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Teledyne LeCroy

Optisch isolierter Hochspannungstastkopf

16. Januar 2017, 9:45 Uhr | Matthias Heise

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Anwendungsbeispiele für den HVFO

Der HVFO eignet sich damit unter anderem für die Messung an Gate-Treiber-Schaltungen einer Leistungselektronik. Das ist im Prinzip eine RLC-Reihenschaltung mit parasitären Kapazitäten am Leistungshalbleiter. Die Gate-Spannung des oberen Leistungshalbleiters floatet gegenüber Masse. Konventionelle Tastköpfe haben eine hohe Kapazität an der Tastkopfspitze, die dann parallel zu der parasitären Kapazität der Gate-Emitter (CGE) oder Gate-Source (CGS) Strecke liegt. Gleichzeitig können die Tastköpfe auch eine hohen Impedanz und niedrigen Schleifeninduktivität haben, die dann in Reihe zur Impedanz des Gate-Treibers ist. Die Kombination aus Kapazität und Impedanz belastet im günstigsten Falle lediglich das Gate-Treiber Signal oder sorgt im schlimmsten Fall für eine Fehlfunktion der Schaltung. Zudem können die Schaltvorgänge des Low-Side-Halbleiters durch die Messanordnung die eigentlich korrekte Messung des High-Side-Halbleiters störend beeinflussen.

Diese Nachteile umgeht der HVFO durch seine niedrige Kapazität und die hohe Eingangsimpedanz. Da der Verstärker optisch isoliert ist, muss an der Tastkopfspitze nur das relativ kleine Gate-Treiber Signal gemessen werden. Durch die gute Rausch- und Gleichtaktunterdrückung (CMRR), die niedrige Leitungsinduktivität und die niedrige Abschwächung, beträgt die Belastung nur ungefähr ein Hundertstel verglichen mit der Belastung durch einen herkömmlichen Hochspannungs-Differenztastkopf. Dadurch können Gate-Treiber-Signale auch in anspruchsvollen Umgebungen sicher und zuverlässig gemessen werden.

Messung floatender Steuer- oder Sensorsignale

Es ist schwierig floatende Steuer- oder Sensorsignale mit herkömmlichen Geräten zu messen, da ein Tastkopf mit niedriger Eingangsimpedanz oder hoher Abschwächung das Messobjekt belastet und damit die System Performance und/oder Signalgenauigkeit durch starkes Rauschen der Messsignale beeinträchtigt. Mit dem HVFO erhält man auch bei schnelleren Signalen einen genauen Signalverlauf, da die geringe Eingangskapazität nur auf das kleine floatende Sensorsignal und nicht auf die hohe Gleichtaktspannung aufgeladen werden muss.