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대기 전력 측정을 위한 IEC62301 표준 테스트

관리자 2024-05-24 조회수 1,341

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대기 전력 측정을 위한 IEC62301 표준 테스트.pdf (5.2 MB)

1. 개요

저전력 및 대기 모드에서의 에너지 소비는 에너지 자원이 점점 더 제한되고 있다는 인식이 높아지고 에너지 절약형 가전 제품에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 이제 중요한 문제로 인식되고 있습니다.

2. 배경

국제적으로 인정된 표준IEC62301 Ed2.0(2011) 및 EN 50564:2011은 대기 모드를 주전원에 연결했을 때 주요 기능을 수행하지 않는 기기의 가장 낮은 에너지 소비로 정의합니다. 또한 IEC62301 Ed2.0(2011)은 주 전원 공급 장치와 테스트 장비 모두에 대한 테스트 방법과 요구 사항을 정의합니다. 일반적으로 이러한 표준의 범주에 속하는 가전 제품에는 스마트 홈 장치, TV, 리모컨으로 켜지는 모든 것, 심지어 휴대폰 및 노트북용 플러그인 충전기와 같이 예열 지연 없이 거의 즉시 켜지는 가전 제품이 포함됩니다.

그림 1 대기전력을 사용하는 기기의 예 | Yokogawa 테스트 및 측정

그림1. 대기전력을 사용하는 기기의 예

고효율 및 최소 대기전력 소비로 인증된 제품을 개발 및 판매하려는 가정용 전기제품 및 관련 장비 제조업체는 ENERGY STAR 및 EU Eco Directive와 같은 정부 지원 프로그램에서 결정한 엄격한 대기전력 테스트를 수행해야 합니다. .

이러한 에너지 효율성 및 환경 보호 프로그램이 지속적으로 확장됨에 따라 해당 요구 사항이 더욱 엄격해지고 결과적으로 규정 준수를 확인하는 데 필요한 대기 전력 수준이 낮아집니다. 설계 및 테스트 엔지니어는 장치가 이러한 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 매우 정확한 전력 측정 도구를 선택하는 것이 중요합니다.

3. 과제

IEC62301 Ed2.0(2011) 표준은 대기전력의 정확한 측정을 위한 관련 테스트 조건을 정의합니다. 측정 장치에 대한 요구 사항에는 낮은 전류 및 역률, 파고율, 고조파 함량 및 전력 소비가 변동하는 경우 시간 경과에 따른 에너지 소비를 측정하는 기능이 포함됩니다. 이러한 이유로 대기전력을 측정하기 위해서는 일반적으로 전력분석기를 사용합니다.

4. 해결책

쉽고 정확한 측정을 위해 Yokogawa Test&Measurement의 전력 소비 측정 소프트웨어는 WT 시리즈 전력 분석기와 연결되며 가전 제품 대기 전력 측정 에 대한 IEC62301 Ed2.0(2011) 및 전기 및 전자 가구에 대한 EN 50564:2011 의 요구 사항을 충족합니다. 사무기기 저전력 소모 측정.

연결 방법

연결 화면 에 표시된 적절한 전력 분석기와 연결 방법을 선택하여 GPIB, 이더넷, USB 또는 RS-232를 사용하여 전력 분석기를 소프트웨어에 연결할 수 있습니다 . 장치 검색 을 클릭하고 적절한 기기를 선택한 다음 연결을 클릭하여 연결을 설정합니다.

그림 2 성공적으로 연결된 전력 분석기를 보여주는 연결 화면 | Yokogawa 테스트 및 측정

그림 2. 성공적으로 연결된 전력 분석기를 보여주는 연결 화면.

측정 준비

설정 화면 을 통해 사용자는 지역, 표준, 측정 기간 등을 포함한 특정 테스트 요구 사항에 따라 선택할 수 있습니다. 선택한 지역에 따라 정격 전압과 주파수가 결정됩니다. 사용자는 선형 회귀, 누적 평균 및 3섹션 비교 알고리즘을 포함하도록 안정성 판단 알고리즘을 지정할 수도 있습니다.

그림 3 설정 화면에서는 사용자별 요구 사항에 따라 테스트 구성이 가능합니다. Yokogawa 테스트 및 측정

그림 3. 설정 화면에서는 사용자별 요구 사항에 따른 테스트 구성이 가능합니다.

