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，工程師們在測量高頻、大電流功率電路時面臨著諸多挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)高頻電流探頭在面對數(shù)百 kHz 頻率、數(shù)十安培電流時，鐵芯和屏蔽層會產(chǎn)生高損耗與發(fā)熱問題，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

同軸分流器基于歐姆定律，通過在被測電路中接入已知電阻值的阻體，測量阻體兩端電壓來反推電流大小。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，形成無感電阻結(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)，通過嵌套導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)電流路徑與電壓檢測的物理隔離。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得電流在流經(jīng)阻體時產(chǎn)生的磁場與流經(jīng)導(dǎo)電套時產(chǎn)生的磁場相互抵消，實(shí)現(xiàn)在高頻電流作用下的基本無感效果，極大地提升了檢測精度。在材料工藝上，使用氧化處理銅質(zhì)外殼等高導(dǎo)電材料，部分型號采用金屬箔結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn) 2ns 級響應(yīng)速度，外殼還能通過 48 小時鹽霧測試，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；而在對成本敏感的一般工業(yè)監(jiān)測電路中，可選擇性價比合適的型號。

2.電路板設(shè)計 ：在電路板設(shè)計階段，要為同軸分流器預(yù)留精準(zhǔn)的焊接位置與過孔。過孔的大小、位置需與分流器引腳完美適配，確保焊接時的機(jī)械穩(wěn)定性與電氣連接可靠性。同時，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，確保焊接過程中溫度穩(wěn)定，避免因溫度過高損壞分流器或電路板，溫度過低則導(dǎo)致焊接不牢固。 同時，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.焊接作過程

焊接時焊料能與引腳良好融合。然后，可對引腳進(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。 焊接過程要迅速且穩(wěn)定，每個引腳的焊接時間控制在 3 - 5 秒，避免長時間加熱對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）焊接過程中的注意事項(xiàng)

1.溫度控制 ：焊接過程中，嚴(yán)格控制烙鐵溫度至關(guān)重要。溫度過高，會使同軸分流器的電阻體性能發(fā)生變化，導(dǎo)致測量精度下降，甚至可能損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)；溫度過低，焊料無法充分熔化，會出現(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，并在焊接過程中實(shí)時監(jiān)測。

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，在焊接過程中，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，避免因晃動導(dǎo)致焊接不良。

3.避免短路與電氣損傷 ：焊接過程中，要特別注意避免焊料橋接導(dǎo)致的短路問題。多余的焊料可能會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)，確保無短路情況。此外，操作過程中要防止靜電對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)用場景

電氣性能測試 ：使用高精度的萬用表、示波器等儀器，測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，通過示波器觀察在不同頻率、電流下分流器輸出的電壓信號，驗(yàn)證其線性度與精度，確保能準(zhǔn)確反映被測電路的電流情況。

頻率特性測試 ：利用信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻信號，輸入到焊接有同軸分流器的電路中，通過檢測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)計要求，是否在高頻下仍能保持良好的性能。

三、應(yīng)用場景

1.功率器件測試 ：在 IGBT、SiC、GaN 等功率器件的雙脈沖測試中，同軸分流器焊接在測試電路中，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)測量及動態(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 ：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)確測量大電流信號，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)測電路中，同樣能實(shí)時、精準(zhǔn)監(jiān)測瞬態(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 ：作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)寬頻電流源、互感器時，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)諧波溯源等精密測量場景中，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、大電流檢測中的優(yōu)勢，為現(xiàn)代電子電路的發(fā)展與應(yīng)用提供堅實(shí)支撐，在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出不可替代的價值。

審核編輯 黃宇