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电流传感器 电路图：用电流传感器进行电流检测电路图

　　过流检测传感器的工作原理如图1所示。通过变流器所获得的变流器次级电流经I／V转换成电压，该电压直流化后，由电压比较器与设定值相比较，若直流电压大于设定值，则发出辨别信号。但是这种检测传感器一般多用于监视感应电源的负载电流，为此需采取如下措施。由于感应电源启动时，启动电流为额定值的数倍，与启动结束时的电流相比大得多，所以在单纯监视电流电瓶的情况下，感应电源启动时应得到必要的输出信号，必须用定时器设定禁止时间，使感应电源启动结束前不输出不必要的信号，定时结束后，转入预定的监视状态。
　　

电流传感器 电路图：电流传感器

MicrochipTechnologyInc.(美国微芯科技公司)在美国国际传感器及技术博览会(SensorsExpo)上宣布推出模拟和数字相结合的电流传感器PAC1921。该全新器件是世界上首个同时支持数字输出和可配置模拟输出的高端电流传感器，能够通过单输出引脚呈现功率、电流或电压。同时，所有功率相关输出值也可通过与I2C?接口兼容的二线制数字总线进行传输。PAC1921采用10引脚3x3mmVDFN封装，利用二线制总线传输以最大化数据和诊断报告，并利用模拟输出最小化数据延迟。模拟输出也可以经调节，配合3V、2V、1.5V或1V的单片机输入的使用。对于在执行高速电源管理时不允许丝毫延迟的应用(如：联网、电力分配、电力供应、计算和工业自动化应用)来说，PAC1921是一个理想的选择。该器件还配备了一个39位累加寄存器和128倍增益放大器，使得其能够测量小至0V、大至32V的系统负载功率。它还能够集成超过2秒的功耗数据。此外，PAC1921配有一个READ/INT引脚，可进行测量周期的主控制，该引脚也能同步读取多个器件。Microchip模拟和接口产品部营销副总裁BryanJ.Liddiard表示：“PAC1921既能通过数字信号又能通过模拟信号输出功率测量。它通过数字电流传感器来最大化数据和诊断报告，并结合模拟电流传感器来最小化数据延迟，赋予了设计人员更多的灵活性。”开发支持Microchip全新PAC1921高端功率和电流检测评估板(部件编号：ADM)支持PAC1921，该评估板现已开始供货。供货PAC1921采用10引脚3x3mmVDFN封装，现已开始提供样片并投入量产，以5,000片起批量供应。相关阅读：Microchip推出USB3.0控制集线器，支持相关评估板Microchip推出新型dsPIC33EP”GS”系列数字信号控制器Microchip推出全新单片机家族通用丰田车载娱乐系统中采用MicrochipMOST50出货量已突破2500万Microchip推出专为数字电源应用而优化的新型dsPIC33EP“GS”系列产品

电流传感器 电路图：电流传感器电路图

　　电流传感器电路
　　提出一种基于电荷测试的片外电流传感器电路，该电流传感器电路由4片高速电流反馈放大器（CFAs）组成，使用CLC449单片集成运算放大器作为基本组成单元。改进后的电路如图2所示。

　　电流传感器电路通过测量连接在电源线上的采样电阻两端的电压降而获得瞬态电流，因此要求电流读取放大单元要有足够高的阻抗，以避免测试电路对被测集成电路供电电流的影响。利用运放U1和U2构成的电压跟随器电路为被测电路和U3构成的差分放大器电路的输入端提供阻抗隔离。为了提高传感器电路的稳定性，本文采用性能非常优良的仪用放大电路，增加了电阻R12。

　　根据式（3）可知，若前级放大器增益（R12+R11+R9）／R12增大，则CMRR也相应增大，如果R11和R9使用的是基本相同的值，那么稍稍出现偏差也无所谓。为了能改变放大倍数，甚至可以大幅度地改变R12的值，因为式（1）中的V+和V-各自之间没有任何关系，所以CMRR也不会发生大的变化。并且在多数情况下，通过对称使用U1和U2两个运算放大器，而且R11=R9，则U1和U2两个运算放大器由CMRR引起的输出误差，相位相同而且大小相等，这样，差动放大电路的输出误差就会小到可以忽略不计。
　　AD电流传感器典型应用接口电路图
　　用途：用于电流传感、电机控制、加速度传感器、压力传感器、位置标志传感器、应变传感器和其他低电平信号源电路。

