如何选择合适的力科高压示波器探头-云帆兴烨
三大基本问题
当访问高压示波器探头选择指南时，将被问到三个基本问题，这些问题决定了探头在特定应用中是不是正确的选择。 Q1 直流母线电压是多少？ Q2 什么是半导体器件材料？ • 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？ 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。 使用高压示波器探头选择指南 力科提供了这种简单的方法来帮助您根据特定应用选择高压探头。打开高压探头选择指南，回答三个基本问题，将获得对于高压探头的推荐，并附上我们选择背后的理由。 选择指南使用简单的颜色编码方案对每个探头的适用性进行评级： • 黑色：绝对不能将探头用于此应用，因为可能会损坏探头、示波器或被测设备 (DUT)，或对操作员造成伤害。 • 红色：此应用中使用探头可能是安全的，但它可能无法提供良好的测量结果。 • 黄色：在此应用中，探头的性能存在一些折衷，但一些用户可能会发现这些探头对他们来说是合适的。 • 绿色：这是完美的探头，它的使用几乎没有问题，并且针对此应用在价格和性能方面进行了优化。有时，它可能是唯一安全的选择。 让我们来看看如何使用高压探头选择指南，来选择合适的探头测试使用 260 V DC 总线的功率半导体。 选择正确高压示波器探头实例 要测试的电路是一个全桥拓扑结构，使用四个宽禁带（在本例中为 GaN）金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)。需要测量的是确定 MOSFET 的开关损耗。有两个下侧MOSFET 和两个上测MOSFET，如下图所示。 根据以上信息： • 直流母线电压选择为 170 – 1000 Vdc • 半导体器件材料选择是宽禁带（SiC 或 GaN） • 应用选择是功率半导体测试。 再将这些信息输入高压示波器探头选择指南，如下图所示。 01 考虑不同应用对高压示波器探头的要求 结果显示在一个矩阵中，显示了所考虑的应用的子类别以及每个应用所考虑的 HV 探头。 在本例中，高压示波器探头选择指南选择了 DL-ISO 系列高压光隔离探头作为栅极驱动和开关损耗测量的最佳探测选项（绿色）。 DL-ISO 是一种新型探头，专为测量浮在高压直流总线上的小信号而设计，它具有类似于 Tektronix IsoVu 的光隔离特性。HVD 系列高压差分探头是采用传统设计的高质量高压差分探头，选择指南指示该探头可能可用（黄色）。 每个选项附带的注释提供了结果的简要原因，在标有字母“i”的按钮后面提供了更多信息。
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。
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：
高压示波器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。
