Niskocijena rješenja za očitavanje struja: Precizni šunt zamjenjuje tradicionalne niskonaponske transformatori struje

2yrs + staff 1000+m² US$300,000,000+ China

I. Pregled rješenja
Suočeni s urgencijom za niskocjenovno očitavanje struja u industrijskom upravljanju, mjerenju energije i aplikacijama zazaštitu od preopterećenja, tradicionalni elektromagnetski transformatori struje (CT) i senzori Halla predstavljaju probleme poput visokih materijalnih troškova (naročito za specifikacije >30A) i složenih proizvodnih procesa. Ovo rješenje koristi četveroterminalni manganski shunt otpornik + optimiziran dizajn signala kako bi se postigla ekstremna kontrola troškova u scenarijima s velikim količinama.

II. Ključni dizajn rješenja

Jedinica za očitavanje

Precizan četveroterminalni manganski shunt otpornik

Zamjenjuje tradicionalnu strukturu jezgra i zavoja CT-a.
Ključne parametre: opseg otpora 50μΩ-5mΩ (prilagođeno po tečnosti struje), koeficijent temperaturne promjene <50ppm/°C.
Četveroterminalna struktura eliminira grešku kontaktnog otpora (veza Kelvin).

Lanac obrade signala

Amplifikator instrumentacije s niskom driftom (INA)

Koristi uređaje s driftom napona pomaka <0,5μV/°C (npr., AD8237, INA826).
Greška pojačanja <0,1%, CMRR >120dB (smanjuje zajedničko-modni šum).
Integrirani EMI filter smanjuje periferni krug.

Optimizacija izolacije

Prekidač kapacitivne izolacije (npr., ADI isoPower®)

Zamjenjuje tradicionalnu magnetsku izolaciju CT-a.
Podržava >5kV DC izolacijski napon.
40% niža potrošnja energije, samo 60% cijene optokupljačkih rješenja.

Mehanički dizajn

Plastična kućišta injekcijskog lisovanja

Eliminira metaličke štiti i proces potapanja.
Održava stupanj zaštite IP54 (otporna na prahu i prskanje vode).
Standardizirani štapni terminali za automatizirano montiranje.

III. Analiza prednosti troškova (uspor. tradicionalno rješenje)

Stavka	Tra. rješenje CT-a	Ovo rješenje shunta	Smanjenje/Povećanje
Trošak BOM za 100A senzor	$8,2	$1,7	79%↓
Dnevna kapacitet linije proizvodnje	5.000 kom.	22.000 kom.	340%↑
Vrijeme kalibracije/komad	45 sek.	8 sek.	82%↓
Nadnaplate za visoku tečnost struje	300%	20%	-

IV. Tipične tehničke specifikacije

Točnost: 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
Propusnica: DC~50kHz (superior to traditional CT's 10kHz limit)
Nominirana struja: 15-300A (>300A preporučeno koristiti paralelni niz shunta)
Potrosnja energije: <15mW (bez utjecaja samozagrijavanja)
Vrijeme reakcije: <1μs (značajna prednost u scenarijima zaštite od preopterećenja)

V. Prilagodba primjenskim scenarijima

Unutarnje mjerenje pametnog brojila

Prikladan za mjerenje energije ispod klase 1.
Uzorkovanje struje busbar (upareno s Σ-Δ ADC).

Sustavi upravljanja pogonom motora

Očitavanje fazi struje tri-faznog invertera.
Cijenosjetivi kontroleri BLDC.

Uređaji za zaštitu od preopterećenja

Očitavanje struje za aktivaciju prekidača.
Brzina reakcije povećana 50x.

Inverteri solarnih baterija

Monitoring struje lanaca (DC strana).
Eliminira problem ostatne fluksije tradicionalnog CT-a.

VI. Ključni elementi implementacije

Dizajn upravljanja toplinom

Raspored bakra za toplotnu disipaciju (PCB kao toplotna sinka).
Pravilo: ≥4mm² bakra po 1A struje.

Optimizacija EMC

Podudaranje duljine diferencijalnih tragova ≤10mm.
π-filter na prijemnom dijelu amplifikatora instrumentacije.

Kontrola masovne proizvodnje

Automatizirano laser trimiranje rezistora za kalibraciju.
Programiranje koeficijenta temperature kompenzacije firmverom.
Testiranje dinamičkog opterećenja (zamjenjuje tradicionalni postupak starenja).

Ograničenja rješenja:

Nije prikladno za scene s jakom izolacijom >600V (potrebno je jače izolacijsko rješenje).
Značajne gubitke bakra kod struja >500A (preporučljivo je magnetsko rješenje).

07/21/2025

Preporučeno

Više