【測試案例分享】如何選配合適的功率探頭

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背景

電機(jī)電驅(qū)是新能源汽車的核心部件，其性能和可靠性直接影響汽車的動(dòng)力和安全。盡管示波器可以以高采樣率去捕獲電壓和電流的波形，但需要進(jìn)一步計(jì)算才能從數(shù)據(jù)中生成關(guān)鍵的功率測量值和其他相關(guān)參數(shù)。今天我們就來聊一聊，如何選配合適的探頭，去進(jìn)行相關(guān)測試。

探頭選擇的挑戰(zhàn)與考量

在電機(jī)電驅(qū)測試中，選擇合適的探頭是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗枰獫M足特定的技術(shù)要求以確保測試的準(zhǔn)確性和安全性。首先，探頭必須具備足夠的帶寬來捕獲電機(jī)電驅(qū)系統(tǒng)中高速變化的電壓和電流波形。這意味著探頭的頻率響應(yīng)應(yīng)該與被測信號(hào)的頻率范圍相匹配，以避免信號(hào)失真。其次，探頭需要具備高共模抑制比（CMRR），以減少由于電機(jī)產(chǎn)生的共模噪聲而引入的誤差。此外，探頭的動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)該足夠?qū)?，以適應(yīng)測試過程中可能出現(xiàn)的大幅度信號(hào)變化。

除了技術(shù)性能外，探頭的選擇還受到其他因素的影響。例如，探頭的物理特性，如尺寸和形狀，必須適合測試環(huán)境，便于接近測試點(diǎn)。探頭的耐用性和可靠性也是重要考慮因素，因?yàn)樗鼈冃枰诳赡軔毫拥臏y試條件下長時(shí)間穩(wěn)定工作。安全性也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，特別是在高電壓測試中，探頭必須具備足夠的絕緣等級(jí)以保護(hù)操作人員。最后，探頭的成本和維護(hù)要求也是選擇時(shí)需要權(quán)衡的因素，以確保測試解決方案既經(jīng)濟(jì)又高效。

電機(jī)電驅(qū)測試主要測量信號(hào)

電壓信號(hào)：通過測量電機(jī)控制器的輸入和輸出電壓，可以分析電機(jī)的供電和功率情況，以及電機(jī)控制器的轉(zhuǎn)換效率。

電流信號(hào)：通過測量電機(jī)控制器的輸入和輸出電流，可以評(píng)估電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和負(fù)載情況，以及電機(jī)控制器的開關(guān)損耗。

控制信號(hào)：通過測量電機(jī)控制器的PWM信號(hào)、故障信號(hào)、溫度信號(hào)等，可以檢查電機(jī)控制器的工作邏輯和保護(hù)功能，以及電機(jī)的溫度和散熱情況。

泰克與之相配的探頭

示波器探頭可按類型或測量功能分類。按類型可劃分為無源探頭和有源探頭，前者在信號(hào)路徑中只使用無源元件，后者在信號(hào)路徑中包括放大器等有源元件。由于包含有源元件，有源探頭需要示波器、電池或外部電源供電。按測量功能可劃分為包括單端電壓、差分電壓、電流、邏輯和光學(xué)測量探頭。

為了有效地測量這些信號(hào)，我們需要選配合適的探頭，泰克提供了一套完整的電機(jī)電驅(qū)測試解決方案，幫助工程師在設(shè)計(jì)、開發(fā)和驗(yàn)證階段提高電機(jī)工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

泰克高壓差分探頭是一種專業(yè)的高壓測量工具，它有以下特點(diǎn)：

●   可以安全地測量高達(dá)6000V的直流或交流電壓信號(hào)，包括開關(guān)和脈沖信號(hào)。

●   具有高達(dá)250MHz的帶寬，可以捕獲快速變化的信號(hào)細(xì)節(jié)。

●   采用隔離式設(shè)計(jì)，可以抑制共模噪聲和干擾，提高測量精度。

●   配有多種附件，可以適應(yīng)不同的測量環(huán)境和需求，例如鉗夾、連接線、接地線等。

●   TekVIP接口的探頭可以與支持此接口類型的示波器配合使用，無需外部電源，方便攜帶和使用。

電流探頭是一種可以將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的主動(dòng)探頭，它可以測量交流或直流的電流信號(hào)，適用于各種電力、電子和工業(yè)應(yīng)用。泰克的電流探頭（TekVIP接口或者TekProbe接口）可以自動(dòng)適配對(duì)應(yīng)接口的示波器，這意味著可以直接連接到支持此接口類型的示波器上，則無需外部電源或放大器，從而節(jié)省空間和成本，并提高可靠性和精度。部分型號(hào)也可以使用適配器或者BNC線纜進(jìn)行連接。

泰克的電流探頭還具有以下特點(diǎn)：

●   高帶寬和高靈敏度，可以捕獲微小的電流變化和細(xì)節(jié)，例如開關(guān)噪聲、諧波失真等。

●   動(dòng)態(tài)范圍和低漂移，可以準(zhǔn)確測量不同幅度的電流信號(hào)，從毫安到安培級(jí)別，并且在溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定。

●   自動(dòng)縮放和單位轉(zhuǎn)換，可以根據(jù)電流探頭的參數(shù)和設(shè)置，自動(dòng)調(diào)節(jié)示波器的垂直縮放和單位，顯示出實(shí)際的電流值，無需手動(dòng)計(jì)算。

泰克邏輯探頭TLP058可以與5系示波器配合使用，提供最多64個(gè)邏輯通道，可以捕獲數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)的邏輯狀態(tài)，適用于測量復(fù)雜的控制信號(hào)。