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T&M无感同轴分流器用于双脉冲Ids电流测试的选型建议指南

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为了让更多用户正确的选择自己适用的型号,今天就这个同轴分流器该如何选型的问题,做一个清晰的思路解析,希望能为同轴分流器选型提供一个参考。


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同轴分流器本质上来说就是一个很小的电阻,通过欧姆定律来测量电流,一般用于测量脉冲大电流。在不同的测量场景下,要选择适合的同轴分流器。选型主要是从以下几方面去考虑:


一、耗 散 功 率


考虑选型一个最主要的参数就是焦耳热,同轴分流器的发热不能超过最大承受焦耳热。焦耳热计算公式:


Q=I²*R*t


【焦耳=电流的平方*阻值*脉宽时间″】      

 

这里的电流要按最高峰值去算,双脉冲要算2个脉冲的高电平时间,多个脉冲要算所有脉冲的高电平时间。


一般选型时的焦耳热要预留1/2到1/3的余地。根据公式也可知,时间t越大,焦耳热Q也就越大,所以同轴分流器主要用于测量脉冲电流。


这里值得注意的是,超过焦耳热同轴分流器可能会烧掉。


如果常见的SDN系列不能满足焦耳热,可以考虑用中功率的M系列或A系列,高达几十~2千多焦耳热。

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图示为中功率M系列同轴分流器实拍图



二、阻 值


阻值的大小,关系到信号的强弱和介入电路的影响。阻值越小,介入电路的影响越小;阻值越大,示波器接收电压信号就越强。


在测量SiC的电流时(一般在500A到2000A),这种情况基本大都使用同轴分流器来对电流进行测量,这里要根据被测电流的大小来选择分流器型号,一般在测量这种大电流的情况都选用阻值比较小的型号,如SSDN-414-01等。


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图示为同轴分流器&双脉冲测试波形



而测量GaN的电流时(一般不超过100A),可选用内部电阻稍大的信号来保证测量的精度,举例:当选用的型号内部电阻约为0.01Ω,则当测量电流为50A时,U=I*R=0.5V在示波器中还能显示;若当测量电流为1A甚至更小时,则需要选用电阻稍大的型号,比如电阻为0.1Ω的型号,这样才能够保证读数的准确性。这样的选择是为了保证示波器显示的波形信号足够保真,因为示波器能够捕捉很小的信号但是受到底噪的影响很大,这样就会造成信号的失真导致测量数据无效。


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至于在后面一种情况下,为什么不使用普通电阻直接进行测量,是因为直接使用普通电阻测量难以保证测量的精度,容易受到各种因素的干扰,这对于高精度测量需求是不可取的。


既然电阻稍大的型号测量小电流准确,那测量大电流岂不是更加准确?事实并非如此,我们使用分流器测量电流实质上是与导通电阻串联在电路中的,如果测量大电流也使用大电阻的型号,根据的公式可知,这样会增大整体的电阻,这样也会增加测量的干扰,影响测量的精度。


三、带 宽


带宽的选择就很简单粗暴了,满足了上面两点的话,带宽越高越好。

以下是常用的同轴分流器型号:


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四、隔 离


同轴分流器是一种纯电阻的结构,它的最大优点是带宽高且无感(趋近),测量高频的电流下受到的影响很小,使得其非常适合用于高频电流的检测,比如SiC/GaN宽禁带半导体器件双脉冲动态测试。同轴分流器的缺点是没有隔离功能,示波器和被测电路必须共地。所以一般只能用在测量非浮地的电流,不能直接测量浮地电流。


为了避免这个缺点,我们推荐一种同轴分流器与光隔离探头组合使用的方案,以此实现隔离的目的,如下图。


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如果您看完仍对同轴分流器存在疑问,可直接向我们进行咨询。

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