一、應(yīng)用場景背景

開關(guān)電源是電子設(shè)備的核心部件，其穩(wěn)定性與可靠性直接影響設(shè)備的整體性能。在開關(guān)電源的研發(fā)和調(diào)試過程中，MOS管作為關(guān)鍵的功率器件，其漏源電壓（Vds）和柵源電壓（Vgs）的動態(tài)特性是重要的測試指標(biāo)。Vds在開關(guān)過程中會產(chǎn)生高壓脈沖，通常在數(shù)百伏至1500V之間，而Vgs則是低壓驅(qū)動信號，約為10-20V。這兩種信號均為差分信號，且需要在浮地環(huán)境中進(jìn)行測量。傳統(tǒng)的單端探頭由于接地限制，無法滿足浮地測試需求，而低壓探頭又難以承受高壓沖擊。PKDV5151高壓差分探頭憑借其精確的高壓測量能力和浮地特性，成為這一應(yīng)用場景的理想選擇。

二、PKDV5151探頭適配優(yōu)勢v

1.量程與精度匹配

PKDV5151支持50X/500X雙量程切換。在500X量程下，最大輸入差分電壓可達(dá)±1500V，能夠覆蓋開關(guān)電源MOS管Vds的高壓范圍;50X量程則適用于Vgs的低壓測量。其±2%的精度能夠準(zhǔn)確捕捉電壓波形的細(xì)節(jié)，如尖峰和振蕩。

2.高頻響應(yīng)能力

該探頭具有100MHz的帶寬和≤3.5ns的上升時間，能夠精確還原MOS管在開關(guān)瞬間（納秒級）的電壓變化，避免高頻信號失真，滿足開關(guān)電源高頻化（如600kHz以上）的測試需求。

3.浮地與抗干擾設(shè)計

PKDV5151具備浮地測量特性，無需與被測電路共地，解決了開關(guān)電源初級與次級隔離帶來的接地難題。其差分輸入阻抗為10MΩ/2pF，在100kHz時共模抑制比>60dB，能夠有效濾除電網(wǎng)、散熱風(fēng)扇等帶來的共模干擾。

三、具體測試流程

（一）測試準(zhǔn)備

設(shè)備連接

輸出端 ：將探頭BNC線連接至示波器，確保BNC端子可靠接地。

輸入端 ：根據(jù)測試點(diǎn)選擇合適的夾具。

電源 ：使用標(biāo)配的USB 5V/2A適配器供電，確保綠色電源指示燈亮起。

參數(shù)預(yù)設(shè)

預(yù)估電壓 ：Vds約為800V（選擇500X量程），Vgs約為15V（選擇50X量程）。

示波器設(shè)置 ：衰減比與探頭一致（500X或50X），時基調(diào)整至100ns/div（用于捕捉開關(guān)瞬間波形），靈敏度設(shè)為100V/div（Vds）或1V/div（Vgs）。

（二）測試執(zhí)行

安全操作

在測量前關(guān)閉開關(guān)電源，待電容放電完成后連接探頭夾具。

開啟電源時，先接通探頭電源，再啟動開關(guān)電源，以避免瞬間高壓沖擊。

波形采集

記錄Vds波形 ：觀察開關(guān)導(dǎo)通/關(guān)斷時的電壓尖峰（需≤1200V，以避免MOS管過壓損壞）、振蕩次數(shù)（需≤2次，以確保EMI達(dá)標(biāo)）。

記錄Vgs波形 ：檢查驅(qū)動電壓是否穩(wěn)定（如12V±0.5V），上升/下降時間是否符合MOS管手冊要求（如≤100ns）。

干擾控制

將輸入線雙絞處理，以減少電磁耦合。

探頭主體遠(yuǎn)離變壓器、電感等強(qiáng)磁部件，必要時開啟5MHz帶寬限制，以濾除>5MHz的噪聲。

（三）測試收尾

先關(guān)閉開關(guān)電源，等待10秒，確保電容放電后，斷開探頭與MOS管的連接。

關(guān)閉探頭電源，拔出BNC線與USB適配器，將探頭放入原配包裝存放。

四、安全與維護(hù)注意事項(xiàng)

嚴(yán)禁超量程使用（例如在Vds測試時不可誤切至50X量程）。

定期檢查探頭外皮是否破損，一旦發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)立即停用。

測試環(huán)境濕度需≤85% RH，并遠(yuǎn)離易燃易爆設(shè)備。

每6個月進(jìn)行一次零點(diǎn)校準(zhǔn)，以確保測量精度。

五、應(yīng)用效果評估

通過PKDV5151的精確測量，工程師可以快速定位開關(guān)電源的常見問題。例如，Vds尖峰過高可能源于吸收電路設(shè)計不合理，Vgs波動過大可能是驅(qū)動電路阻抗不匹配。與傳統(tǒng)測試方案相比，PKDV5151的優(yōu)勢體現(xiàn)在：

測量誤差≤2%，避免因數(shù)據(jù)失真導(dǎo)致的設(shè)計誤判。

100MHz帶寬能夠完整捕捉高頻細(xì)節(jié)，助力優(yōu)化EMC性能。

浮地設(shè)計與抗干擾能力，使復(fù)雜工況下的測試效率提升40%。

審核編輯 黃宇