不要用無(wú)源單端探頭測試高壓信號

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示波器標配的高阻無(wú)源探頭在其規格范圍內是堅固耐用的可靠測探頭，但并非適用于所有應用。在測量開(kāi)關(guān)功率器件或其他高壓系統時(shí)，更是特別需要謹慎選擇無(wú)源單端探頭，這些應用需要的探頭既要具有高輸入電壓等級，又要與作為參考電壓的地隔離。高阻無(wú)源探頭通常具有約500 V的最大輸入電壓，并且以地為參考基準，這意味著(zhù)探頭的一側通過(guò)示波器連接到大地。如果要測量電源或逆變器的單相120 V輸入，則在將探頭地線(xiàn)連接到電源零線(xiàn)時(shí)，請務(wù)必小心，因為電源零線(xiàn)可能并不總是接地的。

使用不以地為參考的差分探頭消除了這種擔憂(yōu)。如果要測量三相相電壓，也會(huì )有類(lèi)似的問(wèn)題。進(jìn)行相電壓測量時(shí)，必須考慮到會(huì )有不平衡負載時(shí)零線(xiàn)可能未接地的情況，因此使用單端無(wú)源探頭進(jìn)行測量可能會(huì )出現問(wèn)題。對于以地為參考基準的單端探頭，是明確無(wú)法測量線(xiàn)電壓的，這些線(xiàn)電壓的測量需要高壓差分探頭，以防止將一相接地短路。對于下圖中簡(jiǎn)單的120 V輸入開(kāi)關(guān)電源，該電源對由電源軌產(chǎn)生的輸入電壓進(jìn)行整流，該電源軌處于A(yíng)C主電源的峰值電壓處，即+170 V和-170V，峰峰值電壓340 V。

電壓幅度在單端無(wú)源探頭的測量范圍內，但主電路未接地，它們使用負軌（-170 V）作為參考。將無(wú)源探頭接地夾連接到該線(xiàn)上可能會(huì )導致相當嚴重的短路，這種短路可能會(huì )導致示波器上的輸入整流器和保護電路損壞。有些人試圖通過(guò)“浮動(dòng)示波器”來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，這意味著(zhù)他們切斷了示波器電源線(xiàn)上的地線(xiàn)�，F在，將探頭的接地線(xiàn)連接到參考點(diǎn)不會(huì )造成短路。但是示波器的外殼是連接到-170 V的。這會(huì )導致很大的安全風(fēng)險，請不要在家庭或者工作中嘗試此方法。測量電源系統時(shí)，更好的解決方案是將示波器保持接地，并使用高壓差分探頭，例如HVD3000系列之一。HVD3000探頭涵蓋了從120/240 V開(kāi)關(guān)電源到600 V級和5 kV級電氣設備的整個(gè)應用范圍。每種型號均具有最佳的增益精度，最寬的差分輸入電壓范圍和偏置電壓范圍以及出色的共模抑制比（CMRR）。單端無(wú)源探頭要考慮的另一個(gè)問(wèn)題是這些探頭可以處理的最大電壓的頻率滾降。并非所有功率器件都在低頻下運行，有些轉換器（如DC-DC轉換器）在高達1 MHz或更高的開(kāi)關(guān)頻率下工作。

下圖顯示了500 Vrms單端無(wú)源探頭的電壓與頻率的滾降曲線(xiàn)，使用該探頭測量開(kāi)關(guān)頻率大于200 kHz的信號時(shí)，需要降低探頭可以承受的最大電壓。如果測量的頻率為1 MHz，則最大允許輸入電壓降至190V。HV3102A，HVD3106A和新型HVD3220等高壓差分探頭具有相似的頻率滾降特性，但它們的起始最大電壓更高，為1 kV或2 kV，為達到1 MHz降頻斷點(diǎn)留出了更多的余量。

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