《表1 三组线圈谐振频率及分布电容对比》

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《磁芯绕线方式对电流传感器带宽性能的影响研究》

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注：f0为阻抗频谱测试最大值对应的频率；C为频率>300 kHz条件下测试电容值

当输入信号频率等于磁芯线圈谐振频率时，LC并联电路发生谐振，此时谐振电路阻抗值达到最大；当线圈的工作频率高于磁芯线圈的谐振频率时，分布电容的作用就超过线圈电感的作用，电路阻抗呈容性；当线圈的工作频率低于磁芯线圈的谐振频率时，电路阻抗呈感性[12-13]。测试频率接近谐振点时，线圈阻抗迅速增大到最大值；频率继续提高，由于分布电容的影响线圈阻抗逐渐降低。通过LCR测试仪测试阻抗在50 Hz～500 kHz范围频谱曲线，可知单段绕线、双段绕线和三段绕线磁芯线圈在阻抗最大值时对应频率分别为21 kHz、72 kHz和95 kHz，说明分段绕线能提高线圈的谐振频率点，且线圈分段越多，谐振频率点越高。测试线圈电容的频谱曲线发现输入信号频率高于300 kHz时，电容值已趋于恒定值，因此记录稳定时的电容值为磁芯线圈的分布电容并进行对比，表1给出单段绕线、双段绕线和三段绕线磁芯线圈的电容分别为210 pF、37 pF和19 pF，说明多段绕线能显著降低磁芯线圈的分布电容，线圈分段越多，分布电容值越小。线圈分段绕线时每一段都可视为单独的电感线圈，该线圈仍可以等效为电感和电容并联的等效电路，且每段线圈的分布电容都更小，具有小电容的多段线圈串联导致整个线圈的总分布电容值更低[14]，符合LCR测试数据的变化规律。