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解析直流浪涌电流的三种表征方法

更新时间:2025-07-08      点击次数:15
浪涌电流或输入浪涌电流是指设备接通电源时瞬间产生的大电流浪涌。浪涌电流通常发生在输入端有大量并联电容的设备中,如DC-DC转换器,或在瞬态条件下阻抗极低的设备中,如电动机。浪涌电流可能比设备的稳态电流大几倍。例如,电动机的浪涌电流水平可能比其稳态电流水平高25倍。

当您表征浪涌电流时,您可以捕获设备浪涌电流的高分辨率数字化曲线或可靠的峰值电流读数。这次介绍使用是德高分辨率示波器和高精度数字万用表准确捕获浪涌电流的技术。

高精度数字万用表(DMM34461),配备了经过验证的专业级测量技术,旨在最大限度地减少实际因素导致的测量误差,为该应用提供所需的准确度和精度。这些仪器还配备了大型彩色屏幕显示器和图形界面,可以快速可视化、分析和共享测试结果。

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HD3 采用了全新架构设计,与同档仪器相比,能够更准确地分析设计中的各种信号。定制的 14bit ADC 和超低噪声前端更是为这一系列示波器带来了超高的垂直分辨率。这些功能特性确保您能够进行更准确的测量,从而真实地洞察产品内部的信号情况。

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浪涌电流的表征方法

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虽然表征浪涌电流的方法有多种,但本应用说明重点介绍三种方法:

- 使用高垂直分辨率示波器。

- 使用内置数字转换器的高精度数字万用表。

- 使用具有内置示波器视图的电子负载。

使用高垂直分辨率示波器

使用电流探头。钳式电流探头使用霍尔效应原理。通过感测导体周围的磁场并将其转换为电压信号,探头可以准确捕获浪涌电流的快速瞬态,而不会像分流电阻那样向电路引入任何额外的电阻。

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使用内置数字转换器的高精度数字万用表

DMM系列的最新型号包括具有高速采样功能的数字转换器,使其适用于测量浪涌电流。与标准DMM不同,标准DMM以较慢的间隔进行离散读数,数字转换器以高速率连续采样信号,存储数据用于详细的波形分析。DM34461A数字万用表配备了最大采样率为50kHz的数字转换器。它每秒可以捕获多达50,000个样本,提供每个样本20微秒的时间分辨率。

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带数字万用表的涌流特性测试装置

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带有电子负载的浪涌电流特性测试装置

根据奈奎斯特定理,采样频率必须是捕获信号频率的两倍,以避免混叠并准确捕获快速瞬态。要确定50kHz的采样率是否足够,我们需要考虑浪涌电流的频率。

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使用具有示波器视图的电子负载

这种方法使用与前一种方法类似的硬件设置,但不需要万用表。如图所示,电源连接到DC-DC转换器输入,而输出连接到电子负载。

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Keysight EL30000系列电子负载具有示波器视图功能,可以捕获多达256k个样本。当设置为记录1秒时,有效采样率为256kHz(256k/1s)是数字转换器采样率的五倍以上。

示波器配置为256k和1s。我们看到大部分浪涌电流信号被准确捕获。高采样率确保捕获浪涌电流的细微细节,而不会产生过多噪声,提供清晰可靠的测量。有了这些精确的数据,工程师可以分析并开发解决方案,有效降低浪涌电流并改善系统电源性能。

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总结

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介绍了三种测量浪涌电流的有效方法。

第一种方法使用HD3示波器。使用钳式电流探头。这种类型的探头感测导体周围的磁场并将其转换为电压信号,捕获浪涌电流而不向电路添加电阻。

第二种方法使用数字万用表,该万用表具有高速采样功能。数字转换器的最大50kHz采样率提供了详细的波形分析。将DMM与负载串联连接可以准确捕获浪涌电流。

第三种方法采用电子负载示波器视图,如EL30000系列仪器中提供的。此功能可以捕获多达256k个样本,如果示波器运行1秒,则相当于256kHz的采样率。通过将电源连接到DC-DC转换器输入并将输出连接到电子负载,示波器视图提供了浪涌电流的详细、清晰和可靠的测量。

方法的选择取决于具体情况。示波器方法比较适合具有快速瞬态的感性负载。在不需要精细细节的情况下,可以使用DMM方法。对于测试阻性负载,电子负载可以替代实际负载,使示波器视图方法适用。这种方法通过省略示波器来降低电路复杂性。

我们的优势:是德、泰克、日置、固纬、艾德克斯、普源、同惠、鼎阳、安柏等。

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