客户需測試IGBT高壓脈衝波形,要求精度3%、帶寬100MHz,兼容現有示波器,測試結果PKHV3012誤差2.1%,波形一致性98.5%。

一、客户背景與測試需求

客户行業:新能源汽車電控系統製造商

測試需求:隨着電動汽車電機控制器功率密度的提升,需精確測量IGBT開關過程中的高壓脈衝波形(最高達10kV)。客户需兼容現有示波器(帶寬≥200MHz),並滿足以下核心需求:

安全要求:符合CAT II安全標準,耐受12kV高壓

精度要求:直流電壓精度≤3%,帶寬≥100MHz

兼容性:適配客户現有示波器(1MΩ輸入阻抗)

二、測試系統配置

高壓衰減棒 PRBTEK PKHV3012 衰減比1000:1,帶寬120MHz,輸入阻抗200MΩ

示波器 Keysight DSOX4024A 帶寬200MHz,採樣率2GSa/s

高壓差分探頭 Tektronix THDP0100 帶寬100MHz,最大電壓6kV

高壓電源 ITECH IT6523C 輸出電壓0-1kV,精度0.1%

三、系統搭建與測試方法

系統連接方案:

將PKHV3012的BNC輸出端通過補償器連接至示波器CH1通道,設置示波器輸入阻抗為1MΩ,探頭衰減比為1000:1

衰減棒接地端通過鱷魚夾連接電機控制器外殼接地樁

高壓測試端通過高壓絕緣頭連接IGBT模塊的相輸出端

測試流程:

校準階段:

使用函數發生器輸出7Vrms/40Hz正弦波,調節補償器"DC ATTEN"使示波器顯示值匹配標準信號

輸入20Vp-p/200Hz方波,通過調節"LF COMP"完成波形補償

實測階段:

在電機控制器滿載運行時,捕獲IGBT開關瞬間的電壓波形

對比高壓差分探頭與PKHV3012的測量結果差異

記錄上升時間、過沖幅度等關鍵參數

四、測試結果分析

精度驗證:

在10kV測試點,PKHV3012測量誤差為2.1%,優於標稱的3%

與基準探頭對比,波形一致性達98.5%

帶寬性能:

實測-3dB帶寬達118MHz,滿足120MHz標稱值

上升時間測量值為3.2ns,與標稱3.0ns偏差在允許範圍內

安全性能:

連續30分鐘承受10kV高壓測試,温升≤15℃

接地迴路阻抗<0.1Ω,滿足安全規範