Yokogawa Test & Measurement lanza la serie PBDH0400 de sondas diferenciales

Yokogawa Test & Measurement Corporation anuncia el lanzamiento de su serie de sondas diferenciales PBDH0400, con un voltaje de entrada máximo de 2000 V y un ancho de banda de frecuencia de 400 MHz. Las sondas diferenciales de la serie PBDH0400 están diseñadas para proporcionar las mediciones necesarias en el desarrollo de dispositivos de potencia de mayor velocidad de próxima generación, que pueden contribuir al desarrollo de una sociedad sostenible.

Con el creciente énfasis en las medidas para lograr la descarbonización en todos los sectores de la sociedad, surge la necesidad de aumentar la eficiencia energética de los motores y los inversores utilizados en los sectores de transporte y energía renovable.

Este requisito es especialmente crítico en la industria de la electrónica de potencia, donde el aumento de aplicaciones y producción de dispositivos de potencia de próxima generación que utilizan tecnología de carburo de silicio (SiC) requiere mediciones extremadamente precisas de señales de alto voltaje y alta velocidad.

Esta tarea exige realizar mediciones desde un potencial no conectado a tierra (flotante), lo que hace necesario el uso de sondas diferenciales en lugar de sondas estándar. Por ello, Yokogawa Test & Measurement se dedicó a desarrollar sondas diferenciales de amplio ancho de banda capaces de medir señales de alto voltaje y alta velocidad. Estas nuevas sondas contribuyen a una sociedad más sostenible al mejorar la eficiencia energética.

Sondas diferenciales PBDH0400.

Inicialmente, estarán disponibles dos modelos de la serie PBDH0400: el modelo 702922 con un voltaje de entrada máximo de 2000 V y el modelo 702921 con un voltaje de entrada máximo de 1000 V.

1. Medición de alto voltaje y amplio ancho de banda

Para observar con precisión las formas de onda de señales que cambian rápidamente, prevalentes en aplicaciones de vehículos eléctricos (EV) y energía limpia, las sondas diferenciales de la serie PBDH0400 miden voltajes superiores a 1000 V y ofrecen un amplio rango de frecuencia desde CC hasta 400 MHz. Esta capacidad es particularmente beneficiosa para los desarrolladores de inversores de próxima generación, permitiendo la observación precisa de pequeños cambios en las señales de conmutación de alta velocidad. Además, su excelente resistencia al ruido permite la detección de eventos que pueden causar anomalías inesperadas, como picos de onda y oscilaciones.

2. Fuente de alimentación automática y ajuste de atenuación

La serie PBDH0400 incorpora la interfaz de sonda de Yokogawa, que reduce costos y espacio de instalación al eliminar la necesidad de una fuente de alimentación externa cuando se conecta a un osciloscopio de Yokogawa. Además, la relación de atenuación de la sonda se ajusta automáticamente a través de la interfaz, lo que permite comenzar las mediciones inmediatamente después de la conexión al instrumento. Al combinar la PBDH0400 con los osciloscopios de 12 bits DLM5000HD o DLM3000HD de Yokogawa, se logran mediciones de formas de onda más precisas.

Al combinar la PBDH0400 con los osciloscopios de 12 bits DLM5000HD o DLM3000HD de Yokogawa, se logran mediciones de formas de onda más precisas.

• Sistemas electrónicos en vehículos que incluyen inversores y motores.
• Electrónica de potencia, como dispositivos electrónicos, inversores y generadores de energía.
• Sistemas electrónicos domésticos como electrodomésticos y acondicionadores de aire.
• Mecatrónica, incluidos dispositivos industriales.

• Evaluación de alta precisión de señales de conmutación de alta velocidad y alto voltaje generadas por dispositivos SiC y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) en inversores para EV.
• Análisis de potencia y confirmación operativa de dispositivos electrónicos basados en SiC y nitruro de galio (GaN).
• Diseño y evaluación de circuitos eléctricos y electrónicos.
• Análisis y prueba de dispositivos industriales, como motores de alta eficiencia, robots y sensores.

Información técnica adicional

La conversión de energía mediante inversores es típica en aplicaciones de vehículos eléctricos (EV), donde la batería (CC) impulsa el motor (CA trifásico). Uno de los principales desafíos es reducir las pérdidas por conmutación durante la conversión de energía. Para evaluar estas pérdidas, es importante que los ingenieros analicen el tiempo de transición con las formas de onda de voltaje y corriente en la región de transición entre apagado y encendido (OFF<->ON).

Sin embargo, para dispositivos de conmutación como SiC y GaN, el tiempo de transición entre OFF<->ON es más rápido que nunca, por lo que el sistema de medición requiere un mayor ancho de banda de frecuencia. Por ejemplo, un sistema de medición con un ancho de banda de 350 MHz o superior es necesario para medir un tiempo de transición de 1 ns. Además del ancho de banda del instrumento de medición de formas de onda, la sonda que extrae la señal del dispositivo bajo prueba también necesita un ancho de banda alto.

Tomemos como ejemplo un inversor que impulsa un motor trifásico, donde el voltaje de puerta-fuente (Vgs) en el lado alto es el comando de conmutación en sí. Supongamos que el ingeniero en este escenario observa la forma de onda de voltaje entre dos puntos con un llamado 'potencial flotante' que no es el 'potencial de tierra' en la configuración del circuito.

Debido a este potencial flotante, es necesaria una sonda diferencial para observar Vgs, pero el problema es que las fluctuaciones en el potencial flotante afectan los resultados de la medición e impiden una observación correcta de la forma de onda. En general, cuanto mayor es el ancho de banda, peor se vuelve este efecto. Por lo tanto, es necesario emplear sondas diferenciales menos susceptibles a las fluctuaciones del potencial flotante, es decir, con una buena relación de rechazo de modo común (CMRR).

Por esta razón, las nuevas sondas diferenciales de alto voltaje de la serie PBDH0400 de Yokogawa cuentan con una CMRR superior y excelentes características de planitud en la respuesta de frecuencia.

Otro punto importante es la atenuación. Para mejorar la precisión de las pruebas y/o aumentar el rango de medición, la relación de atenuación, que reduce la potencia de una señal sin distorsionar su forma de onda, es de 500:1/50:1 (modelo 702921) o 1000:1/100:1 (modelo 702922). Un problema común aquí son los errores involuntarios introducidos por el ingeniero durante los procesos de configuración manual. Sin embargo, la disponibilidad de un interruptor en la cabeza de la sonda de las sondas diferenciales de la serie PBDH0400 permite seleccionar, reconocer automáticamente y configurar la relación de atenuación (junto con la configuración de la impedancia de entrada).

Para garantizar la idoneidad de la sonda en una amplia gama de importantes tareas de medición, los usuarios pueden complementar la punta de la pinza incluida, eligiendo entre una amplia gama de accesorios opcionales según el objetivo de la medición.

La serie PBDH0400 incorpora la interfaz de sonda de Yokogawa, que reduce costos y espacio de instalación al eliminar la necesidad de una fuente de alimentación externa cuando se conecta a un osciloscopio de Yokogawa