Lågkostnadsströmsensorlösning: Precisionsshunt ersätter traditionella lågspänningsströmsomvandlare
I. Lösningens bakgrund
Mot den akuta efterfrågan på lågkostnadsströmsmätning i industristyrning, energimätning och överströmsskyddstillämpningar presenterar traditionella elektromagnetiska strömmätare (CT) och Hall-sensorer smärt punkter som höga materialkostnader (särskilt för >30A-specifikationer) och komplexa tillverkningsprocesser. Denna lösning använder en fyrfotad manganin shunt-resistor + optimerad signalkedja för att uppnå extrem kostnadskontroll i stora tillämpningsområden.
II. Kärnlösningens design
- Mätenhet
- Precis fyrfotad manganin shunt-resistor
- Ersätter traditionell CT-kärna och spolestruktur.
- Viktiga parametrar: 50μΩ-5mΩ resistansområde (anpassat efter strömbelopp), temperaturkoefficient <50ppm/°C.
- Fyrfotad struktur eliminera kontaktresistansfel (Kelvinanslutning).
- Signalbehandlingskedja
- Lågdreift instrumentförstärkare (INA)
- Använder enheter med <0.5μV/°C offsetspänningsdrift (t.ex. AD8237, INA826).
- Förstärkningsfel <0.1%, CMRR >120dB (undertrycker gemensammodsförstöring).
- Integrerad EMI-filtrering minskar periferikretsar.
- Isoleringsoptimering
- Kondensatorbaserad isolator (t.ex. ADI isoPower®)
- Ersätter traditionell CT:s magnetisk isoleringsstruktur.
- Stöder >5kV DC-isoleringsvoltag.
- 40% lägre strömförbrukning, kostar endast 60% av fotokopplarlösningar.
- Mekanisk design
- Sprutformad plasthölje
- Eliminerar metallskal och gietsprocess.
- Behåller IP54 skyddsklass (stäv- och vattenspröjsäker).
- Standardiserade pluggbara terminaler för automatiserad montering.
III. Kostnadsmässig fördelsanalys (jämfört med traditionell lösning)
|
Post |
Traditionell CT-lösning |
Denna shunt-lösning |
Minskning/Ökning |
|
100A sensor BOM-kostnad |
$8.2 |
$1.7 |
**79%↓** |
|
Daglig produktionslinjekapacitet |
5,000 st |
22,000 st |
**340%↑** |
|
Kalibreringstid/enhet |
45 sek |
8 sek |
**82%↓** |
|
Högströmsspecifikationspremie |
300% |
20% |
- |
IV. Typiska tekniska specifikationer
- Noggrannhet: 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
- Bandbredd: DC~50kHz (överlägsen jämfört med traditionell CT:s gräns på 10kHz)
- Nominell ström: 15-300A (>300A rekommenderas att använda parallella shunt-matriser)
- Energiförbrukning: <15mW (ingen självdirektuppvärmning)
- Svarstid: <1μs (betydande fördel i överströmsskydds-scenarier)
V. Anpassning till tillämpningsscenarior
- Intern mätning i smarta mätare
- Lämpligt för energimätning under klass 1.
- Busbar-strömprovtagning (paras med Σ-Δ ADC).
- Motorstyrningssystem
- Trefasinverter fasströmupptäckt.
- Kostnadsekonomiska BLDC-styrningar.
- Överströmsskyddsenheter
- Brytaravbrottsströmupptäckt.
- Svarthastighet ökad med 50x.
- Solcellsinverter
- Strängströmsövervakning (DC-sida).
- Eliminerar traditionell CT:s restfluxfelproblem.
VI. Implementeringsnyckelpunkter
- Termiskt designtänk
- Kopparutspritt värmeavledning (PCB fungerar som kylplatta).
- Regel att följa: ≥4mm² kopparutspritt per 1A ström.
- EMC-optimering
- Differensspårslängd matchning ≤10mm.
- π-filter vid instrumentförstärkarens ingång.
- Massproduktionkontroll
- Fully automated laser resistor trimming calibration.
- Temperature compensation coefficient firmware programming.
- Dynamic load testing (replaces traditional burn-in process).
Lösningens begränsningar:
- Ej lämplig för >600V starkisoleringsscenario (kräver förstärkt isoleringslösning).
- Betydande kopparförluster vid ström >500A (rekommenderar magnetisk lösning).
07/21/2025
Rekommenderad
Integrerad vind-solhybrid strömlösning för avlägsna öar
SammanfattningDenna förslag presenterar en innovativ integrerad energilösning som kombinerar vindkraft, solceller, pumpat vattenlager och havsvattenavsaltning. Syftet är att systematiskt lösa de centrala utmaningarna som färre öar står inför, inklusive svårigheter med nätomfattning, höga kostnader för dieselgenerering, begränsningar i traditionella batterilager och brist på färskvatten. Lösningen uppnår sinergi och självförsörjning i "elproduktion - energilagring - vattenförsörjning", vilket ger
Ett intelligents vind-sol hybrid-system med Fuzzy-PID-styrning för förbättrad batterihantering och MPPT
SammanfattningDenna förslag presenterar ett vind-sol hybrid elsystem baserat på avancerad styrteknik, med målet att effektivt och ekonomiskt tillgodose energibehoven i avlägsna områden och speciella tillämpningsområden. Kärnan i systemet ligger i ett intelligent styrsystem centrerat kring en ATmega16-mikroprocessor. Detta system utför Maximum Power Point Tracking (MPPT) för både vind- och solenergi och använder en optimerad algoritm som kombinerar PID- och fuzzy-styrning för precist och effektiv
Kostnadseffektiv vind-solhybridlösning: Buck-Boost-omvandlare & smart laddning minskar systemkostnaden
SammanfattningDenna lösning föreslår ett innovativt högeffektivt hybridkraftsystem för vind- och solenergi. Genom att adressera kärnsvagheter i befintliga teknologier, såsom låg energiutnyttjande, kort batterilivslängd och dålig systemstabilitet, använder systemet fullständigt digitalt styrda buck-boost DC/DC-konverterare, interleaved parallellteknik och en intelligent tre-stegs-laddningsalgoritm. Detta möjliggör Maximum Power Point Tracking (MPPT) över ett brett spektrum av vindhastigheter och
Hybrid vind-solcellssystemoptimering: En omfattande designlösning för off-grid-tillämpningar
Introduktion och bakgrund1.1 Utmaningar med enkällsgenererade energisystemTraditionella fristående fotovoltaiska (PV) eller vindkraftgenererande system har inbyggda nackdelar. PV-energigenerering påverkas av dagcykler och väderförhållanden, medan vindkraftgenerering är beroende av osäkra vindresurser, vilket leder till betydande svängningar i effektleveransen. För att säkerställa en kontinuerlig strömförsörjning krävs stora batteribankar för energilagring och balans. Batterier som utsätts för fr
