測(cè)量IGBT開關(guān)特性對(duì)電流探頭的要求

市面上適用于電力電子領(lǐng)域測(cè)量的電流探頭有許多，根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的對(duì)波形的測(cè)量非常重要?，F(xiàn)代的IGBT器件不斷地向著大電流密度和高頻率應(yīng)用這兩個(gè)方向發(fā)展，但是幾乎找不到能同時(shí)符合各類IGBT開關(guān)特性測(cè)量的電流探頭，這就需要我們搞清楚自己的需求。

1、CT探頭好還是柔性的探頭好?

兩者都是非電氣接觸式電流探頭，適合高壓大電流IGBT開關(guān)特性測(cè)量。

從使用便利性角度來(lái)說(shuō)，柔性的探頭可介入性好些。針對(duì)已經(jīng)存在的電路可方便地進(jìn)行電流測(cè)量。而CT由于電流環(huán)無(wú)法打開，往往需要先安置電流探頭在連接電路。

從電源適配來(lái)看，CT一般不需要增加額外的電源，可直接和示波器相連。而柔性探頭因?yàn)橛蟹e分器的存在一般都需要外加電源或者使用電池。

從測(cè)量帶寬上講，CT產(chǎn)品能覆蓋的頻帶相對(duì)柔性探頭來(lái)說(shuō)多一些，在高速IGBT測(cè)量中特別有優(yōu)勢(shì)。

2、如何解決相應(yīng)延時(shí)?

不同類型的電流探頭有不同的延時(shí)參數(shù)，而且相對(duì)于不同的電壓探頭也有不一樣的延時(shí)。這無(wú)關(guān)電流探頭性能好壞的評(píng)價(jià)，但卻對(duì)計(jì)算開關(guān)損耗有一定的影響。

延時(shí)是可以校準(zhǔn)的，具體方法是在IGBT的開通時(shí)，把電壓的下降點(diǎn)和電流的上升點(diǎn)調(diào)在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，如圖2黑線所示，藍(lán)色代表VCE，紅色代表IC。因?yàn)槔硐霠顟B(tài)下IGBT需要在換流結(jié)束后CE電壓才會(huì)減小，但實(shí)際電路中由于有系統(tǒng)母排雜散電感的存在，C、E電壓會(huì)在IGBT橋臂有di/dt時(shí)就開始下降了。如果實(shí)測(cè)中CE電壓下降的位置與IC電流上升的位置不在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，說(shuō)明電壓探頭與電流探頭的時(shí)間延遲不一致，需要校準(zhǔn)。

需要說(shuō)明的是，這種校準(zhǔn)并非絕對(duì)精度的校準(zhǔn)，而是使電壓探頭和電流探頭同步的相對(duì)意義的上校準(zhǔn)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，這種方法非常方便且易于操作。

圖2電流探頭的延時(shí)校準(zhǔn)

3、怎么確定電流探頭的帶寬足夠?

選擇電流探頭不僅要看量測(cè)范圍，還要關(guān)注帶寬。往往測(cè)量大電流的探頭，帶寬會(huì)相對(duì)小些;而探頭規(guī)格書里標(biāo)的是最大帶寬，又不一定涵蓋最大電流。

其實(shí)在測(cè)量的時(shí)候是可以發(fā)現(xiàn)電流帶寬不足這件事的。請(qǐng)看圖3中兩個(gè)波形圖，藍(lán)色的是電流。圖中使用的電流探頭的tr=100ns，而90%I~10%IC之間的時(shí)間為28.2ns，小于探頭本身標(biāo)稱值，出現(xiàn)電流失真，影響損耗的測(cè)量。圖中使用的電流探頭的tr=25ns，90%~10%IC之間的時(shí)間為48.6ns，大于探頭本身標(biāo)稱值，符合測(cè)量要求。從波形輪廓上看沒(méi)有振鈴現(xiàn)象。上升時(shí)間小的探頭帶寬高。

圖3電流探頭帶寬對(duì)波形的影響

以上就是測(cè)量IGBT開關(guān)特性對(duì)電流探頭的要求，如果您在使用當(dāng)中還有其他問(wèn)題，歡迎訪問(wèn)咨詢普科科技官網(wǎng)。

審核編輯：湯梓紅