Szybki rozwój technologii przetwarzania mocy w połączeniu z potrzebą poprawy wydajności produktów wywiera coraz większą presję na inżynierów zajmujących się projektowaniem i testowaniem nowoczesnych systemów elektroniki mocy, aby dokładniej określać rzeczywistą wartość mocy elektrycznej.
Potrzeba ta skupia uwagę na dokładności przyrządów do pomiaru mocy i staje się jasne, że złożone charakterystyki mocy związane z nowoczesnymi technikami konwersji mocy wymagają wydajności w zakresie wysokich częstotliwości, która wykracza poza konwencjonalną konstrukcję analizatora.
Aby zilustrować tę potrzebę, możemy rozważyć sygnał napięcia związany z falownikiem PWM:
Oczywiście, jeśli chcemy dokładnie określić całkowitą moc, musimy uwzględnić wszystkie składowe częstotliwościowe sygnału. Na pierwszy rzut oka może się to wydawać proste, ponieważ wiele przyrządów do pomiaru mocy oferuje odpowiedni zakres częstotliwości, ale w większości przypadków wysoką dokładność pomiarów mocy osiąga się tylko w ograniczonym zakresie częstotliwości. Ilustruje to linia odpowiedzi 1, która przedstawia typowy zakres wysokiej dokładności wielu analizatorów mocy w porównaniu z linią odpowiedzi 2, która przedstawia analizator mocy, który utrzymuje wysoką dokładność w całym zakresie częstotliwości roboczych.
Jednym z głównych wyzwań związanych z osiągnięciem dobrej dokładności pomiaru mocy w szerokim zakresie częstotliwości jest konstrukcja sprzętu wejść napięcia i prądu. W przypadku wejścia napięcia na charakterystykę częstotliwościową duży wpływ ma pojemność pasożytnicza, a w przypadku wejścia prądu, w którym stosowany jest bocznik o niskiej rezystancji, na charakterystykę częstotliwościową duży wpływ ma indukcyjność pasożytnicza.
Wynika z tego, że szerokopasmową wydajność miernika mocy można zoptymalizować poprzez zminimalizowanie reaktancji pojemnościowej wejścia napięciowego i reaktancji indukcyjnej bocznika prądowego.
Zazwyczaj największym wyzwaniem dla precyzyjnych przyrządów do pomiaru mocy prądu przemiennego jest uzyskanie bocznika prądowego o niskiej indukcyjności. Jest to szczególnie trudne w przypadku produktów do analizy mocy, ponieważ rezystancja bocznika musi być niska, aby zminimalizować rozpraszanie mocy bocznika i obciążenie obwodu. Jednakże, ponieważ indukcyjność pasożytnicza elementu jest funkcją jego geometrii, wynika z tego, że bocznik o dowolnej geometrii fizycznej będzie miał większy błąd fazowy wraz ze zmniejszeniem rezystancji bocznika, ponieważ ta sama indukcyjność będzie stanowić większą część całkowitej impedancji.
Ponieważ impedancja indukcyjna wzrasta wraz z częstotliwością, wynika z tego również, że błąd związany z indukcyjnością pasożytniczą wzrasta wraz z częstotliwością.
Tutaj możemy zaobserwować podstawowe zjawisko, w którym przepływ prądu przez przewodnik powoduje powstanie wirującego pola magnetycznego. Obecność tego pola stanowi składową indukcyjną.
Rozpoznając błąd wielkości i fazy związany z indukcyjnością pasożytniczą boczników rezystancyjnych, projektanci przyrządów do pomiaru mocy stosują szereg technik w celu zminimalizowania pola magnetycznego, a tym samym poziomu indukcyjności.