超導是指某些物質在一定溫度下，電阻為零的現(xiàn)象，與傳統(tǒng)的導電材料相比，超導材料在通過電流時，回路不會產(chǎn)生熱量，此外，超導材料還具有完全抗磁性，通量量子化等特點。目前，超導材料已廣泛應用于電力、醫(yī)療、粒子加速器、可控核聚變、軌道交通等多個行業(yè)。

接下來，小編將為您分享超導行業(yè)典型測試場景、測試痛點、及NGI超穩(wěn)定低紋波電源在超導行業(yè)的應用。

場景1：超導帶材/線材臨界電流Ic測試

超導材料具有三大臨界特征值，包括臨界溫度Tc、臨界電流Ic和臨界磁場Hc，只有當溫度、電流和磁場在臨界值曲面上或內(nèi)部時，物質才會進入超導態(tài)。因此，臨界電流測試成為了超導帶材、線材等廠家的關注重點之一。

業(yè)界通常采用四探針法測試超導臨界電流Ic，即通過電流源輸出遞增電流值I至被測樣品，同步使用納伏表測量被測樣品兩端電壓。

當測試電流≤Ic時，被測樣品處于超導態(tài)，兩端電壓通常為μV級：當電流大于Ic時，樣品失超，兩端電壓突變。電壓突變點對應電流即為臨界電流Ic。

場景2：超導磁體勵磁

超導磁體是利用超導材料在低溫下的超導特性產(chǎn)生強磁場的裝置，與傳統(tǒng)的磁性材料制成的電磁鐵相比，具有高臨界場強、低損耗等優(yōu)點，已廣泛應用于MRI、可控核聚變、粒子加速器等行業(yè)。

超導磁體線圈磁場強度計算通常采用畢奧薩伐爾定律，即在距離選定點 A 為 R 處有電流為 I 的回路 C, 回路上電流元 dl在距坐標軸交點 r 處的磁場強度H可表示為式1：

其中, u 是 dl 到點 A 的單位矢量。

▲畢奧薩伐爾定律

測試痛點 

根據(jù)典型測試場景、及測試方法可知，電源的穩(wěn)定性、紋波、過沖是影響超導磁體磁場強度、臨界電流Ic測試的關鍵因素：

穩(wěn)定性

由式（1）可知，電源穩(wěn)定性直接關系到超導磁體磁場的穩(wěn)定性，其勵磁一般需要電源從0開始、以固定斜率上升至數(shù)百~上千A，并以固定大電流勵磁數(shù)小時，其穩(wěn)定性通常要求0.02%以內(nèi)。此外，電流穩(wěn)定性也會影響超導帶材/線材臨界電流測試的一致性。

低紋波

超導線圈可等效為圖4電路，存在一定感性、容性分量。如紋波過高，將對線圈容性/感性分量做功發(fā)熱，影響超導磁體運行的可靠性。

▲超導等效電路

過沖

由圖2可知，電流過沖容易導致超導帶材/線材臨界電流Ic測試不準，影響品控準確性。而對于超導磁體而言，電流過沖過大將存在線圈發(fā)熱、甚至燒毀的風險。

電流紋波有效值≤0.1%，輸出電流更純凈無干擾；

支持模塊化并機至萬A級，滿足更大規(guī)格線圈勵磁需求；

2U空間支持輸出1100A大電流，節(jié)省用戶測試空間；

目前，NGI超穩(wěn)定、低紋波可編程直流電源已廣泛應用于上海超導、聚變新能源等全球超導產(chǎn)業(yè)鏈TOP客戶。