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4000A以上大电流的高精度测量方法探讨

   一般来说,闭环原理的霍尔电流传感器是可以实现精度测量的,但是由于它的工作原理,目前能做到的,常规的大电流测量也就4000A左右,再大不是不能生产,是成本太高,依然丧失了市场价值,但是随着电能质量要求的不断提高和一些特殊场合的应用,4000A以上甚至几万安培的大电流高精度测量的应用越来越多,如何实现较低成本的高精度测量,以下我们来做个探讨。

   我们所讨论的主要是直流和脉动直流的大电流精度测量,直流的来源大多是经过可控硅或者整流后的直流大电流信号。

   因为闭环的霍尔电流传感器是完全还原原边的波形与模拟信号的,所以,再次我们不讨论脉动直流和直流对于MCU的采集。实际上经过霍尔电流传感器后的二次整流滤波已经成了一个很常规的问题了,如有需要,我们后续讨论。

   但从测量直流电流的方案来说,常规就两种,一种是分流排,一种是霍尔电流传感器。

  大家有一个误区,就是感觉分流排容易发热精度不高,其实是不对的,分流排只是在常温到高温的渐变过程中精度误差是比较大的,当温度上来以后,工作反而的是很稳定的,精度也可以做的很高的。

   但是分流排二次是无法进入MCU的,也不具备完全隔离的等级要求。

  而闭环的霍尔电流传感器(我们只讨论精度测量大电流的)是可以完全弥补分流排的缺陷的。

  如何测量4000A以上的超大电流,并实现高精度测量?

  分流排与闭环霍尔电源传感器组合是最 佳方案,通过分流排,把几万安培的电流转化成4000A以下的电流,再通过闭环的霍尔电流传感器取值,是即经济又有效的测量方案。但是不同分的太小,保持在1000-4000A之间最为合理,分流排二次太小,误差会成倍数增加,不利于精度取值。

   首先闭环的霍尔电流传感器初次级是完全隔离的,不会因为电流大,温度高,就成造成对传感器精度的影响。

  当然在这个过程中还有一些实际问题,比如分流排由低温转高温的过程中,由于温度带来的大的线性误差如何补偿的问题。

  这个问题其实不用担心的,我们前面强调了,闭环的霍尔电流传感器是完全还原原边的模拟和波形的,因此初级的分流排温度变化带来的误差也会如实传到到闭环的霍尔电流传感器,MCU在采集霍尔电流传感器二次信号的时候,在区间内软件进行线性的温度补偿就可以了。

   有一个比较有利的前提就是,分流排的温漂是正温漂,不会出现两极温漂,便于规律性补偿。当然这个也是在一定的范围内。常规是没有问题的。

  以上是我们对于大于4000A以上的超大电流精度测量方法的探讨,与大家共享。

 江苏中霍传感科技有限公司技术部

 

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