索引:如何使用和選擇測電流的羅氏線圈?羅氏線圈即柔性電流探頭,配合示波器、功率計/功率分析儀、數(shù)據(jù)采集儀、記錄儀和電能質(zhì)量分析儀進行交流電流和脈沖直流測試!?。∮糜谔綔y新能源、元器件、集成電路和電動汽車產(chǎn)生的高頻大電流。
一、概述:
碳化硅(SiC)為由硅與碳相鍵結而成的陶瓷狀化合物,在大自然也存在罕見的礦物--莫桑石。由于天然含量甚少,碳化硅主要多為人造。較簡單的方法是將氧化硅砂與碳置入艾其遜電弧爐中,以1600至2500°C高溫加熱。碳化硅至少有70種結晶型態(tài)。α-碳化硅較為常見的一種同質(zhì)異晶物,在高于2000°C高溫下形成,具有六角晶系結晶構造(似纖維鋅礦)。 β-碳化硅,立方晶系結構,與鉆石相似,則在低于2000 °C生成。因其3.2的比重及高的升華溫度(約2700 °C),碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下,它都不會熔化,且具有相當?shù)偷幕瘜W活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及高電流密度,近來在半導體高功率元件的應用上,不少人試著用它來取代硅。此外,它與微波輻射有很強的偶合作用,并其所有之高升華點,使其可實際應用于加熱金屬。
碳化硅(SiC)廣泛用于半導體、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域。而碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等*優(yōu)勢,將極大地提高現(xiàn)有能源的轉(zhuǎn)換效率,對高效能源轉(zhuǎn)換領域產(chǎn)生重大而深遠的影響,主要領域有智能電網(wǎng)、軌道交通、電動汽車、新能源并網(wǎng)、 通訊電源等。
但是,碳化硅的電流測試有一些不同,常規(guī)的電流探頭無法承受長時間的高頻電流或者超大電流,會發(fā)生探頭燒毀等意外情況。這時候選用羅氏線圈進行測試就可以避開這個問題。羅氏線圈是一種交流電流傳感器,是一個空心環(huán)形的線圈,有柔性和硬性兩種,可以直接套在被測量的導體上來測量高頻交流電流。羅氏線圈為纏繞在環(huán)狀非鐵磁性骨架上的空心線圈,不會出現(xiàn)磁飽和及磁滯等問題。
本應用指南由深圳市優(yōu)測科技提供將介紹各種羅氏線圈的特點,并解釋了它們在不同場合的特殊優(yōu)勢:用于高頻電流的檢測和設計驗證!
二、羅氏線圈簡介
羅氏線圈是由剛性羅氏線圈和柔性羅氏線圈組成的。工程師可使用各種羅氏線圈來檢測每類產(chǎn)品的交流電流或者脈沖直流電流。
1.剛性羅氏線圈
剛性羅氏線圈(硬性羅氏線圈),相比柔性羅氏線圈,其剛性羅氏線圈精度更高。抵御外部地磁干擾能力更強,更適合于交流電流的高精度測試。
2. 柔性羅氏線圈
柔性線圈具有使用靈活方便,可以測量頻率范圍廣,線圈輕巧柔軟且可自由插拔。
三、選擇線圈類型
在碳化硅的電流測試中,一般是車載充電器、電源、碳化硅基MOSFET、逆變器等產(chǎn)品的高頻電流測試,根據(jù)測試的頻率及測試空間大小,一般是選擇柔性羅氏線圈。
1. 選擇柔性羅氏線圈
選擇柔性羅氏線圈往往要考慮幾個重要因素,包括電流峰值、被測物線徑、測試空間大小、電流頻率、精度、特殊要求等。
① 電流峰值:電流是存在波形的,既然是有波形,那么,肯定就有波峰和波谷。峰值電流,就是指的電流波形在波峰或者是波谷時的數(shù)值,而且是較大的那個。
② 被測物線徑:柔性羅氏線圈的周長與被測物的線徑有關,比如線徑是4,探頭環(huán)的周長至少是4×4,即16。
③ 測試空間:柔性羅氏線圈有大環(huán)、中環(huán)、小環(huán),小環(huán)適合比較狹窄的測試空間,比如元器件的管腳,大環(huán)適合開闊的空間或者高壓環(huán)境。
④ 電流頻率:不同的電流頻率對應不同的羅氏線圈,如柔性羅氏線圈的小環(huán)帶寬可達30MHz,剛性羅氏線圈CPH9000的小環(huán)帶寬可達100MHz。
⑤ 精度:大環(huán)的羅氏線圈精度可達1%,中環(huán)和小環(huán)的測試精度是2%,如果要達到更高的精度,一般是剛性羅氏線圈,也分開口式和閉口式兩種。
⑥ 特殊要求:除了常規(guī)的羅氏線圈,還可以定制不同量程的羅氏線圈,及其他特殊需求,比如耐壓值、探頭環(huán)周長、連接線長度等,滿足不同測試場合。
2. 選擇剛性羅氏線圈
選擇剛性羅氏線圈和柔性羅氏線圈的要求差不多,主要分為開口式和閉口式,如RS系列羅氏線圈主要用于避雷針、浪涌發(fā)生器、智能配電箱等電流檢測。
四、結論:
脈沖電流測試是碳化硅等功率器件測試中的一個重要測試。用戶可考慮各種羅氏線圈在頻率和測試空間的不同優(yōu)勢,選擇適合的羅氏線圈執(zhí)行這一測試。