運(yùn)用電流互感器能夠減小丈量變換器原邊電流時(shí)的損耗,比方大功率開關(guān)電源,因?yàn)殡娏鬟^大所以需要運(yùn)用電流互感線圈來監(jiān)測(cè)電流以減少損耗。
電流互感器與一般的電壓變壓器的差異在什么地方呢?這個(gè)問題即便是的磁性元件規(guī)劃人員也很難回答?;镜牟町愒谟冢鹤儔浩髟噲D把電壓從原邊變換到副邊,而電流互感器試圖把電流從原邊變換到副邊。電流互感器的電壓巨細(xì)由負(fù)載決議。
咱們經(jīng)過一個(gè)實(shí)踐的規(guī)劃例子,能夠更好地了解電流互感器的工作原理。
假設(shè)用電流互感器丈量變換器的原邊電流,原邊10A電流對(duì)應(yīng)1V電壓。當(dāng)然,咱們能夠用一個(gè)1V/10A=100mΩ的電阻來丈量,可是電阻將造成的損耗為1V×10A=10W,這么大的損耗對(duì)簡(jiǎn)直一切的規(guī)劃來說都是不能接受的。所以,要選用電流互感器,如圖1所示。
圖1用電流檢測(cè)互感器減小損耗
當(dāng)然,為了削減繞組電阻,咱們把原邊的匝數(shù)取為1匝,同時(shí)為了使電流降到一個(gè)比較低的水平,副邊匝數(shù)應(yīng)該比較多。假如副邊匝數(shù)為N,由歐姆定律可得(10/N)R=1V,在電阻中耗費(fèi)的功率為P=(1V)^2/R。咱們假定耗費(fèi)的功率為50mW(也就是說,咱們可以使用100mW規(guī)格的電阻),這就要求R不得小于20Ω,假如采用20Ω的電阻,由歐姆定律可得副邊匝數(shù)N=200。
現(xiàn)在咱們來看磁芯,假定二管是一般的一般的二管,通態(tài)電壓大約為1V,電流為10A/200=50mA?;ジ衅鬏敵鲭妷簽?V,加上二管的通態(tài)電壓1V,總電壓大約2V。250kHz頻率工作時(shí),磁芯上的磁感應(yīng)強(qiáng)度不會(huì)超過
其中4us為一個(gè)周期的時(shí)刻,實(shí)踐肯定是不到一個(gè)周期的。
由于原邊流過電流的時(shí)刻不行能超過開關(guān)周期(否則,磁芯無法復(fù)位)。因而Ae能夠很小,而B也不會(huì)很大。這個(gè)比如里磁芯的尺度不能通過損耗要求或磁通飽和要求來確定,更大的可能是由原副邊之間的阻隔電壓來確定。假如阻隔電壓沒有要求,磁芯的巨細(xì)一般由200匝的繞組所占體積來確定。你能夠用40號(hào)的導(dǎo)線流過500mA的峰值電流,但是這種導(dǎo)線真實(shí)太細(xì),一般的變壓器廠家不會(huì)為你繞制。
有用提示:除非要用,一般情況下不要使用標(biāo)準(zhǔn)小于36號(hào)線的導(dǎo)線。
現(xiàn)在咱們來剖析為什么不能用電壓變壓器來替代電流互感器?已經(jīng)知道副邊電壓只有2V,因而原邊電壓為2V/200=100mV。假如輸入直流電壓為48V,那么電流互感器原邊10mV電壓對(duì)48V電壓來說是微乎其微的——那樣你能夠在副邊得到50mA的電流,而對(duì)原邊幾乎沒有什么影響。假定另一種情況(不現(xiàn)實(shí)的),原邊的輸入直流電壓只有5mV,那么互感器的原邊不行能有10mV的電壓,一起由于原邊阻抗(如反射副邊阻抗)也比較大,決議了副邊根本不行能發(fā)生50mA的電流。即使整個(gè)5mV電壓悉數(shù)加在原邊,副邊也只能發(fā)生200×5mV=1V的電壓:不能在轉(zhuǎn)換電阻上發(fā)生足夠的電壓。因而,電壓變壓器只能用作變壓器,不能用來檢測(cè)電流。
從另外一個(gè)角度來看:雖然輸入電源的電壓為48V時(shí),但是流過電流互感器電流的巨細(xì)不是由原邊的這個(gè)48V電壓決議的,而是其他因素決議的。
電流互感器是有阻抗約束的電壓變壓器。
后,咱們來看一下電流互感器的差錯(cuò)情況怎么樣?答案在于電流互感器的基本界說上:感應(yīng)的是電流。
有用提示電流互感中的二管和副邊繞組的電阻不會(huì)影響電流的丈量,由于(只要阻抗不是大)串聯(lián)電路中電流處處相等,與串聯(lián)的元件無關(guān)。
實(shí)踐工作中,是不是使用肖特基二管作為整流二管是沒有關(guān)系的:二管的低通態(tài)電壓只影響變壓器,不會(huì)影響電流互感器。
假如互感器副邊的電感太小,丈量差錯(cuò)將會(huì)增大。也便是激磁電感太小,假定咱們要求丈量電流的大差錯(cuò)為1%,原邊電流為10A,那么副邊電流便是50mA,這就意味著要求激磁電流(副邊)應(yīng)該小于50mA×1%=500μA。激磁電流沒有流過轉(zhuǎn)換電阻,咱們也無法檢測(cè)到這個(gè)電流,這樣差錯(cuò)就增大了。咱們能夠算出副邊電感的小值
現(xiàn)在的匝數(shù)為200,我們需求AL=16mH/200=400nH的磁環(huán),用一般的小鐵氧體磁環(huán)就可以了,這種鐵氧體磁環(huán)是很簡(jiǎn)單找到的。