脉知技术脉冲电流探头助力瞬间功率测试

一、方案背景

在功率半导体器件（如 SiC、GaN）及开关电源、电机驱动等应用中，器件在开关瞬态过程中的瞬间功率（即开关损耗）是评估器件性能和系统效率的关键指标。传统电流探头带宽不足、响应速度慢，难以准确捕捉纳秒级的电流瞬态变化，导致功率分析结果失真。

脉知技术推出的 MMR 系列中频纳秒脉冲电流探头，配合高精度功率分析仪，可实现对瞬间功率的精准测量。

二、测试系统组成

1. 脉知 MMR 系列脉冲电流探头

MMR 系列探头带宽覆盖 1kHz~400MHz，上升沿响应时间仅 0.875ns，最大可测电流达 5kA。采用无源自积分技术，无需外部供电即可直接输出测量信号，标配 SMA 转 BNC 接口，兼容市面上所有主流示波器和功率分析仪。其灵敏度误差小于 1%，在整个测量量程内具有良好的线性度，确保电流波形无畸变采集。

2. 高精度电压探头

配合脉知高压差分探头，同步采集被测器件两端的电压波形，电压探头需具备与电流探头匹配的带宽和延迟特性，以保证电压电流的时序同步。

3. 功率分析仪

功率分析仪作为系统的核心计算单元，接收来自电流探头和电压探头的同步信号，通过内部高速采样和数字信号处理，实时计算瞬时功率曲线，并积分得到开通损耗、关断损耗及总开关损耗等关键参数。功率分析仪需具备多通道同步采样能力，采样率不低于 20MSa/s，带宽不低于 10MHz，以匹配脉冲电流探头的性能。

三、测试原理与流程

瞬间功率测试的核心原理是：同时采集器件在开关过程中的电压波形 v(t) 和电流波形 i(t)，通过瞬时功率公式 p(t) = v(t) × i(t) 计算得到瞬时功率曲线，再对开关期间的瞬时功率进行时间积分，得到开关能量损耗 E = ∫p(t)dt。 具体测试流程如下：

将脉知 MMR 脉冲电流探头穿过被测器件的电流回路，电压探头并联在被测器件两端，两路信号分别接入功率分析仪的电流通道和电压通道。功率分析仪设置好触发条件和时间窗口，当器件执行开关动作时，同步捕获电压和电流波形，自动计算并显示瞬时功率曲线，同时输出开通损耗 Eon、关断损耗 Eoff 以及总损耗 Etotal 等结果。

四、方案优势

1、高带宽精准捕捉：MMR 探头 400MHz 带宽和亚纳秒级上升沿响应，能够真实还原 SiC/GaN 等宽禁带器件的高速电流瞬态，避免因探头带宽不足导致的波形平滑和损耗低估。

2、无源设计抗干扰：无源自积分结构无需供电，避免了外部电源引入的噪声干扰，在高 dv/dt、高 di/dt 的强电磁环境中仍能保持信号完整性。

3、时序同步精度高：探头与功率分析仪之间通过标准 BNC 接口连接，结合功率分析仪内置的通道延迟校准功能，可精确补偿探头和线缆的传输延迟，确保电压电流的时序对齐，这是准确计算瞬间功率的前提。

4、即插即用兼容性好：探头标配标准接口，可直接接入任意品牌的功率分析仪和示波器，无需额外适配器，部署便捷。

五、典型应用场景

（1）SiC/GaN 功率器件的双脉冲测试，评估开关损耗

（2）功率模块的开关特性验证与效率分析

（3）电机驱动逆变器的相电流瞬态测量与损耗评估

（4）开关电源中 MOSFET/IGBT 的开关过程分析

（5）新能源汽车电驱系统的能效标定

六、总结

脉知技术 MMR 系列脉冲电流探头凭借其高带宽、高精度、无源抗干扰的突出优势，配合高性能功率分析仪，为功率器件的瞬间功率测试提供了一套完整、可靠的测量方案。该方案能够真实反映器件在高速开关过程中的瞬态行为，帮助工程师准确评估开关损耗、优化驱动参数、提升系统效率，是功率半导体研发和电源系统测试的理想选择。