在太阳能发电系统中电力调整器通过DC-DC转换对输入的直流电进行升压稳压处理,再经逆变电路转换为交流电输出。高速开关固然是实现能量转换的关键环节,但其损耗却会直接影响系统的整体效率,而传统测量方法更是为测量雪上加霜:极其依赖示波器捕捉电压电流波形,需依靠人工光标定位与手动计算评估损耗,久而久之耗时耗力、主观误差等局限性过于显著。
面对挑战,横河DLM3000HD/DLM5000HD示波器以革新性能精准破局,结合设备亮点为工程师量身打造了以下“全链路高效实验方案”,让测试困境迎刃而解:
在配备/G3选件后,横河DLM3000HD/DLM5000HD高分辨率示波器即可开启自动延迟校正功能和开关损耗计算。
测试开始前,这几个步骤少不了!
1. 用户需首先将示波器充分预热30分钟以上。
2. 执行校准。
3. 将电压探头调零。
4. 将电流探头调零和消磁。
5. 将电压和电流探头的传输时间差进行延迟校正。
若各探头的传输延迟已有固定规格,则可直接使用;若用户对延迟时间不明,则可使用延迟校正调整信号源701936,执行自动延迟校正以确保该数值的准确性,这样既简单又可靠。
功率器件的开关损耗一般是将开通/关断区的开关损耗和导通区的导通损耗相加而得,其原理如图1所示。
图1 开关损耗概要
以图2所示的测量波形为例,当工程师使用DLM系列产品测量开关损耗时,可将T1-T5的一个周期视作对象,结合使用以下公式得出各区间的功率损耗。其中RDS(on)表示MOSFET的导通电阻、VCE(sat)表示IGBT的饱和电压,此外用户还需将关断区(T4-T5)的损耗视为零。
图2 测量区和基准电平
在计算过程中,需要对这3个参数进行设置:
①导通电阻值或饱和电压值;
②U Level : 确定T2(开通结束)、T3(关断开始)所需的基准电压;
③I Level: 确定T1/T5(开通开始)、T4(关断结束)所需的基准电流。
在测量①时采用设备数据表中的记载值,而在测量②、③时所用数值则必须由测量人员酌情确定。
同时为了使测量标准化,用户需确立一些准则,例如设置波形High-Low的x%。
损耗的计算结果可用功率[W]和电能[J或Wh]表示,并以开通损耗、导通损耗、关断损耗以及包含前3种类型的综合损耗,共计四种类型导出。
从开关损耗的构成原理、测量公式,再到借助DLM实现多屏联动、放大细节提升高效测量,我们揭示了精准量化开关损耗的完整路径。无论您是进行设计验证、故障排查还是能效优化,在掌握这套DLM功能都将助力您提升工作效率并使分析结果更加可靠。
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