碳化硅SiC的電流測試方案

       索引：如何使用和選擇測電流的羅氏線圈？羅氏線圈即柔性電流探頭，配合示波器、功率計/功率分析儀、數(shù)據(jù)采集儀、記錄儀和電能質(zhì)量分析儀進行交流電流和脈沖直流測試！！！用于探測新能源、元器件、集成電路和電動汽車產(chǎn)生的高頻大電流。

一、概述：

       碳化硅（SiC）為由硅與碳相鍵結(jié)而成的陶瓷狀化合物，在大自然也存在罕見的礦物--莫桑石。由于天然含量甚少，碳化硅主要多為人造。較簡單的方法是將氧化硅砂與碳置入艾其遜電弧爐中，以1600至2500°C高溫加熱。碳化硅至少有70種結(jié)晶型態(tài)。α-碳化硅較為常見的一種同質(zhì)異晶物，在高于2000°C高溫下形成，具有六角晶系結(jié)晶構造（似纖維鋅礦）。 β-碳化硅，立方晶系結(jié)構，與鉆石相似，則在低于2000 °C生成。因其3.2的比重及高的升華溫度（約2700 °C），碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達到的壓力下，它都不會熔化，且具有相當?shù)偷幕瘜W活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及高電流密度，近來在半導體高功率元件的應用上，不少人試著用它來取代硅。此外，它與微波輻射有很強的偶合作用，并其所有之高升華點，使其可實際應用于加熱金屬。

       碳化硅（SiC）廣泛用于半導體、避雷針、電路元件、高溫應用、紫外光偵檢器、結(jié)構材料、天文、碟剎、離合器、柴油微粒濾清器、細絲高溫計、陶瓷薄膜、裁切工具、加熱元件、核燃料、珠寶、鋼、護具、觸媒擔體等領域。而碳化硅功率器件具有高電壓、大電流、高溫、高頻率、低損耗等*優(yōu)勢，將極大地提高現(xiàn)有能源的轉(zhuǎn)換效率，對高效能源轉(zhuǎn)換領域產(chǎn)生重大而深遠的影響，主要領域有智能電網(wǎng)、軌道交通、電動汽車、新能源并網(wǎng)、 通訊電源等。

       但是，碳化硅的電流測試有一些不同，常規(guī)的電流探頭無法承受長時間的高頻電流或者超大電流，會發(fā)生探頭燒毀等意外情況。這時候選用羅氏線圈進行測試就可以避開這個問題。羅氏線圈是一種交流電流傳感器，是一個空心環(huán)形的線圈，有柔性和硬性兩種，可以直接套在被測量的導體上來測量高頻交流電流。羅氏線圈為纏繞在環(huán)狀非鐵磁性骨架上的空心線圈,不會出現(xiàn)磁飽和及磁滯等問題。

       本應用指南由深圳市優(yōu)測科技提供將介紹各種羅氏線圈的特點，并解釋了它們在不同場合的特殊優(yōu)勢：用于高頻電流的檢測和設計驗證！

二、羅氏線圈簡介

       羅氏線圈是由剛性羅氏線圈和柔性羅氏線圈組成的。工程師可使用各種羅氏線圈來檢測每類產(chǎn)品的交流電流或者脈沖直流電流。

1.剛性羅氏線圈

       剛性羅氏線圈（硬性羅氏線圈），相比柔性羅氏線圈，其剛性羅氏線圈精度更高。抵御外部地磁干擾能力更強，更適合于交流電流的高精度測試。 

2. 柔性羅氏線圈

       柔性線圈具有使用靈活方便，可以測量頻率范圍廣，線圈輕巧柔軟且可自由插拔。

三、選擇線圈類型

       在碳化硅的電流測試中，一般是車載充電器、電源、碳化硅基MOSFET、逆變器等產(chǎn)品的高頻電流測試，根據(jù)測試的頻率及測試空間大小，一般是選擇柔性羅氏線圈。

1. 選擇柔性羅氏線圈

       選擇柔性羅氏線圈往往要考慮幾個重要因素，包括電流峰值、被測物線徑、測試空間大小、電流頻率、精度、特殊要求等。

① 電流峰值：電流是存在波形的,既然是有波形,那么,肯定就有波峰和波谷。峰值電流,就是指的電流波形在波峰或者是波谷時的數(shù)值,而且是較大的那個。

② 被測物線徑：柔性羅氏線圈的周長與被測物的線徑有關，比如線徑是4，探頭環(huán)的周長至少是4×4，即16。

③ 測試空間：柔性羅氏線圈有大環(huán)、中環(huán)、小環(huán)，小環(huán)適合比較狹窄的測試空間，比如元器件的管腳，大環(huán)適合開闊的空間或者高壓環(huán)境。

④ 電流頻率：不同的電流頻率對應不同的羅氏線圈，如柔性羅氏線圈的小環(huán)帶寬可達30MHz，剛性羅氏線圈CPH9000的小環(huán)帶寬可達100MHz。

⑤ 精度：大環(huán)的羅氏線圈精度可達1%，中環(huán)和小環(huán)的測試精度是2%，如果要達到更高的精度，一般是剛性羅氏線圈，也分開口式和閉口式兩種。

⑥ 特殊要求：除了常規(guī)的羅氏線圈，還可以定制不同量程的羅氏線圈，及其他特殊需求，比如耐壓值、探頭環(huán)周長、連接線長度等，滿足不同測試場合。

2. 選擇剛性羅氏線圈

       選擇剛性羅氏線圈和柔性羅氏線圈的要求差不多，主要分為開口式和閉口式，如RS系列羅氏線圈主要用于避雷針、浪涌發(fā)生器、智能配電箱等電流檢測。

四、結(jié)論：

       脈沖電流測試是碳化硅等功率器件測試中的一個重要測試。用戶可考慮各種羅氏線圈在頻率和測試空間的不同優(yōu)勢，選擇適合的羅氏線圈執(zhí)行這一測試。