Solusi Penginderaan Arus Berbiaya Rendah: Presisi Shunt Menggantikan Transformer Arus Tekanan Rendah Tradisional

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

I. Latar Belakang Solusi
Menghadapi permintaan mendesak untuk penginderaan arus rendah biaya dalam aplikasi kontrol industri, pengukuran energi, dan perlindungan arus berlebih, transformator arus elektromagnetik (CT) tradisional dan sensor Hall menunjukkan titik-titik nyeri seperti biaya material tinggi (terutama untuk spesifikasi >30A) dan proses manufaktur yang rumit. Solusi ini menggunakan resistor shunt mangan empat terminal + desain rantai sinyal yang dioptimalkan untuk mencapai kontrol biaya ekstrem dalam skenario aplikasi volume tinggi.

II. Desain Solusi Inti

Unit Penginderaan

Resistor Shunt Mangan Empat Terminal Presisi

Menggantikan struktur inti dan kumparan CT tradisional.
Parameter Kunci: rentang resistansi 50μΩ-5mΩ (disesuaikan per rating arus), Koefisien Suhu <50ppm/°C.
Struktur empat terminal menghilangkan kesalahan resistansi kontak (sambungan Kelvin).

Rantai Pemrosesan Sinyal

Amplifier Instrumentasi dengan Drift Rendah (INA)

Menggunakan perangkat dengan drift tegangan offset <0.5μV/°C (misalnya, AD8237, INA826).
Kesalahan Gain <0.1%, CMRR >120dB (menekan gangguan mode umum).
Filtring EMI terintegrasi mengurangi rangkaian periferal.

Optimalisasi Isolasi

Isolator Kapasitor Beralih (misalnya, ADI isoPower®)

Menggantikan struktur isolasi magnetik CT tradisional.
Mendukung tegangan isolasi DC >5kV.
Konsumsi daya 40% lebih rendah, biaya hanya 60% dari solusi optokopler.

Desain Mekanis

Housing Plastik Injeksi

Menghilangkan lapisan perisai logam dan proses potting.
Mempertahankan peringkat perlindungan IP54 (tahan debu dan percikan air).
Terminal colok standar untuk perakitan otomatis.

III. Analisis Keunggulan Biaya (vs. Solusi Tradisional)

Item	Solusi CT Tradisional	Solusi Shunt Ini	Penurunan/Peningkatan
Biaya BOM Sensor 100A	$8.2	$1.7	79%↓
Kapasitas Produksi Harian Garis Produksi	5.000 pcs	22.000 pcs	340%↑
Waktu Kalibrasi/Satuan	45 detik	8 detik	82%↓
Premium Spesifikasi Arus Tinggi	300%	20%	-

IV. Spesifikasi Teknis Tipe

Akurasi: 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
Lebar Band: DC~50kHz (lebih unggul dari batas 10kHz CT tradisional)
Arus Nominal: 15-300A (>300A disarankan menggunakan array shunt paralel)
Konsumsi Daya: <15mW (tidak ada dampak pemanasan sendiri)
Waktu Tanggapan: <1μs (keunggulan signifikan dalam skenario perlindungan arus berlebih)

V. Adaptasi Skenario Aplikasi

Pengukuran Internal Meter Cerdas

Cocok untuk pengukuran energi di bawah Kelas 1.
Sampling arus bus (dipasangkan dengan ADC Σ-Δ).

Sistem Kontrol Penggerak Motor

Pendeteksian arus fase inversi tiga fase.
Kontroler BLDC sensitif biaya.

Perangkat Perlindungan Arus Berlebih

Pendeteksian arus trip pemutus sirkuit.
Kecepatan tanggapan meningkat 50 kali.

Inverter Surya

Pemantauan arus string (sisi DC).
Menghilangkan masalah kesalahan fluks residu CT tradisional.

VI. Poin-Poin Kunci Implementasi

Desain Manajemen Termal

Penghantar panas tuangan tembaga (PCB bertindak sebagai heatsink).
Aturan yang harus diikuti: ≥4mm² tuangan tembaga per 1A arus.

Optimalisasi EMC

Penyesuaian panjang jejak diferensial ≤10mm.
π-filter di ujung depan amplifier instrumentasi.

Kontrol Produksi Massal

Kalibrasi pemotongan resistor laser sepenuhnya otomatis.
Pemrograman firmware koefisien kompensasi suhu.
Uji beban dinamis (menggantikan proses burn-in tradisional).

Batasan Solusi:

Tidak cocok untuk skenario isolasi kuat >600V (memerlukan solusi isolasi diperkuat).
Kerugian tembaga signifikan pada arus >500A (solusi magnet direkomendasikan).

07/21/2025

Direkomendasikan

Lainnya