电动汽车用逆变器开发中的高阶波形分析(二)

受碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的快速启动，加之器件封装电感和外围电路布线电感的影响，使得漏极和源极间会产生巨大的浪涌。如何确认该浪涌不超过器件的最大额定电压，成为评估逆变器优劣的重要项目。

示波器or功率计？浪涌测试如何破局

工程师如何最大限度地利用好测量仪器的优势，实现逆风翻盘？如图1所示，若用户使用8位垂直轴分辨率的示波器测量1000V浪涌时，他将选择250V/div的电压范围，由于1div对应于ADC的25LSB，因此在该条件下设备的最小分辨率仅为10V，这不免使观察者们在测试时顿感捉襟见肘；相同条件下，若使用者配备的是12位ADC的DLM5000HD，则最小分辨率为其1/16，是测量10V以下参数的利器。

图1 垂直轴分辨率不同的机型的波形查看方法差异

或许有人问“为什么不使用功率计？”原因在于，定义示波器的垂直轴准确度时，其对象仅针对直流电平，相较于功率计，其数值较低，但示波器的带宽一般也比功率计更宽，因此在高频领域中示波器的可靠性更高。

需要注意的是，倘若用户在测试过程中使用光标读取值或使用测量功能自动计算值作为判定基准，则需以上述注意事项为前提条件，在充分考虑误差和偏差后，采用取平均值等统计方法。

浪涌测试中的典型刺头——电机浪涌

电机浪涌也是浪涌测量中的典型挑战。如图2所示，受逆变器和电机间电缆的电感影响，逆变器在输出时可能会在电机端产生高电压浪涌，进而导致绕组绝缘损坏。这种倾向在碳化硅(SiC)等启动速度较快的器件上尤为明显。因此，确认电机浪涌电压是电机开发和制造中必不可少的评估项目。

图2  电机浪涌概要

在测量浪涌的最大值时，一般的方法是先将触发模式设置为正常模式，将触发电平设置在浪涌峰值附近后，即可捕获波形的最大值。而横河DLM系列则在此基础上不断升级，从细节入手开设强辅助功能刷新用户的测试体验。

在捕获波形时，DLM系列可通过指定捕获次数的方式提升测试的便捷度，若用户担心波形捕获的死区时间，则可在触发模式下使用N单次模式，将死区时间减少到最小1us以下。

同时DLM系列的“历史功能”以及“统计测量功能”早已成为了不少用户心中的坚实后盾。如图3所示，DLM系列的历史功能可将捕获的波形存储在设备内存中，便于用户日后参考，以DLM5000HD为例，它可在1.25k点的记录长度下捕获20万个历史波形。此外，如图4所示，用户还可在存储数据的基础上使用历史统计测量功能，以列表的形式一键查看历史记录中所有波形的最大值，并在此基础上计算获取最大值、最小值、平均值、标准偏差以及用于统计运算的测量值个数等数值。

图3 历史功能

图4 统计测量显示