【技术实现步骤摘要】
本公开涉及测试和测量系统，且更具体涉及用于测量或监视电流的设备和方法。
技术介绍
1、大的且快速改变的电流(诸如在使用宽带隙半导体的开关电源和电机驱动器中(以及在闪电或其他电弧放电中)常见)众所周知难以准确测量。
2、常常使用的一种途径是将串联电阻器(或“分路器”)放置在电流路径中、测量由电流导致的电压降、并除以电阻。该途径很好地处置dc和较低频，但由于跨分路器的电感电压降而在较高频处变差，该电感电压降超过针对频率fc以上的频率的电阻电压降：
3、
4、当测量大电流时，需要相对小的分路电阻r以合理地保持分路器的电压降和功率耗散，这导致令人反感地低的可使用带宽fc。
5、可以通过使用同轴分路器来消除电感电压降，在该同轴分路器中，电阻元件是圆柱体，返回电流经过更大且同心的外圆柱体，并且电压测量引线从电阻圆柱体内部的分路器向外路由。对称特性和外返回电流路径确保了由分路器与外返回路径之间的电流圆圈生成的磁场，从而没有留下磁场以在分路器内部的所测量的电压上施加电感电压降。同轴分路器消除了测量电感(在所测量的电压降中包括的电感)，但要求经过分路器的更长电流路径，从而增大了插入电感(在测试中系统的电流路径中插入的电感)。甚至在没有测量电感的情况下，同轴分路器也已经由于分路材料的趋肤效应而限制了带宽。随着频率提高，导体中的电流的趋肤深度减小。一旦趋肤深度逼近电阻圆柱体的厚度，电流的显著更低部分就在分路器的内部流动，从而在其中电压被测量的内部生成更小电阻电压降。
6、用于改进分路器的可使
7、
8、这通过不要求特定返回电流路径来对插入电感进行最小化，但实现起来更棘手，这是因为返回电流路径仍必须已知以确定引线放置以实现抵消(mc＝l)。抵消途径由于趋肤效应也在高频处变差：随着趋肤深度逼近分路器厚度，经过分路器的电流路径将在物理位置中移位，从而改变mc、l和r。
9、另一电流测量途径是感测沿环绕要测量的电流的闭环的磁场。罗哥夫斯基线圈感测该磁场的时间导数；然后，可以对在罗哥夫斯基线圈上感应的电压进行积分以确定电流流动。罗哥夫斯基线圈具有固有隔离和相对容易安装的优势，但不能测量dc电流。事实上，在罗哥夫斯基线圈的高频带宽和低频可使用范围之间存在折衷。实现低频覆盖暗示了线圈与电流流动之间的大互感以在低di/dt处最大化线圈电压，而高带宽暗示了线圈的小自感以对它的驱动积分器的负载阻抗的时间常量进行最小化。
技术实现思路
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1.一种电流测量设备，包括：
2.如权利要求1所述的电流测量设备，其中电流测量设备被配置成：通过与所述感测引线串联地放置所述罗哥夫斯基线圈来将信号进行组合。
3.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述电流测量设备被配置成：通过使信号相加来将来自所述分路器和所述罗哥夫斯基线圈的信号进行组合。
4.如权利要求3所述的电流测量设备，进一步包括：补偿极，电连接到所述罗哥夫斯基线圈。
5.如权利要求4所述的电流测量设备，进一步包括：滤波器，被应用于所述补偿极的输出，所述滤波器被配置成：当趋肤效应开始改变有效电阻时，补偿分路器主导响应与罗哥夫斯基线圈主导响应之间的交叉区中的误差。
6.如权利要求5所述的电流测量设备，其中所述滤波器包括模拟滤波器。
7.如权利要求5所述的电流测量设备，其中所述滤波器包括数字信号处理滤波器。
8.如权利要求4所述的电流测量设备，其中数字信号处理滤波器被配置成：校正所述罗哥夫斯基线圈和所述补偿极的时间常量之间的失配。
9.如权利要求4所述的电流测量设备，其中所述补偿极
10.如权利要求4所述的电流测量设备，其中所述补偿极包括：RC滤波器，具有至少一个滤波器电阻器和至少一个滤波器电容器。
11.如权利要求10所述的电流测量设备，其中所述至少一个滤波器电容器包括两个滤波器电容器，并且所述至少一个滤波器电阻器包括两个滤波器电阻器，每个滤波器电容器连接在所述两个滤波器电阻器之一与参考信号之间。
12.如权利要求10所述的电流测量设备，进一步包括与所述至少一个滤波器电容器串联的电阻。
13.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述电流测量设备被配置成：产生单端输出信号。
