测量IGBT开关特性对电流探头的要求

市面上适用于电力电子领域测量的电流探头有许多，根据实际需求选择合适的对波形的测量非常重要。现代的IGBT器件不断地向着大电流密度和高频率应用这两个方向发展，但是几乎找不到能同时符合各类IGBT开关特性测量的电流探头，这就需要我们搞清楚自己的需求。

1、CT探头好还是柔性的探头好？

两者都是非电气接触式电流探头，适合高压大电流IGBT开关特性测量。

从使用便利性角度来说，柔性的探头可介入性好些。针对已经存在的电路可方便地进行电流测量。而CT由于电流环无法打开，往往需要先安置电流探头在连接电路。

从电源适配来看，CT一般不需要增加额外的电源，可直接和示波器相连。而柔性探头因为有积分器的存在一般都需要外加电源或者使用电池。

从测量带宽上讲，CT产品能覆盖的频带相对柔性探头来说多一些，在高速IGBT测量中特别有优势。

图1-(a)柔性的探头

图1-(b)CT探头

2、如何解决相应延时？

不同类型的电流探头有不同的延时参数，而且相对于不同的电压探头也有不一样的延时。这无关电流探头性能好坏的评价，但却对计算开关损耗有一定的影响。

延时是可以校准的，具体方法是在IGBT的开通时，把电压的下降点和电流的上升点调在同一个时间点上，如图2黑线所示，蓝色代表VCE，红色代表IC。因为理想状态下IGBT需要在换流结束后CE电压才会减小，但实际电路中由于有系统母排杂散电感的存在，C、E电压会在IGBT桥臂有di/dt时就开始下降了。如果实测中CE电压下降的位置与IC电流上升的位置不在同一个时间点，说明电压探头与电流探头的时间延迟不一致，需要校准。

需要说明的是，这种校准并非精度的校准，而是使电压探头和电流探头同步的相对意义的上校准。在实际工程应用中，这种方法非常方便且易于操作。

图2电流探头的延时校准

3、怎么确定电流探头的带宽足够？

选择电流探头不仅要看量测范围，还要关注带宽。往往测量大电流的探头，带宽会相对小些；而探头规格书里标的是Z大带宽，又不一定涵盖Z大电流。

其实在测量的时候是可以发现电流带宽不足这件事的。请看图3中两个波形图，蓝色的是电流。图中使用的电流探头的tr=100ns，而90%I~10%IC之间的时间为28.2ns，小于探头本身标称值，出现电流失真，影响损耗的测量。图中使用的电流探头的tr=25ns，90%~10%IC之间的时间为48.6ns，大于探头本身标称值，符合测量要求。从波形轮廓上看没有振铃现象。上升时间小的探头带宽高。

图3电流探头带宽对波形的影响

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