选择高压示波器探头前应注意的三大基本问题

由于高压浮地测量非常危险且难以进行，传统的无源探头是不合适的，必须使用隔离探头和高压差分探头，那么如何确定哪种是最适合您的应用的高压示波器探头?

在说这个问题之前，您需要先了解三大基本问题。这些问题决定了探头在特定应用中是不是正确的选择。

三大基本问题

Q1：直流母线电压是多少?

直流母线电压将确定用于测量的探头所需的最大额定电压。对于交流线路信号，这是交流线路的峰峰值电压。在开关功率器件中，母线电压通常是AC线路全波整流的峰值电压或来自驱动器/逆变器电路的脉宽调制 (PWM) 信号的幅度。

Q2：什么是半导体器件材料?

硅 (Si)、碳化硅 (SiC) 和氮化镓 (GaN) 都是用于半导体器件的常用材料，每种材料对开关信号的上升时间都有其独特的要求：

· Si 器件通常无法处理快于 10 ns 的上升时间

· SiC 器件的上升时间为 3 到 5 ns 或更慢

· GaN 器件的上升时间约为 1 到 3 ns

电压摆幅越大，上升时间越慢，这有助于控制 EMI。

为了测量快速上升时间以及一些谐波，探头需要有足够的带宽。例如，要测量 GaN 器件上的栅极驱动信号，所需的探头带宽可能接近 1 GHz，而要测量同一 GaN 器件上的输出信号，所需带宽可能为 700 MHz 甚至低至 350 MHz。

Q3：有哪些应用?

高压探头选择指南会询问您的测量应用，提供功率半导体测试、浮地传感器或系统输入/输出测量选项。这种高级分类决定了许多探头指标的相对重要性，包括电压范围、带宽、衰减和隔离。

功率半导体测试是指对单个功率器件进行的测量。这包括捕获 MOSFET/IGBT 栅极驱动信号和输出信号，然后对其进行分析。分析包括死区时间验证和开关损耗测量。根据测试的半导体器件的不同，理想的探头特性包括宽电压范围、高偏置能力、非常好的 CMRR 和更高的带宽。

浮地传感器测量包括探测串联或分流电阻器、温度传感器或分立元件等。这种类型的应用通常对探头的隔离要较高，因为所涉及的信号通常较小且电压偏移较大。

系统输入/输出测量包括线路侧交流电压、DC/DC 转换器高低压输入输出、直流母线以及逆变器驱动 PWM 输出，宽电压范围和共模范围是与此应用相关的探头的典型特征。

如果您能回答出这三个基本问题，就基本可以解决高压探头的选择难题。

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审核编辑黄宇