近年来，全球气候变暖加速推动脱碳社会转型，太阳能发电因其资源的无限性、安装灵活性及光电转换效率持续提升等优势，成为可再生能源的核心发展领域。
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。
随着SiC等下一代功率器件的出现，通过提高太阳能发电的输出电压来提高效率已成为当前趋势，而电力调整器内部处理的电压也会增加。因此工程师们对测量设备的要求也日益增高——示波器需不断扩展电压量程以适应高电压环境——相应地测量分辨率却会随之降低。这不仅会导致开关损耗难以精确量化，也让捕捉新型器件在快速开关中的急剧浪涌与振铃困难重重，从而成为制约新一代高效电力调整器研发的瓶颈。
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：
最大频带宽度500MHz
最高采样率2.5GS/s
最大记录长度500M点（所有通道）
最大记录长度1G点（仅奇数通道）
ADC分辨率12位
开关损耗计算功能、两个位置缩放功能、统计测量功能
在配备/G3选件后，横河DLM3000HD/DLM5000HD即可开启自动延迟校正功能和开关损耗计算。
测试前准备：校准先行，零误差启航
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。
接下来，我们将结合具体波形与操作案例为您解析典型功能的设置方式。
开关损耗测量：多屏缩放细节一目了然
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。
测量实例
接下来我们不妨以图3的SiC开关损耗测试情况为例展开进一步分析。
用户可通过限制测量范围，对多个周期中的任意单周期进行损耗计算，同时在DLM系列波形设备的显示屏中用户还可开启多屏作战，同时缩放任意两个位置，以此实时放大开通部分和关断部分，实时确认浪涌和振铃的状态，可谓十分便捷。
图3 计算单周期开关损耗
多周期统计损耗测量：一键生成多维报告
除开关损耗测试外，周期统计功能也是工程师们钟爱的常用选项。
在使用该功能时，用户可在对象范围内分别计算出所有周期的损耗，并将测试结果以列表形式输出。
图4就是以图3中的波形全周期为对象，以各周期为单位，应用周期统计功能后所得出输出列表。囊括4种功率参数，按时间序列显示——这种方式能让工程师自行点选任何单元格，即可在缩放窗口中获取该单元格值所参照的周期，从而在计算结果中轻松发现异常情况并确认对应的波形，为捕获异常提供双向保险。
图4 周期统计测量功能
应对高电压挑战：提升量程，升级精准保障
近期，碳化硅(SiC)器件已实现1500V以上的额定电压量产，推动百万瓦级的光伏系统加速向高电压架构升级。
当用户选择光伏逆变器时采用碳化硅器件替代传统IGBT，其高耐压特性与更快的开关速度会产生协同效应，进而导致浪涌峰值电压显著抬升（详见图5数据）。
为准确捕获此类高压的瞬态信号，横河建议将示波器的电压量程提升1-2个量程，若用户担心高电压量程会降低开关损耗测量的分辨率，可选择高分辨率示波器。
DLM3000HD/DLM5000HD能够满足这种需求。
图5 高速和高压设备的浪涌电压趋势
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。
