EV台架测试人必看！揭秘高精度开合式电流传感器

随着碳化硅（SiC）等第三代半导体器件在电动汽车控制器中的普及应用，电驱动系统的工作频率已突破传统IGBT的20kHz限制，向100kHz以上高频领域发展。

电机驱动电流的频率不断增加，也对测量系统提出了全新挑战，其中电流传感器的选择已然成为了破局的关键。

闭环电流传感器固然是高精度测量的理想选择，但由于无法拆卸大电流电缆以及在拆卸时所需花费的大量时间令工程师们望而却步。

开合式（钳型）电流传感器虽安装轻便，却伴随着偏差大、误差大等缺点而使评估本身缺乏可靠性，同时恶劣的噪声环境以及设备的抗干扰性也成为了工程师们选购仪器时的严重顾虑……

CT1000S：电流测量界的 “六边形战士”
当你在实验室满头大汗拆装电缆时，当你的测试数据因干扰频繁跳变时，是时候认识这位测试上的“多面手”了！——兼具大量程、高带宽、高精度和高抗干扰性的新一代电流传感器CT1000S。其电流精度(50/60Hz)为±(rdg的0.2%+f.s.的0.01%)，可测量高达AC1200A/DC1500A*的大电流。开合式设计，能让用户在无需拆卸被测电缆的情况下即可进行大电流测量。这款神器既可用于功率分析仪，也能用于波形测量设备，甚至是在-40℃至＋85℃的工作环境下也可进行连续测量，接下来就让我们一起来了解一下CT1000S的功能配置吧：

01、为高带宽下的载波频率测量保驾护航

在变频器、电机开发的评估中，如何将基波频率成分以及kHz至100kHz左右的载波频率一网打尽成为了工程师们致力于攻克的难题，此时一款适合宽带测量的电流传感器已然成为了工程师们测试“上岸”的护身符。

如图1所示，CT1000S除了具有300kHz（-3dB）的测量频带外，还具有高达100kHz的优异平坦频率特性，以过硬的配置为用户带来实打实的测试底气。

 图1　CT1000S频率特性示例

02、闭环造型+平面吸附术，提高测量再现性

测量时如果将电流传感器悬挂在被测电缆上，则测量结果可能会变得不稳定进而导致再现性下降。

CT1000S沿用了闭环型电流传感器的形状，可直接安装在平面上进行高再现性的测量。如图2所示。

 图2　使用螺钉固定的示意图

03、减小被测电缆轴位置的影响

根据电流传感器的原理，理想情况是被测电缆通过电流传感器的一次孔的中心。然而，在实际测量中，被测电缆很难始终通过一次孔的中心，电缆位置的影响会反映在测量值中。CT1000S可以安装导体位置调节器来限制被测电缆的轴位置，减少轴位置偏差产生的影响。如图3所示。

 图3　导体位置调节器（左）和安装示意图（右）

04、用实力抗噪，优异的CMRR性能 

CT1000S具有优异的抗扰性能，即使在恶劣的噪声环境中也能实现低噪声、高精度测量。在DC～1kHz范围内，其共模抑制比(CMRR)超过150dB（满量程的0.0016%以下），且这种优异的抗干扰特性并不是“纸上谈兵”，而是已经在实测中得到验证的方案。

05、连接WT5000，实现功率测量和电机分析 

高精度功率分析仪WT5000坐镇中军帐，专治功率测量和电机分析。

±0.03%（50/60Hz）的总体测量精度，将助力用户迅速捕捉到变频器转换效率的微小变化。

最多可实现7路输入的模块化结构（如图4，5所示），使用电流传感器输入单元760903时，内置设备驱动电流传感器的电源，用户无需另外准备电源直接使用CT1000S进行大电流测量。

图4　WT5000连接CT1000S

图5　电流传感器单元760903

在使用CT1000S进行高频信号功率测量时，为提高传感器/探头的使用精度，WT5000可以1ns的分辨率校正电压和电流输入之间的相位差，进行更准确的功率测量。如图6所示。

图6 相位补偿示意图

06、搭档DL950，进行长时间复合测量

示波记录仪DL950与CT1000S配合使用，助力用户达成长时间复合测量。

横河DL950是一款用于记录控制信号的模块化高速数据记录仪，最高200MS/s的高速采样率、最大16位高分辨率AD转换器，实现长时间波形记录，并让瞬态电流无所遁形。

此外，由于各输入通道已经过绝缘处理，因此可以输入不同接地电平的多个信号，且具有高抗扰度，简化了现场布线。

CT1000S与DL950无疑是测试过程中的“黄金搭档”，DL950不仅能让CT1000S直接进入高精度电流波形采集状态，还能借助其探头电源选件/P4、 /P8直接为CT1000S供电，方便设备接线，其连接方式如图7所示。

图7　DL950连接CT1000S

DL950开启实时运算功能后，界面如图8所示，用户不仅可以在获取波形的基础上将dq轴电压、电流和旋转位置等电机参数一网打尽，还能按周期对启动时的有功功率、dq轴电流电压等变化进行平均/有效值分析。除获取电机参数外，设备还能将CAN等其他信号也显示在同一个画面上，便于用户进行实时比较。

图8　实时运算电机分析示意图