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光隔离探头的测试案例

当用户进行开关电源上管Vgs驱动信号测试时,传统的高压差分探头受制于较低的共模抑制比,较小的差分Vgs信号(一般2-15V以内)很容易受到较大共模电压(一般数百-数千V)影响,同时我们并不能用适合2-15V电压范围的差分探头进行测试因为它们的共模耐压也是同样水平,一般需要用等同共模电压的差分探头进行测试,这也给测试带来了很多额外噪声,而光隔离探头完美的解决了这些问题。

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以下是光隔离探头的常见测试案例及步骤,适用于验证其功能和性能:


1. 基本功能测试

目的:验证光隔离探头能否正确传输信号并实现电气隔离。
设备:信号发生器、示波器、光隔离探头、直流/交流电源。
步骤

  1. 将信号发生器输出端接至光隔离探头的输入端。
  2. 光隔离探头输出端连接示波器。
  3. 发送不同频率(1kHz、10kHz、1MHz)和幅值(1V、10V、100V)的波形(正弦波、方波)。
  4. 观察示波器波形是否与输入一致,确认无畸变或延迟异常。

预期结果:输出波形与输入波形一致,无幅度衰减或相位偏移。


2. 隔离耐压测试

目的:验证光隔离探头的高压隔离能力。
设备:高压电源(AC/DC)、耐压测试仪、绝缘电阻测试仪。
步骤

  1. 输入端施加高压(如1000V DC或AC),输出端接地。
  2. 使用耐压测试仪检测输入/输出端间的绝缘耐压(如5000V/分钟)。
  3. 测量输入和输出端之间的绝缘电阻(应≥100MΩ)。

预期结果:无击穿、漏电流低于标准值,绝缘电阻达标。


3. 响应时间与带宽测试

目的:测试探头的动态响应速度和带宽上限。
设备:高频信号发生器、高速示波器。
步骤

  1. 输入高频方波(如10MHz),观察输出波形上升/下降时间。
  2. 逐步提高信号频率至探头标称带宽(如50MHz),观察波形是否明显衰减或失真。

预期结果:响应时间(如<10ns)和带宽符合规格书要求。


4. 温度稳定性测试

目的:验证探头在不同温度下的性能稳定性。
设备:恒温箱、信号源、示波器。
步骤

  1. 将探头置于恒温箱中,分别在-20℃、25℃、60℃环境下保持1小时。
  2. 在每种温度下输入固定信号,记录输出波形幅度和延迟变化。

预期结果:输出波动范围小于标称值(如±2%)。


5. 长期可靠性测试

目的:验证持续工作时的稳定性。
步骤

  1. 对探头连续供电并输入标称信号(如24小时不间断运行)。
  2. 定期记录输出波形参数(幅度、噪声等)。

预期结果:无漂移、无过热、性能参数保持稳定。


6. 抗干扰能力测试

目的:验证在高噪声环境下的信号完整性。
设备:噪声发生器、开关电源、电机负载。
步骤

  1. 在探头附近引入高频噪声源(如变频器、电机启停)。
  2. 观察输出信号是否受到干扰(毛刺、抖动等)。

预期结果:输出信号无明显噪声叠加,隔离效果达标。


7. 安全与兼容性测试

目的:确保探头与不同设备兼容且符合安全标准。
步骤

  1. 连接不同品牌的示波器或数据采集卡,验证信号匹配性。
  2. 检查探头的接地端子是否有效降低共模干扰。

预期结果:兼容多种设备,接地可靠,无安全隐患。


8. 实际应用场景测试

目的:模拟真实工况下的表现(如逆变器、电机驱动测试)。
案例

  • 测试电机驱动电路中的IGBT开关波形。
  • 测量光伏逆变器的直流母线电压。

预期结果:准确捕捉高压/高频信号,保护后端设备。


注意事项

  • 测试高压时需穿戴绝缘防护装备。
  • 校准探头前确保输入信号在量程范围内。
  • 记录测试环境参数(温度、湿度)对结果的影响。

通过以上测试可全面验证光隔离探头的性能和可靠性。

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