1. 概述
電流探頭的應用十分廣泛，其基本原理是流經(jīng)導線的電流會在周圍產(chǎn)生磁場,，電流探頭把磁場轉化成相應的電壓信號,，通過和示波器配合，觀察對應的電流波形,。廣泛應用于開關電源、馬達驅動器,、電子整流計,、LED照明,、新能源等領域。本文將講述常見的電流探頭的分類,、原理,、重要技術指標，并通過實例分析了解探頭之間的差別,，讓大家能夠對探頭有個基本的了解,。
2. 電流探頭的分類和原理
目前示波器上的電流探頭基本分成兩類：即AC電流探頭和AC/DC電流探頭，AC電流探頭常見的是無源探頭,，成本低,，但不能處理直流分量；AC/DC電流探頭通常是有源探頭,，分為低頻探頭和高頻探頭,，低頻探頭常見的帶寬在幾百KHz以下，高頻探頭帶寬一般在幾MHz以上,。
2.1 AC電流探頭
AC電流探頭有無源的,，也有有源的。
常見的無源AC探頭,，比如說電流環(huán),，其基本原理如圖1，電流探頭前端有一個磁環(huán),，磁環(huán)上繞有線圈,，使用時這個磁環(huán)套在被測的供電線上。由于電流流過電線所產(chǎn)生的磁場就被這個磁環(huán)收集到,，磁通量和電線上流過的電流成正比,，磁環(huán)上的線圈產(chǎn)生相應比例關系的電流，經(jīng)后級匹配電路轉換成相應比例關系的電壓,。無源AC探頭的缺點是不能測量直流型號,，且低頻截止點通常在100Hz以上，優(yōu)點是成本低,。無源AC探頭根據(jù)嵌頭結構可分為分芯和實芯的兩種,。分芯的嵌口可手動張開和關閉，優(yōu)點是探頭能夠方便地卡到測量電流的導線上,，在測量完成時,，鉗口可以打開，探頭可以移到其它導線上,；缺點是高頻響應速度比較慢,。實芯AC無源探頭的優(yōu)點是響應速度比較快，高頻帶寬達到ns級別,，甚至更高,；缺點是被測電流一般比較小,，通常在100A以下，測量時必須斷開被測導線,，把導線穿過轉換器,，然后重新把導線連接到電路上，才能進行測量,。
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圖1 常見的無源AC探頭測量原理示意圖
有源的AC探頭根據(jù)鉗口常見形式分為兩種：一種是普通的嵌式結構,，另一種是柔性結構。普通的嵌式結構電流探頭一般都使用強磁性材料制作的鐵心,，這種流過很大的一次電流,，鐵心很容易產(chǎn)生磁飽和，因此使得無法進行準確的測量,；而柔性探頭使用的是空芯型交流電流傳感器,，因此在大電流的情況下也不飽和，所以柔性探頭一般用來測量大電流,，而且只能測交流,。柔性探頭的基本原理（如2）如下：
圖2 空芯交流電流傳感器
Vout=(u*S*N*I)/(R*C*l) 其中R>>2fL
式中 l：線圈長度； S：線圈截面積,；N：匝數(shù),；L：電感量；u：磁導率實際的柔性探頭一般會配合運放組成積分電路,，達到更高的測量精度,。
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