在現(xiàn)代電子電路領(lǐng)域，隨著 SiC/GaN 功率器件的廣泛應(yīng)用，工程師們?cè)跍y(cè)量高頻、大電流功率電路時(shí)面臨著諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)高頻電流探頭在面對(duì)數(shù)百 kHz 頻率、數(shù)十安培電流時(shí)，鐵芯和屏蔽層會(huì)產(chǎn)生高損耗與發(fā)熱問(wèn)題，甚至導(dǎo)致探頭燒毀。而同軸分流器憑借其純電阻結(jié)構(gòu)，在高頻下?lián)p耗不增加，成為高頻電流檢測(cè)的理想選擇。其中，將同軸分流器直接焊接在電路中，更是一種能夠優(yōu)化電路性能、提升檢測(cè)精度的關(guān)鍵技術(shù)手段。

一、同軸分流器的工作原理與結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

同軸分流器基于歐姆定律，通過(guò)在被測(cè)電路中接入已知電阻值的阻體，測(cè)量阻體兩端電壓來(lái)反推電流大小。其獨(dú)特的同軸結(jié)構(gòu)是性能卓越的關(guān)鍵。采用同軸層疊設(shè)計(jì)，形成無(wú)感電阻結(jié)構(gòu)，有效抑制高頻寄生參數(shù)干擾，帶寬可達(dá)數(shù)百 MHz 至 1GHz。典型配置包含 4 端 Kelvin 接點(diǎn)，通過(guò)嵌套導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電流路徑與電壓檢測(cè)的物理隔離。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得電流在流經(jīng)阻體時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)與流經(jīng)導(dǎo)電套時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，實(shí)現(xiàn)在高頻電流作用下的基本無(wú)感效果，極大地提升了檢測(cè)精度。在材料工藝上，使用氧化處理銅質(zhì)外殼等高導(dǎo)電材料，部分型號(hào)采用金屬箔結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn) 2ns 級(jí)響應(yīng)速度，外殼還能通過(guò) 48 小時(shí)鹽霧測(cè)試，具備良好的耐腐蝕性。

二、直接焊接在電路中的實(shí)施步驟

（一）焊接前的準(zhǔn)備工作

1.分流器選型 ：根據(jù)電路的工作頻率、電流大小、精度要求等參數(shù)，選擇合適型號(hào)的同軸分流器。例如，在高頻大電流的雷達(dá)系統(tǒng)功率分配電路中，需選用帶寬高、能承受大電流且精度滿足要求的同軸分流器；而在對(duì)成本敏感的一般工業(yè)監(jiān)測(cè)電路中，可選擇性價(jià)比合適的型號(hào)。

2.電路板設(shè)計(jì) ：在電路板設(shè)計(jì)階段，要為同軸分流器預(yù)留精準(zhǔn)的焊接位置與過(guò)孔。過(guò)孔的大小、位置需與分流器引腳完美適配，確保焊接時(shí)的機(jī)械穩(wěn)定性與電氣連接可靠性。同時(shí)，要充分考慮周邊電路元件的布局，避免焊接后出現(xiàn)電磁干擾等問(wèn)題。

3.焊接工具與材料準(zhǔn)備 ：準(zhǔn)備高質(zhì)量的焊接工具，如恒溫烙鐵，其溫度可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，能滿足不同焊料的熔點(diǎn)需求，確保焊接過(guò)程中溫度穩(wěn)定，避免因溫度過(guò)高損壞分流器或電路板，溫度過(guò)低則導(dǎo)致焊接不牢固。 同時(shí)，選用合適的焊料，如低熔點(diǎn)、高導(dǎo)電性且可靠性強(qiáng)的無(wú)鉛焊錫絲，以及助焊劑，助焊劑能去除焊接表面的氧化物，降低焊料表面張力，提高焊接質(zhì)量。

4.焊接作過(guò)程

焊接時(shí)焊料能與引腳良好融合。然后，可對(duì)引腳進(jìn)行適當(dāng)?shù)腻冨a處理，預(yù)先在引腳上均勻涂上一層薄薄的焊錫，這樣能提高焊接效率與質(zhì)量。

