探頭與示波器被稱為工程師的眼睛，是工程師進(jìn)行電信號(hào)測(cè)量時(shí)必不可少的工具。探頭在功率領(lǐng)域的應(yīng)用是其發(fā)揮作用的重要方面，包括功率器件測(cè)試和變換器測(cè)試兩個(gè)方面。

主要的使用者包括功率半導(dǎo)體公司的器件研發(fā)工程師、測(cè)試工程師、應(yīng)用工程師、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師，電源公司的器件認(rèn)證工程師、硬件研發(fā)工程師、測(cè)試工程師，高校、科研院院所的相關(guān)科研人員。

探頭的種類眾多，常見的包括無源探頭、高壓單端探頭、高壓差分探頭、電流探頭等。同時(shí)，每種探頭又有非常多的品牌規(guī)格型號(hào)，令工程師眼花繚亂。

此篇文章，我們將針對(duì)功率領(lǐng)域，按照變換器的設(shè)計(jì)流程：功率器件測(cè)量、單板調(diào)試、整機(jī)調(diào)試、三個(gè)環(huán)節(jié)，為廣大工程師提供一份探頭選型指導(dǎo)。

功率器件測(cè)量

功率器件測(cè)量主要發(fā)生在器件研發(fā)、器件選型階段，通常是在專用的測(cè)試板上進(jìn)行的，需要準(zhǔn)確地測(cè)量功率器件的端電壓、端電流和驅(qū)動(dòng)電壓。測(cè)試項(xiàng)目包括開關(guān)/反向恢復(fù)特性測(cè)量、柵電荷測(cè)量、雪崩測(cè)試、短路測(cè)試。

· 驅(qū)動(dòng)電壓

10倍無源探頭：帶寬高可達(dá)1GHz、衰減倍數(shù)小，使用無源探頭能夠獲得精準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)電壓波形。由于其屬于無源探頭，故僅能用于測(cè)量下管器件的驅(qū)動(dòng)電壓。

泰克10X無源探頭

在使用10倍無源探頭測(cè)量驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，需要注意接地線的影響和阻抗匹配。

單板調(diào)試

單板調(diào)試是在功率變換器研發(fā)階段對(duì)控制電路、主功率電路進(jìn)行單獨(dú)功能性調(diào)試。對(duì)控制電路進(jìn)行測(cè)試包括供電、控制器、采樣調(diào)理電路、控制信號(hào)、傳感器等，可以使用10倍無源探頭。各類配件能夠幫助工程師輕松完成測(cè)試，如下圖所示。高壓差分探頭也可以用于控制電路測(cè)試，但其測(cè)量結(jié)果精度較低。

對(duì)于主功率電路調(diào)試，測(cè)試精度進(jìn)度要求并不高，僅進(jìn)行功能性驗(yàn)證。器件端電壓和驅(qū)動(dòng)電壓采用高壓差分探頭測(cè)量，上管和下管均可測(cè)量，器件端電流用羅氏線圈測(cè)量，橋臂中點(diǎn)電流用霍爾電流探頭或羅氏線圈測(cè)量。

整機(jī)調(diào)試

完成單板測(cè)試后就可以進(jìn)行整機(jī)調(diào)試了，包括控制電路功能測(cè)試、主功率電路功能測(cè)試、功率因數(shù)測(cè)試、效率測(cè)試、電壓調(diào)整率測(cè)試、負(fù)載調(diào)整率測(cè)試、短路保護(hù)測(cè)試、過流保護(hù)測(cè)試、環(huán)路響應(yīng)測(cè)試。在進(jìn)行這些測(cè)試的過程中，都涉及到對(duì)控制電路和主功率電路關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，與單板調(diào)試不同的是，此時(shí)控制電路和主功率電路成為整理實(shí)現(xiàn)變換器整體運(yùn)行，不再是分離狀態(tài)。

在整機(jī)調(diào)試階段，測(cè)量電壓信號(hào)多采用高壓差分探頭，其差分輸入避免了無源探頭可能會(huì)導(dǎo)致的環(huán)流問題，不會(huì)輕易影響變換器的正常工作。在使用高壓差分探頭時(shí)，需要選擇根據(jù)被測(cè)信號(hào)幅度選擇量程更小的高壓差分探頭，以提高測(cè)量精度。同時(shí)，還需要將高壓差分探頭前端接線進(jìn)行雙絞，減小由于前端接線過長(zhǎng)導(dǎo)致的震蕩問題。

在整機(jī)調(diào)試階段涉及多處電流測(cè)量，可以根據(jù)被測(cè)電流信號(hào)的位置和頻率選擇不同的工具。對(duì)功率器件端電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，往往需要試用羅氏線圈，因?yàn)橹挥辛_氏線圈才能套入單管器件引腳或功率模塊端子完成測(cè)量。對(duì)變換器中關(guān)鍵位置電流進(jìn)行測(cè)試時(shí)，包括電感電流、變壓器電流、橋臂中點(diǎn)電流等，可以使用羅氏線圈或霍爾電流探頭，注意此時(shí)選擇的霍爾電流探頭的帶寬需滿足被測(cè)信號(hào)的要求。對(duì)變換器輸入輸出電流進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以使用羅氏線圈或霍爾電流探頭，由于此時(shí)被測(cè)電流頻率較低，選擇的霍爾電流探頭帶寬不用很高。

以上就是關(guān)于如何為功率器件、變換器測(cè)試挑選合適的探頭?如您使用中還有其他問題，歡迎登陸西安普科電子科技。