Inżynierowie projektujący systemy do pomiaru prądu generalnie preferują rozwiązania oparte na bocznikach do zastosowań niskoprądowych (< 50 A) i sensory z efektem Halla do pomiarów wysokoprądowych (> 50 A). Jednak wymagania dotyczące pomiarów wysokoprądowych w przemyśle motoryzacyjnym skłoniły dostawców do stosowania boczników.
Sygnał na wyjściu bocznika jest wprost proporcjonalny do jakichkolwiek prądów przepływających przez to urządzenie. "Niektóre z technologii stosowanych obecnie to boczniki i czujniki Halla. Boczniki pasywne mają tę zaletę, że zapewniają bezpośredni odczyt prądu. Są to rezystory połączone szeregowo z prądem, które generują napięcie proporcjonalne do prądu przepływającego przez element. Wadą jest brak izolacji galwanicznej" powiedział Phil Ebbert, wiceprezes ds. Inżynierii w Riedon.
Czujniki bocznikowe
Obecne izolowane metody pomiaru prądu dzielą się na trzy kategorie; rezystory bocznikowe ze wzmacniaczem/ADC izolacyjnym, elementy ze rdzeniem magnetycznym i bezrdzeniowe sensory prądu (układy scalone).
Boczniki to prosty i łatwy sposób pomiaru prądu. W obwodzie takim mierzy się napięcie na oporniku pomiarowym w ścieżce przewodzenia między źródłem zasilania a obciążeniem. Rezystor bocznikowy należy dobrać do napięcia i wzmocnienia układu pomiarowego. Innym istotnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest podłączenie obciążenia, aby zaoszczędzić trochę miejsca na płytce drukowanej przy podejmowaniu decyzji o zasilaniu. Opór powinien być jak najmniejszy, aby zminimalizować spadek napięcia.
Udoskonalenia w technologii boczników umożliwiły wprowadzenie coraz niższych wartości rezystancji, oferując mniejsze rozpraszanie ciepła. Szereg układów scalonych do ładowania akumulatorów iitp czy scalone sterowniki LED stosują taki opornik nawet w swojej strukturze. Zastosowania boczników obejmują zarządzanie energią, lutowanie, oświetlenie, telefony komórkowe, telekomunikację, ładowarki, motoryzację i nie tylko.
Rozwiązania oparte na boczniku mają bardzo niski offset i są mniej wrażliwe na zewnętrzne pola magnetyczne, dzięki temu zapewniają lepszą dokładność w pomiarach DC. Zachowują liniowość w porównaniu z innymi rozwiązaniami, szczególnie np. w pobliżu obszaru nasycenia rdzenia magnetycznego. Czujniki Halla mają na ogół ograniczony zakres temperatur roboczych (zwykle od -40°C do 85°C), a boczniki mogą znosić większy zakres temperatur od -40°C do 125°C. Z drugiej strony elementy Halla są z natury izolowane, co pozwala na uproszczenie konstrukcji.
Moduły firmy Riedon
Rezystory do pomiaru prądu są niedrogimi komponentami, które pomagają poprawić jakość pomiarów. Moduły SSA Smart Shunt firmy Riedon charakteryzują się dokładnością pomiaru ±0,1% i liniowością ±0,1% w całym zakresie mierzonych prądów, przy znacznie niższej czułości na dryft termiczny. Charakteryzują się również szybką reakcją, poniżej 1,5 μs, na zmiany prądu. Dzięki izolowanemu wyjściu analogowemu i zintegrowanym zabezpieczeniom czujniki te można umieścić zarówno po wysokiej, jak i niskiej stronie obwodu, co ułatwia integrację. Ich zakres temperatur pracy rozciąga się od -40°C do 125°C.
Przykładami aplikacji tych elementów są np. falowniki trakcyjne do pojazdów elektrycznych (EV) i hybrydowych pojazdów elektrycznych (HEV), przetwornice AC/DC, zasilacze bezprzerwowe, inwertery solarne. Przykłady zastosowania ich w systemie pokazano na rysunku 1 i 2.
Rys.1. SSA upraszcza układ elektroniczny.
Rys.2. Implementacja SSA.
Boczniki zapewniają najwyższą dokładność i stabilność, a dzięki integracji wzmacniaczy izolujących, otwierają się nowe możliwości ich stosowania.
Źródło: https://www.eeweb.com/measurement-efficiency-upbeat-with-isolated-high-power-shunt-modules/
Cool? Ranking DIY
