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Sonde isolate otticamente: La Soluzione ai Problemi di Misura nei Power Supply

Posted by Batter Fly 05/05/2025 0 Comment(s) 1009 Strumenti di Misura,

Condivisione Caso | Applicazione delle Sonde Otticamente Isolate nei Test di Alimentatori DC ad Alta Potenza

I materiali semiconduttori di terza generazione, in particolare il Carburo di Silicio (SiC) e il Nitruro di Gallio (GaN), mostrano grandi prospettive di mercato in veicoli elettrici, energie rinnovabili, alimentatori industriali, ambito militare e aerospaziale, tecnologia di ricarica rapida, comunicazione wireless, elettronica di consumo e altri campi. Questi materiali vantano vantaggi quali alta conducibilità termica, elevata forza di rottura del campo, alta velocità di deriva degli elettroni e alta energia di legame, permettendo loro di funzionare bene in condizioni estreme di alta temperatura, alta pressione, alta frequenza e resistenza alle radiazioni. Sebbene offrano significativi vantaggi prestazionali, la loro elevata velocità di commutazione pone anche considerevoli sfide per il test e la misura.

Introduzione al Caso

Nelle applicazioni pratiche, la misurazione del Vgs dei MOSFET SiC rappresenta un punto dolente tecnico. La velocità di commutazione dei dispositivi SiC è molto elevata, il che comporta una notevole energia armonica tra le componenti ad alta frequenza. Durante lo sviluppo e la messa a punto, sono state osservate oscillazioni nel segnale Vgs del ramo superiore, con l'impossibilità per gli ingegneri di determinarne l'autenticità. Questo richiede che gli strumenti di misura presentino un'elevata capacità di reiezione di modo comune anche alle alte frequenze.

Esempio di Test
  • Dispositivo in prova: Progetto di alimentatore DC ad alta potenza di una grande fabbrica di alimentatori nel Guangdong
  • Punti di misura: Forma d'onda della tensione (Vgs) del ramo superiore di un ponte intero e corrente Id del ramo superiore
  • Problema del cliente: Sviluppando alimentatori con dispositivi SiC, le sonde differenziali tradizionali, usate per misurare il Vgs del ramo superiore, portavano a oscillazioni del segnale difficili da analizzare e da localizzare.
Soluzione di Test Micsig
  • Sonda otticamente isolata serie MOIP: MOIP1000P
  • Oscilloscopio ad alta risoluzione serie MHO3: MHO3-5004
  • Sonda di corrente flessibile serie RCP: RCP600XS
Postazione di Test
Postazione di test

L'immagine seguente mostra la postazione di test sul campo con l'oscilloscopio ad alta risoluzione Micsig serie MHO3-5004, la sonda otticamente isolata MOIP1000P, la sonda di corrente flessibile RCP600XS e il dispositivo in prova.

Immagine Test in Sito
Immagine del test in sito

Il seguente diagramma di collegamento dei punti di test mostra la sonda otticamente isolata MOIP1000P collegata al segnale Vgs del ramo superiore tramite cavo coassiale MMCX e la bobina Rogowski RCP600XS che rileva il segnale di corrente Id del ramo superiore passando attraverso i pin del chip.

Diagramma Collegamento Punti di Test
Diagramma collegamento punti di test

Il display dell'oscilloscopio seguente mostra le forme d'onda di test per Vgs e Id del ramo superiore, con il canale 4 (onda verde) che visualizza il segnale Vgs e il canale 2 (onda blu) che visualizza il segnale di corrente Id.

Forme d'onda di Test
Forme d'onda di test dell'oscilloscopio
Feedback del Cliente
Prima di conoscere la sonda otticamente isolata di Micsig, utilizzavamo sonde differenziali per i test. Le forme d'onda mostravano effettivamente alcune oscillazioni all’accensione/spegnimento del ramo superiore; mancando di esperienza, i nostri ingegneri non sospettavano degli strumenti di misura e passavano molto tempo a modificare i circuiti, a regolare parametri, ecc., ma il problema delle oscillazioni persisteva. Stavolta, con la sonda otticamente isolata Micsig, abbiamo voluto solo provarla e i risultati sono stati ottimi. Le forme d'onda misurate erano molto simili alle nostre previsioni teoriche, risolvendo un grande problema nel nostro sviluppo.
Conclusioni

Micsig, grazie alla tecnologia proprietaria SigOFIT™, propone la sonda otticamente isolata MOIP1000P con un rapporto di reiezione di modo comune fino a 180dB, mantenendo oltre 100dB anche a 1 GHz. Il suo utilizzo permette di eseguire test e verifiche di circuiti in modo più efficace su progetti con SiC e GaN come dispositivi core, consentendo agli ingegneri di rilevare la reale forma d’onda Vgs del ramo superiore e di analizzare accuratamente se il progetto soddisfa le specifiche, garantendo così prestazioni elevate e affidabilità. Questo non solo migliora la qualità del prodotto, ma ne rafforza anche la competitività. Le tecnologie e soluzioni innovative di Micsig forniscono un supporto prezioso alle aziende di progettazione di alimentatori, contribuendo allo sviluppo tecnologico dell’intero settore.

Chi è Micsig

Shenzhen Micsig Technology Co., Ltd. è azienda leader nello sviluppo di strumentazione per il test e la misura di segnali, produttore e fornitore di soluzioni, riconosciuta come impresa high-tech nazionale e impresa innovativa specializzata. Micsig si dedica alla ricerca di tecnologie avanzate nel settore del test e misura di segnali, in particolare nel campo degli oscilloscopi e delle sonde per oscilloscopi, dove è sempre stata all’avanguardia, pioniera degli oscilloscopi flat e leader nelle sonde otticamente isolate.

Siamo fedeli alla nostra missione e visione, ci muoviamo con professionalità, superando costantemente i limiti tecnologici e aiutando ogni operatore del settore elettronico a essere più efficiente ed eccellente.

Ogni nostra innovazione mira a superare i confini tecnici dei prodotti ed esplorare nuove possibilità per l’evoluzione del settore.

I principali prodotti dell’azienda includono: oscilloscopi ad alta risoluzione, oscilloscopi flat, oscilloscopi diagnostici per auto, oscilloscopi split-type; sonde per oscilloscopio: sonde otticamente isolate, sonde differenziali ad alta tensione, sonde di corrente flessibili (bobina Rogowski), sonde di corrente AC/DC ad alta e bassa frequenza, ecc.

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