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Allegro電流傳感器簡介

人氣: | 時間:2014/3/25 9:21:35 | 關閉

一、檢測電阻+運放

優勢:

成本低、精度較高、體積小

劣勢:

溫漂較大,精密電阻的選擇較難,無隔離效果。

分析:

這兩種拓撲結構,都存在一定的風險性,低端檢測電路易對地線造成幹擾;高端檢測,電阻與運放的選擇要求高。

檢測電阻,成本低廉的一般精度較低,溫漂大,而如果要選用精度高的,溫漂小的,則需要用到合金電阻,成本將大大提高。運放成本低的,鉗位電壓低,而特殊工藝的,則成本上升很多。

二、電流互感器CT/電壓互感器 PT            

在變壓器理論中,一、二次電壓比等於匝數比,電流比為匝數比的倒數。而CT和PT就是特殊的變壓器。 
基本構造上,CT的一次側匝數少,二次側匝數多,如果二次開路,則二次側電壓很高,會擊穿繞阻和回路的絕緣,傷及設備和人身。PT相反,一次側匝數多,二次側匝數少,如果二次短路,則二次側電流很大,使回路發熱,燒毀繞阻及負載回路電氣。

CT,電流互感器,英文拚寫Current Transformer,是將一次側的大電流,按比例變為適合通過儀表或繼電器使用的,額定電流為5A或1A的變換設備。它的工作原理和變壓器相似。也稱作TA或LH(舊符號)工作特點和要求:

1、一次繞組與高壓回路串聯,隻取決於所在高壓回路電流,而與二次負荷大小無關。

2、二次回路不允許開路,否則會產生危險的高電壓,危及人身及設備安全。

3、CT二次回路必須有一點直接接地,防止一、二次繞組絕緣擊穿後產生對地高電壓,但僅一點接地。

4、變換的準確性。

PT,電壓互感器,英文拚寫Phase voltage Transformers,是將一次側的高電壓按比例變為適合儀表或繼電器使用的額定電壓為100V的變換設備。電磁式電壓互感器的工作原理和變壓器相同。也稱作TV或YH(舊符號)。

工作特點和要求:

1、一次繞組與高壓電路並聯。

2、二次繞組不允許短路(短路電流燒毀PT),裝有熔斷器。

3、二次繞組有一點直接接地。

4、變換的準確性

三、        模塊型霍爾電流傳感器

模塊型霍爾電流傳感器分開環模式與閉環模式。

開環模式又稱為直接測量式霍爾電流傳感器,輸入為電流,輸出為電壓。這種方式的優點是結構簡單,測量結果的精度和線性度都較高。可測直流、交流和各種波形的電流。但它的測量範圍、帶寬等受到一定的限製。在這種應用中,霍爾器件是磁場檢測器,它檢測的是磁芯氣隙中的磁感應強度。電流增大後,磁芯可能達到飽和;隨著頻率升高,磁芯中的渦流損耗、磁滯損耗等也會隨之升高。這些都會對測量精度產生影響。當然,也可采取一些改進措施來降低這些影響,例如選擇飽和磁感應強度高的磁芯材料;製成多層磁芯;采用多個霍爾元件來進行檢測等等。

開環模式的結構原理見下圖

根據檢測量程的需求,一般分為以下兩種繞線模式,左圖為小量程的結構圖,右圖為大量程的結構圖。

將霍爾器件的輸出電壓進行放大,再經電流放大後,讓這個電流通過補償線圈,並令補償線圈產生的磁場和被測電流產生的磁場方向相反,最終達到磁平衡。

這個平衡過程是自動建立的,是一個動態平衡。建立平衡所需的時間極短。平衡時,霍爾器件處於零磁通狀態。磁芯中的磁感應強度極低(理想狀態應為0),不會使磁芯飽和,也不會產生大的磁滯損耗和渦流損耗。恰當地選擇磁芯材料和線路元件,可做出性能優良的零磁通電流傳感器。

    現在市場上的模塊霍爾電流傳感器,一般體積較大,為雙電源供電,價格較高,閉環模式的霍爾電流傳感器其性能要比開環模式好,但價格也比開環模式的貴許多。

四、其他的電流檢測器件。

除以上介紹的幾種電流檢測方式外,還有其他幾種測量方式,分別為:

AVAGO的光耦隔離放大器。

TI的電容式隔離放大器

ADI的西格瑪德爾塔式隔離放大器。

這三種電流檢測方式,芯片內部結構,原理是不一樣的,但外圍電路有許多共同點。

一、三種方式均是通過檢測精密電阻兩端的電壓來判定其被檢測電流的大小。

二、原邊與負邊均需加電源供電。

三、輸出為差分輸出,需考慮共模抑製比,可做到零基準電壓。

四、響應時間與精度差不多,均為us級,精度界於1%~5%。

五、Allegro電流傳感器

介紹完了其他的電流檢測方式,接下來,重點介紹一下Allegro的電流傳感器。鄙人代理此條線的產品。

Allegro電流傳感器的共同點:

一、芯片級霍爾電流傳感器,串聯在電流回路中,外圍電路簡單。

二、開環模式的霍爾電流傳感器(因體積問題,芯片級霍爾電流傳感器無法做到閉環模式。)

三、可測交直流電流。

四、無需檢測電阻,內置毫歐級路徑內阻。

五、單電源供電,原邊無需供電。

六、80~120KHz的帶寬,外圍濾波電容可調整帶寬與噪聲的關係。

七、輸出加載於0.5Vcc上,非常穩定的斬波輸出。

八、us級響應速度,精度在-40~85℃時小於2%

九、帶抑製幹擾的特殊封裝工藝。

十、非常好的一致性與可靠性。年出廠不合格率小於1PPM。


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