现代示波器分析软件可以帮助工程师进行更快、更可重复的测量。新款 MSO Series 4 B 就是这样一款示波器，它配备了更强大的处理器系统，旨在以众多专业设计师都能接受的价格，加速电源转换器设计人员的分析工作。
一些台式示波器，例如 MSO Series 4 B，可以配备三个差分电压探头、三个电流探头以及用于测量工业电机控制器输出的分析软件。
交流/直流和直流/直流转换器中的功率测量：
功率测量和分析软件包可帮助测量交流/直流和直流/直流转换器从输入级到开关、控制回路和输出级的各项参数。高级功率测量和分析 (4-PWR) 选件就是这样一款软件包。该软件可自动完成关键功率测量的设置过程，包括交流线路输入频率、均方根电压和电流、波峰因数（电压和电流）、有功功率、无功功率和视在功率、功率因数和相位等测量。通过测量开关损耗和磁损耗，工程师可以逐步改进最新的宽带功率器件，从而实现性能的微小提升。此外，它还支持对开关器件的安全工作区 (SoA) 进行在线测量。波特图可用于评估电源控制回路的稳定性。新版 4B 系列中最快的处理器可加速这些测量所需的计算，从而实现更快的刷新率。
功率测量和分析软件会自动进行计算，以测量功率变换器中的开关损耗。红线代表VDS，绿线代表ID。软件还会配置橙色线，该线显示开关过程中的功率损耗。.
测量支持向宽带器件的过渡。
从硅到碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 开关器件的过渡，对测量系统提出了更高的要求。对于这些器件，精确的开关评估需要更宽的测量带宽以适应更快的响应时间。直到最近，在半桥开关级的高侧进行开关测量几乎是不可能的。任何与开关节点相关的测量都会因高共模电压信号影响差分信号而产生失真。一种相对较新的探头采用光隔离技术，可在 1 GHz 频率下实现 80 dB 的共模抑制比，并在更低频率下实现更高的抑制比。MSO Series 4 B 与光隔离的 IsoVu 探头兼容，因此能够测量 100 V/ns 或更快的开关信号。此外
，还提供用于双脉冲测试的专用分析软件，以帮助设计人员过渡到宽带隙开关技术。该仪器的处理能力用于自动执行配置、测量和计算，以帮助设计人员测量对支持二极管的功率设计、时序和反向恢复特性至关重要的开关和导通电阻参数。
双脉冲测试常用于评估电路中 FET 和 IGBT 在接近或超过满功率运行条件下的性能。.
三相功率分析和电机控制器：
控制器和逆变器设计人员面临着类似的挑战。大多数现代电机控制器系统采用脉冲宽度调制 (PWM) 来控制电机的频率，从而控制电机的转速。脉冲宽度调制使得稳定测量这些信号变得困难。手动确定正确的滤波器和触发组合以获得稳定的波形极具挑战性，但这是确保测量一致性的必要条件。
它们通常具有三相输出，这会使连接和配置变得复杂。接线配置决定了功率分析中使用的计算方法，因此理解并选择正确的接线配置以获得预期结果至关重要。这些配置适用于电机控制器的输入和输出。电机控制器系统的探测不当和连接完整性差是进行电机控制器测量时常见的误差原因。
除了测量控制器输出外，测量对于评估控制器输入级的性能也至关重要，例如谐波、功率和功率因数。虽然可以将原始波形导出到电子表格或其他分析程序中，但该过程耗时且需要仔细计算。
因此，要使用示波器清晰地观察电机控制系统，需要精心的配置、稳定的波形以及专为此目的设计的应用软件所提供的强大测量算法。4B 系列示波器性能的提升使其成为电力系统和电机控制系统三相测量的理想选择，而这些测量以前只有高端示波器才能实现。
三相分析软件可以帮助获得电机控制器PWM输出的稳定测量数据。相量图可以快速显示三个电压和电流的相对相位和幅值。.
使用 6 个通道测量三相系统：
电机控制器和逆变器的输出通常为三线制系统，这意味着它缺少中性线，或者系统是平衡的，没有中性电流。在这些系统中，只需示波器上的 2 个电压通道和 2 个电流通道，即可通过采用“双瓦特表法”精确测量功率。该方法需要两个电压通道和两个电流通道，电压通道逐相连接，其中一相作为参考。这可以使用 4 通道示波器完成。
然而，工业变频器 (VFD) 的输入更可能使用带有中性线的四线制系统。在这种情况下，必须使用三个瓦特表。三瓦特表配置需要六个示波器通道：三个用于电压，三个用于电流。虽然一些示波器提供 8 个输入通道，但 MSO Series 4 B 是少数具有 6 个模拟输入的专业级示波器之一。
我们将测试自动化提升到了新的高度。
与所有泰克仪器一样，MSO Series 4 B 配备了行业标准的命令接口和通信总线，例如 USB 和以太网。它还包含高速 API、工具和软件，可优化测试开发时间和执行性能。为了简化仪器控制，泰克提供了对原生仪器驱动程序的访问，这些驱动程序可以将仪器命令转换为用户所选编程语言中熟悉的语法结构。用户可以选择 Python、LabVIEW®、CVI、MATLAB、C、C#、.NET 或几乎任何其他语言，并访问免费的教程、脚本、示例和视频，还可以使用我们的编程参考指南了解更多信息。
总之
，用于功率转换器测量、双脉冲测试、精密探头和三相测量的工具能够帮助设计人员快速获得可重复的测量结果，并更快地将项目推向市场。诸如 MSO Series 4 B 等专业示波器增强的底层计算性能，使工程师也能在工作台上获得高端示波器的计算性能，从而进一步加快设计流程并提高易用性。
作者简介：
Andrea Vinci 是泰克公司的高级技术营销经理。他拥有帕多瓦大学电子学硕士学位。在加入市场营销部门之前，他曾担任射频设计师、测试经理、应用工程师，之后在欧洲、中东和非洲地区担任业务拓展经理。他的经验涵盖半导体、电力电子和储能应用领域的测试解决方案。.
