Coming.Lu 作為入駐世紀(jì)電源網(wǎng)15年的資深版主，擁有超過20年的電源相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗，從事過多種類型電源產(chǎn)品開發(fā)。

本文為陸工在實際解決問題時，分別用2款差分探頭與光隔離探頭測試上管驅(qū)動自舉電容電壓的波形對比及使用感受，希望能為廣大工程師提供些幫助。

起因

近段時間，因分析一款電源需要測試自舉電容 C1 電壓波形(見下邊原理圖)，檢查自舉端驅(qū)動供電情況。博主使用的差分探頭所測得的波形與理論預(yù)期存在顯著差異（見下邊波形圖）。

原理圖

1、測試條件

示波器為工頻隔離變壓器供電，被測電源為高頻AC電源供電。

2、測試說明

2通道：100X無源探頭，測試橋臂中點電壓，夾子夾大電解負(fù)極。

3通道：某國際品牌差分探頭（型號較老，帶寬25MHz），用自帶的工頻變壓器供電，插在市電上。

波形圖

3、測試結(jié)果

從3通道波形可以看出，在橋臂為高時，自舉電容電壓還有上升的趨勢（這時自舉電容不應(yīng)該還能充上電，只會下降，不應(yīng)該還可以上升）。

此現(xiàn)象顯然不合邏輯，因此推測可能是由于差分探頭的性能問題，導(dǎo)致所測波形已失去較大的參考價值。

于是，博主決定通過網(wǎng)站渠道與廠家取得聯(lián)系，借得光隔離探頭。同時也向朋友借得一款國產(chǎn)差分探頭，計劃進(jìn)行簡單的對比測試。

多款探頭測試對比

1、測試條件

示波器為工頻隔離變壓器供電，被測電源為高頻AC電源供電。

2、測試說明

1通道：某差分探頭（型號較老，帶寬25MHz），用自帶的工頻變壓器供電，插在市電上。

2通道：某國產(chǎn)差分探頭（帶寬70MHz），用開關(guān)電源適配器供電，插在給示波器供電的同一隔離變壓器上。

3通道：麥科信MOIP1000P光隔離探頭，用自帶的12V開關(guān)電源適配器供電，插在給示波器供電的同一隔離變壓器上。

4通道：100X無源探頭，測試橋臂中點電壓，夾子夾大電解負(fù)極。

備注：所有波形均在同時插入所有探頭后測得，僅選擇了相應(yīng)的顯示通道。

測試對比波形如下：

3、測試結(jié)果

可以看到，兩款差分探頭均出現(xiàn)：在橋臂為高時，自舉電容電壓還有上升的趨勢。

同時，在橋臂中點轉(zhuǎn)換時，出現(xiàn)幅度較大的毛刺。

光隔離探頭所測得的波形基本無毛刺，且在橋臂為高時，自舉電容的電壓略低，這是正常的，因為此時電容正在為外部驅(qū)動供電且無法繼續(xù)充電。

在橋臂為低時，自舉電容可以充電，這時電壓稍高，也是正常的。

并可以看到，自舉電容電壓基本上在12V以上，自舉端供電正常。

考慮到可能因為dv/dt太大，差分探頭共模抑制比不足，導(dǎo)致波形變形嚴(yán)重。

于是在橋臂上并電容，降低dv/dt，測試條件同上。測試對比波形如下：

備注：所有波形均在同時插入所有探頭后測得，僅選擇了相應(yīng)的顯示通道。

可以看到，降低dv/dt后，兩款差分探頭測試的波形均有改善，毛刺幅度降低，電平偏移量也降低。

然而，差分探頭所測得的波形與光隔離探頭相比仍存在顯著差異，其幅度的參考價值相對較低。

光隔離探頭基本沒有變化。

對比總結(jié)

在較大的dv/dt共模變化條件下，由于差分探頭的共模抑制比受限，所測得的波形幅度及形狀可能會產(chǎn)生較大的偏差。

在較大的dv/dt共模變化情況下，如有條件，建議使用光隔離探頭測試。

光隔離探頭使用體驗及簡單介紹

本次使用麥科信MOIP1000P光隔離探頭相比對比測試的差分探頭，測試的波形更符合理論，在測試一些較大dv/dt共模下的波形時，還是需要使用光隔離探頭。

光隔離探頭接收端為通用BNC插頭，可以直接插在示波器上，自帶的12V適配器插在接收端的電源輸入端。

基本上所有示波器都可以使用，這樣不用擔(dān)心以后換示波器的通用性問題。博主也打算入手一套（型號待定）。

見下圖：

發(fā)射端有一個可更換的衰減器，相當(dāng)于換不同倍率的探頭，也對應(yīng)不同的電壓量程（差模電壓）。這樣在實際使用中，可能需要配至少2個型號的衰減器。

若只需要測試如：上管驅(qū)動信號，自舉電容電壓等差模電壓低的信號，則可只配1個型號。

衰減器的材質(zhì)較為柔軟，在測試過程中還算便捷，只是長度只有約200mm，稍稍短了一些。

發(fā)射端見下圖：

適配器為Type-C插頭，電壓為12V，博主用5V誘騙器試過，它仍然是輸出12V，大家使用時可別把它插到不支持12V的設(shè)備上。

適配器見下圖：