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测量电源适配器用的电流探头

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测量电源适配器用的电流探头

    在电源适配器的开发过程中,我们常常发现测量各种不同元件通过的电流是很必要的实际上,从全面质量鉴定所需要的置信度方面来讲,测量也许是获得必要信息的唯一方式。
    在品字尾电源适配器中可以看到,随着频率从几赫变化到几百千赫,电流范围也将从几毫安变化到数百安的直流或交流电流。随着信号波形从方波到正弦波,其中包括单向的和对称的情况,更复杂的情况将是直流电和交流电混合在一起。因此采用传统的测量方法测量这些电流是非常困难的。
    在高频测量中利用传统分流器时和为了减少由于分流器电感引入的误差时,都会遇到很多问题。而实际上,并没有一种单一的理想器件可用于以上所述的较宽范围的测量。虽然“霍尔效应”探头或许可以实现这种测量,但是它显得很昂贵。

    工程师可以通过针对测量范围选择合适的方法,而利用不贵的设备来获得良好的结果。很显然,对于直流电流的测量,可以使用标准的四端分流器。对于交流电流测量,可以使用电流互感器,但是在典型应用中些类型的互感器将必须覆盖较宽的频率范围。当需要测量交直流混合在一起的情况时,可以采用无感分流器或者特殊的低导磁率电流互感器。如果电流脉冲链是单向的(例如二极管电流),将需要一种不同类型的电流互感器。为了上述应用,以下部分将讲述适用的电流互感器的设计与结构。
    在中频到高频的范围内,实际的交流电流可达到10A,可采用 Tektronix电流探头#P6021或类似的探头。该探头有其自身的优点,它可以与滑动门一起安装在电流互感器上,那样它就可以容易地滑到通过被测电流的导线上。如下所述,对任何“嵌入式”制造的特殊用途电流探头的校准,该探头也是很有用的。

特殊用途的电流探头
    在插墙式电源适配器中的交流电流的测量中,由于准确度要求不是特别重要(通常5%的准确度就足够了),采用示波器显示的电流互感器探头可以很容易制造出来。
    这里所用到的电流互感器设计的一般原则与限流互感器所描述的很相似,但是,为了使这些电流探头能直接与示波器输入接口相连,并能使实际波形重现,终端网络就显得更加重要。
    为了易于制造,且更好地维护标定,在这里讨论的电流互感器是圆环形测量绕组的形式,并且必须与被测量导线断开连接,为了测量的目的可使被测量导线穿过圆环形测量绕组。虽然这样有些不方便,但这样做是有好处的,因为磁心没有气隙(或许会变化),这样会使测量和标定的准确度更加稳定,且探头也更加容易制造。
    注意:那些更具创造才能的机械爱好者也能设计出用电流互感器探头的夹子夹在被测量导线上的方法。现在制造的各种内置了水久磁铁偏置的心为这一应用提供了可能性。因为磁极部分由于磁引力而粘在一起,而且内置的雅偏置使雅心更合子单向脉冲的测量。
    但是,以下讨论假设使用的是无气隙的环形HCR、铁氧体和铁镍钼磁心。对于低频率交流应用场合(即20Hz~10kHz),将使用HCR磁心。这些磁心应该有低损耗、高导磁率和高的饱和磁通密度。对于中频(10kHz~100kHz),将使用高导磁率扁平带式绕制的磁心或者铁氧体磁心。对于单向高频脉冲的测量,剩磁等级应该是低的,以保证在静态的时候磁心能恢复,故可采用铁氧体磁心(如TDKH5B2材料或类似材料都是非常适当的)。对于高频交流的测量,可采用低损耗铁氧体磁心。对于既有直流又有交流的线路交流测量,应该选择较低导磁率的材料,以便可承担直流电流分量而不会造成磁心饱和。对于这种应用,坡莫合金或低导磁率的铁氧体,如西门子#N30或者类似材料都是比较合适的。这些电流互感器和探头的设计和结构将会比较详细地加以分析。



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| 发布时间:2018.12.13    来源:电源适配器厂家
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