电压探头的原理和选型

电压探头
制造商品牌:Schwarzbeck
仪器设备名称:电压探头

推荐的测试标准:CISPR16-1-2

销售电话:134 2515 8926

销售邮箱:sales@euttest.com

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简介:

电压探头的概念来源于EMC测试标准CISPR16-1-2及GB/T 6113.102中第5.2节的描述。根据CISPR16标准或相关产品标准要求,所有EUT都需要进行传导发射测试,以防止电子产品正常工作时在电源线上产生高频干扰并传播出去干扰其他电子仪器。一般测试传导发射使用LISN线性阻抗稳定网络或人工电源网络测试,但一些特殊场合比如无法连接LISN或没有合适的LISN选择时,则可以选用电压探头进行测试。

CISPR16-1-2和GB/T 6113都是基础标准,其他一些产品标准如GB 4343.1中5.1.3节(如下图所示)也指定了使用辐射CISPR16-1-2的高阻抗电压探头法来测试,标准要求非电源端子如负载和控制端子使用电压探头测试而非LISN。

电压探头 在CISPR16标准中的原文描述

电压探头 在CISPR16标准中的原文描述

需要注意的是CISPR16标准其实说明了电压探头可以用于电源线甚至任何线缆的测试,但是产品标准有特别要求时,测试应该首先遵循产品标准的要求。

电压探头对比LISN的优势:

我们使用常用的TK9420探头来说明电压探头的优势,该探头由一个隔直电容C和一个电阻1500Ω组成,内置电阻使得EUT的电源线和底线之间的电阻为1500Ω,标准GBT 6113.102和CISPR16-1-2明确给出了高阻抗电压探头的结构和测试原理如下图所示:

电压探头的 结构和测试原理图

电压探头的 结构和测试原理图

1.5kΩ高阻抗的电压探头可以用于终端传导电压发射测量,也用于电缆、输出插座、PCB走线等待测线缆的CE评估。在许多情况下,部分EUT的工作线路需要高输入阻抗和低电容以减少对EUT的影响。对于空调外机、大功率电器等使用高阻抗电压探头可以避免繁杂的LISN线缆接线问题,因为大部分LISN都是固定的输入连接器,当EUT的电源接口比较特殊时就需要针对该EUT定制特殊的转接器,这对于第三方EMC实验室等无疑增加了测试前的准备时间和消耗。

下图中的电源端子和负载端子是两种TK9420的测试方法的示例图,展示了电源端子负载端子的测试方法。

使用电压探头且使用LISN人工电源网络的测试布置图

使用电压探头且使用LISN人工电源网络的测试布置图

标准要求的电压探头技术参数要求

  • 在规定的频率范围内,探头应在其测量点和参考地之间提供一个高的射频阻抗,以免影响被测电压。
  • 探头应具有一个隔离电容器,其量值能保证线路电压不会损坏测量接收机。
  • 探头应提供一个规定的 50Ω连接端口(连接器)来连接标准的(CISPR)测量接收机,以便进行规定的骚扰测量。
  • 探头应提供一个规定的连接,使参考地能以指定的方式通过一根规定的最大长度的导线连接到该点,除非要求参考地按其他规定的方式连接到 EUT 上。
  • 探头应按照规定的程序进行校准,此时,该程序应计及测量点附近的寄生效应,例如在测量点和探头的屏蔽层之间非期望有的容性耦合。探头阻抗和测量设备的输入阻抗应与频率无关,否则要在校正过程中予以考虑。
  • 探头的铭牌应标识线电压的最大值。

如何使用电压探头测试CE:

下图是市面上常用的TK 9420探头的测试原理图,左侧虚线框内部就是探头的基本组成电路,右侧虚线框是接收机或频谱仪。左侧的probe连接到EUT的待测线缆上即可,然后将探头的接地端连接到测试实验室的大地。实际测试时需要注意很多细节问题,否则一些旁路电容的问题将会影响测试结果,相关信息将在我公司售后提供技术咨询。

电压探头的 测试连线图

电压探头的 测试连线图

综上所述及考虑 Schwarzbeck 公司的 TK 9420 的结构表明,TK 9420 是符合标准CISPR16的设备且能完成150kHz-30MHz的传导发射测试。

实验室常用的电压探头设备型号推荐:

德国SCHWARZBECK公司生产了多种型号的电压探头并授权我公司EUTTEST代理销售。

各探头的详细技术参数请单击下方对应链接查看:

  • TK 9420 , 阻抗1.5kΩ||4 pF ,频率10 kHz – 30 MHz – 电压 AC 2.5kV – DC 4.4kV (含VT 9420分压器)
  • TK 9421 , 阻抗1.5kΩ||4 pF ,频率9 kHz – 30 MHz – 电压 AC 10kV – DC 15kV
  • TK 9422 ,阻抗5kΩ||4 pF ,频率9 kHz – 30 MHz – 电压 AC 10kV – DC 15KV
  • TK 9261 ,阻抗 >100 kΩ ,频率50 kHz – 700 MHz – 电压 AC 10Vp-p – DC 500V
  • TK 9417 ,阻抗 2.5 kΩ ,频率10 kHz – 30 MHz ,电流0.79mA@50Hz

以下设备已停产:

  • TK 9415 ,100Ω||22nF;
  • TK 9416 ,1450Ω||10nF;
  • TK 9417 ,2450Ω||10nF;
Schwarzbeck TK 9415 TK9416 TK 9417

Schwarzbeck TK 9415 TK9416 TK 9417