電動(dòng)汽車(chē)、光伏逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率等級(jí)不斷提升,精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài),尤其對(duì)系統(tǒng)中高達(dá)數(shù)十、甚至數(shù)百安培的電流進(jìn)行精密測(cè)量是不少工程師面臨的全新挑戰(zhàn)!
研發(fā)工程師從市場(chǎng)上選擇電流傳感器植入自己產(chǎn)品的時(shí)候,往往會(huì)擔(dān)心產(chǎn)品的性能和精度,特別是在各種復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景下,系統(tǒng)是否能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。這就需要系統(tǒng)在保持足夠高可靠性的同時(shí),對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,以真實(shí)反映變化的電流。
下圖為某雙向DC-DC電源模塊示意圖,圖中紅色圓圈●標(biāo)識(shí)位置均為電流測(cè)量傳感器,配合電壓測(cè)量傳感器以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)功率、效率等參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量。
電流測(cè)量的方法有很多種,每種方法都有各自的特點(diǎn),適用場(chǎng)合也不同,常用電流傳感器包括取樣電阻、霍爾、磁通門(mén)、羅氏線圈等不同的類(lèi)型。
選擇電流傳感器的因素也很多,包括交、直流的量測(cè)、工作頻率范圍,動(dòng)態(tài)性能、響應(yīng)速度、線性度、過(guò)載能力、隔離和安全、體積、安裝和維護(hù)性等等。
高精度的大電流基準(zhǔn)源是保證電流傳感器校準(zhǔn)和測(cè)試精度的基礎(chǔ),然而工程師發(fā)現(xiàn)找到滿(mǎn)意的電流源越來(lái)越困難:
一方面,電流的范圍大,萬(wàn)分之級(jí)別精度非常具有挑戰(zhàn);另一方面,現(xiàn)實(shí)工況往往是波動(dòng)范圍極大的動(dòng)態(tài)電流,要求直流、交流兼?zhèn)淝掖?、小電流時(shí)均具有良好的精度。而且,市場(chǎng)上的電流標(biāo)準(zhǔn)源價(jià)格昂貴且性能單一,通常不會(huì)在研發(fā)部門(mén)配備。
電流傳感器標(biāo)定和校驗(yàn)框圖
待測(cè)互感器