電流探頭的應(yīng)用十分廣泛,其基本原理是根據(jù)法拉第原理設(shè)計的用來測量導(dǎo)線中干擾電流信號的磁環(huán),測量流經(jīng)導(dǎo)線的電流大小。流經(jīng)導(dǎo)線的電流會在周圍產(chǎn)生磁場,把磁場轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓信號,通過和示波器配合,觀察對應(yīng)的電流波形。廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、馬達(dá)驅(qū)動器、電子整流計、LED照明、新能源等領(lǐng)域。
電流探頭可分為AC以及AC/DC電流探頭,前者可以測量直流以及交流電流的大小,后者只可以測量交流電流的大小。具體差別如下:
AC電流探頭通常是無源探頭,AC/DC電流探頭通常是有源探頭。這兩種類型都采用相同的轉(zhuǎn)換原理就是感應(yīng)導(dǎo)線中的電流(AC)。要進(jìn)行轉(zhuǎn)換,必須先有電流流經(jīng)導(dǎo)線,根據(jù)電流流動的幅度和方向構(gòu)建和消除磁通量場。在這個場中放一個線圈時,變化的磁通量場會通過簡單的轉(zhuǎn)換操作,在線圈中引起電壓。這種轉(zhuǎn)換操作是AC電流探頭的基礎(chǔ)。
AC電流探頭頭部實(shí)際上是一個線圈,這個線圈纏在磁芯上。當(dāng)這個探頭頭部保持在方向及接近承載AC電流的導(dǎo)線時,探頭會輸出一個線性電壓,這一電壓與導(dǎo)線中電壓的比例是已知的。這種與電流有關(guān)的電壓可以在示波器上顯示為電流刻度的波形。帶寬取決于探頭線圈的設(shè)計和其它因素。帶寬可以高達(dá)1GHz。但是,比較典型的帶寬低于100MHz。
這種探頭還有一個低頻截止點(diǎn),這包括直流(DC),因?yàn)橹绷鞑粫鹱兓拇磐繄觯虼瞬粫疝D(zhuǎn)換動作。另外在非常接近DC的頻率上,如0.01Hz,磁通量場變化速度不足以能夠?qū)崿F(xiàn)變換動作。但是,可以在探頭帶寬范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換動作,進(jìn)行衡量的輸出。另外,根據(jù)探頭線圈的設(shè)計,帶寬的低頻可能會低達(dá)到0.5Hz或1.2kHz。
AC/DC電流探頭是既可以測量直流也可以測量交流信號,根據(jù)測量帶寬可以分為低頻嵌和高頻嵌兩種。低頻嵌的電路原理一般采用開環(huán)系統(tǒng)測量,其精度低,帶寬低,典型值為100KHz;高頻嵌一般采用閉環(huán)系統(tǒng)測量,其精度高,帶寬高,響應(yīng)時間都在ns級別以上