حل رخيص لقياس التيار: مقاومة شنت بدقة تحل محل المحولات الكهربائية ذات الجهد المنخفض التقليدية
I. خلفية الحل
في مواجهة الطلب الملّح على استشعار التيار بتكلفة منخفضة في تطبيقات التحكم الصناعي وقياس الطاقة وحماية الفائض في التيار، تقدم المحولات الكهرومغناطيسية التقليدية (CTs) وأجهزة الاستشعار هول نقاط ألم مثل تكاليف المواد العالية (خاصة للمواصفات >30A) وعمليات التصنيع المعقدة. يستخدم هذا الحل مقاومة شنت من المانغانين ذات أربعة طرفي + تصميم سلسلة إشارات مُحسّنة لتحقيق السيطرة القصوى على التكلفة في سيناريوهات التطبيق ذات الحجم الكبير.
II. تصميم الحل الرئيسي
- وحدة الاستشعار
- مقاومة شنت دقيقية من المانغانين ذات أربعة طرفي
- تستبدل الهيكل الأساسي والملف للـ CT التقليدية.
- المعلمات الرئيسية: نطاق مقاومة 50μΩ-5mΩ (مخصصة حسب تصنيف التيار)، معامل درجة الحرارة <50ppm/°C.
- يهيكل ذو أربعة طرفي يزيل خطأ مقاومة الاتصال (الاتصال كلفن).
- سلسلة معالجة الإشارة
- محفز قياس عالي الدقة بانحراف منخفض (INA)
- يستفيد من الأجهزة ذات انحراف الجهد أقل من 0.5μV/°C (مثل AD8237، INA826).
- خطأ الضبط <0.1%، CMRR >120dB (قمع التداخل المشترك).
- تصفية EMI المدمجة تقلل من الدوائر الخارجية.
- تحسين العزل
- مثبط سعة متغير (مثل ADI isoPower®)
- يحل محل هيكل العزل المغناطيسي التقليدي للـ CT.
- يدعم فولت عزل DC >5kV.
- استهلاك طاقة أقل بنسبة 40%، تكلفة فقط 60% من حلول الأوبتكوبلرز.
- التصميم الميكانيكي
- غلاف بلاستيكي مصبوب بالحقن
- يزيل طبقات الدرع المعدنية وعملية الغمر.
- يحافظ على تصنيف الحماية IP54 (مقاومة للغبار ورش الماء).
- طرفية قياسية قابلة للتوصيل للتركيب الآلي.
III. تحليل ميزة التكلفة (مقارنة بالحل التقليدي)
|
المادة |
حل CT التقليدي |
هذا الحل الشنت |
التخفيض/الزيادة |
|
تكلفة BOM لمستشعر 100A |
$8.2 |
$1.7 |
**79%↓** |
|
سعة خط الإنتاج اليومية |
5,000 قطعة |
22,000 قطعة |
**340%↑** |
|
وقت التعديل لكل قطعة |
45 ثانية |
8 ثوانٍ |
**82%↓** |
|
علاوة المواصفات عالية التيار |
300% |
20% |
- |
IV. المواصفات التقنية النموذجية
- الدقة: 1% FS (@25°C)، 2% FS (@-40°C~+85°C)
- عرض النطاق: DC~50kHz (أفضل من حدود CT التقليدية 10kHz)
- التيار المقنن: 15-300A (>300A يُنصح باستخدام صفائف شنت متوازية)
- استهلاك الطاقة: <15mW (بدون تأثير تسخين ذاتي)
- وقت الاستجابة: <1μs (مزايا كبيرة في سيناريوهات حماية الفائض في التيار)
V. تكيف سيناريو التطبيقات
- القياس الداخلي لأجهزة العداد الذكية
- مناسب لقياس الطاقة تحت المستوى الأول.
- عينة تيار الشريط (مع ADC Σ-Δ).
- أنظمة التحكم في محركات الدفع
- كشف تيار المرحلة للمحول ثلاثي الأطوار.
- وحدات التحكم في محركات BLDC حساسة للتكلفة.
- أجهزة حماية الفائض في التيار
- كشف تيار قطع المفتاح.
- سرعة الاستجابة أفضل بـ 50 مرة.
- المحوّلات الشمسية
- مراقبة تيار السلك (جانب DC).
- يُزيل مشكلة الخطأ المتبقي للتدفق في CT التقليدية.
VI. النقاط الرئيسية للتنفيذ
- تصميم إدارة الحرارة
- تبريد بواسطة صب النحاس (لوحة الدوائر تعمل كمبرد).
