一、原理

光隔離探頭主要依靠光電轉換原理工作。如圖1所示，當探頭檢測到線路中的電流或電壓信號時，這些電信號會通過電光轉換器轉化為光信號。光信號通過光纖傳輸，隨后通過光電還原器重新轉化為電信號，最終輸入到示波器等測量設備中進行進一步處理和分析。由于光信號在傳輸過程中不依賴電氣連接，且本身不攜帶電能，因此可以有效隔絕線路與測量設備之間的電氣通路。即使線路電壓極高，也不會通過光隔離探頭傳導至測試人員或測量設備，從而確保較高的安全性。圖片1.png

高壓差分探頭同樣可用于測量高壓信號，并具備一定的共模抑制能力。然而，高壓差分探頭的工作仍然依賴電氣連接。在共模電壓較高且噪聲干擾較強的環(huán)境中，差分探頭可能會導致測量設備損壞。相比之下，光隔離探頭通過光信號傳遞電壓變化，不依賴輸入端與輸出端的電氣連接，能夠徹底切斷地線之間可能形成的回路或干擾。這一特性使得光隔離探頭在某些應用場合中成為唯一可用的選擇。

二、高壓差分探頭能否替代光隔離探頭？

1.不能替代的應用場景

在測量全橋或半橋結構的上管柵極驅動信號時，高側的參考電位會隨著主路電壓的波動而上下浮動。此時，使用光隔離探頭進行測量可以有效避免接地電位差帶來的風險，確保測量設備的安全。如果使用高壓差分探頭進行測量，由于共模電壓過高，很容易超出探頭的耐壓范圍，從而損壞探頭或測量設備。在電動汽車逆變器測試、軌道交通牽引系統(tǒng)等浮地高壓系統(tǒng)中，功率回路懸浮在高壓上。在這種情況下，只有使用光隔離探頭才能實現真正的安全測量。

2.可替代的應用場景

在一些電氣環(huán)境較為溫和、共模電壓較低且測試參考地清晰的場景中，使用高壓差分探頭可以在保證基本安全與測量精度的前提下，有效捕捉信號。通常，差分探頭的成本更低、連接更簡便。如果信號的共模電壓相對穩(wěn)定，地線之間沒有明顯的電位差，且額定共模范圍在差分探頭的額定范圍以內，例如測量工業(yè)電子設備中器件兩端的電壓變化、開關電源低壓側的驅動信號時，差分探頭可以準確且安全地進行測量。此外，由于差分探頭的結構相對簡單、信號延遲較小，因此可以進行快速重復性的測量。