Les sondes de courant à shunt isolées atteignent 1 GHz
Tektronix a développé une technologie d’isolation RF qui permet à sa nouvelle série de sondes de courant à shunt IsoVu TICP de fonctionner jusqu’à des fréquences de 1 GHz et avec un CMRR maximale de 90 dB à 1 MHz.
L’approche la plus courante pour mesurer le courant sur les oscilloscopes consiste à utiliser des transformateurs de courant, des bobines de Rogowski ou des sondes à pince à effet Hall. Ces sondes magnétiques sont précises et pratiques en présence de fils ou de boucles de fil, mais elles présentent certaines limites intrinsèques. Une telle boucle peut ne pas être possible à cause de contraintes physiques ou de la sensibilité du circuit, les bandes passantes sont limitées à environ 100 MHz, de par la nature des matériaux magnétiques, une saturation aux courants élevés et un manque de sensibilité aux faibles courants, ainsi que l’impact de l’impédance d’insertion d’une sonde sans contact peut avoisiner 1 Ω à pleine bande passante.
De nombreux ingénieurs se tournent alors vers des résistances shunt de précision ou des résistances de visualisation du courant (CVR). L’un de leurs inconvénients apparaît lorsque le shunt de courant se trouve à un potentiel flottant, parce que le shunt peut alors subir des tensions de mode commun élevées. Afin de s’affranchir de ce problème, l’américain Tektronix vient de dévoiler la série de sondes de shunt de courant isolées IsoVu TICP.
« Ces sondes établissent une nouvelle référence sur le marché. Leur gamme de mesure étendue permet en effet d’adresser des environnements haute tension auparavant inaccessibles, depuis les convertisseurs de puissance à commutation rapide à base de semi-conducteurs SiC et GaN jusqu’aux applications de faible puissance telles que les tests de performances des batteries des appareils mobiles. Et ce avec une seule et unique sonde », affirme Daryl Ellis, directeur général de l’offre Entry et Mainstream de Tektronix.
Un CMRR plus de 30 fois supérieur à celui des sondes traditionnelles
Les trois modèles de la série IsoVu TICP d’ores et déjà disponibles (TICP025, TICP050 et TICP100) sont présentés comme les premières sondes de courant à shunt du marché à utiliser une technologie radiofréquence (RF), basée sur un modulateur RF et un démodulateur RF, pour assurer une totale isolation galvanique entre le système de mesure et le dispositif sous test. Cette méthode permet aux ingénieurs d’effectuer, à partir d’un oscilloscope numérique, une mesure précise sur des courants évoluant rapidement et dans une gamme (des microampères aux kiloampères) en quelques nanosecondes seulement.
Contrairement aux sondes de courant à transformateur, de type Rogowski ou à effet Hall, les sondes TICP assurent des mesures du courant continu jusqu’à 250 MHz, 500 MHz et 1 GHz, lorsque les sondes respectives TICP025, TICP050 et TICP100 sont associées à des shunts ou à des résistance de visualisation du courant. « L’isolation RF, elle, permet d’obtenir un taux de réjection en mode commun (CMRR) de 140 dB en continu et de 90 dB à 1 MHz, soit plus de 30 fois supérieur au CMRR des sondes de tension différentielles traditionnelles », indique Daryl Ellis.
Dans une configuration d’atténuation 1x, l’entrée avec une impédance de 50 Ω présente un bruit inférieur à 4,7 nV/√Hz (150 µV à 1 GHz) pour la mesure de faibles tensions (±0,5 V) telles que celles aux bornes des shunts. Par ailleurs, l’isolation RF élimine les boucles de masse. La série IsoVu TICP est compatible avec les oscilloscopes MSO 4, MSO 5 et MSO 6 de Tektronix, via l’interface TekVPI. Rappelons que cette dernière détecte et configure automatiquement la sonde et les pointes de sonde, qui sont, ici, flexibles.
« Alors que le processus d’innovation en matière d’alimentation s’accélère dans un monde toujours plus électrifié, nous établissons de nouvelles références en matière de précision, de sécurité et d’évolutivité pour les instruments de test de puissance [Tektronix vient de lancer la série d’alimentations à triple sortie EA-PSB 20000 (nous y reviendrons prochainement), NDR]. Ce qui permet à nos clients de repousser les limites du possible dans des secteurs industriels allant de l’automobile aux énergies renouvelables », conclut Daryl Ellis.
