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基于CST的9123-1N电流探头设计作品展示

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大家好,我是CST电磁兼容性仿真。这是我的第61篇原创文章。为避免错过干货知识,欢迎关注公 众号,共同学习,共同进步!
昨天小编终于历尽艰辛完成了型号为9123-1N的电流探头的仿真设计。仿真频率是10kHz~400MHz。这是小编本人从事电磁兼容性仿真工作以来完成的第二个电流探头的设计,之前第一个是F52B电流探头。不知道大家在做EMI传导发射电流法测试时有没有用到过这两个电流探头。

小编通过复杂且大量的计算,计算出了关键的参数并且进行了一些曲线拟合,别问我怎么计算的,问就是麦克斯韦方程组《浅谈麦克斯韦方程组的积分形式》。然后导入到CST里面完成了仿真设计。3D模型一比一还原,如图:


9123-1N电流探头参数介绍
Frequency range: 10 kHz to 500 MHz
Transfer impedance (ZT): 1.0 to 5.0 Ω above 300 kHz
Output load impedance: 50 + j 0 Ω
Continuous signal current (CW): 40 A
Maximum power current: 200 A DC to 400 Hz
Maximum power voltage: Limited by the conductor under test
Peak pulse current: 60 A maximum
Probe circuit: Inserted primary toroidal transformer
Connector: Type "N" female
Style: Clamp on
Weight: 1.2 pounds (0.55 kg)


提到电流探头就不得不讲一下转移阻抗。转移阻抗的定义是在EMC领域中,转移阻抗为在屏蔽电缆上注入射频电流时,中心导体上的电压与这个电流的比值。标准规定,在电流探头端接 50 Ω 负载时,在平坦线性范围为 0.1 Ω ~ 5 Ω;低于平坦线性范围时可以为 0.001 Ω ~ 0.1 Ω。

那么9123-1N的转移阻抗如图:

注意datasheet给出的阻抗单位是dBΩ,需要手动把它转为Ω

最后看一下仿真设计的电流探头和实际的转移阻抗对比:

两条曲线之间的线性误差在0.8~1.2之间:

对数误差在-2dB~1.5dB之间:

点赞后续会分享电流法仿真的结果。


来源:CST电磁兼容性仿真
电磁兼容UMCST
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-11
最近编辑:6月前
希格斯玻色子
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EMC传导发射电流法的电流探头原理

本文摘要:(由ai生成)本文介绍了传导发射电流法测试在电磁兼容性评估中的重要性,以及FCC F-52B电流检测探头在高频EMI电流测量中的应用。传导发射测试有助于解决电磁干扰问题,确保设备稳定运行。F-52B探头具有高灵敏度和大电流处理能力,满足多种标准测试要求,并提供转移阻抗曲线。此外,作者分享了使用CST软件设计电流探头的经验,为相关领域的研究和应用提供了参考。EMC(电磁兼容性)是现代电子设备设计中至关重要的一环,确保设备在电磁环境中的稳定运行以及避免对周围环境产生干扰。EMC测试是评估设备在电磁环境中的性能的关键步骤之一。其中,传导发射测试是一种常见的方法,用于评估设备通过导线和电缆传输的电磁辐射水平。本文将探讨传导发射电流法测试的原理,测试过程以及其在EMC测试中的重要性。传导发射电流法测试中的电流探头是用于测量设备导线和电缆上的传导电流的关键工具。其原理基于电磁感应和安培定律。在很多的研讨会上我都讲过,设计电流探头需要用到麦克斯韦方程组去计算,所以有兴趣的可以学一学麦克斯韦方程组,请参考《浅谈麦克斯韦方程组的积分形式》。让我详细解释一下:原理:电磁感应: 当设备中的电流流经导线或电缆时,它会在周围产生一个磁场。根据电磁感应定律,这个变化的磁场会在附近的传感器或探头中产生感应电流。安培定律: 安培定律说明了通过导体的电流与该导体周围的磁场之间的关系。根据安培定律,导体中的电流与通过其周围的磁场之间存在一个直接的关联。因此,通过测量传感器中感应的电流,可以确定通过导线或电缆的实际电流。测试过程:设备准备: 在测试之前,需要准备好待测试的设备,确保其处于正常工作状态,并连接到适当的电源和加载。测试设置: 设备通常放置在一个稳定的测试台上,周围没有任何金属或反射物。测试环境需要符合标准的EMC测试要求。电流测量: 使用传感器或电流夹测量设备导线和电缆上的传导电流。这些传感器可以直接连接到设备的导线或通过无线连接进行测量。数据采集: 通过测试仪器采集传导电流的数据,并记录在数据表中。这些数据将用于后续的分析和评估。分析与评估: 将采集的数据与标准的EMC要求进行比较,以评估设备的辐射水平是否符合要求。根据测试结果,可能需要对设备进行调整或改进以提高其EMC性能。重要性:传导发射电流法测试在EMC领域中具有重要意义。通过评估设备在其导线和电缆上的传导电流,可以有效地识别并解决设备可能引起的电磁干扰问题。这有助于确保设备在实际应用中的稳定运行,并避免对其他设备或环境造成不必要的干扰。总之,传导发射电流法测试是EMC测试中的重要步骤之一,通过测量设备在其导线和电缆上的传导电流来评估其辐射水平。了解其原理、公式以及重要性有助于更好地理解和应用于实际的EMC测试中。目前小编也是通过CST设计了一个CE电流法的电流探头,型号是F52B。FCC F-52B电流检测探头,是美国FCC(Fischer Custom Communications, Inc. )公司开发制造的电流探头,具有宽带、高灵敏度、大电流的处理能力,可用频率范围涵盖了基本的电源频率,能满足用户的各种需要。FCC F-52B电流检测探头用途当需要RF电流测量时,可以使用电流检测探头,通过将载流导体置于探头的“感测”窗口中,并用RF检测器测量探头的输出电压来进行电流测量。探头的校准允许测量到的电流的电压的转换。电流测量可以在每个探头提供的传递阻抗曲线中所示的频率范围内进行。基本上没有电路的负载。并且该技术允许测量期间被测器件的正常操作。FCC F-52B电流检测探头主要参数频率范围:10kHz - 500MHzdBΩ (nominal):15ZtΩ (nominal):5.6连接器:N内径(mm):40外径(mm):80厚度(mm):19大初级电流(DC-400Hz):200RF(CW):2峰值脉冲电流:100F-52B可用于测量线缆及传输线上的高频EMI电流,开展CE测试和BCI测试都可以使用F-52B进行电流监视,可以测量10KHz~400MHz的射频电流,在DC~400Hz可以承受200A的样品工作电流,可通过射频电缆反馈到接收机或频谱仪显示。满足标准:可用于CISPR32,CISPR25,DO160-SECTION21转移阻抗转移阻抗曲线如下图:我的设计来源:CST电磁兼容性仿真

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