
I. Oplossing Agtergrond
In die gesig van die dringende behoefte aan lae-koste stroom-sensing in industriële beheer, energie-metering en oorstroom-beskerming toepassings, bied tradisionele elektromagnetiese stroom-transformers (CTs) en Hall-sensore pynpunte soos hoë materiaalkoste (veral vir >30A spesifikasies) en komplekse vervaardigingsprosesse. Hierdie oplossing maak gebruik van 'n vier-terminal manganien shunt weerstand + geoptimeerde seinkettingontwerp om uiterste kostebeheer in hoë-volume toepassingscenario's te bereik.
II. Kernoplossingontwerp
- Sensor Eenheid
- Presisie Vier-Terminal Manganien Shunt Weerstand
- Vervang tradisionele CT kern en spoelstruktuur.
- Kernparameters: 50μΩ-5mΩ weerstandbereik (aangepas per stroomspesifikasie), Temperatuur Koëffisiënt <50ppm/°C.
- Vier-terminal struktuur elimineer kontakweerstand foute (Kelvin-aansluiting).
- Sein Behandeling Ketting
- Lae-drif Instrumentasi Versterker (INA)
- Gebruik toestelle met <0.5μV/°C offsetspanning drift (bv. AD8237, INA826).
- Versterking Fout <0.1%, CMRR >120dB (onderdruk gemene-mode interferensie).
- Geïntegreerde EMI filtering verminder byliggende sirkuite.
- Afskeiding Optimering
- Geswitchde Kapasiteits Afskeider (bv. ADI isoPower®)
- Vervang tradisionele CT se magnetiese afskeidingsstruktuur.
- Ondersteun >5kV DC afskeidingsspanning.
- 40% laer kragverbruik, kos net 60% van optokoppelaar oplossings.
- Meganiese Ontwerp
- Spuitgegotte Plastiek Huis
- Elimineer metaal afskermingslae en inslagproses.
- Hou IP54 beskermingsgraad (stofbestendig en waterspetters bestendig).
- Genormaliseerde steekplug terminals vir outomatiese assemblage.
III. Kosvoordeel Analise (vs. Tradisionele Oplossing)
|
Item
|
Tradisionele CT Oplossing
|
Hierdie Shunt Oplossing
|
Redukering/Toename
|
|
100A Sensor BOM Kos
|
$8.2
|
$1.7
|
**79%↓**
|
|
Daglikse Produksielyn Kapasiteit
|
5,000 stuks
|
22,000 stuks
|
**340%↑**
|
|
Kalibrasietyd/Stuk
|
45 sek
|
8 sek
|
**82%↓**
|
|
Hoë-stroom Spesifikasie Premie
|
300%
|
20%
|
-
|
IV. Tipiese Tegniese Spesifikasies
- Nauwkeurigheid: 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
- Bandwydte: DC~50kHz (superieur tot tradisionele CT se 10kHz limiet)
- Gerate Stroom: 15-300A (>300A aangeraad om parallelle shunt arrays te gebruik)
- Kragverbruik: <15mW (geen self-verhitting impak nie)
- Reaksietyd: <1μs (beduidende voordeel in oorstroom-beskerming scenarios)
V. Toepassing Scenario Anpassing
- Slim Meter Interne Meting
- Geskik vir energie-metering onder Klasse 1.
- Busbar stroom monstering (gepaar met Σ-Δ ADC).
- Motor Aandryf Beheersisteme
- Drie-fase inwerter fase stroom deteksie.
- Kosgevoelige BLDC-beheerders.
- Oorstroom Beskerming Toestelle
- Breker trip stroom deteksie.
- Reaksiespoed verbeter deur 50x.
- Zonne Inverters
- String stroom montering (DC kant).
- Elimineer tradisionele CT se residuele flux fout probleem.
VI. Implementering Sleutelpunte
- Termiese Bestuur Ontwerp
- Koper uitgieting hitte afvoer (PCB funksioneer as hitte sink).
- Regel om te volg: ≥4mm² koper uitgieting per 1A stroom.
- EMC Optimering
- Differensiele spoor lengte passing ≤10mm.
- π-filter by instrumentasi versterker voor-end.
- Groot Maatskaplike Produksie Kontrole
- Volledig outomatiser laserafsny weergawe kalibrasie.
- Temperatuur kompensasie koëffisiënt firmware programmering.
- Dinamiese laai toetsing (vervang tradisionele burn-in proses).
Oplossing Beperkings:
- Nie geskik vir >600V sterk afskeiding scenarios (vereis verstevigde afskeiding oplossing nie).
- Beduidende koper verliese by strome >500A (aanbeveel magtige oplossing).