高压差分探头测试实例分析-PRBTEK学院分享

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       探头的种类很多，其中高压差分探头在开关电源应用中十分广泛，然而很多工程师对差分探头的理解不是很深刻，市场上差分探头生产厂家也不少，性能指标各不相同，甚至相差甚远，造成测出的波形也不尽相同，工程师无法看到正确波形。下面PRBTEK给大家讲述高压差分探头测试实例分析及使用技巧。

       首先我们先来了解差分信号。差分信号是互相参考，而不是参考接地的信号。例如，图1开关电源中半桥上下开关管(Q1，Q2管)中电压信号；图2多相电源系统中电压信号，以上信号在本质上是“漂浮”在地之上。

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图1开关电源中的开关管上的差分信号

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图2 多相电源系统中的差分信号

高压差分探头测试实例分析

       1、差分探头测试半桥电路中MOS管的DS极间电压

       以下是利用DP6130测试半桥电路上下管DS波形实例：

差分探头测试上下管DS极间电压系统

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探头测试点

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上下管DS波形

       以上实例说明，差分探头满足浮地测量的需要和普通示波器通道间隔离的需求。这里需要说明：上下管的DS电压一般几百V以上，一般差分探头测量问题都不大，但是如果测到的波形尖峰很大，用户需要考虑是否是差分探头本身造成的，如果差分探头的畸变指标设计的不好，可能会导致尖峰过高现象的发生。

       在实际测试中，遇到过示波器通道间延时不一样，这也是客户需要考虑的问题，特别是上下管波形对比时，如果示波器的不同通道的延时相差很大，工程师必须考虑进去，一般相同型号的差分探头延时相差不大，都是几个ns的差别。

2、差分探头测试半桥电路中MOS管的GS极间驱动电压

       以下是利用DP6130测试上下管GS波形实例：

差分探头测试半桥电路上下管GS极间电压系统

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测试点特写

桥电路上下管 GS 波形

3、差分探头CMRR的实例分析

       还是以上面的测试平台为例，将差分探头的红黑夹子短接，同时勾住上管的G极，理论上差分探头的输出应该为零，而实际上不可能，原因就在于，被测点对地有很高的共模电压，接近480V，而差分探头的共模抑制能力有限，那么就会有输出，输出越大，证明差分探头的CMRR能力越差。

测试共模能力的演示系统（红黑探夹同时勾住上管 G 或者S 极）

共模能力测试点特写

       上管共模输出波形通过以上图片可以看出，由于差分探头的共模能力有限，共模信号的输出峰峰值有 2.64V，会影响实际的驱动波形测量，图上的尖峰影响高频部分，其它部分影响低频部分。现在我们来仔细分析驱动波形，请看下图上管驱动波形图片分析：

上管驱动波形分析（在共模电压情况下）

       以上图片可以看出，DP6130 测量驱动波形，波形失真还是比较小的，原因在于 CMRR 指标是比较高。DP6130 差分探头驱动波形时，示波器是每格 5V，而根据共模信号波形可知，共模信号输出的峰峰值只有 2.64V，所以实测到的驱动波形几乎看不到波形的失真，基本达到应用要求。市场上各个厂家的 CMRR 能力不尽相同，大家可以用该种方法判断探头的共模抑制比能力，同时让你能够准确判断你测试出的驱动波形是否接近实际值。

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差分探头满足浮地测量的需要和普通示波器通道间隔离的需求。这里需要说明：上下管的DS电压一般几百V以上，一般差分探头测量问题都不大，但是如果测到的波形尖峰很大，用户需要考虑是否是差分探头本身造成的，如果差分探头的畸变指标设计的不好，可能会导致尖峰过高现象的发生。