从探头到电源，泰克正引领电力电子测试全面创新

无论是汽车的电气化还是生成式人工智能，都离不开电力技术。泰克全球中端及基础示波器产品线总经理 Daryl Ellis表示，泰克正通过全面的电力测试设备及方案，满足不同的测试需求。从高带宽、高电流的宽禁带半导体测量，到低带宽、低电流的电池驱动的设备休眠功耗测试，泰克都可以通过可扩展的测试解决方案，促成清洁、可再生和可靠的能源生态系统的发展。

近日，泰克同时发布了两款重磅新品，IsoVu射频隔离电流探头（TICP）以及EA-PSB 20000 Triple三通道电源，全方位加强了电力相关测试测量的能力。

首款射频隔离探头，大小电流都能测

Ellis表示，如今电力需求正在快速增长，范围从几毫瓦的产品已经达到了兆瓦级，在功率提升的同时还需要更高的效率，也正因此，碳化硅和氮化镓等宽禁带半导体正在变得流行。

宽禁带半导体的测试和以往其他功率器件类似，但要求却更加严苛。首先对能源效率的追求是增加测试严格度需求的一个重要因素。此外，数据测量必须足够可靠，以满足监管和认证要求，以及JEDEC JC-70标准。

为了解决宽禁带半导体的测试难题，泰克全面提供了包括源测量单元仪器，任意函数发生器，示波器，参数分析仪等产品，以应对宽禁带所带来的挑战。

如今，泰克又推出了行业内首款射频隔离电流探头TICP，可以在进行分流器高电流测试时，实现高带宽及低噪声的特性。


Ellis介绍道，2017年，泰克就首次推出了光隔离探头，2020年发布了第二代光隔离探头，支持最高共模电压范围达60000V，适用于双脉冲测试等应用。如今的TICP则是业界首款采用射频隔离的产品，且支持电流测量。

“电流测量是客户向我们提出的关键需求之一。”Ellis说道。以往，电流测量往往采用钳式探头，但由于它们依赖于磁性，因此它们无法进行高灵敏度的低电流测量或高带宽的大电流测量。

TICP不使用磁性，而是通过测量串联分流电阻上的电压降，并将其转换为基于欧姆定律的电流信号。电流测量也可以采用差分探头，但传统的差分探头共模抑制较低，输入阻抗较高，同样会影响噪声和准确性，同时也较难实现高带宽。

TICP的隔离技术消除了接地环路，实现了高压电路的测量，并提供了极高的共模抑制比 (CMRR)，在 1 MHz 时提供 90 dB 的出色共模抑制 (CMRR)，从而大幅降低共模噪声。这使得其非常适合测量高侧 SiC 和 GaN 开关 FET 上的分流器和 CVR 的电流，可以进行从直流到数百兆赫范围的电流测量。 


TICP 工作原理，通过射频调制解调和隔离，将差分信号精准安全地传递至测量端，实现非入侵式测量。

Ellis强调，TICP支持高达1000伏和CAT 2的安全认证，这非常关键，随着电动汽车架构发展到800V甚至1000V以上，需要合适的隔离措施全面保护测试工程师、被测设备以及测试仪器的安全。

除了高压大电流之外，TICP也非常适合测试小电流。在测量分流器两端的低电压 (+/- 0.5 V) 时，具有低衰减和低输入阻抗 (50Ω) 的特性，这意味着可将噪声限制在 3.6 nV/ √ Hz 以下（1 GHz 时为 150 μV）。 

由于极低的噪声，非常方便查看系统特定周期的电流消耗，以及处理器从休眠状态到激活状态的转换，并与内存访问和 I/O 相关联。

在连接和使用上，TICP 采用了专门的设计，探头提供了三种型号可选，为了处理各种电流测量，探头配有不同的衰减尖端和适配器。包括使用了屏蔽的高带宽 MMCX 连接器，以及现成的 SMA 或 BNC 连接器适配器，同时与泰克示波器无缝集成，可以提供校准以及相关参数的调整。

为了验证TICP的性能和准确性，泰克也展现了针对宽禁带半导体的双脉冲测试应用演示，采用的是 IsoVu隔离电流探头、隔离电压探头和运行双脉冲测试应用软件的 5 系列B MSO示波器。


如图所示，对比差分探头、IsoVu电压探头而言，IsoVu电流探头的测量结果最好。

三通道双向电源省心省力

随着并购完成，EA Electro-Automatik的副总裁兼总经理James Hitchcock第一次亮相泰克发布会，并展示了最新的EA-PSB-20000  Triple三通道双向电源。

“电源一直是电子产品设计和测试的核心部分。”Hitchcock说道，“随着行业对于更高功率，更大吞吐量以及灵活性的要求，与其购买三个1U电源，不如选择EA的单一高质量可靠电源，这款电源能够替代三款产品的功能。”作为新一代三通道双向电源，EA-PSB 20000 允许更多通道的同步测试，有 3U 和 4U 版本，电压范围高达 3 x 920 V，电流高达 3 x 340 A，总输出最高达3*10kW。

EA-PSB 20000是“唯一”一款能够高效、节省成本、可靠地高速运行各种测试的解决方案，关键是只需一台设备即可完成所有操作。

Hitchcock详细列出了两个例子，首先是在汽车保险盒测试中，可以单一设备支持保险盒的多通道测试。另外，在光伏逆变器案例中，多通道既能模拟两个太阳能面板，同时也能模拟一个电池组储能，实现高测试覆盖率，高功率密度，高集成度以及更优化的通道成本。


助力电力技术革命

近几年，为应对宽禁带半导体（SiC，GaN）在面临大共模电压时准确解析高带宽、高电压差分信号的挑战，泰克开创性推出了采用光学隔离技术的TIVP IsoVu探头。此次创新的TICP IsoVu 探头和EA-PSB 20000 Triple电源的发布，标志着泰克在持续推进电力创新领域迈出了坚实的一步。泰克致力于提供工程师所需的先进测试测量工具，助力他们在复杂的电气环境中实现技术突破。

这些产品共同体现了泰克的一个承诺以及对满足客户需求和推动行业发展的不懈追求，即推动电力创新，为工程师提供所需工具，帮助他们推动复杂电气环境的发展。通过在 2024 年 1 月收购 EA Elektro-Automatik，泰克进一步增强了其产品阵容，巩固了其作为高功率测试解决方案领域领导者的地位。 

“我们都知道，中国的汽车行业，尤其是电动汽车领域，正在全球快速发展。这一趋势的核心创新就是围绕功率进行的。”Ellis说道。