隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)正迅速普及。作為這些系統(tǒng)的核心能量轉(zhuǎn)換單元，光伏逆變器和儲能變流器（PCS）的效率和可靠性直接關(guān)系到整個電站的收益。這些設(shè)備通常處理著數(shù)百至上千伏的直流母線電壓，并輸出高質(zhì)量的交流電，其內(nèi)部的三相全橋逆變電路是測試的重點(diǎn)和難點(diǎn)。PRBTEK PKDV5003系列高壓差分探頭，憑借其高耐壓和卓越的噪聲抑制能力，成為新能源領(lǐng)域功率硬件測試的可靠選擇。

三相逆變器輸出PWM波形的精確測量 逆變器的核心任務(wù)是通過空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）等技術(shù)，將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電。評估PWM波形質(zhì)量是驗(yàn)證控制算法和硬件驅(qū)動電路性能的關(guān)鍵。需要測量的是每兩相之間的線電壓（如U-V， V-W， W-U），這些信號是純粹的差分信號，且幅值等于直流母線電壓。 使用PKDV5803探頭（1000X衰減檔位，最大8000Vpk），可以輕松應(yīng)對高達(dá)1500V的直流母線系統(tǒng)。測量時(shí)，將探頭的兩個輸入端分別連接到逆變橋臂的兩個輸出點(diǎn)。探頭的高共模抑制比能夠有效抑制開關(guān)噪聲對測量的干擾，清晰地顯示出PWM波的占空比變化、死區(qū)時(shí)間設(shè)置以及波形邊緣質(zhì)量。死區(qū)時(shí)間是為了防止橋臂直通而設(shè)置的上下管同時(shí)關(guān)斷時(shí)間，過短的死區(qū)會引起短路，過長的死區(qū)則會增加輸出波形失真度。通過PKDV5003的精確測量，可以優(yōu)化死區(qū)時(shí)間，提升逆變器的輸出效率和諧波性能。

母線電壓紋波與直流側(cè)分析 直流母線電容的性能對逆變器的壽命和輸出質(zhì)量有重大影響。評估母線電容的容量和ESR是否合適，需要通過測量母線電壓上的紋波。這是一個在數(shù)百伏直流電壓上疊加的幾十到幾百毫伏交流信號的小信號測量，對探頭的動態(tài)范圍和精度要求極高。 PKDV5003系列探頭的高衰減比（如500X或1000X）非常適合此項(xiàng)任務(wù)。它將高壓直流分量大幅衰減，使得示波器可以在靈敏的mV/div量程下觀測到疊加的紋波電壓。通過分析紋波電壓的峰峰值和頻率成分，可以判斷電容的濾波效果是否良好。紋波過大可能意味著電容容量不足或ESR增大，需要及時(shí)更換，以避免逆變器工作異常或損壞。

應(yīng)對復(fù)雜EMC環(huán)境的測量技巧 新能源設(shè)備通常是高功率密度系統(tǒng)，內(nèi)部電磁環(huán)境極其復(fù)雜。手冊中強(qiáng)調(diào)的輸入線雙絞在此類應(yīng)用中尤為重要。雙絞線能形成平衡傳輸線，使外界干擾在兩根線上產(chǎn)生近乎相同的噪聲，從而被探頭的差分輸入結(jié)構(gòu)作為共模噪聲極大地抑制掉。此外，應(yīng)優(yōu)先使用探頭自帶的短輸入線，并避免觸碰輸入線末端，以最小化引入的寄生參數(shù)和外部干擾。

探頭的5MHz帶寬限制功能在此時(shí)也非常有用。當(dāng)需要分析低頻的電壓波動或控制環(huán)路響應(yīng)時(shí)，開啟帶寬限制可以濾除高頻開關(guān)噪聲，讓低頻信號更加清晰可見，便于進(jìn)行精確測量。 綜上所述，在新能源領(lǐng)域，從三相逆變輸出的高壓PWM波形分析，到直流母線電容的健康狀態(tài)診斷，PKDV5003高壓差分探頭都為研發(fā)和運(yùn)維工程師提供了安全、精確的測量手段。它幫助工程師優(yōu)化逆變器設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，保障電站的長期穩(wěn)定運(yùn)行，為綠色能源事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了重要的測試價(jià)值。

審核編輯 黃宇