PK‑4100电流互感器在新能源 SiC 功率器件开关特性测试中的应用

一、应用背景

在新能源汽车车载 OBC、光伏逆变器、储能变流器等电力电子设备中，SiC MOSFET 高频开关器件的动态性能直接决定整机效率、温升与 EMI 水平。传统分流器测量带宽不足、无法隔离，普通电流探头带宽与精度难以兼顾，难以捕捉纳秒级开关尖峰、高频振荡、浪涌电流。普科科技 PK‑4100 电流互感器凭借1A/V 输出灵敏度、500A 峰值电流、35MHz 带宽、50A 有效值、0.006 极低磁饱和系数，完美适配 SiC 器件高频大电流测试场景，可精准捕捉开关瞬态细节，为器件选型、驱动电路优化、散热设计提供实测数据支撑。

二、测试场景与被测对象

1. 测试对象

650V SiC MOSFET，应用于 800V 高压平台车载 DC‑DC 变换器，开关频率 200kHz，开关上升沿 < 100ns，最大导通峰值电流 400A，工作电流 45A。

2. 测试需求

精准测量 SiC 管开通 / 关断瞬态电流波形，捕捉尖峰与振荡；

长期稳定测量有效值电流，验证器件连续工作温升；

探头带宽覆盖开关谐波，无信号失真、无磁饱和；

探头可与示波器兼容，实现电压、电流同步观测，分析开关损耗。

三、测试硬件配置

电流互感器：普科PK‑4100（1A/V 输出，500A 峰值，35MHz 带宽，50A 有效值）

示波器：100MHz 带宽数字示波器

电压差分探头：高压差分探头测量漏源电压

被测样机：SiC‑DC‑DC 功率模块 + 驱动板 + 直流电源

四、测试过程

1.探头选型匹配被测峰值电流 400A＜PK‑4100 500A 峰值电流量程；工作有效值 45A＜50A 有效值；35MHz 带宽覆盖 200kHz 开关频率的高频谐波，0.006 磁饱和系数，在大电流、长脉宽工况下完全无磁饱和、无波形畸变，满足长期测试需求。

2.接线与安装将 PK‑4100 钳口环绕 SiC MOSFET 漏极走线，探头输出接入示波器通道，设置示波器通道垂直档位匹配 1A/V 灵敏度，实现电流直接读数；搭配高压差分探头，实现电压‑电流双通道同步采集。

3.波形采集与观测上电启动 DC‑DC 变换器，示波器采集波形：

开通瞬间：精准捕捉 400A 峰值浪涌电流、纳秒级上升沿振荡细节，无信号削波；

稳态阶段：稳定输出 45A 有效值电流波形，无漂移、无失真；

关断时刻：清晰呈现关断电流拖尾、反向恢复电流细节。

数据后处理利用示波器计算开关损耗、尖峰电流幅值、振荡频率，定位驱动回路寄生电感、栅极电阻匹配问题。

五、测试结果与价值

1.性能验证PK‑4100 精准还原 SiC MOSFET 高频开关瞬态波形，35MHz 带宽完整捕捉高频振荡，0.006 磁饱和系数确保长时间大电流测试波形不失真，500A 峰值量程覆盖浪涌冲击，解决了普通探头带宽不足、磁饱和、量程不够的痛点。

2.优化落地通过实测尖峰电流与振荡波形，调整栅极驱动电阻、优化功率回路走线，开关尖峰降低 25%，开关损耗下降 18%，整机温升降低 7℃，EMI 干扰显著改善。

3.长期可靠性测试50A 有效值能力满足 SiC 模块满功率连续工作测试，可开展数百小时耐久试验，验证器件与整机可靠性。

六、适用拓展场景

PK‑4100 除 SiC 功率器件测试外，还可广泛用于：

IGBT/MOSFET 功率模块开关特性、浪涌电流测试；

新能源充电桩、光伏逆变器、储能 PCS 高频电流测试；

电机控制器、UPS 电源、高频开关电源瞬态电流测量；

电磁兼容 EMI 预兼容测试，捕捉高频干扰电流。

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配附件研发、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。致力于成为电子配附件国产化知名品牌；全面系统解决电子测试测量行业仪器附配件价格高、货期长、品类不全的三大痛点。为千万电子工程师彻底打通电子测试的“最后一厘米”!更多信息，欢迎登陆官方网站进行咨询：https://www.prbtek.cn/