　　电流传感器采样电路
　　传感器输出电压是正负值，但采集器要求输入电压是正值，该如何处理？
　　普乐锐思电流传感器输出的是模拟电流信号，而多数数字采样系统测量的是电压信号，即使其同时具备电压、电流测量能力，电压通道的测量精度一般远高于电流通道。为获得更高的测量精度，电流传感器需要输出一个电压信号给采集器。这就需要在传感器后接一个采样电阻，将电流信号转化为电压信号。
　　当有客户要求将测量电流转换成电压信号输出时，普乐锐思可以提供IV变换器（IVC），方便测量。IVC根据被测电流的流向，可输出正电压值或负电压值。但有众多的采集器，仅能采集正电压信号，此时如何处理？
　　例如，采集器要求输入电压范围是0-5V，采集±100A电流传感器的输出信号，测试系统该如何搭建？
　　这需要对测试电压信号进行平移，由正负区间平移至全正区间。
　　首先需要确定IVC型号，采集器输入范围为0-5V，即动态范围为5V。IVC输出信号的动态范围一定要小于此值，超过此范围，必然有部分信号处于饱和位置，造成测试失真。IVC的标准输出有3种，分别为：±1V、±2V、±5V，动态范围分别为2V、4V、10V。10V型号超过了采集器的动态范围，不能使用。最接近5V（必须小于）的是4V，因此，优先选择±2V 输出的IVC-0102型号。
　　还有一种情况需要考虑，即传感器的过载特性，±100A电流传感器的量程为±100A，但可短时过载至±150A或以上，±100A对应的IVC-0102输出动态范围为4V，而±150A对应的动态范围为6V，超出了采集器可测量的范围。因此，需要测量高过载情况下，需选择±1V 输出的型号IVC-0101，它在±150A下的动态范围为3V，满足小于5V的要求。
　　其次，需确定信号的中点，即IVC输出零值，对应的采集器电压值。
　　一般信号中点取在动态范围的中点附近，0-5V区间最常用的信号中点为2.5V，其它常用电压还有2V、2.048V、3.3V等。请再次确认IVC输出的电压值经中点平移后可被此区间完全覆盖。
　　信号中点要求要非常稳定，此电压不能随温度、时间等产生明显漂移，因此，需要选择高精度的电压参考源，Analog Devices Inc、Texas Instruments、Linear等公司均可提供一系列高性能电压基准。采集器需要的输入电压可以通过参考电压与IVC输出电压相加（或相减）即可，通过一个简单的运放加法器即可实现。

　　其输入输出关系为：Vout=Vref + Vin
　　上述电路中，对Vref的驱动能力有一定要求，电压参考的输出电流不能太小，一般需要在电压参考后加一级驱动电路。
　　也可以使用反相放大电路：

　　其输入输出关系为：Vout=Vref - Vin
　　反向放大电路的好处是，对基准Vref的驱动能力要求很低，不需要缓冲电路。

电流传感器 电路图：零磁通电流传感器工作原理｜电路图｜电流｜磁通

　　19世纪，英国物理学家詹姆斯·麦克斯韦建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。麦克斯韦认为，变化的磁场之所以会使导体产生电流，是因为变化的磁场产生了涡旋电场。
　　霍尔传感器的基于霍尔效应原理，当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力，从而在导体的两端产生电压差。
　　传感器内有两个线圈，线圈1流过被测电流1，线圈2电流2由内部电路产生，两个线圈均产生磁场。磁场中放置一个与磁场方向垂直的通过恒定电流3的导体，控制电流2，使在通电导体的两端产生的电势差为零，此时，磁场完全抵消，即两个磁场大小相等，方向相反，而磁感应强度与线圈电流成正比，此时，线圈2的电流2即可反应被测电流1的大小。
　　零磁通电流传感器工作原理
　　零磁通电流传感器的工作原理基于磁-电转换，依赖于磁材料的强非线性。根据麦克斯韦方程组，直流电流产生的静磁场没有可测的电效应，如果是线性系统，则系统的输出与输入电流之间没有任何关系，即线性系统不可能通过磁通感应测量直流电流。非线性系统可以在输入的直流电流和输出之间建立联系。
　　
　　AnyWay零磁通电流传感器原理图由于直流电流没有可测的电效应，为使系统能够“动”起来，首先需要构造一个交变电流Iac与直流输入电流Idc叠加，它们共同作用在非线性的磁材料上，即“磁调制”过程。
　　
　　图1：电流互感器原理电路图 图2：二次等效电路图
　　穿芯式电流互感器的原理电路如图1所示，图2是其二次等效电路图。I1为电流互感器一次侧电流，I2为二次侧电流，I0为激磁电流。N1、N2分别为一、二次绕组匝数。因此，该电流互感器的磁势平衡方程为：
　　
　　当激磁安匝I0N1为零时，I1N1=-I2N2即副边安匝变化能完全反应原边安匝变化，误差为零。一般称I0N1为绝对误差，I0N1/I1N1为相对误差。电流互感器的误差为复数误差，可用比值差f和角差δ表示。
　　
　　式中：
　　
　　δ为I2逆时针180°后与I1的夹角，如图3所示。
　　
　　图3：电流互感器向量图
　　由此可见，由于I0N1的存在，使I2N2与I1N1存在角差δ和比差值f。若I0=0，则激磁磁势为0，误差为0。磁势的铁芯处于“零磁通”状态，它工作在磁化曲线的起始段（线性段）。这时，电流互感器输出波形就不会畸变，保持良好的线性段。此即为“零磁通原理”。因此，若能使互感器铁芯始终处于零磁通状态，就能从根本上消除电流互感器的误差。但是，由互感器的工作原理可知，靠互感器自身是不可能实现零磁通的，必须靠外界条件的补偿或调整。为此，采用动态平衡电子电路对其进行动态调整，使铁芯始终处于“动态零磁通状态”。

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