功率分析仪SiC 变频器的高精度功率测量

在 EV 和 HEV，轨交等领域，让电机驱动系统高效率化，小型化， 都是一个重要的课题。而为了能够让构成电机驱动系统主要元素的变 频器能够实现高效率化，小型化，SiC 功率半导体已经开始被人们所 使用(1，2，3)。通过使用 SiC 功率半导体，可以使开关频率趋于高 频化，继而达到让被动元器件小型化的目的。又或是利用低 ON 电阻 的特性，可以达到低损耗等等的目的。想要评估电机的驱动系统，就 必须要进行准确的功率测量。而对象是 SiC 变频器时，就需要用到比 以往更高的带宽去高精度的测量功率才行。在本稿中，我们会对 SiC 变频器以及电机驱动系统的功率，效率，损耗测量相关的技术经验， 以及实测结果等等给大家做一个介绍。

变频器・电机的效率测量 要评估含有变频器或马达的电机驱动系统时，可以通过测量变频器

的输入输出功率和马达功率，然后计算输入输出的比率和差来测量效 率，损耗。图 Fig.1 中所示的是一般测量电机驱动系统效率时的测量 结构图。变频器和马达的输出会随着时间而发生变化。所以，需要分别在各自 的测量点设置测量仪器。而计算效率和损耗时，会因为测量的时机不 同步，或运算方法的差异导致很难进行准确的测量。因此，需要使用 1 台测量仪器，或者对多台测量仪器进行同步控制去测量。

使用功率分析仪的话就能满足这个要求。普通的功率分析仪会有 4ch~6ch 去进行功率测量，并且自带马达分析功能。可以对效率和损 耗进行高精度的测量。

讲的更细致的话，进行功率运算时的会用到时间区域，而根据划分 的时间区域不同，也会发生变化。功率分析仪是检测出输入波形的零 位交叉点，然后确定运算的区域的。一般来说，会把零位交叉作为要 检测的信号的同步源，可以在各通道内自定义设置。因为设置了合 适的同步源就能稳定的测量到功率了，那么效率，损耗也就能高精度 的进行测量了。比如，变频器的输入是 DC 的话，可以通过把输入输 出通道设一样的同步源，来让运算区域一致。通过这个，就能稳定的

测量效率，损耗了。举个例子，如图 Fig.1 所示，虽然测量的是 2 个点位的功率，和 1 个马达功率，通过把所有通道的同步源设置为变频 器的输出电流，就能稳定的测量了。