实验名称
柔性电流探头在电容放电瞬态电流的测量
一、电容放电电流特性
电容放电过程中,储存在电容中的电荷通过外部回路迅速释放,伴随高频、大电流脉冲,其波形特征包括:
快速上升沿:放电瞬间电流上升时间可达微秒级(如5us),需高带宽探头捕捉细节;
大电流峰值:储能电容放电电流可达数百安培,需宽量程探头避免信号饱和;
高频振荡:回路电感与电容形成LC谐振,要求探头具备高信噪比和相位一致性。
传统电流互感器因带宽限制和磁饱和问题难以满足需求,而本次实验使用的DK-0700凭借非接触式设计和高频响应特性成为理想选择。
二、DK-0700探头的核心优势
1、高频带宽与瞬态捕捉能力
带宽覆盖:DC-50Hz至10MHz,满足电容放电脉冲上升时间要求(如100ns脉冲对应3.5MHz带宽需求);
抗干扰设计:14mV峰峰值噪声水平,结合示波器高分辨率模式可有效抑制高频振荡中的杂波。
2、大电流测量与安全性
量程范围:7A~700A,覆盖典型电容放电场景(如超级电容组或电力电子设备测试);
耐压保护:线圈耐压3kV,适用于高压电容回路测量,避免击穿风险。
3、灵活安装与校准特性
非侵入式测量:柔性线圈可环绕导体安装,适应狭小空间布局;
三、测量系统搭建与操作流程
1、实验设备:
直流稳压电源PA2002(200V 2A)
高压CBB电容(示例规格:10uf 275V)
品致DK-0700柔性电流探头(10MHz带宽,量程700A)
数字示波器MDO7500A
放电负载:功率电阻
绝缘工具:陶瓷镊子、绝缘手套
2、安全防护措施
高压防护:操作80V以上电压时佩戴绝缘手套,实验区域设置绝缘橡胶垫;
接地保护:电源、电容外壳与示波器共地,消除电位差风险。
3、搭建电路:
电容与直流电源连接,探头连接示波器,选择连接线先接上电容一边(瞬间电流可达几百A 普通的连接线可能会被电流瞬间打黑),clip-around线圈套入连接线中。示波器设置好相关参数。
实验过程:
①低压预实验(5V充电)
设置电源输出5V,开启充电10秒(确保电容电压稳定);
安全放电操作:用绝缘镊子夹持导线,短暂触碰电容两极(持续时间<0.5秒),模拟快速放电;
记录示波器捕获的电流波形,分析峰值电流与上升时间(预期值:5V下峰值约50A,上升时间微秒级)。
②高压实验(120V充电)
20V阶段:
充电至20V,用铜棒轻触放电,观察波形振荡特性,记录峰值电流(约50A);
50V阶段:
设置电源输出50V,开启充电10秒(确保电容电压稳定);短暂触碰电容两极(持续时间<0.5秒),观察波形振荡特性,记录峰值电流(约100A);