5.焊接實(shí)施 ：將恒溫烙鐵溫度調(diào)節(jié)至合適范圍，一般無(wú)鉛焊料的焊接溫度在 250°C - 300°C。 在電路板的焊接位置與分流器引腳同時(shí)施加適量助焊劑，將烙鐵頭接觸引腳與電路板連接處，使焊料均勻熔化并填充在兩者之間，形成牢固的電氣與機(jī)械連接。 焊接過(guò)程要迅速且穩(wěn)定，每個(gè)引腳的焊接時(shí)間控制在 3 - 5 秒，避免長(zhǎng)時(shí)間加熱對(duì)分流器和電路板造成損害。 先焊接一端引腳，固定分流器位置，再焊接另一端，確保分流器安裝牢固且位置準(zhǔn)確。

（二）焊接過(guò)程中的注意事項(xiàng)

1.溫度控制 ：焊接過(guò)程中，嚴(yán)格控制烙鐵溫度至關(guān)重要。溫度過(guò)高，會(huì)使同軸分流器的電阻體性能發(fā)生變化，導(dǎo)致測(cè)量精度下降，甚至可能損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)；溫度過(guò)低，焊料無(wú)法充分熔化，會(huì)出現(xiàn)虛焊、假焊現(xiàn)象，影響電氣連接可靠性。因此，要根據(jù)焊料類型和分流器的耐受溫度，精準(zhǔn)調(diào)節(jié)烙鐵溫度，并在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.焊接順序與穩(wěn)定性 ：遵循合理的焊接順序，先固定一端引腳，再焊接另一端，能有效保證分流器在電路板上的安裝位置準(zhǔn)確。同時(shí)，在焊接過(guò)程中，要確保電路板與分流器保持穩(wěn)定，可使用專用的焊接夾具固定，避免因晃動(dòng)導(dǎo)致焊接不良。

3.避免短路與電氣損傷 ：焊接過(guò)程中，要特別注意避免焊料橋接導(dǎo)致的短路問(wèn)題。多余的焊料可能會(huì)在不同引腳或電路線路之間形成意外連接，引發(fā)電路故障。焊接完成后，需仔細(xì)檢查焊接點(diǎn)，確保無(wú)短路情況。此外，操作過(guò)程中要防止靜電對(duì)分流器造成電氣損傷，可使用防靜電手環(huán)等設(shè)備，將人體靜電有效釋放。

（三）焊接后的性能驗(yàn)證與應(yīng)用場(chǎng)景

電氣性能測(cè)試 ：使用高精度的萬(wàn)用表、示波器等儀器，測(cè)量焊接后的同軸分流器的電阻值，確保其與標(biāo)稱值相符，偏差在允許范圍內(nèi)。同時(shí)，通過(guò)示波器觀察在不同頻率、電流下分流器輸出的電壓信號(hào)，驗(yàn)證其線性度與精度，確保能準(zhǔn)確反映被測(cè)電路的電流情況。

頻率特性測(cè)試 ：利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號(hào)，輸入到焊接有同軸分流器的電路中，通過(guò)檢測(cè)電路分析分流器在不同頻率下的響應(yīng)特性，驗(yàn)證其帶寬是否滿足設(shè)計(jì)要求，是否在高頻下仍能保持良好的性能。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

1.功率器件測(cè)試 ：在 IGBT、SiC、GaN 等功率器件的雙脈沖測(cè)試中，同軸分流器焊接在測(cè)試電路中，能精準(zhǔn)捕捉器件導(dǎo)通 / 關(guān)斷瞬態(tài)電流波形，為 Id 參數(shù)測(cè)量及動(dòng)態(tài)特性分析提供可靠數(shù)據(jù)，助力功率器件的研發(fā)與性能優(yōu)化。

2.高頻電流檢測(cè) ：在雷達(dá)系統(tǒng)功率分配電路中，將同軸分流器焊接在電路中，可在 DC - 120MHz 范圍內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量大電流信號(hào)，保障雷達(dá)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;在核聚變裝置瞬態(tài)監(jiān)測(cè)電路中，同樣能實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)瞬態(tài)電流變化，為科研與裝置運(yùn)行提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

3.校準(zhǔn)與工業(yè)監(jiān)測(cè) ：作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)寬頻電流源、互感器時(shí)，焊接在相關(guān)校準(zhǔn)電路中的同軸分流器，能提供高精度的電流測(cè)量參考，確保校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性;在智能電網(wǎng)諧波溯源等精密測(cè)量場(chǎng)景中，也能發(fā)揮重要作用，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供保障。

將同軸分流器直接焊接在電路中，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臏?zhǔn)備工作、規(guī)范的焊接操作以及嚴(yán)格的性能驗(yàn)證，能充分發(fā)揮其在高頻、大電流檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)，為現(xiàn)代電子電路的發(fā)展與應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)支撐，在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的價(jià)值。

審核編輯 黃宇