Sondy optoizolowane-z powodzeniem zastosowano w testowaniu sterowników silników w pojazdach o nowej energii i zasilaczach-dużej mocy. Rozwiązali problem oscylacji sygnału-często spotykany problem z tradycyjnymi sondami różnicowymi, spowodowany niewystarczającym współczynnikiem tłumienia sygnału wspólnego (CMRR)-umożliwiając inżynierom dokładne uchwycenie rzeczywistych przebiegów Vgs-przełączników strony wysokiej w urządzeniach z węglika krzemu (SiC) i azotku galu (GaN), optymalizując w ten sposób projekty obwodów i zwiększając niezawodność produktu.
I. Podwójne-testowanie impulsowe sterowników silników pojazdów nowej generacji
1. Tło aplikacji
Sterowniki silników wykorzystujące urządzenia zasilające SiC/GaN działają z prędkościami przełączania sięgającymi poziomu nanosekund, generując znaczne-zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) o wysokiej częstotliwości.
Cel testu: Zmierzenie Vgs (napięcia-źródła bramki) tranzystorów MOSFET-górnej strony w obwodzie mostka w celu oceny strat przełączania i wydajności dynamicznej.
2. Problemy z tradycyjnymi rozwiązaniami
W przypadku stosowania do pomiarów sondy różnicowej o szerokości pasma 200 MHz, sygnał Vgs charakteryzował się poważnymi oscylacjami i zniekształceniami. Inżynierowie często błędnie diagnozowali to jako wadę projektu obwodu, co prowadziło do wielokrotnych-i ostatecznie nieskutecznych-poprawek w projekcie.
3. Opto-izolowane rozwiązanie
W implementacji wykorzystano izolowaną sondę-Micsig MOIP1000P połączoną z oscyloskopem o wysokiej rozdzielczości MHO3-5004:
Achieved a Common Mode Rejection Ratio (CMRR) of up to 180 dB, maintaining performance of >100 dB nawet w paśmie częstotliwości 1 GHz.
Pomyślnie spełnił jednoczesne wymagania dotyczące dużej przepustowości i wysokiego współczynnika CMRR, skutecznie tłumiąc zakłócenia-trybu wspólnego.
Prąd przełącznika strony niskiego-zmierzono-bezkontaktowo przy użyciu cewki Rogowskiego RCP1200XS, co pozwoliło uniknąć potencjalnego uszkodzenia delikatnych styków urządzenia.
4. Wyniki wdrożenia
Pomyślnie uchwycono wyraźne przebiegi Vgs, które w dużym stopniu zgadzały się z analizą teoretyczną.
Opinia klienta: „Oscylujące przebiegi zniknęły, a wyniki testów są teraz wiarygodne”, co doprowadziło do znacznego skrócenia cyklu badawczo-rozwojowego.
II. Rozwój i testowanie zasilaczy regulowanych prądu stałego-o dużej mocy
1. Tło aplikacji
Zasilacz wykorzystuje elementy z węglika krzemu i działa w środowisku wysokiego-napięcia i{1}}wysokiej częstotliwości; w rezultacie pomiar-wysokiej strony Vgs jest poważnie zakłócany przez zakłócenia harmoniczne-wysokiej częstotliwości.
2. Wyzwania techniczne
Tradycyjne sondy różnicowe charakteryzują się degradacją współczynnika odrzucenia sygnału wspólnego (CMRR) przy wysokich częstotliwościach. Prowadzi to do oscylacji sygnału podczas-włączania i{2}}wyłączania stanów nieustalonych, co uniemożliwia określenie, czy zaobserwowane zachowanie odzwierciedla rzeczywiste działanie obwodu.
3. Wdrożenie rozwiązania izolacji optycznej
Do pomiaru Vgs przełącznika strony wysokiej- wykorzystano optyczną sondę izolującą MOIP1000P w połączeniu z elastyczną sondą prądową RCP600XS w celu monitorowania prądu Id.
Sondy te są oparte na technologii SigOFIT™, która zapewnia-bardzo wysokie możliwości odrzucania sygnału wspólnego.
4. Weryfikacja wyników
Oscyloskop wyświetlał wyraźne, wolne od zniekształceń przebiegi Vgs i Id,-zgodne z oczekiwaniami projektowymi.
Opinia klienta: „To rozwiązało poważny problem napotkany podczas prac badawczo-rozwojowych, zapobiegając niepotrzebnym modyfikacjom obwodów”.
III. Podsumowanie zalet technicznych
|
Sonda izolacji optycznej (MOIP1000P) |
Tradycyjna sonda różnicowa |
|
|
Współczynnik odrzucenia trybu wspólnego (CMRR) |
Do 180 dB; pozostaje doskonała przy wysokich częstotliwościach |
Wysoka przy niskich częstotliwościach; ulega znacznej degradacji przy wysokich częstotliwościach |
|
Obowiązujące scenariusze |
Obwody przełączające-o dużej prędkości (SiC/GaN) |
Środowiska lub scenariusze o niskiej-częstotliwości i minimalnych zakłóceniach |
|
Wierność pomiaru |
Przechwytuje prawdziwe przebiegi Vgs |
Podatny na zakłócenia; podatne na zniekształcenia sygnału |
|
Wartość inżynieryjna |
Redukuje błędne interpretacje; przyspiesza prace badawczo-rozwojowe |
Może prowadzić do błędnych iteracji projektu |
Podstawowa wartość: w-dynamicznych systemach elektroniki mocy opartych na półprzewodnikach trzeciej-generacji technologia pomiaru izolacji optycznej stała się kluczowym narzędziem zapewniającym autentyczność wyników testów i efektywność procesów badawczo-rozwojowych.

