电流检验方法.docx

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电流检验方法

浅谈电流检测方式

一、检测电阻+运放

优势：

成本低、精度较高、体积小

劣势：

温漂较大，精密电阻选取较难，无隔离效果。

分析：

这两种拓扑构造，都存在一定风险性，低端检测电路易对地线导致干扰；高品位检测，电阻与运放选取规定高。

检测电阻，成本低廉普通精度较低，温漂大，而如果要选用精度高，温漂小，则需要用到合金电阻，成本将大大提高。

运放成本低，钳位电压低，而特殊工艺，则成本上升诸多。

二、电流互感器CT/电压互感器PT

在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比倒数。

而CT和PT就是特殊变压器。

基本构造上，CT一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路绝缘，伤及设备和人身。

PT相反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。

CT,电流互感器，英文拼写CurrentTransformer，是将一次侧大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用，额定电流为5A或1A变换设备。

它工作原理和变压器相似。

也称作TA或LH（旧符号）工作特点和规定：

1、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。

2、二次回路不容许开路，否则会产生危险高电压，危及人身及设备安全。

3、CT二次回路必要有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。

4、变换精确性。

PT，电压互感器，英文拼写PhasevoltageTransformers，是将一次侧高电压按比例变为适合仪表或继电器使用额定电压为100V变换设备。

电磁式电压互感器工作原理和变压器相似。

也称作TV或YH（旧符号）。

工作特点和规定：

1、一次绕组与高压电路并联。

2、二次绕组不容许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。

3、二次绕组有一点直接接地。

4、变换精确性

模块型霍尔电流传感器

模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。

开环模式又称为直接测量式霍尔电流传感器，输入为电流，输出为电压。

这种方式长处是构造简朴，测量成果精度和线性度都较高。

可测直流、交流和各种波形电流。

但它测量范畴、带宽等受到一定限制。

在这种应用中，霍尔器件是磁场检测器，它检测是磁芯气隙中磁感应强度。

电流增大后，磁芯也许达到饱和；随着频率升高，磁芯中涡流损耗、磁滞损耗等也会随之升高。

这些都会对测量精度产生影响。

固然，也可采用某些改进办法来减少这些影响，例如选取饱和磁感应强度高磁芯材料；制成多层磁芯；采用各种霍尔元件来进行检测等等。

开环模式构造原理见下图

依照检测量程需求，普通分为如下两种绕线模式，左图为小量程构造图，右图为大量程构造图。

闭环模式又称为零磁通模式或磁平衡模式，其输入与输出端均为电流信号。

原理见下图

将霍尔器件输出电压进行放大，再经电流放大后，让这个电流通过补偿线圈，并令补偿线圈产生磁场和被测电流产生磁场方向相反，最后达到磁平衡。

这个平衡过程是自动建立，是一种动态平衡。

建立平衡所需时间极短。

平衡时，霍尔器件处在零磁通状态。

磁芯中磁感应强度极低（抱负状态应为0），不会使磁芯饱和，也不会产生大磁滞损耗和涡流损耗。

恰本地选取磁芯材料和线路元件，可做出性能优良零磁通电流传感器。

当前市场上模块霍尔电流传感器，普通体积较大，为双电源供电，价格较高，闭环模式霍尔电流传感器其性能要比开环模式好，但价格也比开环模式贵许多。

四、其她电流检测器件。

除以上简介几种电流检测方式外，尚有其她几种测量方式，分别为：

AVAGO光耦隔离放大器。

TI电容式隔离放大器

ADI西格玛德尔塔式隔离放大器。

这三种电流检测方式，芯片内部构造，原理是不同样，但外围电路有许多共同点。

三种方式均是通过检测精密电阻两端电压来鉴定其被检测电流大小。

原边与负边均需加电源供电。

输出为差分输出，需考虑共模抑制比，可做到零基准电压。

响应时间与精度差不多，均为us级，精度界于1%~5%。

五、Allegro电流传感器

简介完了其她电流检测方式，接下来，重点简介一下Allegro电流传感器。

鄙人代理此条线产品。

Allegro电流传感器共同点：

芯片级霍尔电流传感器，串联在电流回路中，外围电路简朴。

2.开环模式霍尔电流传感器（因体积问题，芯片级霍尔电流传感器无法做到闭环模式。

）

3.可测交直流电流。

4.无需检测电阻，内置毫欧级途径内阻。

5.单电源供电，原边无需供电。

6.80~120KHz带宽，外围滤波电容可调节带宽与噪声关系。

7.输出加载于0.5Vcc上，非常稳定斩波输出。

8.us级响应速度，精度在-40~85℃时不大于2%

9.带抑制干扰特殊封装工艺。

10.非常好一致性与可靠性。

年出厂不合格率不大于1PPM。

常推几颗Allegro霍尔电流传感器为：

ACS712

从ACS712内部框图与封装解剖图可以看出，原边电流只是从芯片内部流过，与副边电路并没有接触，原边与副边是隔离，由于封装小，因此ACS712隔离电压为2100V。

由于电流流过会产生一种磁场，霍尔元件依照磁场感应出一种线性电压信号，通过内部放大、滤波、与斩波电路，输出一种电压信号。

ACS712依照尾缀不同样，量程分为三个规格：

5A、20A、30A，温度级别均为E级（-40~85℃）。

输入与输出在量程范畴内为良好线性关系，其系数Sensitivity分别为，185、100、66mV/A。

由于斩波电路因素，其输出将加载于0.5Vcc上。

ACS712Vcc电源普通建议采用5V。

输出与输入关系为Vout=0.5Vcc+Ip*Sensitivity。

普通输出电压信号介于0.5V~4.5V之间。

Ip+与Ip-之间流经芯片内部那一部份，咱们称之为内置途径内阻，其阻值为1.2mΩ.当大电流流经它时，所产生功耗很小，如30A满量程电流流经它时，产生功耗为P=30*30*1.2/1000=1.08W。

ACS712全温度范畴精度为±1.5%。

在25~85℃时，精度特性更好。

输入与输出之间响应时间为5us。

带宽为80KHz，通过调节滤波脚与地之间滤波电容，可依照客户规定来调节噪声与带宽关系，电容取值大，带宽小，噪声小。

ACS710

与ACS712相比，ACS710多了一种过流保护功能。

如上图所示，蓝色虚框为ACS710电流检测回路，红色虚框为ACS710过流保护回路。

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