Coming.Lu 作為入駐世紀電源網(wǎng)15年的資深版主，擁有超過20年的電源相關產(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)，檢查自舉端驅動供電情況。博主使用的差分探頭所測得的波形與理論預期存在顯著差異（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（這時自舉電容不應該還能充上電，只會下降，不應該還可以上升）。

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，僅選擇了相應的顯示通道。

測試對比波形如下：

3、測試結果

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，導致波形變形嚴重。

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

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，相當于換不同倍率的探頭，也對應不同的電壓量程（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的設備上。

適配器見下圖：