PKC8030L 高频电流探头在 65W GaN 快充开关管电流测试中的应用

‍一、客户背景与测试需求

客户行业：消费类电源适配器研发企业，专注于 65W GaN（氮化镓）快充产品的开发与量产。

测试需求：

客户需对 GaN 功率管的开关电流波形进行精确测量，以评估开关损耗、验证驱动设计并优化 EMI 性能。具体要求：

1.电流范围：需覆盖 0–30A 峰值（应对重载启动及瞬态浪涌）；

2.带宽与速度：GaN 开关频率达 300kHz–1MHz，需带宽 ≥50MHz、上升时间 ≤7ns，以捕捉纳秒级电流尖峰；

3.精度要求：直流/交流精度 ≤±1%，分辨率达 mA 级（保证损耗计算准确性）；

4.兼容性：需兼容现有 Keysight DSOX3104A 示波器；

5.安全性：需非接触式测量，避免破坏 PCB 布局，且支持快速消磁调零。

二、测试系统配置方案

核心测量设备：

1.高频电流探头：PRBTEK PKC8030L（1 套）

•关键参数：

•带宽：DC ~ 50MHz（-3dB）；

•上升时间：≤7ns；

•量程：双量程 5A / 30A（峰值 50Apk）；

•精度：±1%（全量程），分辨率 5A档1mA / 30A档10mA；

•输出比例：5A档 1V/A，30A档 0.1V/A；

•供电：DC 5V/2A（Type-C）；

•安全等级：CAT III 300V / CAT II 600V。

2.示波器系统：

•主机：Keysight DSOX3104A（1 台）

•带宽：1GHz；

•采样率：5GSa/s；

•通道数：4（可同步测量电流与电压）。

3.辅助设备：

•高压差分探头：PRBTEK PKDV5161（1 套，用于同步测量 Vds）；

•直流电源：ITECH IT6720（1 台）；

•电子负载：ITECH IT8700（1 台）。

三、系统搭建与测试方法

系统搭建：

1.将 PKC8030L 探头通过 Type-C 供电，BNC 输出接示波器 CH1；

2.探头钳口夹在 GaN 开关管的源极引脚或功率电感支路上（注意电流方向）；

3.CH2 接高压差分探头测量开关管 Vds；

4.示波器设置：采样率 2.5GSa/s 以上，开启高分辨率模式。

测试方法：

1.静态测试：在满载 65W 条件下，记录电流波形，测量峰值电流、纹波；

2.动态测试：利用示波器 Math 功能计算开关损耗（∫Vds×Id dt）；

3.精度验证：使用高精度电流源注入 1A/10A 标准电流，对比示波器读数。

四、测试结果

1.波形质量：成功捕捉到 GaN 器件约 8ns 的电流上升沿，无明显的振铃或失真；

2.精度验证：在 0–20A 范围内，测量误差 ≤±0.8%；

3.损耗分析：开关损耗测量结果与仿真偏差 <5%，为客户优化死区时间提供了依据。

五、总结

PKC8030L 凭借 50MHz 带宽与 ≤7ns 上升时间，完美适配 GaN 快充的高频电流测试需求。其双量程设计兼顾了小电流精度与大电流动态范围，配合 Keysight 示波器，为客户提供了高精度的开关损耗分析方案，有效缩短了产品调试周期。

审核编辑 黄宇