脉知技术罗氏线圈在高压电源测试的应用

发布时间
2026-10-22
分类
应用案例
作者
meastek_admin
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一、背景

高压电源广泛应用于储能逆变、高压脉冲测试、等离子体/电子束、高压点火器、EMC高压试验、纳秒脉冲肿瘤消融术、高压脉冲电源研发等领域。在高压电源的研发、生产与质量检测过程中,对电流波形的精确测量至关重要。传统电流测量方式(如电流互感器、分流器、霍尔效应探头)存在磁饱和、带宽受限、插入损耗大、绝缘耐压不足等问题,难以满足高压电源测试的严苛需求。

深圳脉知技术开发有限公司(Meastek)作为国内专业从事高电压、大电流、高精度测试技术的一站式解决方案提供商,其自主研发的柔性罗氏线圈(Rogowski Coil)系列产品,凭借无磁饱和、宽频带、高绝缘、柔性可插拔等核心优势,为高压电源测试提供了理想的电流测量方案。

二、方案核心产品——脉知柔性罗氏线圈(柔性电流探头)

2.1 产品系列概览

脉知技术提供三大系列柔性罗氏线圈,覆盖不同频段与应用场景:

型号量程带宽精度环周长环外径绝缘耐压
HCTSXXXXA系列30A~60kA30MHz±2%80mm(可定制)1.6mm1kVpk
HCTMXXXXA系列120A~120kA15MHz±2%200mm(可定制)3.8mm2kVpk
HCTLXXXXA系列120A~600kA10MHz±1%700mm(可定制)8mm10kVpk

2.2 产品核心特点

1、线圈轻巧柔软,自由插拔:可探测到硬制探头无法到达的位置,轻松实现与被测对象的连接,尤其适合高压电源内部狭小空间的电流测量。

2、插入损耗几乎为零:仅为几个皮亨(pH),对被测对象近乎为零的干扰,确保测量结果的真实性。

3、无磁饱和效应:空心线圈结构,从根本上避免了大电流或直流偏磁导致的磁饱和问题,可准确测量高达数千安培甚至更大的电流。

4、卓越的带宽与高频响应:中频系列带宽达1MHz,高频系列达10~30MHz,超高频系列达50MHz,能真实还原高压电源中的高速开关瞬态波形。

5、高绝缘耐压:标准产品耐压高达10kVpk,可安全用于高压电源测试环境。

6、标准BNC输出接口:方便与示波器、数据采集器、数字电压表等设备连接,实时观测电流波形。

7、USB供电/电池供电:使用灵活方便,声光过流报警功能更具人性化设计。

8、可定制化:探头环周长、连接线长度均可根据客户要求定制,满足特殊测试场合需求。

 

三、高压电源测试中的典型应用场景

3.1 高压开关电源输出电流波形分析

测试需求:高压开关电源在工作过程中,输出电流包含高频开关纹波、脉冲尖峰等复杂成分,需要高带宽、无失真的电流探头进行波形捕获。

方案配置:推荐使用脉知HCTL系列中频柔性电流探头(带宽10MHz,量程根据实际电流选择)或HCTSXXXXA系列高频柔性电流探头(带宽30MHz)。

测试优势:

(1)柔性线圈可直接套在高压电源的输出母排或电缆上,无需断开电路

(2)高带宽确保高频纹波和瞬态尖峰被完整捕获

(3)无磁饱和特性保证大电流工况下波形不失真

 

3.2 IGBT/MOSFET开关管电流测量(双脉冲测试)

测试需求:高压电源中功率半导体器件(IGBT、SiC MOSFET等)的开关特性测试,需要测量纳秒级上升/下降时间的电流波形,评估开关损耗和动态性能。

方案配置:推荐使用脉知Hmini系列高频柔性电流探头(带宽30MHz,环外径仅1.1mm)。

测试优势:

