[发明专利]分流器探针

说明书

一种用于测试和测量系统的隔离式差分分流器测量探针，其在所述探针的输入侧与输出侧之间具有隔离屏障。输入侧被配置成：接收跨连接到被测装置的分流器的电压信号，并且跨隔离屏障来传输所述电压信号。输出侧被配置成：跨隔离屏障来接收所述电压信号，并且将所述电压信号输出到测试和测量仪器。

优先权

本公开要求在2020年4月11日提交的题为“CURRENT SHUNT PROBE”的美国临时申请No. 63/008,720的权益，该专利的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及与测试和测量系统相关的系统和方法，并且特别地涉及用于测量被测装置（DUT）中的电流的测试和测量仪器探针（probe）。

背景技术

在开发和测试开关电源、电机驱动器、电池充电器、无线充电器、光伏逆变器和其他相关功率电子器件时，测量电流的能力是重要的。测量电流的一种常见方法涉及将低值电阻器（通常称为“分流器（current shunt）”）与待测量的电流的路径串联。可以测量跨分流器的所得电压降，以基于分流器的已知电阻来确定电流。然而，当这种方法用于测量动态电流时，存在至少两个实质性障碍。

首先，跨分流器的电压降被有意地保持较小以最小化对DUT的影响，但是通常必须在高得多的共模电压的存在下测量该小电压。例如，分流器电压可以在毫伏或几十毫伏的范围内，而共模电压可能是数百伏。测量这种相对小的分流器电压通常需要使用具有极高的共模范围和共模抑制比（CMRR）的差分测量装置（诸如例如，示波器探针）。

其次，分流器将展现出电感以及电阻R，因此从电流i跨分流器而产生的电压V是V= i∙R + L∙di/dt。分流器的有效电感L随着该电路中的分流器的物理形状、大小和放置、以及从分流器到测量装置的互连的放置而变化。对于具有永久附接的测量电路（诸如，永久连接的测量探针）的固定布局，可以利用在测量系统的频率响应中、在与分流器的L/R“零”相同的频率处实现“极点（pole）”的模拟硬件或数字信号处理（DSP）来补偿固定电感效应。但是，对于设计阶段期间的电路的一般探测，这种补偿技术可能不实用。

本公开的示例解决了现有技术的这些和其他缺陷。

附图说明

参考附图，本公开的示例的方面、特征和优点将从示例的以下描述中变得明显，在附图中：

图1是根据本公开的一些示例的测试和测量系统的框图。

图2是根据本公开的一些示例的图1的探针的示例示意性框图。

图3是根据本公开的其他示例的图1的探针的另一个示例示意性框图。

图4是图2或3中任一个的探针的输入的示意性示例。

图5是图2或3中任一个的探针的输入的另一个示意性示例。

具体实施方式

本文中公开了一种用于测量DUT的动态电流的隔离式分流器测量探针。图1是根据本公开的一些示例的测试和测量系统的示例框图。在该测试和测量系统中，隔离式分流器测量探针102将测试和测量仪器104连接到DUT 106。

为了测量流经DUT 106中的负载R_L 108的电流I，将精密分流器电阻器110 R_S与负载108串联放置。为了最小化分压器效应以及由此产生的对DUT的性能影响，分流器电阻器110通常比负载108小得多，以最小化跨分流器110的电压降。探针102的两个输入引线跨分流器110而耦合，以测量所得的电压降。