一、項目背景

一家專注于工業(yè)電氣設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，在高低壓電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)測試階段，遭遇了高壓波形測量的技術(shù)瓶頸。傳統(tǒng)測量設(shè)備因無法滿足高電壓、高精度、高安全性的測試要求而無法勝任，經(jīng)過嚴(yán)格篩選和評估后，該企業(yè)最終選擇了普科（prbtek）的 PKDV5151 高壓差分探頭作為解決方案。

二、技術(shù)挑戰(zhàn)

在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)過程中，工程師團(tuán)隊需精確測量以下關(guān)鍵參數(shù)：電機(jī)驅(qū)動電路中的高壓 PWM 波形、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的開關(guān)特性、電機(jī)相電壓和線電壓波形、過電壓和浪涌保護(hù)電路的響應(yīng)特性。然而，測量過程中面臨諸多困難，包括被測信號電壓高達(dá) 1500V、需同時測量差分信號以避免共模干擾、高頻開關(guān)信號要求高帶寬測量設(shè)備以及必須確保測量過程的安全性。

三、解決方案

普科 PKDV5151 高壓差分探頭憑借以下優(yōu)勢成功解決了上述技術(shù)難題：

高壓測量能力 ：該探頭具有±1500V 的最大輸入差分電壓范圍，可覆蓋 380V 交流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、600V 直流母線電壓、1200V IGBT 開關(guān)瞬態(tài)等多種高壓場景。

精準(zhǔn)差分測量 ：采用真正的差分輸入設(shè)計，共模抑制比（CMRR）＞50dB（1MHz），有效抑制共模噪聲，確保波形測量準(zhǔn)確性。

高頻響應(yīng)特性 ：100MHz 的帶寬可清晰捕捉 IGBT 開關(guān)瞬態(tài)（上升 / 下降時間）、PWM 載波頻率及其諧波、電壓振鈴現(xiàn)象。

安全可靠設(shè)計 ：具備過壓保護(hù)和良好絕緣性能，衰減比為 50:1、500:1，輸入阻抗 10MΩ/2pF（差分）、5MΩ/4pF（單端對地），對被測電路影響極小。

四、實際應(yīng)用效果

IGBT 開關(guān)特性分析 ：在新型高壓變頻器測試中，成功捕捉 IGBT 開關(guān)細(xì)節(jié)，包括米勒平臺、87ns 的開關(guān)時間以及電壓過沖現(xiàn)象，為優(yōu)化緩沖電路提供依據(jù)。

電機(jī)相電壓波形測量 ：在伺服電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)測試中，幫助工程師獲得純凈三相電壓波形，發(fā)現(xiàn)電壓畸變并準(zhǔn)確測量電壓諧波含量，優(yōu)化控制算法。

系統(tǒng)可靠性驗證 ：在高溫老化測試中，連續(xù)監(jiān)測 72 小時母線電壓波動，捕捉罕見電壓跌落事件，為系統(tǒng)可靠性設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。

客戶評價該企業(yè)測試部門負(fù)責(zé)人表示：“普科 PKDV5151 高壓差分探頭已成為電機(jī)驅(qū)動研發(fā)中不可或缺的工具，其高壓測量能力、優(yōu)異的噪聲抑制性能和可靠性顯著提升了我們的測試效率和產(chǎn)品質(zhì)量，尤其在高壓變頻器調(diào)試中，清晰呈現(xiàn)開關(guān)器件動態(tài)過程，助力優(yōu)化設(shè)計參數(shù)。”

五、技術(shù)價值總結(jié)

測試能力擴(kuò)展 ：可安全準(zhǔn)確測量 1500V 以內(nèi)高壓波形。

研發(fā)效率提升 ：快速定位設(shè)計問題，縮短開發(fā)周期。

產(chǎn)品質(zhì)量提高 ：基于精確測試數(shù)據(jù)優(yōu)化設(shè)計。

安全性保障 ：避免高壓測量帶來的設(shè)備損壞和人員風(fēng)險。

未來應(yīng)用展望隨著企業(yè)在高壓大功率電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域的發(fā)展，PKDV5151 探頭將在新能源車用電機(jī)控制器開發(fā)、工業(yè)大功率伺服系統(tǒng)研制、智能電網(wǎng)相關(guān)電力電子設(shè)備測試等新項目中發(fā)揮更大作用。
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審核編輯 黃宇