MSO 4B示波器為工程師帶來更多臺(tái)式功率分析工具

_____

持續(xù)測(cè)量 AC-DC 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的性能可能是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。隨著設(shè)計(jì)師努力從硅基電源轉(zhuǎn)換器過渡到碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 等寬禁帶半導(dǎo)體，這些挑戰(zhàn)變得尤為棘手。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等三相系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師面臨更多復(fù)雜問題。

值得慶幸的是，他們可以借助最新款臺(tái)式示波器。此款示波器提升了電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的分析處理能力和速度，所用軟件讓工程師能夠進(jìn)行速度更快、更可重復(fù)的測(cè)量。

功能更加豐富的泰克示波器

泰克 4 B 系列 MSO 就是這樣一款示波器，它配備更強(qiáng)大的處理器，可加快電源轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)師的分析速度。此款示波器采用全新用戶界面，與上一代示波器相比，響應(yīng)速度提高了一倍，測(cè)量速度也顯著提升。此外，此款示波器價(jià)格實(shí)惠，許多專業(yè)設(shè)計(jì)師都可以購買得起。

AC-DC和DC-DC電源測(cè)量

示波器具有自動(dòng)執(zhí)行關(guān)鍵功率測(cè)量的選項(xiàng)。該高級(jí)功率測(cè)量和分析 (4-PWR) 選項(xiàng)可以測(cè)量交流線路輸入的頻率、RMS 電壓和電流、以及電壓和電流的波峰因數(shù)。它還可以測(cè)量有功功率、無功功率和視在功率以及功率因數(shù)和相位。

功率測(cè)量和分析軟件自動(dòng)執(zhí)行計(jì)算，測(cè)量電源轉(zhuǎn)換器的開關(guān)損耗。

工程師在尋找微小改進(jìn)時(shí)需要進(jìn)行逐步修改，這就要求對(duì)開關(guān)損耗和磁損耗等進(jìn)行測(cè)量。該軟件還可用于在電路中測(cè)量開關(guān)器件的安全工作區(qū)域。所有這些測(cè)量均可利用 4 B 系列的更快速處理器加速完成。

采用寬禁帶器件

對(duì)于寬禁帶 SiC 和 GaN 器件，要想準(zhǔn)確評(píng)估其開關(guān)損耗，需要更大的測(cè)量禁帶來適應(yīng)更快的轉(zhuǎn)換速率。不久前，對(duì)于半橋開關(guān)級(jí)別的高側(cè)相對(duì)于開關(guān)節(jié)點(diǎn)的開關(guān)測(cè)量仍然存在失真的問題，這是因?yàn)楦吖材ｋ妷盒盘?hào)干擾了差分信號(hào)。

但是，4B 系列 MSO 示波器可與一種相對(duì)較新的探頭兼容，這種探頭使用光學(xué)隔離技術(shù)來實(shí)現(xiàn) 1 GHz 時(shí) 80 dB 的共模抑制比 (CMRR)，如果頻率更低，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)更高的 CMRR。此類 IsoVu 光學(xué)隔離探頭可以測(cè)量 100 V/ns 或更快的開關(guān)信號(hào)，同時(shí)避免共模電壓擺動(dòng)引起的失真問題。

雙脈沖測(cè)試通常用于評(píng)估在接近或超過全輸出的條件下，場效應(yīng)晶體管 (FET) 和絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT) 在電路中的性能。

雙脈沖測(cè)試分析軟件可以幫助設(shè)計(jì)師過渡到采用寬禁帶開關(guān)技術(shù)。此款測(cè)量工具具有強(qiáng)大的處理能力，能夠自動(dòng)執(zhí)行設(shè)置、測(cè)量和計(jì)算，讓設(shè)計(jì)人員能夠更快、更輕松地測(cè)量開關(guān)參數(shù)和二極管的反向恢復(fù)特性。

三相電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常使用脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 來控制頻率，從而控制電機(jī)的速度，但頻率的變化會(huì)導(dǎo)致難以對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定測(cè)量。要想實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波形，通過人工確定濾波器和觸發(fā)器的正確組合非常棘手，但對(duì)于實(shí)現(xiàn)一致測(cè)量卻是必要的。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常具有三相輸出，這使連接和設(shè)置變得復(fù)雜。

除了測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸出之外，對(duì)驅(qū)動(dòng)器的輸入級(jí)性能（例如諧波、功率和功率因數(shù)）進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估也很重要。

4B 系列具有更強(qiáng)大的性能以及內(nèi)置配置和分析功能，因此是進(jìn)行此類三相測(cè)量的理想選擇。此前，只有高端示波器才具備此功能。

六通道可幫助解決三相問題

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和逆變器的輸出通常采用沒有中性導(dǎo)體的三線制系統(tǒng)。采用雙功率表法時(shí)，僅使用示波器上的兩個(gè)電壓通道和兩個(gè)電流通道即可準(zhǔn)確測(cè)量這些系統(tǒng)中的功率。 測(cè)量時(shí)需要用到兩個(gè)電壓通道和兩個(gè)電流通道，電壓通道連接不同相位，其中一個(gè)相位作為參考。 

三相分析軟件可用于實(shí)現(xiàn) PWM 電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出的穩(wěn)定測(cè)量。 這可以借助四通道示波器進(jìn)行。但工業(yè)變頻器的輸入更有可能使用帶中性導(dǎo)體的四線制系統(tǒng)。在這種情況下，應(yīng)使用三個(gè)功率表，這種配置需要六個(gè)示波器通道：三個(gè)電壓通道和三個(gè)電流通道。盡管多款示波器提供八個(gè)輸入通道，但 4 系列 B MSO 是少數(shù)具有六個(gè)模擬輸入的專業(yè)級(jí)示波器之一。

與大多數(shù)泰克儀器一樣，4B 系列示波器具有 USB 和以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)通信接口。這些接口支持遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)訪問以及測(cè)試自動(dòng)化。上文提到的功率測(cè)量都可以使用一套完整記錄的全面編程命令來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。雖然自動(dòng)化程序可以在 Matlab、C、C++ 和 LabVIEW 等任一環(huán)境中編寫，但最新推出的 Python 驅(qū)動(dòng)程序可以讓您更加輕松地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。