PKHV3012高压差分探头应用方案——精准捕捉高压电路中的高速细节

一、 方案概述与产品定位

PKHV3012（米色外壳）是一款专为高压高速测量场景设计的无源差分探头。其核心价值在于 在高达12kV的电压下，依然能提供DC至120MHz的带宽和3.0ns的上升时间 。这款探头在高压测量领域实现了带宽与精度的卓越平衡，特别适用于对开关电源、电机驱动、功率电子等场景中的高频振荡、快速开关瞬态进行精确观测和诊断，是功率电子工程师进行高效调试和深度分析的理想工具。

二、 核心性能优势分析

高压与高速的完美结合 ：

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120MHz带宽 & 3.0ns上升时间 ：确保能够无失真地捕获MOSFET/IGBT的快速开关波形、高频振铃和电压过冲，精准测量开关损耗，为优化电路性能提供真实数据基础。

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12kV (CAT II) 高耐压 ：提供充足的安全测量余量，满足大部分工业级高压应用的测试需求。

极高的输入阻抗与极低的负载效应 ：

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200MΩ输入电阻 // 1.5pF输入电容 ：此组合意味着探头接入电路后，对被测信号的影响微乎其微。尤其适用于高阻抗电路（如谐振回路、浮地系统）的测量，能有效避免因探头负载效应导致的信号幅度衰减和频率失真，确保测量结果的真实性。

卓越的精度与稳定性 ：

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全量程直流精度 ≤ ±3% ：保证定量测量的准确性。

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低温度系数 (≤ 200 ppm/℃) ：确保在宽温度范围内测量的稳定性和可重复性，适应复杂的实验室或现场环境。

内置安全保障 ：

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符合EN61010-031 CAT II安全规范，米色外壳提供高压视觉警示，为操作人员和昂贵的测试设备提供可靠保护。

三、 典型应用场景详解

应用一：开关电源(SMPS)设计与调试

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测量对象 ：功率开关管（MOSFET/IGBT）的漏-源/集-射极电压（Vds/Vce）波形。

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方案价值 ：

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开关损耗分析 ：结合电流探头，精确计算开关器件的开关损耗，为热设计和效率提升提供依据。

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波形质量诊断 ：清晰观测开关过程中的电压应力、振铃现象，辅助优化栅极驱动电阻、改进缓冲电路或变压器设计。

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元件应力评估 ：测量整流二极管、RCD吸收回路等关键节点的高压波形。

应用二：电机驱动与变频器测试

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测量对象 ：变频器输出的PWM波形质量、电机端子的相电压波形、绝缘耐压测试波形。

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方案价值 ：

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PWM边沿分析 ：评估驱动波形的前后沿质量，诊断因长电缆传输引起的电压反射和过冲问题。

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共模噪声测量 ：利用其差分输入特性，精确测量电机驱动器输出端的共模噪声，助力EMC前期调试。

应用三：新能源领域（光伏逆变器、储能PCS）

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测量对象 ：光伏组串的直流高压、逆变器直流母线电压的纹波和噪声。

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方案价值 ：

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母线纹波测量 ：在高共模电压环境下，安全精确地测量直流母线上的高频开关纹波，评估直流侧滤波电容的有效性。

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系统效率分析 ：为整个系统的效率计算提供准确的高压侧电压数据。

四、 选型对比与配置建议

PKHV3012在同系列中的定位 ：

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与PKHV3020（黄色，20kV/100MHz）和PKHV3030（灰色，30kV/75MHz）相比，PKHV3012是 系列中带宽最高、速度最快的型号 。

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选型建议 ：若您的被测电压在12kV以下，且对波形保真度和开关细节的捕捉要求最高，PKHV3012是最佳选择。若需要测量更高电压且可牺牲部分带宽，则可考虑PKHV3020或3030。

使用配置与校准要点 ：

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示波器设置 ：连接探头后，务必在示波器对应通道中将衰减比设置为 1000:1 ，输入阻抗设置为 1 MΩ 。

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补偿校准（关键步骤） ：PKHV3012提供10pF~40pF的匹配电容调整范围。 每次更换示波器通道或环境温度剧烈变化后，都必须进行补偿校准 。方法是：将探头连接至示波器的校准方波输出端，使用绝缘调节工具旋转探头上的补偿电容调节孔，直至屏幕显示平坦的方波（无过冲或下塌）。

五、 总结

PKHV3012高压探头以其 高压下的高带宽、极低的负载效应和卓越的精度 ，为解决高压电路中的高速测量难题提供了专业方案。正确的选型、规范的校准和安全的操作是充分发挥其性能的基石。该探头是功率电子工程师在研发、测试和故障诊断中提升效率、确保产品可靠性的强大工具。

审核编辑 黄宇