Voohu：电流互感器在电源瞬态响应测量中的带宽限制与波形重建

在开关电源的负载瞬态响应测试中，电流互感器（CT）用于监测电感电流变化。但CT的有限带宽会滤除高频分量，导致测量波形与实际电流存在偏差。本文分析CT带宽对瞬态响应测量的影响，给出波形重建算法和补偿方法。

一、瞬态响应的频谱特征

当负载从轻载跳变至重载时，电感电流上升时间可达数十纳秒，对应频谱能量延伸至数十MHz。CT的-3dB带宽若低于10MHz，会滤除高频细节，使测量波形的上升沿变缓、峰值偏低。

二、带宽限制导致的测量误差

CT带宽(MHz)	上升时间测量值(ns)	真实上升时间(ns)	峰值误差(%)
100	3.5	3.5	0
50	7	3.5	-10
20	17.5	3.5	-25
10	35	3.5	-40

三、波形重建算法

已知CT的传递函数H(f)（可通过网络分析仪测量），采用逆滤波恢复真实电流波形：

对CT输出信号x(t)做FFT得到X(f)。

计算真实信号频谱Y(f) = X(f) / H(f)（需加窗和正则化抑制高频噪声）。

IFFT得到重建波形y(t)。

四、简化补偿方法（RC网络）

如果CT带宽已知，可在次级并联RC网络进行高频补偿，提升带宽。例如，CT带宽10MHz，目标提升至50MHz，需并联电容C补偿漏感。但此法易引入过冲，仅作定性改善。

五、Voohu高带宽CT选型

型号	带宽(MHz)	上升时间(ns)	适用瞬态测量
WHPT-EF126-004	120	3	是
WHPT-EE050-009	80	4.5	是（中等）
WHPT-EP070-020	25	14	否（慢）

六、实测验证

在100kHz Buck变换器上施加5A-20A阶跃负载，使用同轴分流器（参考）和CT同时测量。100MHz带宽CT与参考波形重合度>95%；20MHz带宽CT测量峰值偏低18%，经重建算法修正后误差<5%。

结语：电流互感器的带宽限制会影响电源瞬态响应的测量精度。选用100MHz以上高带宽CT或采用逆滤波重建算法，可准确捕捉电感电流的动态过程。

审核编辑 黄宇