随着AI和云计算服务器的迅猛发展，全球数据中心的用电量已达到前所未有的规模。在超大规模设施中，有时年电费支出甚至超过数十亿日元。

为减少这种环境负荷并降低运营成本，数据中心正在加速引入可再生能源及实施节能策略。在此进程中，ESS(储能系统)备受关注。ESS不仅被作为应急备用电源使用，还承担着以下多种重要职能。

· 削峰填谷

· 平滑过渡可再生能源的波动

· 在电压骤降或停电时提供备用电源，保障业务连续性

· 通过改善PUE(电源使用效率)来降低冷却负荷

在ESS中发挥核心作用的是DC-DC转换器，其转换效率直接关系到整个系统的性能。若DC-DC转换器的转换效率低下，将导致能源成本上升、冷却负荷增加，最终直接造成数据中心的经济损失。

在研发应用于ESS的DC-DC转换器中，最重要的要求其实非常简单：

· 将转换效率提升哪怕仅仅0.1%

· 以确凿的数据证明这一提升

为达成该要求，需要能够测量到准确数值来验证效果的能力。

准确测量备用电源状态时的大电流自然不必多说，真正的挑战在于：如何分辨0.1%的改善究竟是真实有效的性能提升，还是仅仅是测量误差所致。

要解决这一难题，功率分析仪的直流测量精度就变得至关重要。

在生产阶段，需要在多条生产线上高效检测同一型号的DC - DC转换器。此时，最为关键的挑战如下：

· 保证与研发环节相同的检测精度(首要要求)

· 构建成本效益尽可能高的测试系统

· 不增加多余设备

“希望用一台测量仪器解决问题”，这是众多生产现场的实际需求。

ESS中的DC - DC转换器以两种模式运行：

• 放电模式

以最大输出提供数百安培的电流(用于峰值抑制)。

• 充电模式

以10安培以下的小电流缓慢充电(夜间充电，采用安全设计)。

由此可见，面向ESS的DC - DC转换器可在数安培至数百安培的宽动态范围内运行。而且，在这两种模式下都需要进行精确的功率测量。这就要求测量仪器具备“无论测量范围的上下限如何，都能在宽范围内保持高精度”的能力。

PW4001满足了DC - DC转换器评估与检测的理想解决方案所需的各项条件。

· 直流测量精度：±0.04%读数(DC)

· 配备可支持测量高达1000A电流的多种电流传感器

· 一台仪器即可实现功率与波形分析

· 可集成至自动检测系统

精度与测量范围的可视化 ：传感器选型至关重要的原因

PW4001的基本精度可达±0.04% rdg，但实际测量性能也取决于电流传感器的性能。为在低负载时保持精度，选择低满量程(f.s.)误差的传感器十分重要。

• 低电流时(如：慢速充电时)

传感器的满量程(f.s.)误差百分比起主导作用。

• 高电流时

读数值的百分比误差(rdg)参数更为重要。

PW4001+电流传感器组合精度

从上图可清楚看出，若要在高电流和低电流情况下都将总误差控制在0.1%，就必须合理选择传感器并设定合适的量程。

应用案例

· 研发评估

通过PW4001 + CT6876A(1000A 传感器)一套系统验证波形和功率。

· 检测产线

使用PW4001 + 小型钳形传感器，在维持精度的同时，将设备数量减至最少。

· 产线扩展

在所有生产线上引入多台PW4001，借助标准化的测试流程确保始终如一的检测精度。

HIOKI日置功率分析仪PW4001具备以下优势：

• 直流测量精度达±0.04% rdg，支持DC效率验证。

• 一台仪器完成波形和功率测量，减少设备数量。

• 适用于检测生产线，扩展性出色。

“以相同精度、无多余设备且高性价比的方式构建研发与检测生产线”， 这就是HIOKI功率分析仪PW4001。

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