R課堂 | 探頭頭部的安裝位置

關(guān)鍵要點(diǎn)

?除了測(cè)量位置之外，探頭的安裝位置也很重要。

?如果不慎將電壓探頭安裝在磁通量急劇變化的空間內(nèi)，就會(huì)受到磁通量變化的影響，而體現(xiàn)在觀測(cè)波形上。

SiC MOSFET柵-源電壓測(cè)量

探頭頭部的安裝位置

除了此前提到的測(cè)量位置之外，還有一個(gè)必須要注意的要點(diǎn)，那就是探頭頭部的安裝位置。

通常，在功率開(kāi)關(guān)器件的使用環(huán)境中，會(huì)對(duì)幾十到幾百安培的電流進(jìn)行高速開(kāi)關(guān)，所以因電流變化di/dt而產(chǎn)生的磁通量變化dΦ/dt非常大。另外，電壓變化dv/dt也非常大，電壓非常高，所以電壓變化時(shí)所流電流的變化也不容小覷。

如果不慎將電壓探頭安裝在這種磁通量急劇變化的空間中，探頭的頭部就會(huì)受到磁通量變化的影響，并且這種影響可能會(huì)疊加在最終波形上。下面比較了4種安置方法所檢測(cè)出來(lái)的開(kāi)關(guān)波形。

(a) 主電路環(huán)路的內(nèi)側(cè)
(b) 主電路環(huán)路的外側(cè)最近處
(c) 主電路環(huán)路的外側(cè)，用絞合線拉開(kāi)12cm距離
(d) 主電路環(huán)路的外側(cè)，用絞合線拉開(kāi)12cm距離+100Ω

圖1中列出了（a）～（d）四種探頭頭部安裝位置的差異，并用箭頭畫(huà)出了主電路環(huán)路的電流路徑。

圖1. 探頭頭部安裝位置和主電路環(huán)路的電流路徑

（a）是將探頭安裝在主電路環(huán)路的內(nèi)側(cè)，dΦ/dt最大的位置；(b)是將探頭安裝在主電路環(huán)路的外側(cè)，由于是外側(cè)最近的位置，所以也是dΦ/dt較大的位置；(c)和(d)是用延長(zhǎng)線拉開(kāi)與主電路環(huán)路的距離，將探頭安裝在盡量免受dΦ/dt影響的位置。不同的是（d）中加了一個(gè)100Ω的阻尼電阻。

圖2是在上述4種安裝方法下觀測(cè)到的柵-源電壓波形。

圖2. 探頭頭部安裝位置對(duì)最終波形的影響

從LS的波形看，可以看到在磁通量變化最大的（a）處，在與開(kāi)關(guān)動(dòng)作相同的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生了浪涌，可見(jiàn)受輻射噪聲的影響很大。另外，由于延長(zhǎng)線電感的影響，(c)的波動(dòng)比（b）還要大。從結(jié)果看，在延長(zhǎng)線中插入100Ω阻尼電阻的(d)成功抑制了振鈴，波動(dòng)最小。

在這個(gè)測(cè)試中，由于HS在執(zhí)行開(kāi)關(guān)工作，因此LS的柵極電壓始終處于關(guān)斷狀態(tài)（0V），所以完全沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電流流向柵極引腳，可以認(rèn)為容易受到磁通量變化的影響。而HS則由于在開(kāi)關(guān)工作期間，有驅(qū)動(dòng)用的充電電流流入SiC MOSFET的柵極引腳而不容易受到磁通量變化的影響，因此可以認(rèn)為其波形不像LS那樣紊亂。

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