5. 테스트 보고서 편집

테스트 및 실험실 세부 정보, 기기 세부 정보, 테스트 매개변수 등의 정보가 포함된 사용자 정의 가능한 테스트 보고서가 생성됩니다. 수동으로 입력한 설명도 보고서에 표시됩니다.

그림 4 보고서 편집 기능을 통해 사용자 정의 가능한 테스트 보고서 세부정보 | Yokogawa 테스트 및 측정

그림 4. 보고서 편집 기능을 사용하면 테스트 보고서 세부 사항을 사용자 정의할 수 있습니다.

6. 규정을 준수하는 대기 전력 측정 수행

조건 및 측정 화면 에서 사용자는 측정을 시작하고, 추세를 보고, 측정 데이터를 검토할 수 있습니다. 추세 설정은 구성 가능하며 사용자는 보려는 추세를 선택하고, 색상을 변경하고, 계수선 및 스케일 값을 켜거나 끄고, 구간당 시간을 조정할 수 있습니다.

그림 5. 조건 및 측정 화면은 테스트를 시작하고 테스트가 실행될 때 업데이트됩니다.

7. 규정을 준수하는 대기 전력 측정 수행

테스트가 완료되면 보고서가 생성되어 출력 화면에 PDF, CSV 또는 둘 다로 저장할 준비가 됩니다. 더 빠르고 쉬운 테스트를 위해 연결 방법과 측정 설정을 저장하고 다음에 소프트웨어를 사용할 때 자동으로 로드되도록 설정할 수 있습니다.

IEC62301 테스트 보고서

그림 6 대기전력 측정을 위한 IEC62301 표준 예시 테스트 보고서 | Yokogawa 테스트 및 측정

그림 6. 테스트 보고서 예시.

8. 권장사항

대기 전원을 사용하는 많은 장치는 사용하지 않을 때에도 연결되어 있습니다. 이러한 장치는 일반적으로 전력 소모가 적고 연중 내내 여러 장치를 연결해 두지만 가정이나 기업은 예상보다 훨씬 더 많은 전력을 소비(및 비용 지불)하는 경우가 많습니다. 에너지와 비용을 모두 절약하려면 IEC62301 Ed2.0(2011) 및 EN 50564:2011에서 정의한 대기 전력 효율 장치를 사용해야 합니다.

설계 및 테스트 엔지니어가 ENERGY STAR 및 EU Eco Directive 규정을 충족하는 정확한 측정을 수행할 수 있도록 WT 시리즈 전력 분석기(예: WT300E)와 결합된 Yokogawa 테스트 및 측정 전력 소비 측정 소프트웨어를 사용하면 다음을 쉽게 설정, 테스트 및 측정할 수 있습니다. 다양한 가전제품의 대기전력을 대기, 테스트 및 측정합니다. 맞춤 생성된 보고를 통해 추세 데이터를 볼 수 있다는 것은 장치가 요구 사항을 충족하는지 확인하는 것이 그 어느 때보다 쉬워졌다는 것을 의미합니다.

IEC62301 Standards Testing for Standby Power Measurement

Introduction

Energy consumption in low-power and standby modes is now recognized as an important issue due to the increased awareness that energy resources are becoming more limited and because the demand for energy-saving household electrical appliances continues to grow.

Standby power consumption is defined as the minimum power draw when a device is plugged in to utility grid power.

What is the IEC62301 standard?

Internationally recognized standards IEC62301 Ed2.0 (2011) and EN 50564:2011 define standby mode as the lowest energy consumption of an appliance not performing its main function, when connected to the mains. Additionally, IEC62301 Ed2.0 (2011) defines the test methods and requirements for both the mains supply and the test equipment. Appliances that typically fall under the umbrella of these standards include those that turn on almost instantly without a delay for warm-up, such as smart home devices, TVs, anything that get switched on with a remote, and even some plug-in chargers for cell phones and laptops.

Figure 1 Examples of devices that use standby power | Yokogawa Test&Measurement

Figure 1. Examples of devices that use standby power.

Manufacturers of domestic electrical appliances and related equipment that seek to develop and market products that are certified as operating with high efficiency and minimum standby power consumption must perform strict standby power testing as determined by government-backed programs such as ENERGY STAR and the EU Eco Directive.

