
引言
電力電子是現代電子設計中的一個重要應用。設計師和消費者都在為眾多日常應用(例如平板電腦、手機、耳機以及汽車市場中的電動汽車開發)尋求更長的續航時間。
該技術主要涵蓋四個關鍵類別:AC/DC整流器、DC/DC轉換器、DC/AC逆變器和AC/AC轉換器。工業應用多種多樣,對分布式發電(DG)、微電網(MG)和智能電網(SG)系統等可持續能源發電行業至關重要。
功率轉換技術
功率轉換器將輸入能量的屬性值(如幅度、頻率、相位)轉化為期望輸出的其他值。在現代工業中,對各種功率轉換器的性能要求在容量、電壓等級、效率和尺寸(與開關頻率相關的問題)方面越來越嚴格。
為了提高現有功率轉換器的性能,用寬禁帶 (WBG) 開關器件代替傳統的硅開關器件,氮化鎵(GaN)高電子遷移率晶體管(HEMTs)和碳化硅(SIC)金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)是目前最常用的寬禁帶(WBG)半導體材料。寬禁帶半導體材料具有比硅材料更優越的特性。

寬禁帶半導體的優點使得GaN HEMT在低功率(<1 kW)到中功率(<10 kW)應用中得到了更多的采用,SiC MOSFET更適用于中功率(<10kW)到高功率(>10 kW)的應用。
目前,GaN HEMT的優點尚未得到充分利用,因為GaN和襯底之間的熱阻較大,會導致自熱問題,可能導致開關器件過熱。然而,GaN HEMT可以提供更高的效率和開關速度,SiC MOSFET提供更高的電壓、電流和溫度特性。
使用寬禁帶半導體開關器件的主要挑戰是克服其高轉換率帶來的潛在問題,這可能會惡化電磁干擾(EMI)水平,并可能導致電壓振蕩和不穩定。

可以確定的是,隨示波器一起交付的標準無源探頭不適用于一般功率分析。這種應用需要一個更具體的解決方案,這個解決方案是根據您希望采用的探測技術以及要測試的功率器件類型來定義的。

如何為特定測量需求選擇正確的探頭?
確定功率轉換探測需要的最佳探頭的一個簡單方法是:首先,確定您是在進行功率器件研究還是系統開發。

Vds和Vgs的測量

探頭的選擇取決于:
■ 半橋的上管還是下管的測量
■ 電壓范圍
? –汽車:48 V
? –電源:>100 V
■ 開關頻率/上升時間
? –SiC或GaN
半橋的上管–不參考地的電壓
半橋的下管–相對于地的電壓
探頭應用
01-測量下管Vgs信號


02-測量下管Vds信號


03-測量上管Vgs信號


04-測量上管Vds信號


測量設置


T3AWG3352提供一個PWM輸入,電路板可以工作到2 MHz。使用DL10-ISO探頭測量上管柵極,而使用DL10-HCM探頭測量下管柵極。總線電壓也由T3PS3000提供,但電壓限制到40 V,輸出電流波形由CP30A電流探頭測量。

力科高壓光隔離探頭

帶寬:350 MHz, 700 MHz 和?1GHz
輸入電壓:2 V 到?2500 V
共模電壓:60 kV
160 dB CMRR
1.5% 的系統增益精度
上升時間:435ps
無需斷開也可自動歸零
靈活的連接方式
力科高壓光隔離探頭主要應用:
服務器、主板、照明和樓宇自動化、住宅逆變器、UPS、開關電源、家用和商用電器中的電機等
關于力科
力科(Teledyne Lecroy)是高端示波器、協議分析儀和其他測試儀器的領先制造商,可快速全面地驗證電子系統的性能和合規性,并進行復雜的調試分析。
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