess-Toleranz nicht nur das Leistungs-Messgerät betrifft, sondern insgesamt mit einem eventuellen Stromwandler zu sehen ist.

Die Norm IEC 62301 spezifiziert die Art der Messung. Es stehen drei verschiedene, subtile Methoden zur Verfügung.

• 1. Stabile Leistungs-Methode: Wenn die über einen Zeitraum von 5 Minuten gemessene Leistung nicht mehr als 5% schwankt, dann kann ganz einfach der angezeigte Wert des Leistungs-Messgerätes aufgezeichnet werden.
• 2. Durchschnittliche Leistungs-Methode: Wenn die Anzeige am Gerät länger als 5 Minuten nicht stabil ist, dann ist die durchschnittliche Leistung über mindestens 5 Minuten zu ermitteln. Wenn der Betriebszyklus des zu messenden Gerätes >5 Minuten ist, dann wird für die Dauer dieses Zyklus gemessen. Dies gilt speziell für Geräte, die verschiedene Standby-Zustände im Laufe der Zeit einnehmen.
• 3. Kumulierte Leistungs-Methode: Das Messgerät akkumuliert die Energie in Watt-Stunden für mindestens 5 Minuten. Dann muss das Gerät die kumulierte Energie durch die Messdauer dividieren, um die durchschnittliche Leistung zu erhalten.

Schließlich beschreibt Norm IEC 62301 die notwendigen Informationen, die für den Test-Bericht benötigt werden:

Informationen zum Produkt, die Testparameter Spannung, Frequenz, THD/Klirrfaktor, Crest-Faktor, Temperatur, die gemessenen Daten W und VA, die verwendete Messmethode einschließlich der Messdauer sowie die Angaben zur Testperson.

Die Lösung des Messproblems mit einem ohmschen Shunt

Eine einfache und auch sehr wirksame Methode die hier geforderte hohe Auflösung zu erreichen, und die Probleme der Stromwandler zu vermeiden, ist die Verwendung eines ohmschen Shunts. Der Shunt-Widerstand wandelt Strom entsprechend dem ohmschen Gesetz in Spannung um.

Diese Spannung kann mit einem passenden Messgerät zur Leistungsmessung verwendet werden. Ein Präzisions-Widerstand von 1 bis 10 Ω generiert eine Spannung, die für die meisten Power- bzw. Leistungs-Analysatoren geeignet ist. Mit sorgfältiger Vorkehrung für den Schutz bei elektrischen Überschlägen und gegen Überstrom, ist dieses einfach zu handhabende Gerät bestens geeignet die richtigen Messungen zu bekommen.

Abschließend sei nochmals anzumerken, dass die exakte Messung der Standby-Power nicht trivial ist. Der verantwortliche Ingenieur/Entwickler muss nicht nur die generelle Genauigkeit des Leistungs-Messgerätes, sondern speziell die Genauigkeit und Auflösung bei niedrigen Standby-Strömen beachten.

Die Fähigkeit zur Berechnung der durchschnittlichen Leistung innerhalb eines Zeitintervalls bzw. die Ermittlung der kumulierten Energie muss möglich sein. Eine Möglichkeit zur Überprüfung der Versorgungsspannung auf Oberwellen (THD) und die Ermittlung des Crest-Faktors muss gegeben sein. Hilfreich ist es natürlich, wenn bereits eine Test-Berichts-Unterstützung vorhanden ist.

*Jon Francis ist Sales Manager bei Voltech in Didcot, Oxfordshire /Großbritannien. Franz J. Dorfner ist Inhaber und Geschäftsführer von HEIDEN power in Pürgen bei Landsberg/Lech.

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