[웨이브인센스] 오실로스코프를 활용한 전원 공급 장치 정밀 전압 측정 및 프로빙 기법

안녕하세요, 웨이브인센스입니다.

결실의 계절, 가을이 물씬 느껴지는 요즘입니다.

전원 변환 장치(Power Converter) 설계에서

소수점 이하의 미세한 효율 개선과 손실 저감을 달성하기 위해서는

주요 회로 노드에서의 정밀한 전압 측정이 선행되어야 합니다.

이번 뉴스레터에서는

표준 10X 수동 프로브의 한계를 분석하고,

신호 무결성을 보장하는 실무 프로빙 기법과

차세대 전원 분석을 위한 차동 측정 솔루션을

요약해 전해드립니다.

✍🏻 어플리케이션 노트 요약

1. 표준 10X 수동 프로브의 한계와 접지 리드 인덕턴스 제어

표준 10X 수동 프로브는 10:1 감쇄율 특성으로 인해 소형 신호 측정 시 입력 전압을 감쇄시켜 오실로스코프 자체의 노이즈 플로어 이하로 매몰시킵니다.

또한 긴 접지 리드가 형성하는 분산 기생 인덕턴스는 프로브 입력 캐패시턴스와 결합해 RLC 직렬 공진 회로를 구성하며 심각한 링잉과 오버슈트를 유발합니다.

정밀 측정을 위해서는 긴 접지 리드를 제거하고 극도로 짧은 브라스 스프링 팁 접지 어댑터를 사용하여 접지 인덕턴스를 최소화해야 합니다.

2. 저전압 리플 및 PARD 정밀 측정을 위한 2X 저감쇄 프로브와 DC 오프셋

DC 전원 레일 위에 중첩된 미세 AC 리플(PARD) 측정 시 10X 프로브는 신호를 노이즈 플로어로 매몰시켜 최상위 수직 감도 활용을 방해합니다.

2X 저감쇄 수동 프로브(TPP0502)를 적용하면 감쇄율이 2배에 불과하여 오실로스코프 수직 감도를 2 mV/div 최상위 레벨로 설정할 수 있습니다.

또한 200 MHz 대역폭을 통해 단순 기본 리플뿐만 아니라 고주파 노이즈 스파이크 성분까지 명확하게 식별하며, DC 오프셋 기법으로 수직 동적 범위를 보존합니다.

3. GaN / SiC 스위칭 디바이스를 위한 IsoVu 광 절연 차동 솔루션

질화갈륨(GaN) 및 탄화규소(SiC) 스위칭 디바이스의 High dV/dt 환경에서는

전통적 액티브 차동 프로브의 고주파 CMRR이 급격히 저하되어 공통 모드 스위칭 노이즈가 유입됩니다.

IsoVu 광 절연 차동 프로브는 레이저 기반 광학 이솔레이션 기술을 구현하여 지상 루프 유입 경로를 근본적으로 제거합니다.

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