Düşük Maliyetli Akım Algılama Çözümü: Hassas Şantaj, Geleneksel Düşük Gerilimli Akım Traforlarını Değiştiriyor

​

​I. Çözüm Arka Planı​
Endüstriyel kontrol, enerji ölçümü ve aşırı akım koruma uygulamalarında düşük maliyetli akım algılama talebine karşı, geleneksel manyetik akım dönüştürücüler (CT'ler) ve Hall sensörleri, yüksek malzeme maliyeti (özellikle >30A spesifikasyonları için) ve karmaşık üretim süreçleri gibi sorunlar sunmaktadır. Bu çözüm, dört uçlu mangane şant rezistör + optimize edilmiş sinyal zinciri tasarımı kullanarak, yüksek hacimli uygulama senaryolarında aşırı maliyet kontrolünü sağlar.

​II. Temel Çözüm Tasarımı​

1. ​Algılama Birimi​
• Preciz Dört Uçlu Mangane Şant Rezistör
• Geleneksel CT çekirdeği ve bobin yapısını değiştirir.
• Ana Parametreler: 50μΩ-5mΩ direnç aralığı (akım derecesine göre özelleştirilmiştir), Sıcaklık Katsayısı <50ppm/°C.
• Dört uçlu yapı, temas direnci hatasını ortadan kaldırır (Kelvin bağlantısı).
2. ​Sinyal İşleme Zinciri​
• Düşük Kayma Ölçüm Genişletici (INA)
• <0.5μV/°C offset voltaj kayması olan cihazları kullanır (örn., AD8237, INA826).
• Kazanç Hatası <0.1%, CMRR >120dB (ortak mod interferansını baskılar).
• Entegre EMI filtreleme, çevre devresini azaltır.
3. ​Ayrıştırma Optimizasyonu​
• Kapalı Kapasitör Ayrıştırıcı (örn., ADI isoPower®)
• Geleneksel CT'nin manyetik ayrıştırma yapısını değiştirir.
• >5kV DC ayrıştırma gerilimini destekler.
• Optokuplör çözümlerine kıyasla %40 daha düşük güç tüketimi, maliyeti sadece %60'dır.
4. ​Mekanik Tasarım​
• Enjeksiyon Kalıplanmış Plastik Kovan
• Metal ekran tabakalarını ve potting sürecini ortadan kaldırır.
• IP54 koruma sınıfını korur (toz geçirmez ve su sıçraması dayanıklı).
• Otomatik montaj için standart fişe takılabilir terminaller.

​III. Maliyet Avantaj Analizi (Geleneksel Çözüme Göre)​​

​IV. Tipik Teknik Özellikler​

• ​Hassasiyet:​​ 1% FS (@25°C), 2% FS (@-40°C~+85°C)
• ​Band Genişliği:​​ DC~50kHz (geleneksel CT'nin 10kHz limitinden üstün)
• ​Nominal Akım:​​ 15-300A (>300A paralel şant dizileri önerilir)
• ​Güç Tüketimi:​​ <15mW (kendiliğinden ısıtma etkisi yok)
• ​Tepki Süresi:​​ <1μs (aşırı akım koruma senaryolarında önemli avantaj)

​V. Uygulama Senaryosu Uyumu​

1. ​Akıllı Sayaç İç Ölçümü​
• Sınıf 1 altında enerji ölçümüne uygun.
• Toplamak hattı akım örnekleme (Σ-Δ ADC ile birlikte).
2. ​Motor Sürüş Kontrol Sistemleri​
• Üç fazlı inverter faz akımı algılama.
• Maliyet hassas BLDC kontrolörleri.
3. ​Aşırı Akım Koruma Cihazları​
• Kesici trip akımı algılama.
• 50 kat daha hızlı tepki süresi.
4. ​Güneş Inverterleri​
• Dize akım izleme (DC tarafı).
• Geleneksel CT'nin kalıntı fluk hatası sorununu ortadan kaldırır.

​VI. Uygulama Ana Noktaları​

1. ​Isı Yönetimi Tasarımı​
• Bakır yayılım ısı verimsizliği (PCB ısı dağıtım görevi görür).
• Takip edilecek kural: ≥4mm² bakır yayılım her 1A akım için.
2. ​EMC Optimizasyonu​
• Farklı iz uzunluğu eşleşmesi ≤10mm.
• Ölçüm genleştiricinin ön ucunda π-filtre.
3. ​Toplu Üretim Kontrolü​
• Tam otomatik lazer rezistör ayarlama kalibrasyonu.
• Sıcaklık kompansasyon katsayısı firmware programlama.
• Dinamik yük testi (geleneksel burn-in sürecini değiştirir).

​Çözüm Sınırlamaları:​​

• >600V güçlü ayrıştırma senaryolarına uygun değildir (gelişmiş ayrıştırma çözümü gerektirir).
• >500A akımlarda önemli bakır kayıpları (manyetik çözüm önerilir).