(1)1.1mm超细线圈可直接穿过TO-220/TO-247封装器件的管脚进行测量

(2)30MHz带宽可精确捕获SiC/GaN器件的高速开关瞬态

(3)极低插入阻抗不影响器件正常工作状态

 

3.3 高压脉冲电源浪涌/冲击电流测试

测试需求:高压脉冲电源在启动、短路、负载突变等工况下会产生巨大的浪涌电流,需要宽量程、无饱和的电流探头进行安全测量。

方案配置:推荐使用脉知HCTL系列中频柔性电流探头(量程可达1200kA,耐压10kVpk)。

测试优势:

(1)量程覆盖从几十安培到上千千安培,单一探头即可满足全范围测试

(2)无磁饱和特性确保浪涌电流峰值准确测量

(3)高绝缘耐压保障测试人员安全

 

3.4 高压电源谐波与电能质量分析

测试需求:高压电源输出电能质量分析,需要测量各次谐波含量、功率因数等参数。

方案配置:推荐使用脉知HCTL系列柔性电流探头(带宽10MHz,精度±1%)。

测试优势:

(1)宽频带覆盖50次以上谐波测量需求

(2)高线性度(0.5%)确保谐波分析精度

(3)柔性设计可方便地缠绕在母排上进行三相同时测量

 

3.5 超高压储能逆变器测试

测试需求:超高压储能逆变器(最高60kV)的研发测试,需要超高耐压的电流测量方案。

方案配置:脉知柔性罗氏线圈配合脉知超高压差分测试仪(最高量程60kV,带宽1MHz)使用。

测试优势:

(1)柔性线圈与超高压差分探头形成完整的高压测试链

(2)1MHz带宽满足逆变器高频开关特性分析

(3)一体式设计,使用寿命更长,操作更人性化

 

四、推荐配置方案

方案一:基础型高压电源测试方案

设备型号数量说明
中频柔性电流探头HCTL/10MHz2只输入/输出电流测量
高压差分探头20kV/50MHz1只电压波形测量
示波器4通道/1GHz1台波形采集与分析

方案二:进阶型高压电源研发测试方案

设备型号数量说明
高频柔性电流探头HCTS0060A/30MHz2只开关管电流测量
中频柔性电流探头HCTL030KA/10MHz2只母线电流测量
超高压差分测试仪60kV/1MHz1台超高压电压测量
高精度电流传感器定制1套精密电流校准
多功能高精度校准源定制1台系统校准

方案三:全功能型高压电源综合测试平台

设备型号数量说明
超高频电磁脉冲罗氏线圈500MHz/纳秒级2只超高速脉冲电流测量
高频柔性电流探头HCTS系列4只多通道同步测量
中频柔性电流探头HCTL系列4只大电流母线测量
超高压差分测试仪60kV/1MHz2台多路高压测量
高精度差分测试仪20kV/50MHz2台中高压测量
高精度高压测试仪定制1台精密电压测量
多功能高精度校准源定制1台系统校准溯源

 

五、方案优势总结

1、安全可靠:柔性罗氏线圈非接触式测量,高绝缘耐压(10kVpk),保障测试人员安全。

2、精准测量:精度高达±1%,线性度0.5%,带宽最高达500MHz,真实还原电流波形。

3、灵活便捷:线圈轻巧柔软,可自由插拔,适应各种复杂安装环境,无需断开被测电路。

4、无磁饱和:空心线圈结构,从几安培到上千千安培保持线性,适合大电流和脉冲电流测量。

5、零干扰:插入阻抗几乎为零(仅几个皮亨),对被测电路无影响,保证测量真实性。

6、一站式服务:脉知技术提供从柔性罗氏线圈、刚性罗氏线圈到高压差分探头、超高压差分测试仪、高精度校准源的全系列产品,实现高压电源测试的完整闭环。

7、国产替代:脉知技术产品对标国外进口品牌,性能稳定可靠,已占据大部分国内市场,可有效降低客户采购成本与供货周期。