Leistungselektronik Spannungen bis 2.000 V bei 400 MHz mit einem Differenztastkopf messen

Anbieter zum Thema

YOKOGAWA Deutschland GmbH Niederlassung Herrsching Test- und Messtechnik

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

dataTec AG

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Mit der Serie PBDH0400 von Yokogawa stehen dem Anwender zwei Modelle zur Verfügung, die eine maximale Eingangsspannung von ±1.000 sowie ±2.000 V bei einer Bandbreite von 400 MHz messen.

In einer Welt, die zunehmend auf Energieeffizienz und Umweltbewusstsein setzt, wächst auch der Bedarf an leistungsfähigeren und energieeffizienteren Systemen. Besonders in der Leistungselektronik, die maßgeblich zur Effizienzsteigerung von Motoren und Wechselrichtern beiträgt, sind präzise Messungen erforderlich. Der verstärkte Einsatz von Leistungsbauelementen auf Siliziumkarbid- (SiC-)Basis, insbesondere in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen und erneuerbaren Energiesystemen, erfordert eine hochfrequente und breitbandige Erfassung dynamischer Hochspannungssignale. Hier kommen Differenztastköpfe ins Spiel, da herkömmliche Tastköpfe den Anforderungen an hohen Spannungen und Frequenzen nicht gerecht werden können.

Wesentliche Merkmale der Serie PBDH0400

Die Serie PBDH0400 umfasst zwei Modelle, die speziell für die unterschiedlichen Anforderungen der Leistungselektronik entwickelt wurden:

• Modell 702922: Maximale Eingangsspannung von ±2.000 V.

• Modell 702921: Maximale Eingangsspannung von ±1.000 V.

Die vorgestellten Differenztastköpfe bieten eine hohe Bandbreite von DC bis 400 MHz. Damit eignen sie sich für die präzise Analyse schneller Schaltvorgänge in Anwendungen wie Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen und anderen industriellen Hochleistungsanwendungen. Sie messen Spannungen von bis zu ±1.000 V_DC+ACpeak und erfassen selbst kleinste Änderungen in den Schaltvorgängen. Besonders bei der Entwicklung von Wechselrichtern und Leistungs-Halbleitern ist diese präzise Messung entscheidend, um eine optimale Performance zu gewährleisten. Die Tastköpfe sind zudem störfest und erkennen zuverlässig unerwartete Anomalien wie Überschwinger (Overshoot), Ringing und Signalverzerrungen.

Direkte Tastkopfversorgung und automatische Teiler-Erkennung

Die Tastköpfe bieten den Vorteil einer direkten Tastkopfversorgung, die über die Tastkopf-Schnittstelle von Yokogawa erfolgt. Eine externe Stromversorgung ist somit nicht mehr notwendig. Das Eingangsteiler-Verhältnis lässt sich zwischen 1:50 und 1:500 oder 1:100 und 1:1.000 umschalten und wird automatisch an das Oszilloskop übertragen. In Kombination mit den 12-Bit-Oszilloskopen DLM5000HD und DLM3000HD von Yokogawa ergänzen die Tastköpfe einen anspruchsvollen, breitbandigen Messaufbau.

Zielmärkte für die Differenztastköpfe

Die beiden Modelle der Differenztastköpfe eignen sich für:

• Elektrische Antriebssysteme für Fahrzeuge, einschließlich Wechselrichter und Motorsteuerungen,

• Leistungselektronik, hier vor allem für elektronische Bauteile, Hochleistungs-Wechselrichter und erneuerbare Energiesysteme,

• Haushaltsgeräte sowie Klimaanlagen und Motorsteuerungen sowie

• industrielle Mechatronik inklusive Hochleistungsmotoren, Robotersysteme und Sensorik.

Zu den wichtigsten Anwendungsfeldern gehören:

• Hochpräzise Messung von Hochspannungsschaltsignalen in SiC-basierten Leistungshalbleitern und IGBTs, insbesondere in EV-Wechselrichtern,

• Leistungsanalyse und Optimierung von SiC-basierten Leistungselektroniksystemen, um Energieverluste zu senken,

• Design, Entwicklung und Validierung elektrischer und elektronischer Hochleistungsschaltungen und

• Diagnose und Tests von industriellen Hochleistungsmotoren, Robotern, Leistungsschaltern und anderen Systemen.

(heh)

Interview Anna Krone, Yokogawa

„Eine hohe Abtastrate mit hoher vertikaler Auflösung war ein logischer Entwicklungsschritt“

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