普科PK‑CWT mini/30罗氏线圈在逆变器开关损耗中的应用

一、案例概述

在新能源光伏逆变器、车载 OBC、工业 UPS 等功率变换器研发中，IGBT/MOSFET/SiC 器件的开关损耗、回路电感应力、电容纹波电流是决定效率、温升与可靠性的核心指标。传统电流探头因体积大、侵入性强、高频干扰敏感，难以在高密度紧凑布局中完成精准测量。本案例采用PRBTEK PK‑CWT mini/30 柔性罗氏线圈，对 30kW 光伏逆变器桥臂进行非侵入式高频电流测量，完成开关损耗计算、纹波监测与器件应力校验，为功率回路优化提供可信数据。

二、测试对象与需求

测试对象

30kW 两电平光伏逆变器，SiC MOSFET 功率模块，开关频率 16kHz，母线电压 400V。

核心测量需求

1.准确捕捉开关瞬态电流，用于开关损耗计算

2.测量输出滤波电容纹波电流

3.验证桥臂杂散电感是否造成过应力，保护 MOSFET

4.狭小空间内非侵入、不改变回路、抗 dV/dt 干扰

三、测量方案

设备配置

功率变换器：30kW 光伏逆变器

电流探头：PK‑CWT mini/30 柔性罗氏线圈

电压测量：高压差分探头

示波器：100MHz 带宽数字示波器

探头关键参数（匹配功率电子场景）

带宽：0.1Hz–16MHz，覆盖开关瞬态与谐振频点

线圈：纤细柔性夹绕结构，100mm 小周长

侵入电感：仅nH 级，几乎不影响主回路

抗扰：优化屏蔽，耐受高速 dV/dt 电压瞬变

隔离：满足功率回路高压安全隔离

测量点位

1.上桥臂 MOSFET 源极回路（开关电流）

2.直流母线滤波电容支路（纹波电流）

3.输出电感前端（回路电感校验）

四、测量过程与优势体现

1. 狭小空间轻松安装

逆变器内部器件密集、走线紧凑。PK‑CWT mini/30 采用超薄柔性线圈，可直接夹绕在 PCB 走线、端子、引脚上，无需拆解、不破坏结构，传统硬壳探头无法进入的位置均可测量。

2. 非侵入式，不改变电路特性

探头仅注入几 pH 寄生电感，对功率回路几乎无负载效应，确保测量波形真实反映电路工作状态，避免因探头引入导致波形畸变、开关延时偏移或损耗计算偏差。

3. 高频抗干扰，波形干净稳定

SiC 高速开关带来强 dV/dt 干扰。PK‑CWT mini/30 内置抗干扰优化线圈，可抑制高压瞬态辐射与共模噪声，捕获的电流波形清晰、底噪低、触发稳定，便于准确读取上升沿、峰值与过冲。

4. 带宽匹配，支持高精度损耗计算

16MHz 带宽可完整复现开关瞬态，配合电压波形实现 高精度开关损耗（Eon/Eoff）积分计算，为器件选型、散热设计、频率优化提供直接依据。

五、实测结果与价值

1.开关损耗精准测量

成功获取 SiC 模块开通 / 关断电流波形，完成损耗定量分析，指导频率与驱动电阻优化，整机效率提升约 1.2%。

2.电容纹波电流可靠监测

准确捕捉母线电容纹波，判断电容容量与 ESR 是否满足设计，避免过热失效。

3.回路电感应力验证

通过电流尖峰与振荡判定杂散电感水平，确认未对 MOSFET 造成过应力，提升长期可靠性。

4.工程效率显著提升

柔性夹绕、即装即测，单台调试时间缩短 60%，适合研发验证与产线抽检。

六、结论

PK‑CWT mini/30 柔性电流探头以纤细柔性、宽频带、非侵入、高抗扰的特性，完美匹配功率变换器诊断需求，可完成：

功率半导体开关损耗测量

电容纹波电流监测

回路杂散电感 / 器件应力校验

高密度功率设备狭小空间测量

它是开关电源、逆变器、电驱、充电桩等功率电子研发与测试的理想诊断工具。

以上内容由普科科技/PRBTEK整理分享， 西安普科电子科技有限公司致力于示波器测试附件配件研发、生产、销售，涵盖产品包含电流探头、差分探头、高压探头、无源探头、罗氏线圈、电流互感器、射频测试线缆及测试附件线等。旨在为用户提供高品质的探头附件，打造探头附件国产化知名品牌。更多信息，欢迎登陆官方网站进行咨询：https://www.prbtek.cn/