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高精度电流感应传感器感应电流的方法有哪些?

发表时间:2022-03-14 15:47【 阅读量:-查看手机网址
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  高精度电流感应传感器是提高闭环控制系统(即电机驱动)效率的关键。在这篇文章中,总结了隔离式电流检测不同方法的优缺点,并列出了一些使用它们的典型应用。


  分流电阻器用于广泛的工业应用,并在低温漂移下提供相对较高的精度。但是,它们的使用受到自身电阻值引起的功耗的限制。在具有高共模电压的应用中,分流电阻器需要隔离式放大器,例如AMC1200,或者对于性能最高的系统,需要隔离式Δ-Σ调制器,例如AMC1304L05。该器件提供±50mV的低输入电压范围,允许您在不影响性能的情况下使用更小的电阻分流器。


  Rogowski线圈仅测量交流电(AC),并缠绕在分配要感测电流的导体上。它们提供与交流电流变化率成比例的电压,因此在使用模数转换器(ADC)进行处理之前需要积分器。


  Rogowski线圈适用于改装应用,因为线圈可以安装在导体周围而不会中断电流。它们不使用金属芯,因此定位的机械公差会影响和限制可实现的精度。出于同样的原因,它们不会饱和,因此用于大电流应用。它们的低电感允许在具有高转换率的系统中使用。


  在电流互感器(CT)中,初级交流电流在磁芯中产生磁场。该磁场在次级绕组中感应出成比例的电流。需要一个负载电阻将电流转换为电压信号,以便在ADC中进行进一步处理。


  CT的精度取决于设置的机械公差、负载精度和磁芯的温度漂移。磁芯的饱和水平限制了CT的动态范围。另一方面,专用设计允许您为特定用例定制CT。CT广泛用于感测电网中的电流。


  磁阻传感器会随着磁场、直流电(DC)或交流电的存在而改变其电阻。磁阻传感器体积小,通常用于位置和角度传感。对于不需要高精度的低电流应用,它们是具有成本效益的替代品。


  根据使用的材料,您可以从两种类型的磁阻传感器中进行选择:


  ·各向异性磁阻(AMR)传感器使用磁场影响电阻的铁磁材料。电阻变化很小;因此,通常使用惠斯通电桥来感应它。


  ·巨磁阻(GMR)传感器依赖于磁场对由交替的铁磁和非磁性层构成的结构的电阻的显着更高影响。然而,没有免费的午餐——与AMR传感器相比,生产过程更加复杂和昂贵。


  霍尔效应传感器提供与交流或直流磁场成比例的电压信号。它们本质上是嘈杂的,并且电压水平高度依赖于温度。


  霍尔传感器可用于不需要高精度水平的开环应用。为了获得更好的准确性,闭环方法是最好的;其中包括霍尔传感器、带补偿绕组的磁芯和通常采用完整模块形式的信号调节电路。闭环模块可用于各种精度、电流和成本水平。


  与其他电流传感方法相比,磁通门传感器提供最高水平的灵敏度、最宽的动态范围以及最低的噪声和温度漂移性能。外部磁通门传感器设计复杂,机械公差要求低;全球只有少数制造商提供磁通门传感器模块。TI最近发布了DRV421,这是业界首款完全集成的磁通门传感器,具有闭环直流和交流应用所需的所有信号调节功能。通过磁芯和补偿线圈,该解决方案可以轻松制造高精度和低电平(泄漏)电流模块。