Як виміряти струм у тісних схемах PCB?

Розгалужений датчик Роговського для точного вимірювання струму через PCB

Новаторська конструкція розгалуженої котушки Роговського забезпечує точне вимірювання струму через PCB, пропонуючи смугу пропускання до 30 МГц та здатність di/dt 100 кА/μs. Це ідеальне рішення для щільно упакованих систем силової електроніки.

Базуючись на відомій серії ультра-мініатюрних датчиків Роговського CWTUM компанії PEM, нові варіанти – CWTUM-F і CWTUMHF-F – були розроблені, щоб задовольнити зростаючі вимоги до вимірювання струму в просторах з механічними та висотними обмеженнями. Схеми з високою щільністю компонентів потребують нового конструктивного підходу.

Завдяки інноваційній «розгалуженій» геометрії датчики дозволяють реальне, неінвазивне вимірювання струму у важкодоступних точках PCB, зберігаючи високу частотну характеристику та стійкість до завад. Це особливо корисно під час вимірювання швидких змін струму в сучасних топологіях перетворювачів.

Інноваційна геометрія розгалуженої котушки

Ключовим елементом є унікальна вилкаподібна конструкція, яка дозволяє обминати вбудовані та важкодоступні провідники PCB. Тонкий профіль котушки мінімізує близькість до інших провідників, забезпечуючи вимірювання у дуже вузьких щілинах і подалі від джерел завад.

На відміну від традиційних датчиків Роговського, «розгалужені» варіанти мають тонкий затискний механізм типу clip-together, розмірами всього 7,5 мм × 6 мм, що дозволяє отримати доступ туди, куди не можуть дотягнутися звичайні датчики.

Порівняння моделей: CWTUM-F vs CWTUMHF-F

Нова серія включає два варіанти, адаптовані до різних вимог продуктивності:

CWTUM-F

• Товщина котушки: 1,3 мм
• Смуга пропускання (-3 дБ): 15 МГц

CWTUMHF-F

• Товщина котушки: 1,7 мм
• Смуга пропускання (-3 дБ): 30 МГц
• Посилена стійкість до завад завдяки електростатичному екрануванню

Незначне збільшення товщини котушки у варіанті HF компенсується значним покращенням пригнічення шумів і точності високочастотних вимірювань.

Високочастотні вимірювання струму та стійкість до завад

Варіант CWTUMHF-F використовує запатентоване компанією PEM електростатичне екранування, яке мінімізує вплив паразитної ємності та завад, викликаних швидкими переходами напруги. Це критично важливо при вимірюваннях струму в системах із швидкими фронтами або значним дзвоном сигналу, наприклад, у широкосмугових приводах двигунів та силових перетворювачах.

Електричні параметри та застосування

Обидва варіанти котушок характеризуються:

• Діапазон струму: 60 A – 12 кА (пікове значення)
• Максимальна здатність di/dt: 100 кА/μs
• Широкий динамічний діапазон, придатний для вимірювання малих сигналів і великих імпульсів

Завдяки цим параметрам датчики застосовуються у таких сферах, як:

• Профілювання струму в імпульсних джерелах живлення
• Вимірювання пульсаційних струмів у конденсаторах
• Перехідна діагностика інверторів і силових каскадів
• Моніторинг ефективності приводів двигунів при швидкому перемиканні

Вибір відповідного варіанту

• CWTUM-F – економічне рішення для помірних комутаційних середовищ, наприклад, промислові приводи, низькошумні перетворювачі та випробувальні стенди в обмежених просторах.
• CWTUMHF-F – високопродуктивний варіант для дослідницьких лабораторій, широкосмугових систем і точних вимірювань у складних умовах завад, що забезпечує достовірне відтворення швидких струмових форм і артефактів перемикання.

Джерело:

Bodo´s Power Systems bodospower.com