- قاعدة يجب اتباعها: ≥4mm² صب النحاس لكل 1A تيار.
- تحسين EMC
- تطابق طول المسارات التفاضلية ≤10mm.
- مرشح π في نهاية الأمامية للمحفز القياس.
- رقابة الإنتاج الضخم
- ضبط مقاومة الليزر التلقائي بالكامل.
- برمجة معامل تعويض درجة الحرارة الثابت.
- اختبار الحمل الديناميكي (يحل محل عملية الاحتراق التقليدية).
حدود الحل:
- غير مناسب لمواقف العزل القوي >600V (يتطلب حل عزل مدعّم).
- خسائر نحاس كبيرة عند تيار >500A (يُنصح بالحل المغناطيسي).
07/21/2025
مُنصح به
الحل المتكامل للطاقة الهجينة من الرياح والشمس للجزر النائية
ملخصتقدم هذه المقترح حلًا متكاملًا للطاقة مبتكرًا يجمع بشكل عميق بين طاقة الرياح وتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية وخزن الطاقة بالضخ ومعالجة تحلية مياه البحر. يهدف إلى معالجة التحديات الأساسية التي تواجه الجزر النائية، بما في ذلك صعوبة تغطية الشبكة وتكلفة توليد الكهرباء من الديزل العالية وقيود تخزين البطاريات التقليدية وندرة الموارد المائية العذبة. يحقق الحل التناغم والاستقلالية في "توفير الطاقة - تخزين الطاقة - توفير المياه"، مما يوفر مسارًا تقنيًا موثوقًا به واقتصاديًا وصديقًا للبيئة لتنمية ال
نظام هجين ذكي للرياح والطاقة الشمسية مع تحكم Fuzzy-PID لتحسين إدارة البطاريات وتعقب النقطة القصوى للطاقة
ملخصتقدم هذه الاقتراح نظام توليد طاقة هجين يعمل بالرياح والطاقة الشمسية يستند إلى تقنية التحكم المتقدمة، بهدف معالجة احتياجات الطاقة في المناطق النائية والسيناريوهات الخاصة بكفاءة واقتصادية. يكمن جوهر النظام في نظام تحكم ذكي يدور حول معالج ATmega16. يقوم هذا النظام بتتبع نقطة القوة القصوى (MPPT) لكل من الطاقة الريحية والطاقة الشمسية ويستخدم خوارزمية محسنة تجمع بين التحكم بـ PID والتحكم الضبابي لإدارة الشحن والإفراغ الدقيق والفعال للمكون الرئيسي - البطارية. وبالتالي، يعزز بشكل كبير كفاءة إنتاج ا
حل هجين فعال من حيث التكلفة للرياح والطاقة الشمسية: محول بوك-بوست وشحن ذكي يقللان تكلفة النظام
ملخصتقدم هذه الحل نظام توليد طاقة هجين فريد من نوعه عالي الكفاءة يعتمد على الرياح والطاقة الشمسية. لمعالجة نقاط الضعف الأساسية في التقنيات الحالية مثل الاستخدام المنخفض للطاقة، وقصر عمر البطارية، والاستقرار السيء للنظام، يستخدم النظام محوّلات DC/DC ذات التحكم الرقمي الكامل، والتكنولوجيا المتوازية المتشابكة، وخوارزمية الشحن الذكي ثلاثية المراحل. هذا يمكّن تتبع نقطة القوة القصوى (MPPT) على نطاق أوسع من سرعات الرياح والإشعاع الشمسي، مما يحسن بشكل كبير كفاءة التقاط الطاقة، ويُطيل عمر خدمة البطارية،
نظام تحسين الطاقة الهجين للرياح والشمس: حل تصميمي شامل لتطبيقات خارج الشبكة
مقدمة وخلفية1.1 تحديات أنظمة توليد الكهرباء من مصدر واحدتتميز أنظمة توليد الطاقة الشمسية (PV) التقليدية أو طاقة الرياح المستقلة بعيوب ذاتية. إذ يتأثر توليد الطاقة الشمسية بدورات النهار والطقس، بينما يعتمد توليد طاقة الرياح على مصادر رياح غير مستقرة، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في إنتاج الطاقة. لضمان التزويد المستمر بالطاقة، تكون البطاريات ذات السعة الكبيرة ضرورية لتخزين الطاقة والتوازن. ومع ذلك، فإن البطاريات التي تخضع لدورات شحن وإفراز متكررة تكون عرضة للبقاء في حالة شحن قليلة لفترات طويلة تحت ظر
