光隔離探頭在新能源汽車電機控制器的雙脈沖測試應用實例

電機控制器是新能源汽車電控系統(tǒng)的關鍵組成部分之一，它負責將電池的直流電轉換成交流電以驅動電機運轉。在這個過程中，核心功率器件一般是 SiC 或者 GaN 材料的MOSFET 或 IGBT，承擔著電能轉換和功率控制的任務。為了保證電機控制器的性能和可靠性，需要對這些功率器件進行嚴格的測試，其中就包括雙脈沖測試。

案例簡介

雙脈沖測試可以幫助工程師評估電機控制器中功率器件的開關速度、開關損耗、電壓和電流波形等關鍵參數(shù)，進而優(yōu)化電機控制器的設計。但在雙脈沖測試中，上管Vgs的測量是一個技術難點，它要求我們的測量系統(tǒng)不僅需要具有高帶寬特性，還需要更高的共模抑制能力。

測試實例

●被測設備：某新能源車電機控制器核心板

●測試點位：電機控制器橋式電路中的MOSFET上管Vgs，上管Vds

●客戶痛點：之前使用傳統(tǒng)差分探頭測量上管Vgs時，信號有嚴重震蕩，無法分析定位電路問題

▲原測試信號震蕩失真

測試現(xiàn)場 下面現(xiàn)場測試圖中，展示的是麥科信高分辨率示波器MHO3系列MHO3-5004、光隔離探頭MOIP系列MOIP1000P、高壓差分探頭DP1502以及被測模塊。

▲現(xiàn)場測試圖

在雙脈沖測試中，光隔離探頭測量的是上管Vgs。這個模塊是電機控制器的核心部分，其開關速度非常快，通常在納秒級別。在測試過程中，由于高速開關產生的電磁干擾（EMI）會對測量結果造成影響。光隔離探頭的高共模抑制比能夠洞察信號的全部真實，即使在高干擾環(huán)境下也能提供清晰的信號波形。

下管的干擾相對較不嚴重，因此差分探頭可以滿足測試需求。目前主流的雙脈沖測試使用的是200MHz帶寬、1500V隔離的差分探頭。由于測試器件的管腳比較細，傳統(tǒng)的電流測量方法可能無法對較細的芯片管腳進行直接測量，因此推薦使用羅氏線圈來測試下管Id。羅氏線圈是一種非接觸式電流測量裝置，可以在不接觸導線的情況下測量電流，這對于保護管腳和快速方便地獲得準確的電流測量結果至關重要。 我們來看看實測波形，如下圖：光隔離探頭測量的是上管Vgs，差分探頭測量的是下管Vds和下管Vgs，同時推薦下管Id可以使用麥科信的羅氏線圈RCP1200XS進行測量。

▲實測波形圖

客戶反饋

在之前的雙脈沖測試中，上管Vgs信號存在大的共模干擾，一開始對差分探頭CMRR這塊了解不夠深入，一直相信差分探頭的測試結果，以為震蕩是系統(tǒng)設計造成，反復修改驗證電路還是沒有解決問題，這次使用麥科信的光隔離探頭后，測試的效果非常不錯，這款光隔離探頭在高頻段依然有很高的CMRR，測試后的震蕩波形小時，結果跟我們的理論分析很相似。

總結

麥科信（Micsig）的光隔離探頭MOIP1000P，共模抑制比高達180dB，在1GHz頻段下仍能保持100dB以上的性能。這一卓越的性能使得該探頭能夠在以碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）為核心器件的電路設計中，更加精準和可靠的電路測試與驗證?？梢宰尮こ處熌軌虿东@到真實的上管Vgs電壓波形，從而準確分析電路設計是否滿足需求，確保產品的高性能和可靠性。

關于麥科信

深圳麥科信科技有限公司是一家行業(yè)技術領先的信號測試測量設備研發(fā)制造商和方案提供商，國家級高新技術企業(yè)，專精特新企業(yè)。麥科信（Micsig）致力于信號測試測量領域前沿技術的研究和開發(fā)，尤其在示波器及示波器探頭產品領域我們一直走在創(chuàng)新的前沿，是平板示波器開創(chuàng)者，光隔離探頭引領者。

我們秉承使命和愿景，從專業(yè)出發(fā)，不斷突破技術邊界，助力每一位電子領域工作者與所在組織更加高效和卓越。

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