基于电场耦合原理的SiC MOSFET开关电压感知探头

摘要：

功率器件作为电能变换的核心,准确测量其开关电压可以优化器件的开关行为,评估器件的开关损耗,为功率转换系统的设计提供重要指导.以SiC MOSFET为代表的宽禁带半导体器件具有高速开关特性,传统商用电压探头难以同时满足低侵扰、强抗扰、高带宽与小体积的测量要求,因此提出了一种基于电场耦合原理的同轴圆柱型电压探头.通过感应电极包围引出端的结构降低侵入电容,应用屏蔽覆铜、过孔阵列与屏蔽铜管的强抗扰结构实现对环境噪声的抑制.利用有限元仿真指导了探头参数选取的方案,验证了屏蔽层对噪声的抑制能力,详细分析了同轴探头有效降低侵入性的机理.所设计的同轴探头带宽为280 MHz,量程为-750 V～+750 V,侵入电容约为0.92 pF.最后通过双脉冲实验证明,同轴探头可以准确测量ns级的开关时间,满足SiC MOSFET开关电压的测量需求.

关键词：电场耦合、SiC MOSFET、电压测量、抗扰、侵入电容

所属期刊栏目：28

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：河北省自然科学基金E2021202164

在线出版日期：2024-09-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：77-87