
I. پېشنګو ته ورته
صنعتي کنټرول، انرژۍ شمېر، او څخه زیات چاپې د نورو ماسومانو لپاره د کم قیمت سینسرې د اړتیا له خواښې برخه، د روتنې الکترومغناطیسي کرنل (CTs) او هال سنسورونه د موادو لوی تعرفې (殊特别是对于>30A规格) 和复杂的制造工艺等问题。此解决方案采用四端锰铜分流电阻+优化信号链设计,在大批量应用场景中实现了极低成本控制。
II. 核心解决方案设计
- 感应单元
- 精密四端锰铜分流电阻
- 取代传统的CT核心和线圈结构。
- 关键参数:50μΩ-5mΩ电阻范围(根据电流等级定制),温度系数<50ppm/°C。
- 四端结构消除接触电阻误差(开尔文连接)。
- 信号处理链
- 低漂移仪表放大器(INA)
- 使用偏移电压漂移<0.5μV/°C的器件(例如AD8237,INA826)。
- 增益误差<0.1%,共模抑制比>120dB(抑制共模干扰)。
- 集成EMI滤波减少外围电路。
- 隔离优化
- 电容耦合隔离器(例如ADI isoPower®)
- 取代传统CT的磁隔离结构。
- 支持>5kV直流隔离电压。
- 功耗降低40%,成本仅为光耦解决方案的60%。
- 机械设计
- 注塑塑料外壳
- 取消金属屏蔽层和灌封工艺。
- 保持IP54防护等级(防尘和防溅水)。
- 标准化插接端子,适用于自动化装配。
III. 成本优势分析(与传统解决方案相比)
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项目
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传统CT解决方案
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此分流解决方案
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减少/增加
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100A传感器BOM成本
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$8.2
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$1.7
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**79%↓**
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日生产线产能
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5,000个
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22,000个
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**340%↑**
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每件校准时间
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45秒
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8秒
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**82%↓**
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高电流规格溢价
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300%
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20%
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IV. 典型技术规格
- 精度: 1% FS (@25°C),2% FS (@-40°C~+85°C)
- 带宽: DC~50kHz(优于传统CT的10kHz限制)
- 额定电流: 15-300A(>300A建议使用并联分流阵列)
- 功耗: <15mW(无自热影响)
- 响应时间: <1μs(在过流保护场景中具有显著优势)
V. 应用场景适应性
- 智能电表内部测量
- 适用于1级以下的能源计量。
- 母线电流采样(与Σ-Δ ADC配对)。
- 电机驱动控制系统
- 三相逆变器相电流检测。
- 成本敏感的BLDC控制器。
- 过流保护装置
- 太阳能逆变器
- 串电流监测(直流侧)。
- 消除传统CT的剩磁误差问题。
VI. 实施要点
- 热管理设计
- 铜浇散热(PCB作为散热器)。
- 遵循规则:每1A电流≥4mm²铜浇。
- 电磁兼容优化
- 差分走线长度匹配≤10mm。
- 仪表放大器前端π滤波器。
- 大规模生产控制
- 全自动激光电阻修整校准。
- 温度补偿系数固件编程。
- 动态负载测试(替代传统的老化过程)。
解决方案限制:
- 不适合>600V强隔离场景(需要增强隔离解决方案)。
- 在>500A电流下铜损耗显著(建议使用磁性解决方案)。
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