随着对终端产品效率的关注度不断提高,精确监测电子电路中的电流变得至关重要。通过准确了解系统中的电流,可以识别问题、优化效率并根据需要重新引导电流。广义而言,电流检测应用可分为直流电流应用(电池监测)、低频正弦应用(50/60Hz 电力传输、分配和存储系统)和高频应用(工作频率 >40kHz 的开关电源电路)。在这些广泛的应用类别中,有多种电流检测技术可供选择(基本分流电阻、霍尔效应、磁变压器和各向异性磁电阻),每种技术在复杂性、尺寸、成本、效率、精度和隔离方面都有取舍。对于非直流应用,也许最通用的解决方案是使用变压器,普思电子(Pulse Electronics)在低频(https://egston.com/)和高频开关电源解决方案(https://www.pulseelectronics.com/current-sense-magnetics/)市场处于领先地位。变压器解决方案本质上是电气隔离的,可以设计成轻松符合相关安全标准,它们具有极低的损耗、在温度和时间上具有出色的精度,并且成本和复杂性相当低。
在选择电流检测变压器时,了解以下几点很重要:
- 要测量的最大均方根电流,以便确定热性能合适的变压器。
- 所需的隔离电压。
- 绝缘等级(功能绝缘、基本绝缘、加强绝缘)。
- 特定的机械限制。
在任何实际应用中,电流检测操作的唯一真正“限制”是热效应。如果在初级施加过多电流,初级(和次级绕组)可能会过热,因此在最大电流和环境温度下正确选择和测试变压器非常重要。虽然用户通常担心变压器饱和,但在任何实际应用中几乎不可能发生,因为饱和电流与大的初级电流无关(因为这种能量不存储在磁芯中),而是与相对较低的检测电压除以次级匝数和频率有关。只要频率不是太低(<kHz),饱和就不是问题。然而,这确实表明开关电源电流检测磁元件不能用于 50/60/400Hz 类型的应用。