Как измерить ток в тесных схемах PCB?

Разветвлённый датчик Роговского для точного измерения тока через PCB

Новаторская конструкция разветвлённой катушки Роговского обеспечивает точное измерение тока через PCB, предлагая полосу пропускания до 30 МГц и способность di/dt 100 кА/μs. Это идеальное решение для плотно упакованных систем силовой электроники.

Основываясь на признанной серии ультра-миниатюрных датчиков Роговского CWTUM компании PEM, новые варианты – CWTUM-F и CWTUMHF-F – были разработаны, чтобы удовлетворить растущие требования к измерению тока в механически и по высоте ограниченных пространствах. Схемы с высокой плотностью компонентов требуют нового конструктивного подхода.

Благодаря инновационной «разветвлённой» геометрии датчики позволяют выполнять реальное, неинвазивное измерение тока в труднодоступных точках PCB, сохраняя при этом высокую частотную характеристику и устойчивость к помехам. Это особенно полезно при измерении быстрых изменений тока в современных топологиях преобразователей.

Инновационная геометрия разветвлённой катушки

Ключевым элементом является уникальная вилкаобразная конструкция, позволяющая обходить встроенные и труднодоступные проводники PCB. Тонкий профиль катушки минимизирует близость к другим проводникам, обеспечивая измерения в очень узких зазорах и вдали от источников помех.

В отличие от традиционных датчиков Роговского, «разветвлённые» варианты имеют тонкий зажимной механизм типа clip-together с размерами всего 7,5 мм × 6 мм, что позволяет получить доступ туда, куда не могут дотянуться обычные датчики.

Сравнение моделей: CWTUM-F vs CWTUMHF-F

Новая серия включает два варианта, адаптированных к различным требованиям производительности:

CWTUM-F

• Толщина катушки: 1,3 мм
• Полоса пропускания (-3 дБ): 15 МГц

CWTUMHF-F

• Толщина катушки: 1,7 мм
• Полоса пропускания (-3 дБ): 30 МГц
• Усиленная защита от помех благодаря электростатическому экранированию

Незначительное увеличение толщины катушки в варианте HF компенсируется значительным улучшением подавления шума и точности высокочастотных измерений.

Высокочастотные измерения тока и помехоустойчивость

Вариант CWTUMHF-F использует запатентованное компанией PEM электростатическое экранирование, которое минимизирует влияние паразитной ёмкости и помех, вызванных быстрыми переходами напряжения. Это критически важно при измерениях тока в системах с быстрыми фронтами или значительным звоном сигнала, например, в широкополосных приводах двигателей и силовых преобразователях.

Электрические параметры и применения

Оба варианта катушек характеризуются:

• Диапазон тока: 60 A – 12 кА (пиковое значение)
• Максимальная способность di/dt: 100 кА/μs
• Широкий динамический диапазон, подходящий для измерения малых сигналов и больших импульсов

Благодаря этим параметрам датчики применимы в таких областях, как:

• Профилирование тока в импульсных источниках питания
• Измерение токов пульсаций в конденсаторах
• Переходная диагностика инверторов и силовых каскадов
• Мониторинг производительности приводов двигателей при быстром переключении

Выбор подходящего варианта

• CWTUM-F – экономичное решение для умеренных коммутационных сред, например, промышленные приводы, низкошумные преобразователи и испытательные стенды в ограниченных пространствах.
• CWTUMHF-F – высокопроизводительный вариант для исследовательских лабораторий, широкополосных систем и точных измерений в условиях сильных помех, обеспечивающий достоверное воспроизведение быстрых токовых форм и артефактов переключения.

Источник:

Bodo´s Power Systems bodospower.com