選擇高壓示波器探頭前應(yīng)注意的三大基本問題

由于高壓浮地測量非常危險(xiǎn)且難以進(jìn)行，傳統(tǒng)的無源探頭是不合適的，必須使用隔離探頭和高壓差分探頭，那么如何確定哪種是最適合您的應(yīng)用的高壓示波器探頭?

在說這個(gè)問題之前，您需要先了解三大基本問題。這些問題決定了探頭在特定應(yīng)用中是不是正確的選擇。

三大基本問題

Q1：直流母線電壓是多少?

直流母線電壓將確定用于測量的探頭所需的最大額定電壓。對(duì)于交流線路信號(hào)，這是交流線路的峰峰值電壓。在開關(guān)功率器件中，母線電壓通常是AC線路全波整流的峰值電壓或來自驅(qū)動(dòng)器/逆變器電路的脈寬調(diào)制 (PWM) 信號(hào)的幅度。

Q2：什么是半導(dǎo)體器件材料?

硅 (Si)、碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 都是用于半導(dǎo)體器件的常用材料，每種材料對(duì)開關(guān)信號(hào)的上升時(shí)間都有其獨(dú)特的要求：

· Si 器件通常無法處理快于 10 ns 的上升時(shí)間

· SiC 器件的上升時(shí)間為 3 到 5 ns 或更慢

· GaN 器件的上升時(shí)間約為 1 到 3 ns

電壓擺幅越大，上升時(shí)間越慢，這有助于控制 EMI。

為了測量快速上升時(shí)間以及一些諧波，探頭需要有足夠的帶寬。例如，要測量 GaN 器件上的柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所需的探頭帶寬可能接近 1 GHz，而要測量同一 GaN 器件上的輸出信號(hào)，所需帶寬可能為 700 MHz 甚至低至 350 MHz。

Q3：有哪些應(yīng)用?

高壓探頭選擇指南會(huì)詢問您的測量應(yīng)用，提供功率半導(dǎo)體測試、浮地傳感器或系統(tǒng)輸入/輸出測量選項(xiàng)。這種高級(jí)分類決定了許多探頭指標(biāo)的相對(duì)重要性，包括電壓范圍、帶寬、衰減和隔離。

功率半導(dǎo)體測試是指對(duì)單個(gè)功率器件進(jìn)行的測量。這包括捕獲 MOSFET/IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)和輸出信號(hào)，然后對(duì)其進(jìn)行分析。分析包括死區(qū)時(shí)間驗(yàn)證和開關(guān)損耗測量。根據(jù)測試的半導(dǎo)體器件的不同，理想的探頭特性包括寬電壓范圍、高偏置能力、非常好的 CMRR 和更高的帶寬。

浮地傳感器測量包括探測串聯(lián)或分流電阻器、溫度傳感器或分立元件等。這種類型的應(yīng)用通常對(duì)探頭的隔離要較高，因?yàn)樗婕暗男盘?hào)通常較小且電壓偏移較大。

系統(tǒng)輸入/輸出測量包括線路側(cè)交流電壓、DC/DC 轉(zhuǎn)換器高低壓輸入輸出、直流母線以及逆變器驅(qū)動(dòng) PWM 輸出，寬電壓范圍和共模范圍是與此應(yīng)用相關(guān)的探頭的典型特征。

如果您能回答出這三個(gè)基本問題，就基本可以解決高壓探頭的選擇難題。

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審核編輯黃宇