測量電源適配器用的電流探頭

在電源適配器的開發(fā)過程中，我們常常發(fā)現(xiàn)測量各種不同元件通過的電流是很必要的實(shí)際上，從全面質(zhì)量鑒定所需要的置信度方面來講，測量也許是獲得必要信息的方式。
在品字尾電源適配器中可以看到，隨著頻率從幾赫變化到幾百千赫，電流范圍也將從幾毫安變化到數(shù)百安的直流或交流電流。隨著信號(hào)波形從方波到正弦波，其中包括單向的和對稱的情況，更復(fù)雜的情況將是直流電和交流電混合在一起。因此采用傳統(tǒng)的測量方法測量這些電流是非常困難的。
在高頻測量中利用傳統(tǒng)分流器時(shí)和為了減少由于分流器電感引入的誤差時(shí)，都會(huì)遇到很多問題。而實(shí)際上，并沒有一種單一的理想器件可用于以上所述的較寬范圍的測量。雖然“霍爾效應(yīng)”探頭或許可以實(shí)現(xiàn)這種測量，但是它顯得很昂貴。

工程師可以通過針對測量范圍選擇合適的方法，而利用不貴的設(shè)備來獲得良好的結(jié)果。很顯然，對于直流電流的測量，可以使用標(biāo)準(zhǔn)的四端分流器。對于交流電流測量，可以使用電流互感器，但是在典型應(yīng)用中些類型的互感器將必須覆蓋較寬的頻率范圍。當(dāng)需要測量交直流混合在一起的情況時(shí)，可以采用無感分流器或者特殊的低導(dǎo)磁率電流互感器。如果電流脈沖鏈?zhǔn)菃蜗虻模ɡ缍O管電流），將需要一種不同類型的電流互感器。為了上述應(yīng)用，以下部分將講述適用的電流互感器的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)。
在中頻到高頻的范圍內(nèi)，實(shí)際的交流電流可達(dá)到10A，可采用 Tektronix電流探頭#P6021或類似的探頭。該探頭有其自身的優(yōu)點(diǎn)，它可以與滑動(dòng)門一起安裝在電流互感器上，那樣它就可以容易地滑到通過被測電流的導(dǎo)線上。如下所述，對任何“嵌入式”制造的特殊用途電流探頭的校準(zhǔn)，該探頭也是很有用的。

特殊用途的電流探頭
在插墻式電源適配器中的交流電流的測量中，由于準(zhǔn)確度要求不是特別重要（通常5%的準(zhǔn)確度就足夠了），采用示波器顯示的電流互感器探頭可以很容易制造出來。
這里所用到的電流互感器設(shè)計(jì)的一般原則與限流互感器所描述的很相似，但是，為了使這些電流探頭能直接與示波器輸入接口相連，并能使實(shí)際波形重現(xiàn)，終端網(wǎng)絡(luò)就顯得更加重要。
為了易于制造，且更好地維護(hù)標(biāo)定，在這里討論的電流互感器是圓環(huán)形測量繞組的形式，并且必須與被測量導(dǎo)線斷開連接，為了測量的目的可使被測量導(dǎo)線穿過圓環(huán)形測量繞組。雖然這樣有些不方便，但這樣做是有好處的，因?yàn)榇判臎]有氣隙（或許會(huì)變化），這樣會(huì)使測量和標(biāo)定的準(zhǔn)確度更加穩(wěn)定，且探頭也更加容易制造。
注意：那些更具創(chuàng)造才能的機(jī)械愛好者也能設(shè)計(jì)出用電流互感器探頭的夾子夾在被測量導(dǎo)線上的方法?，F(xiàn)在制造的各種內(nèi)置了水久磁鐵偏置的心為這一應(yīng)用提供了可能性。因?yàn)榇艠O部分由于磁引力而粘在一起，而且內(nèi)置的雅偏置使雅心更合子單向脈沖的測量。
但是，以下討論假設(shè)使用空氣凈化器電源適配器的是無氣隙的環(huán)形HCR、鐵氧體和鐵鎳鉬磁心。對于低頻率交流應(yīng)用場合（即20Hz~10kHz），將使用HCR磁心。這些磁心應(yīng)該有低損耗、高導(dǎo)磁率和高的飽和磁通密度。對于中頻（10kHz~100kHz），將使用高導(dǎo)磁率扁平帶式繞制的磁心或者鐵氧體磁心。對于單向高頻脈沖的測量，剩磁等級(jí)應(yīng)該是低的，以保證在靜態(tài)的時(shí)候磁心能恢復(fù)，故可采用鐵氧體磁心（如TDKH5B2材料或類似材料都是非常適當(dāng)?shù)模?。對于高頻交流的測量，可采用低損耗鐵氧體磁心。對于既有直流又有交流的線路交流測量，應(yīng)該選擇較低導(dǎo)磁率的材料，以便可承擔(dān)直流電流分量而不會(huì)造成磁心飽和。對于這種應(yīng)用，坡莫合金或低導(dǎo)磁率的鐵氧體，如西門子#N30或者類似材料都是比較合適的。這些電流互感器和探頭的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)將會(huì)比較詳細(xì)地加以分析。

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| 發(fā)布時(shí)間：2018.12.13 來源：電源適配器廠家

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