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橫河示波器開關損耗測量:多屏縮放細節(jié)一目了然

來源:深圳市科瑞杰科技有限公司   2025年07月24日 19:08  

橫河DLM3000HD/DLM5000HD示波器以革新性能精準破局,結合設備亮點為工程師量身打造了以下“全鏈路高效實驗方案”,讓測試困境迎刃而解:

  • MAX頻帶寬度500MHz

  • MAX采樣率2.5GS/s

  • MAX記錄長度500M點(所有通道)

  • MAX記錄長度1G點(僅奇數(shù)通道)

  • ADC分辨率12位

  • 開關損耗計算功能、兩個位置縮放功能、統(tǒng)計測量功能

在配備/G3選件后,橫河DLM3000HD/DLM5000HD即可開啟自動延遲校正功能和開關損耗計算。

 

測試開始前:
1. 用戶需首先將示波器充分預熱30分鐘以上。
2. 執(zhí)行校準。
3. 將電壓探頭調零。
4. 將電流探頭調零和消磁。
5. 將電壓和電流探頭的傳輸時間差進行延遲校正。

若各探頭的傳輸延遲已有固定規(guī)格,則可直接使用;若用戶對延遲時間不明,則可使用延遲校正調整信號源701936,執(zhí)行自動延遲校正以確保該數(shù)值的準確性,這樣既簡單又可靠。 

接下來,我們將結合具體波形與操作案例為您解析典型功能的設置方式。


開關損耗測量:多屏縮放細節(jié)一目了然



功率器件的開關損耗一般是將開通/關斷區(qū)的開關損耗和導通區(qū)的導通損耗相加而得,其原理如圖1所示。


圖1 開關損耗概要


 

以圖2所示的測量波形為例,當工程師使用DLM系列產品測量開關損耗時,可將T1-T5的一個周期視作對象,結合使用以下公式得出各區(qū)間的功率損耗。其中RDS(on)表示MOSFET的導通電阻、VCE(sat)表示IGBT的飽和電壓,此外用戶還需將關斷區(qū)(T4-T5)的損耗視為零。


圖2 測量區(qū)和基準電平


 

在計算過程中,需要對這3個參數(shù)進行設置:
①導通電阻值或飽和電壓值;
②U Level : 確定T2(開通結束)、T3(關斷開始)所需的基準電壓;
③I Level: 確定T1/T5(開通開始)、T4(關斷結束)所需的基準電流。

在測量①時采用設備數(shù)據(jù)表中的記載值,而在測量②、③時所用數(shù)值則必須由測量人員酌情確定。

同時為了使測量標準化,用戶需確立一些準則,例如設置波形High-Low的x%。
損耗的計算結果可用功率[W]和電能[J或Wh]表示,并以開通損耗、導通損耗、關斷損耗以及包含前3種類型的綜合損耗,共計四種類型導出。

測量實例


接下來我們不妨以圖3的SiC開關損耗測試情況為例展開進一步分析。
用戶可通過限制測量范圍,對多個周期中的任意單周期進行損耗計算,同時在DLM系列波形設備的顯示屏中用戶還可開啟多屏查看,同時縮放任意兩個位置,以此實時放大開通部分和關斷部分,實時確認浪涌和振鈴的狀態(tài),可謂十分便捷。


圖3 計算單周期開關損耗


 

 

多周期統(tǒng)計損耗測量:一鍵生成多維報告

 

除開關損耗測試外,周期統(tǒng)計功能也是工程師們鐘愛的常用選項。

在使用該功能時,用戶可在對象范圍內分別計算出所有周期的損耗,并將測試結果以列表形式輸出。

圖4就是以圖3中的波形全周期為對象,以各周期為單位,應用周期統(tǒng)計功能后所得出輸出列表。囊括4種功率參數(shù),按時間序列顯示——這種方式能讓工程師自行點選任何單元格,即可在縮放窗口中獲取該單元格值所參照的周期,從而在計算結果中輕松發(fā)現(xiàn)異常情況并確認對應的波形,為捕獲異常提供雙向保險。


圖4 周期統(tǒng)計測量功能


 

應對高電壓挑戰(zhàn):提升量程,升級精準保障



近期,碳化硅(SiC)器件已實現(xiàn)1500V以上的額定電壓量產,推動百萬瓦級的光伏系統(tǒng)加速向高電壓架構升級。

當用戶選擇光伏逆變器時采用碳化硅器件替代傳統(tǒng)IGBT,其高耐壓特性與更快的開關速度會產生協(xié)同效應,進而導致浪涌峰值電壓顯著抬升(詳見圖5數(shù)據(jù))。

為準確捕獲此類高壓的瞬態(tài)信號,橫河建議將示波器的電壓量程提升1-2個量程,若用戶擔心高電壓量程會降低開關損耗測量的分辨率,可選擇高分辨率示波器。
DLM3000HD/DLM5000HD高分辨率示波器能夠滿足這種需求。


圖5 高速和高壓設備的浪涌電壓趨勢


 

從開關損耗的構成原理、測量公式,再到借助DLM實現(xiàn)多屏聯(lián)動、放大細節(jié)提升高效測量,我們揭示了精準量化開關損耗的完整路徑。無論您是進行設計驗證、故障排查還是能效優(yōu)化,在掌握這套DLM功能都將助力您提升工作效率并使分析結果更加可靠。

 

以上內容由科瑞杰分享,如在選型/使用過程中有任何問題可留言咨詢,深圳科瑞杰是橫河DLM3000系列示波器、GP10/GP20無紙記錄儀、WT310E數(shù)字功率計代理商。


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