脉知技术差分探头在浪涌电压测试的应用
一、测试目的
使用脉知技术(Meastek)高压差分探头配合示波器,对防雷插座(Surge Protective Device, SPD)进行浪涌(冲击)电压测试,验证其在模拟雷击或电网开关瞬变条件下的浪涌抑制能力与残压特性,评估防雷插座是否符合 IEC 61000-4-5 标准要求。

二、测试标准依据
(1)IEC 61000-4-5 / GB/T 17626.5《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》
(2)组合波波形:1.2/50 μs(开路电压波) / 8/20 μs(短路电流波)
三、测试系统组成
| 序号 | 设备 | 型号/规格 | 用途 |
| 1 | 浪涌发生器 | 组合波发生器(1.2/50μs + 8/20μs) | 产生标准浪涌脉冲 |
| 2 | 耦合/去耦网络(CDN) | 适配电源端口 | 将浪涌耦合至防雷插座电源线, 同时隔离对电网的干扰 |
| 3 | 示波器 | 带宽 ≥100MHz,采样率 ≥1GSa/s | 捕获浪涌电压波形 |
| 4 | 脉知技术高压差分探头 | MDP4000K系列 (推荐MDP4012K或MDP4020K) | 安全、高精度测量浪涌高压信号 |
| 5 | 防雷插座(EUT) | 待测样品 | 被测对象 |
四、脉知技术差分探头选型推荐
针对防雷插座浪涌测试(电压等级通常为 1kV~4kV,甚至更高),推荐选用:
| 参数 | MDP4012K | MDP4020K |
| 模拟带宽 | 50MHz | 50MHz |
| 最大差分测量电压 | ±12kV | ±20kV |
| 衰减比 | 2000X | 5000X |
| 测量精度 | 1% | 1% |
| 上升时间 | ≤7ns | ≤7ns |
| 输入阻抗 | 100MΩ(两端) | 100MΩ(两端) |
| 输入电容 | <2.5pF(两端) | <2.5pF(两端) |
推荐理由:MDP4000K系列具备 50MHz 带宽(可准确还原 1.2μs 波前)、最高 ±20kV 量程(覆盖浪涌测试全等级)、1% 高精度、100MΩ 高输入阻抗(减少对被测电路的影响),且配备标准 BNC 接口可匹配任何品牌示波器,是防雷插座浪涌测试的理想选择。
五、测试连接说明
1、浪涌发生器输出经 CDN 耦合至防雷插座的电源输入端口(L-N 差模或 L-PE/N-PE 共模)。
2、脉知差分探头输入端分别接至防雷插座 L(正极)和 N(负极),用于测量差模浪涌残压。
3、探头输出端通过 BNC 线连接至示波器通道。
4、系统共地,确保安全。
六、示波器参数设置
| 参数 | 设置建议 |
| 触发方式 | 上升沿触发,触发电平设为浪涌峰值的 10%~20% |
| 采集模式 | 单次捕获(Single),防止多次脉冲叠加 |
| 时基 | 50μs/div ~ 100μs/div(覆盖完整浪涌波形) |
| 垂直量程 | 根据探头衰减比设定,如 MDP4012K(2000X)下,示波器设为 1V/div 对应实际 2000V/div |
| 带宽限制 | 建议全带宽或 ≥20MHz |
| 采样率 | ≥1GSa/s |
| 存储深度 | 尽量大,确保波形细节完整 |
七、安全注意事项
1、高压危险:浪涌测试涉及高压脉冲,操作人员必须穿戴绝缘防护装备。
2、探头耐压:确保脉知差分探头量程覆盖试验电压,MDP4012K 最高 ±12kV,MDP4020K 最高 ±20kV。
3、禁止带电插拔:严禁在 EUT 带电状态下插拔探头连接线。
4、接地可靠:所有设备必须良好接地,防止共模电压损坏仪器。
5、放电等待:每次施加浪涌后,等待足够时间让储能电容放电。
6、示波器保护:示波器输入端必须通过差分探头接入,严禁直接测量高压信号。