一、客戶背景與測(cè)試需求

客戶行業(yè)：無(wú)線充電設(shè)備研發(fā)制造商，專注于100W-300W大功率無(wú)線充電發(fā)射端（Tx）的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。

測(cè)試需求：

客戶需對(duì)無(wú)線充電發(fā)射端的高頻電流諧波進(jìn)行精確測(cè)量，以優(yōu)化線圈驅(qū)動(dòng)電路、降低電磁干擾（EMI）并滿足Qi標(biāo)準(zhǔn)（如FCC Part 18、CE RED）的諧波輻射限值。具體要求：

電流測(cè)量范圍：需覆蓋0-100A峰值（應(yīng)對(duì)滿載啟動(dòng)、異物檢測(cè)瞬態(tài)）；

帶寬與上升時(shí)間：發(fā)射端開(kāi)關(guān)頻率達(dá)100kHz-300kHz，需帶寬≥200MHz、上升時(shí)間≤100ns，以捕捉高頻電流尖峰及諧波成分；

精度要求：直流/交流電流測(cè)量精度≤±1%（保證功率損耗計(jì)算準(zhǔn)確性），相位誤差≤3°（避免功率測(cè)量偏差）；

兼容性：需兼容現(xiàn)有Tektronix MSO5系列示波器；

安全與易用性：非接觸式測(cè)量，避免破壞電路，且支持快速拆裝。

二、測(cè)試系統(tǒng)配置方案

核心測(cè)量設(shè)備：

高頻電流互感器：PK-2877（2套）

關(guān)鍵參數(shù)：

輸出比：1V/A（1A峰值對(duì)應(yīng)1V輸出）；

峰值電流：100A（滿足滿載測(cè)試需求）；

跌落：0.1%/μs（保證大電流瞬態(tài)時(shí)的線性度）；

上升時(shí)間：100ns（對(duì)應(yīng)約3.5MHz帶寬，滿足高頻開(kāi)關(guān)測(cè)量）；

最大電流時(shí)間積：0.1A·ms（支持短時(shí)大電流脈沖）；

有效值：2.5A（長(zhǎng)期工作電流范圍）；

3dB高頻：200MHz（捕捉EMI高頻諧波）；

磁芯L/f：0.0025（低磁芯損耗，提升高頻精度）。

示波器系統(tǒng)：

主機(jī)：Tektronix MSO54（1臺(tái)）

帶寬：500MHz（遠(yuǎn)高于互感器帶寬，避免瓶頸）；

采樣率：6.25GSa/s（保證瞬態(tài)波形細(xì)節(jié)）；

通道數(shù)：4通道（可同時(shí)測(cè)量電流與電壓）；

配備FFT分析功能（用于諧波分析）。

輔助設(shè)備：

高壓差分探頭：Keysight N2791A;

無(wú)線充電發(fā)射端測(cè)試平臺(tái)：客戶定制100W測(cè)試平臺(tái)；

安全設(shè)備：CAT III 1000V絕緣工具及防護(hù)裝備。

三、系統(tǒng)搭建與配置

安裝實(shí)施：

將PK-2877互感器安裝在無(wú)線充電發(fā)射端線圈的驅(qū)動(dòng)回路中，確?；ジ衅髋c被測(cè)導(dǎo)線垂直耦合；

互感器輸出通過(guò)高壓差分探頭連接到示波器的通道1和通道2（差分輸入）；

示波器設(shè)置：采樣率6.25GSa/s，存儲(chǔ)深度10Mpts，開(kāi)啟FFT分析功能；

四、測(cè)試方法

穩(wěn)態(tài)測(cè)試：在100W滿載條件下，運(yùn)行無(wú)線充電發(fā)射端，記錄電流波形，使用示波器FFT功能分析諧波成分；

瞬態(tài)測(cè)試：模擬異物檢測(cè)、啟動(dòng)瞬態(tài)等工況，記錄電流瞬態(tài)波形，分析上升時(shí)間、跌落等參數(shù)；

精度驗(yàn)證：使用高精度電流源（如Fluke 5520A）注入已知電流，對(duì)比互感器測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算誤差。

五、測(cè)試結(jié)果

穩(wěn)態(tài)諧波分析：在100W滿載時(shí)，電流基波頻率為150kHz，3次諧波幅度為-40dBm，5次諧波為-50dBm，符合FCC Part 18 Class B限值要求；

瞬態(tài)響應(yīng)：?jiǎn)?dòng)瞬態(tài)時(shí)，電流上升時(shí)間為80ns（接近互感器標(biāo)稱的100ns），跌落為0.08%/μs，滿足設(shè)計(jì)要求；

精度驗(yàn)證：在0-100A范圍內(nèi)，測(cè)量誤差≤±0.8%，相位誤差≤2.5°，滿足精度要求。

六、總結(jié)

本方案采用PK-2877高頻電流互感器，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)100W無(wú)線充電發(fā)射端電流諧波的精確測(cè)量。系統(tǒng)配置合理，兼容現(xiàn)有示波器，測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了互感器的高帶寬、高精度特性，為客戶優(yōu)化EMI設(shè)計(jì)提供了可靠數(shù)據(jù)支持。

審核編輯 黃宇