As these energy efficiency and environmental protection programs continue to expand, their requirements become more stringent, resulting in a drop in the standby power level necessary to confirm compliance. It is crucial that design and test engineers choose highly accurate power measurement tools to confirm that their devices meet these requirements.

The Challenge: Measuring Standby Power With Precision

The IEC62301 Ed2.0 (2011) standard defines the relevant test conditions for accurate measurement of standby power. Requirements for the measuring device include the ability to measure low current and power factor, crest factor, harmonic content, and energy consumption over time if the power consumption fluctuates. For this reason, a power analyzer is typically used to measure standby power.

IEC 62301 defines testing conditions as follows:

Ambient temperature: 23°C (+/- 5) with still air.
Power supply harmonic content: Should not exceed 2% up to the 13th harmonic.
Crest factor: The ratio of peak value to RMS value of the test voltage should be between 1.34 and 1.49.

Accuracy requirements for measuring equipment:

For measurements higher than 0.5 Watts, the uncertainty must be less than 2% at a 95% confidence level.
The power measurement instrument must resolve:
- 0.01 Watts or less for measurements below 10 Watts.
- 0.1 Watts or less for measurements above 10 Watts (up to 100 Watts).

The Solution: Power Analyzers and Software for IEC62301 Compliance

For easy and accurate measurements, Yokogawa Test&Measurement’s Power Consumption Measuring Software connects with WT series power analyzers and satisfies the requirements of IEC62301 Ed2.0 (2011), for household electrical appliance standby power measurement, and EN 50564:2011, for electrical and electronic household and office equipment low power consumption measurement.

Connection method

A power analyzer can be connected to the software using GPIB, Ethernet, USB, or RS-232 by selecting the appropriate power analyzer and connection method shown on the Connection screen. Click Device Search, select the proper instrument, and then click Connect to establish the connection.

Figure 2 Connection screen showing a successfully connected power analyzer | Yokogawa Test&Measurement

Figure 2. Connection screen showing a successfully connected power analyzer.

Preparing for measurement

The Settings screen allows users to make selections based on their specific testing requirements including the region, standard, measurement period, and more. The region selected determines the rated voltage and frequency. Users can also specify stability judgment algorithms to include linear regression, cumulative average, and three-section compare algorithms.

Figure 3 The Settings screen allows for test configuration based on user specific requirements | Yokogawa Test&Measurement

Figure 3. The Settings screen allows for test configuration based on user-specific requirements.

Test report editing

A customizable test report is generated that includes information such as test and lab details, appliance details, and test parameters. Manually-input comments are also visible on the report.

Figure 4 The Report Edit function allows for customizable test report details | Yokogawa Test&Measurement

Figure 4. The Report Edit function allows for customizable test report details.

Making a compliant standby power measurement

On the Condition and Measurement screen, users can start measurements, view trends, and review measurement data. Trend settings are configurable and allow users to select the trends they want to view, change colors, turn graticule and scale values off or on, and adjust the time per division.

Figure 5 Condition and Measurement screen | Yokogawa Test&Measurement

Figure 5. The Condition and Measurement screen initiates the test and updates as the test is run.

Reporting

Once testing is complete, a report is generated and ready to save on the output screen as a PDF, CSV, or both. For quicker and easier testing, the connection method and measurement settings can be saved and set to automatically load the next time the software is in use.

IEC62301 Test Report

Figure 6 IEC62301 Standards Example Test Report for Standby Power Measurement | Yokogawa Test&Measurement

Figure 6. Example test report.

Learn More About Yokogawa WT Series Precision Power Analyzers

Many devices that use standby power remain plugged in even when not in active use. Though these typically have a low power draw, with multiple devices plugged in year-round, a household or business is often consuming (and paying for) considerably more power than what they expect. To save both energy and money, standby power efficient devices, as defined by IEC62301 Ed2.0 (2011) and EN 50564:2011, must be used.

For design and test engineers to make accurate measurements that meet ENERGY STAR and EU Eco Directive mandates, Yokogawa Test&Measurement Power Consumption Measuring Software, combined with a WT series power analyzer (such as a WT300E), allows for easy setup, testing, and measurement of standby, test, and measure standby power in a variety of appliances. The ability to view trend data via custom-generated reporting means that verifying a device meets requirements is easier than ever.

Learn more about the Yokogawa Test&Measurement solutions and products mentioned in this app note:

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