【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高带宽、低插入电感的分流器，属于电能变换。
技术介绍
1、宽禁带(wbg)半导体技术的快速发展，使得碳化硅(sic)、氮化镓(gan)等器件在电能变换领域得到广泛的商业应用。这些器件与传统硅器件相比具有更优越的性能：更高的耐压、更快的开关速度、更低的损耗，这使工程师得以实现轻量、紧凑、高效率的变换器设计。为了充分利用wbg技术提供的优势，在早期设计阶段对器件进行准确的动态特性表征至关重要，器件众多动态参数中，开关损耗是需要评估的最为重要的指标之一。现阶段，一般采用双脉冲测试(dpt)对器件开关特性进行实际测量评估，通过准确测量器件开关时刻的脉冲电压波形和脉冲电流波形，并对两波形进行积分运算获取开关损耗。
2、dpt测试中，现有商用探头可实现不同电压等级下的电压信号的高带宽测试，但对于器件电流的高带宽测量，目前尚缺乏非常有效的测量装置或方法，主要问题在于现有各类电流采样器难以同时兼顾高测量带宽和低插入电感的应用需求：高带宽是要求电流采样装置能准确反应实际脉冲电流，尤其是能准确复现陡峭的电流上升、下降边沿；低插入电感是要求采样装置不会对dpt测试主板引入过大的寄生电感，造成剧烈的开关震荡以至无法准确评估开关损耗、甚至损坏被测器件。目前各类电流传感器中，霍尔传感器带宽一般较低(低于30mhz)、无法满足测量的要求；电流互感器带宽可以做到很高但体积较大、应用于dpt时不可避免地引入很大的寄生电感；罗氏线圈适合直插器件的电流测量、不会引入寄生电感，但带宽一般低于30mhz，难以满足测试要求；同轴分流器是当前d
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中存在的问题，提供一种实现高带宽、低插入电感的分流器。为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种高带宽低插入电感的分流器，包括信号端口连接器和功率回路，所述功率回路包括双层pcb，所述双层pcb包括上层和下层，上层设有输入正、负接口和多个贴片电阻，输入正接口通过pcb铜皮分别与多个贴片电阻一侧连接，多个贴片电阻另一侧通过pcb铜皮和过孔连接至下层，并在下层通过pcb铜皮和过孔连接至上层的输入负接口，形成回路；
2、功率回路的贴片电阻两端通过pcb走线分别与信号端口连接器的正、负端连接。
3、对上述技术方案的进一步设计为：所述功率回路还包括补偿电感，所述贴片电阻两端通过pcb走线分别与补偿电感一端和射频连接器负端连接，补偿电感的另一端与射频连接器的正端连接。
4、所述pcb为柔性pcb，双层柔性pcb上固定有空pcb层。
5、信号端口连接器为射频连接器。
6、所述射频连接器通过同轴电缆连接示波器。
7、所述功率回路设有并联的两个，两功率回路的双层pcb形成四层pcb，分别为顶层、第二层、第三层和底层，输入正、负接口和贴片电阻设置于顶层和底层，顶层和第二层以及第三层和底层分别构成两并联的功率回路。
8、输入正接口通过pcb铜皮与贴片电阻连接，顶层和底层的对应pcb铜皮之间通过过孔连接。
9、顶层和第二层以及第三层和底层之间以预浸料板作为介质材料。
10、所述输入正负接口为表贴焊盘。
11、所述补偿电感为贴片电感。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、本专利技术的分流器，应用于脉冲电流测试等场景，可实现高带宽、大脉冲电流的准确测试。本专利技术基于印制电路板(pcb)实现，利用多个贴片电阻元件并联实现分流采样，通过pcb结构和走线，交错并联实现很低的插入电感，同时分流器中功率回路和采样回路的互感部分抵消了电阻元件的寄生电感，实现了很高的带宽。相比于现有的商用电流传感器，本专利技术具有高带宽、低插入电感等优势，同时体积小、成本低，可满足宽禁带器件动态性能测试等应用中高带宽电流采样的需求。
14、本专利技术所提分流器，可实现很高的测量带宽(约500mhz)，高于目前市售产品，可满足高电流变化率(di/dt)下脉冲电流的测量，尤其适于实现dpt测试中新型宽禁带器件电流的准确测量。其高带宽实现的基本原理，是通过人为增加采样回路电感、同时构造采样回路和功率回路的负感性耦合以部分抵消电阻的串联等效电感，以此提高带宽。
15、本专利技术所提分流器，具有很低的插入电感，其输入正负接口处输入阻抗具有极低的电感分量(小于1nh)，因此不会对被测电流回路造成显著的影响，亦不会因使用该分流器造成电压和电流波形的剧烈震荡。其低插入电感的实现原理是通过功率回路来回走线紧密耦合、尽可能实现磁通对消来降低功率回路电感，同时通过多电阻并联尽可能降低电阻部分的串联等效电感。
16、本专利技术所提分流器，具有显著的成本优势，由于采用了pcb和贴片器件设计，可完全自动化生产和组装，没有复杂的机械结构和生产工艺，制造成本很低。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：包括信号端口连接器和功率回路，所述功率回路包括双层PCB，所述双层PCB包括上层和下层，上层设有输入正、负接口和多个贴片电阻，输入正接口通过PCB铜皮分别与多个贴片电阻一侧连接，多个贴片电阻另一侧通过PCB铜皮和过孔连接至下层，并在下层通过PCB铜皮和过孔连接至上层的输入负接口，形成回路；
2.根据权利要求1所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述PCB为柔性PCB，双层柔性PCB上固定有空PCB层。
3.根据权利要求1所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述功率回路设有并联的两个，两功率回路的双层PCB形成四层PCB，分别为顶层、第二层、第三层和底层，输入正、负接口和贴片电阻设置于顶层和底层，顶层和第二层以及第三层和底层分别构成两并联的功率回路。
4.根据权利要求3所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：输入正接口通过PCB铜皮与贴片电阻连接，顶层与底层的对应PCB铜皮之间通过过孔连接。
5.根据权利要求3所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：顶层和第二层以及第三层和
6.根据权利要求1至5之一所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述功率回路还包括补偿电感，所述贴片电阻两端通过PCB走线分别与补偿电感一端和射频连接器负端连接，补偿电感的另一端与射频连接器的正端连接。
7.根据权利要求6所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述补偿电感为贴片电感。
8.根据权利要求6所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：信号端口连接器为射频连接器。
9.根据权利要求7所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述射频连接器通过同轴电缆连接示波器。
10.根据权利要求6所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述输入正负接口为表贴焊盘。
...【技术特征摘要】
1.一种高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：包括信号端口连接器和功率回路，所述功率回路包括双层pcb，所述双层pcb包括上层和下层，上层设有输入正、负接口和多个贴片电阻，输入正接口通过pcb铜皮分别与多个贴片电阻一侧连接，多个贴片电阻另一侧通过pcb铜皮和过孔连接至下层，并在下层通过pcb铜皮和过孔连接至上层的输入负接口，形成回路；
2.根据权利要求1所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述pcb为柔性pcb，双层柔性pcb上固定有空pcb层。
3.根据权利要求1所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：所述功率回路设有并联的两个，两功率回路的双层pcb形成四层pcb，分别为顶层、第二层、第三层和底层，输入正、负接口和贴片电阻设置于顶层和底层，顶层和第二层以及第三层和底层分别构成两并联的功率回路。
4.根据权利要求3所述高带宽低插入电感的分流器，其特征在于：输入正接口通过pcb...
【专利技术属性】
技术研发人员：惠琦，任小永，陈乾宏，张之梁，王梓丞，吴振森，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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