14.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述电流测量设备被配置成：产生差分输出信号。
15.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述罗哥夫斯基线圈至少部分地覆盖所述分路器与电流返回路径之间的空间。
16.如权利要求1所述的电流测量设备，进一步包括连接到所述罗哥夫斯基线圈的一个或多个可编程滤波器。
17.如权利要求16所述的电流测量设备，其中所述一个或多个可编程滤波器包括可切换电容器数模转换器(DAC)。
18.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述分路器包括折半的母线分路器，并且所述罗哥夫斯基线圈位于两半之间，其中一个感测引线卷绕在所述分路器的顶部周围以连接到所述分路器的一侧，并且另一感测引线卷绕在所述分路器的底部周围以连接到所述分路器的另一侧。
19.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述分路器包括表面安装分路器，并且所述罗哥夫斯基线圈位于所述分路器下面，其中所述感测引线卷绕到所述分路器的顶部周围且在所述分路器的两端中的任一端上连接。
20.如权利要求15所述的电流测量设备，其中所述罗哥夫斯基线圈逐渐变窄且在所述分路器与返回电流路径之间可滑动，以调谐所述罗哥夫斯基线圈和所述分路器的互感。
21.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述分路器和所述罗哥夫斯基线圈包括单个单元。
22.一种电流测量设备，包括：
23.如权利要求22所述的电流测量设备，其中所述补偿极的时间常量包括：RC滤波器，匹配于所述罗哥夫斯基线圈对所述分路器中的电流的互感除以有效电阻。
24.如权利要求22所述的电流测量设备，其中所述补偿极包括可基于所述分路器和所述罗哥夫斯基线圈的特定组合而选择的固定时间常量RC滤波器的选择。
25.如权利要求22所述的电流测量设备，其中所述隔离势垒是连接到测试和测量设备的所隔离的探测器的一部分。
...【技术特征摘要】
1.一种电流测量设备，包括：
2.如权利要求1所述的电流测量设备，其中电流测量设备被配置成：通过与所述感测引线串联地放置所述罗哥夫斯基线圈来将信号进行组合。
3.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述电流测量设备被配置成：通过使信号相加来将来自所述分路器和所述罗哥夫斯基线圈的信号进行组合。
4.如权利要求3所述的电流测量设备，进一步包括：补偿极，电连接到所述罗哥夫斯基线圈。
5.如权利要求4所述的电流测量设备，进一步包括：滤波器，被应用于所述补偿极的输出，所述滤波器被配置成：当趋肤效应开始改变有效电阻时，补偿分路器主导响应与罗哥夫斯基线圈主导响应之间的交叉区中的误差。
6.如权利要求5所述的电流测量设备，其中所述滤波器包括模拟滤波器。
7.如权利要求5所述的电流测量设备，其中所述滤波器包括数字信号处理滤波器。
8.如权利要求4所述的电流测量设备，其中数字信号处理滤波器被配置成：校正所述罗哥夫斯基线圈和所述补偿极的时间常量之间的失配。
9.如权利要求4所述的电流测量设备，其中所述补偿极包括lr滤波器。
10.如权利要求4所述的电流测量设备，其中所述补偿极包括：rc滤波器，具有至少一个滤波器电阻器和至少一个滤波器电容器。
11.如权利要求10所述的电流测量设备，其中所述至少一个滤波器电容器包括两个滤波器电容器，并且所述至少一个滤波器电阻器包括两个滤波器电阻器，每个滤波器电容器连接在所述两个滤波器电阻器之一与参考信号之间。
12.如权利要求10所述的电流测量设备，进一步包括与所述至少一个滤波器电容器串联的电阻。
13.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所述电流测量设备被配置成：产生单端输出信号。
14.如权利要求1所述的电流测量设备，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·G·克涅里姆，D·L·克涅里姆，
申请(专利权)人：特克特朗尼克公司，
类型：发明
国别省市：
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