Недорогое решение для измерения тока: точный шунт заменяет традиционные низковольтные трансформаторы тока

Недорогое решение для измерения тока: точный шунт заменяет традиционные низковольтные трансформаторы тока

HK Electrical
Yueqing HK Electrical Trading Co., Ltd.
Добавить нас в Google

​

​I. Предыстория решения​
В условиях острой потребности в дешевом измерении тока для промышленного контроля, учета энергии и защиты от перегрузки по току, традиционные электромагнитные трансформаторы тока (ТТ) и датчики Холла имеют такие недостатки, как высокая стоимость материалов (особенно для спецификаций >30А) и сложный процесс производства. Данное решение использует четырехвыводной резистор манганин + оптимизированную схему сигнала для достижения экстремального контроля затрат в условиях массового применения.

​II. Основной дизайн решения​

  1. ​Блок обнаружения​
    • Четырехвыводной прецизионный резистор манганин
      • Заменяет традиционную структуру сердечника и катушки ТТ.
      • Ключевые параметры: диапазон сопротивления 50μΩ-5мΩ (индивидуально настраивается в зависимости от номинального тока), температурный коэффициент <50ppm/°C.
      • Четырехвыводная структура исключает ошибку контактного сопротивления (соединение Кельвина).
  2. ​Цепь обработки сигнала​
    • Измерительный усилитель с малым дрейфом (INA)
      • Используются устройства с дрейфом напряжения смещения <0.5μV/°C (например, AD8237, INA826).
      • Погрешность усиления <0.1%, СМРР >120дБ (подавление общего режима помех).
      • Интегрированная фильтрация ЭМИ уменьшает необходимость в дополнительных цепях.
  3. ​Оптимизация изоляции​
    • Изолирующий конденсаторный переключатель (например, ADI isoPower®)
      • Заменяет традиционную магнитную изоляцию ТТ.
      • Поддерживает напряжение изоляции DC >5кВ.
      • Потребляет на 40% меньше энергии, стоит всего 60% от решений с оптронами.
  4. ​Механический дизайн​
    • Пластиковый корпус, изготовленный методом литья под давлением
      • Устраняет необходимость в металлических экранах и заливке.
      • Сохраняет степень защиты IP54 (пыле- и брызгозащита).
      • Стандартизированные разъемы для автоматической сборки.

​III. Анализ преимуществ по затратам (по сравнению с традиционным решением)​​

Пункт

Традиционное решение ТТ

Это решение с шунтом

Снижение/Увеличение

Стоимость BOM для датчика 100A

$8.2

$1.7

​**79%↓**​

Производственная мощность в день

5,000 штук

22,000 штук

​**340%↑**​

Время калибровки на единицу

45 сек

8 сек

​**82%↓**​

Премия за высокий номинальный ток

300%

20%

-

​IV. Типовые технические характеристики​

  • ​Точность:​​ 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
  • ​Ширина полосы пропускания:​​ DC~50kHz (превосходит традиционное ограничение ТТ 10kHz)
  • ​Номинальный ток:​​ 15-300A (>300A рекомендуется использовать параллельные массивы шунтов)
  • ​Потребляемая мощность:​​ <15мВт (не влияет на самонагрев)
  • ​Время отклика:​​ <1μс (значительное преимущество в сценариях защиты от перегрузки по току)

​V. Приспособление к сценариям применения​

  1. ​Внутренние измерения в умных счетчиках​
    • Подходит для учета энергии класса ниже 1.
    • Отбор проб тока шины (в паре с АЦП Σ-Δ).
  2. ​Системы управления двигателем​
    • Обнаружение тока фазы в трехфазном инверторе.
    • Контроллеры BLDC, чувствительные к цене.
  3. ​Устройства защиты от перегрузки по току​
    • Обнаружение тока срабатывания выключателя.
    • Скорость отклика увеличивается в 50 раз.
  4. ​Инверторы солнечных панелей​
    • Мониторинг тока строки (DC сторона).
    • Устраняет проблему остаточного магнитного потока традиционных ТТ.

​VI. Ключевые моменты реализации​

  1. ​Дизайн теплового менеджмента​
    • Рассеивание тепла с помощью медного слоя (печатная плата в качестве радиатора).
    • Правило: ≥4мм² медного слоя на 1А тока.
  2. ​Оптимизация ЭМС​
    • Совпадение длины дифференциальных трасс ≤10мм.
    • Фильтр π на входе измерительного усилителя.
  3. ​Контроль массового производства​
    • Полностью автоматическая калибровка резисторов с использованием лазера.
    • Программирование микропрограммы для коэффициента температурной компенсации.
    • Динамическое тестирование нагрузки (заменяет традиционный процесс прогрева).

​Ограничения решения:​​

  • Не подходит для сценариев сильной изоляции >600В (требуется усиленное изоляционное решение).
  • Значительные потери меди при токах >500А (рекомендуется магнитное решение).
Оставьте свои контактные данные, чтобы получить полную техническую документацию и бесплатную консультацию от наших инженеров

Комментарии

Поделитесь вопросом или мнением
WhatsApp
Запрос
+86
Нажмите для загрузки файла
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса
Вход
или продолжить с
Новый пользователь?
Регистрация