光隔离探头在新能源汽车电机控制器的双脉冲测试应用实例

电机控制器是新能源汽车电控系统的关键组成部分之一，它负责将电池的直流电转换成交流电以驱动电机运转。在这个过程中，核心功率器件一般是 SiC 或者 GaN 材料的MOSFET 或 IGBT，承担着电能转换和功率控制的任务。为了保证电机控制器的性能和可靠性，需要对这些功率器件进行严格的测试，其中就包括双脉冲测试。

案例简介

双脉冲测试可以帮助工程师评估电机控制器中功率器件的开关速度、开关损耗、电压和电流波形等关键参数，进而优化电机控制器的设计。但在双脉冲测试中，上管Vgs的测量是一个技术难点，它要求我们的测量系统不仅需要具有高带宽特性，还需要更高的共模抑制能力。

测试实例

●被测设备：某新能源车电机控制器核心板

●测试点位：电机控制器桥式电路中的MOSFET上管Vgs，上管Vds

●客户痛点：之前使用传统差分探头测量上管Vgs时，信号有严重震荡，无法分析定位电路问题

▲原测试信号震荡失真

测试现场 下面现场测试图中，展示的是麦科信高分辨率示波器MHO3系列MHO3-5004、光隔离探头MOIP系列MOIP1000P、高压差分探头DP1502以及被测模块。

▲现场测试图

在双脉冲测试中，光隔离探头测量的是上管Vgs。这个模块是电机控制器的核心部分，其开关速度非常快，通常在纳秒级别。在测试过程中，由于高速开关产生的电磁干扰（EMI）会对测量结果造成影响。光隔离探头的高共模抑制比能够洞察信号的全部真实，即使在高干扰环境下也能提供清晰的信号波形。

下管的干扰相对较不严重，因此差分探头可以满足测试需求。目前主流的双脉冲测试使用的是200MHz带宽、1500V隔离的差分探头。由于测试器件的管脚比较细，传统的电流测量方法可能无法对较细的芯片管脚进行直接测量，因此推荐使用罗氏线圈来测试下管Id。罗氏线圈是一种非接触式电流测量装置，可以在不接触导线的情况下测量电流，这对于保护管脚和快速方便地获得准确的电流测量结果至关重要。 我们来看看实测波形，如下图：光隔离探头测量的是上管Vgs，差分探头测量的是下管Vds和下管Vgs，同时推荐下管Id可以使用麦科信的罗氏线圈RCP1200XS进行测量。

▲实测波形图

客户反馈

在之前的双脉冲测试中，上管Vgs信号存在大的共模干扰，一开始对差分探头CMRR这块了解不够深入，一直相信差分探头的测试结果，以为震荡是系统设计造成，反复修改验证电路还是没有解决问题，这次使用麦科信的光隔离探头后，测试的效果非常不错，这款光隔离探头在高频段依然有很高的CMRR，测试后的震荡波形小时，结果跟我们的理论分析很相似。

总结

麦科信（Micsig）的光隔离探头MOIP1000P，共模抑制比高达180dB，在1GHz频段下仍能保持100dB以上的性能。这一卓越的性能使得该探头能够在以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为核心器件的电路设计中，更加精准和可靠的电路测试与验证。可以让工程师能够捕获到真实的上管Vgs电压波形，从而准确分析电路设计是否满足需求，确保产品的高性能和可靠性。

关于麦科信

深圳麦科信科技有限公司是一家行业技术领先的信号测试测量设备研发制造商和方案提供商，国家级高新技术企业，专精特新企业。麦科信（Micsig）致力于信号测试测量领域前沿技术的研究和开发，尤其在示波器及示波器探头产品领域我们一直走在创新的前沿，是平板示波器开创者，光隔离探头引领者。

我们秉承使命和愿景，从专业出发，不断突破技术边界，助力每一位电子领域工作者与所在组织更加高效和卓越。

我们每一项创新只为突破产品的技术边界，为行业发展趋势探索新的可能。

公司主营产品有示波器系列：高分辨率示波器，平板示波器，汽车诊断示波器，分体式示波器，示波器探头系列：光隔离探头，高压差分探头，柔性电流探头(罗氏线圈)，高频交直流电流探头，低频交直流电流探头等。