一、概述
在电力电子技术领域,为了准确测试功率器件的开通损耗 EON和关断损耗EOFF,必须获得非常准确的电流电压探头之间的相对延时参数(skew),然后输入到示波器的对应通道进行延时补偿。否则会导致示波器计算 EON、EOFF时产生很大的误差。
TF2000 是一款集成了数控高压电源、MOSFET、无感电阻、同轴分流器、控制模块、触摸屏等完整核心组件的便携式电流电压探头延时测试仪。
可以精确测量单个电流电压探头延时参数的仪器
以宽带同轴分流器作为精确延时参考基准的方法
脉冲电压 700V 脉冲电流 30A,可以测量高电压大电流的探头的延时参数
脉冲上升时间高达 15ns,延时测量的精度高
可以测量两个电流电压探头之间的的相对延时
本仪器的创新之处是在电路里增加了一个延时参数可以在物理上计算不需要测量的的宽带同轴分流器作为精确的延时参考通道。在这之前,业界没有找到一个延时参数不需要测量的电流或电压传感器作为延时参考传感器。
TF2000 在实现在高压(700V)大电流(30A)的状态下测量单个电流电压探头的延时参数,也可以测量两个电流电压探头之间的的相对延时。
电流电压探头的延时参数是指某一个电流或电压探头从输入到输出的延时参数。该延时参数由电流电压探头的电路结构和信号电缆长度产生。生产探头的厂家会给出每一个型号标准的延时参数。但是如果用户对输入线信号线或输出同轴电缆进行了改变,那么就需要重新测量延时参数。
TF2000 通过可视化 UI 软件控制界面,可以设定无感电阻的阻值和调节输出脉冲电压的大小(700V)。可以很方便地一键触发输出一个电流电压脉冲,实现电流电压探头的延时测量。
TF2000 整体尺寸仅有 170*145*100mm,非常便于携带及演示。

二、开通损耗 EON 和关断损耗 EOFF 的测量
测试功率器件的开通损耗 EON和关断损耗 EOFF计算方法是:先把电压和电流的波形相乘得到一条损耗功率曲线,然后对开通或关断期间的功率进行积分就得到 EON/EOFF。如果对 MOSFET 的导通期间的功率进行积分就得到导通损耗。

下面是一个测试案例中,我们把电压探头和电流探头准确的相对延时 7ns 输入到示波器的对应通道进行延时补偿。此时示波器计算出准确的开通损耗 EON=535uJ。
| 示波器通道 | CH1 | CH2 |
| 测试项目 | ID | VDS2 |
| 探头类型 | 同轴分流器 | 高压差分探头 |
| 探头型号 | CSD01M20 | DP6150 |
| 1米同轴电缆延时 | 5.2ns | 5.2ns |
| 同轴分流器本体的延时 (长度为30mm) | 0.1ns | |
| 高压差分的探头本体延时 | 7.1ns | |
| 电压电流探头的相对延时 | 0 | +7ns |
三、TF2000 的使用方法
-接入被测的电流或电压探头并用同轴电缆连接到示波器的两个通道。
差分探头可以直接插入本机的 4mm 红黑香蕉插座。
电流探头可以直接夹在无感电阻上
-TF2000 接入 24V 电源适配器,本装置的触摸显示屏启动并进入工作状态。
-设定所用的无感电阻的阻值。
-设定所需的脉冲电压,本装置会根据所用的无感电阻的阻值自动显示输出的脉冲电流峰值
-按 ON 键,高压电源输出电压
-按 TRIG 键,本装置输出一个脉冲宽度为 2us 的同步的脉冲电压和脉冲电流
-在示波器上测量两个通道的延时,计算被测探头的延时参数