電流探頭的應(yīng)用十分廣泛,其基本原理是流經(jīng)導(dǎo)線的電流會(huì)在周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng),電流探頭把磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓信號(hào),通過(guò)和示波器配合,觀察對(duì)應(yīng)的電流波形。廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、電子整流計(jì)、LED 照明、新能源等領(lǐng)域。本文將講述常見(jiàn)的電流探頭的分類、原理、重要技術(shù)指標(biāo),并通過(guò)實(shí)例分析了解探頭之間的差別,讓大家能夠?qū)μ筋^有個(gè)基本的了解。
一、電流探頭分成AC 電流探頭和AC/DC 電流探頭。
目前示波器上的電流探頭基本分成兩類:即AC 電流探頭和AC/DC 電流探頭,AC 電流探頭常見(jiàn)的是無(wú)源探頭,成本低,但不能處理直流分量;AC/DC 電流探頭通常是有源探頭,分為低頻探頭和高頻探頭,低頻探頭常見(jiàn)的帶寬在幾百KHZ 以下,高頻探頭帶寬一般在幾MHZ 以上。
二、電流探頭重要指標(biāo)
2.1 精度
精度:是指電流到電壓轉(zhuǎn)換的精度。拿 AC/DC 電流嵌為例,一般開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的精度比較差一點(diǎn),典型值在 3%左右;閉環(huán)系統(tǒng)的精度比較高,典型值在 1%左右。我們的高頻電流探頭的精度就是1%。
2.2 帶寬
帶寬:所有探頭都有帶寬。探頭的帶寬是指探頭響應(yīng)導(dǎo)致輸出幅度下降到70.7%(-3 DB)的頻率,如圖5 所示。在選擇示波器和示波器探頭時(shí),要認(rèn)識(shí)到帶寬在許多方面影響著測(cè)量精度。在幅度測(cè)量中,隨著正弦波頻率接近帶寬極限,正弦波的幅度會(huì)變得日益衰減。在帶寬極限上,正弦波的幅度會(huì)作為實(shí)際幅度的70.7% 進(jìn)行測(cè)量。因此,為實(shí)現(xiàn)最大的幅度測(cè)量精度,必需選擇帶寬比計(jì)劃測(cè)量的最高頻率波形高幾倍的示波器和探頭。這同樣適用于測(cè)量波形上升時(shí)間和下降時(shí)間。
波形轉(zhuǎn)換沿(如脈沖和方形波邊沿)是由高頻成分組成的。帶寬極限使這些高頻成分發(fā)生衰減,導(dǎo)致顯示的轉(zhuǎn)換慢于實(shí)際轉(zhuǎn)換速度。為精確地測(cè)量上升時(shí)間和下降時(shí)間,使用的測(cè)量系統(tǒng)必需使用擁有充足的帶寬,可以保持構(gòu)成波形上升時(shí)間和下降時(shí)間的高頻率成份。最常見(jiàn)的情況下,使用測(cè)量系統(tǒng)的上升時(shí)間時(shí),系統(tǒng)的上升時(shí)間一般應(yīng)該比要測(cè)量的上升時(shí)間快4-5 倍。在開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域,一般幾十MHZ 的帶寬就基本夠用了。我們的高頻電流探頭帶寬范圍為5MHZ-100MHZ。