實驗名稱
柔性電流探頭在電容放電瞬態(tài)電流的測量
一、電容放電電流特性
電容放電過程中,儲存在電容中的電荷通過外部回路迅速釋放,伴隨高頻、大電流脈沖,其波形特征包括:
快速上升沿:放電瞬間電流上升時間可達微秒級(如5us),需高帶寬探頭捕捉細節(jié);
大電流峰值:儲能電容放電電流可達數(shù)百安培,需寬量程探頭避免信號飽和;
高頻振蕩:回路電感與電容形成LC諧振,要求探頭具備高信噪比和相位一致性。
傳統(tǒng)電流互感器因帶寬限制和磁飽和問題難以滿足需求,而本次實驗使用的DK-0700憑借非接觸式設(shè)計和高頻響應(yīng)特性成為理想選擇。
二、DK-0700探頭的核心優(yōu)勢
1、高頻帶寬與瞬態(tài)捕捉能力
帶寬覆蓋:DC-50Hz至10MHz,滿足電容放電脈沖上升時間要求(如100ns脈沖對應(yīng)3.5MHz帶寬需求);
抗干擾設(shè)計:14mV峰峰值噪聲水平,結(jié)合示波器高分辨率模式可有效抑制高頻振蕩中的雜波。
2、大電流測量與安全性
量程范圍:7A~700A,覆蓋典型電容放電場景(如超級電容組或電力電子設(shè)備測試);
耐壓保護:線圈耐壓3kV,適用于高壓電容回路測量,避免擊穿風險。
3、靈活安裝與校準特性
非侵入式測量:柔性線圈可環(huán)繞導(dǎo)體安裝,適應(yīng)狹小空間布局;
三、測量系統(tǒng)搭建與操作流程
1、實驗設(shè)備:
直流穩(wěn)壓電源PA2002(200V 2A)
高壓CBB電容(示例規(guī)格:10uf 275V)
品致DK-0700柔性電流探頭(10MHz帶寬,量程700A)
數(shù)字示波器MDO7500A
放電負載:功率電阻
絕緣工具:陶瓷鑷子、絕緣手套
2、安全防護措施
高壓防護:操作80V以上電壓時佩戴絕緣手套,實驗區(qū)域設(shè)置絕緣橡膠墊;
接地保護:電源、電容外殼與示波器共地,消除電位差風險。
3、搭建電路:
電容與直流電源連接,探頭連接示波器,選擇連接線先接上電容一邊(瞬間電流可達幾百A 普通的連接線可能會被電流瞬間打黑),clip-around線圈套入連接線中。示波器設(shè)置好相關(guān)參數(shù)。
實驗過程:
①低壓預(yù)實驗(5V充電)
設(shè)置電源輸出5V,開啟充電10秒(確保電容電壓穩(wěn)定);
安全放電操作:用絕緣鑷子夾持導(dǎo)線,短暫觸碰電容兩極(持續(xù)時間<0.5秒),模擬快速放電;
記錄示波器捕獲的電流波形,分析峰值電流與上升時間(預(yù)期值:5V下峰值約50A,上升時間微秒級)。
②高壓實驗(120V充電)
20V階段:
充電至20V,用銅棒輕觸放電,觀察波形振蕩特性,記錄峰值電流(約50A);
50V階段:
設(shè)置電源輸出50V,開啟充電10秒(確保電容電壓穩(wěn)定);短暫觸碰電容兩極(持續(xù)時間<0.5秒),觀察波形振蕩特性,記錄峰值電流(約100A);