- 홀 효과 센서 전류 감지 방법
- 플럭스 게이트 센서 전류 감지 방법
- 로고 스키 코일 전류 감지 방법
- 현재 변압기 전류 감지 방법
- 션트 저항 전류 감지 방법
- 적절한 전류 감지 방법을 선택하는 방법은 무엇입니까?
전류는 전자 또는 전기 공학에서 매우 중요한 요소입니다. 전자 제품에서 전류는 수 나노 암페어에서 수백 암페어까지의 대역폭을 가질 수 있습니다. 이 범위는 전기 영역에서 일반적으로 수천 암페어, 특히 전력망에서 훨씬 더 넓을 수 있습니다. 회로 또는 도체 내부의 전류 를 감지하고 측정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이 기사에서는 장점, 단점 및 애플리케이션과 함께 다양한 전류 감지 기술을 사용하여 전류를 측정하는 방법에 대해 설명 합니다.
홀 효과 센서 전류 감지 방법
홀 효과는 미국 물리학 자 Edwin Herbert Hall에 의해 발견되었으며 전류를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로 자기장을 감지하는 데 사용되며 속도계, 도어 알람, DIY BLDC와 같은 많은 애플리케이션에서 유용 할 수 있습니다.
홀 효과 센서는 자기장에 따라 출력 전압을 생성합니다. 출력 전압의 비율은 자기장에 비례합니다. 전류 감지 과정에서 자기장을 측정하여 전류를 측정합니다. 출력 전압은 매우 낮으며 잡음이 매우 적은 고 이득 증폭기를 사용하여 유용한 값으로 증폭해야합니다. 증폭기 회로 외에도 홀 효과 센서는 선형 변환기이므로 추가 회로가 필요합니다.
장점:
- 더 높은 주파수에서 사용할 수 있습니다.
- AC 및 DC 모두에서 정확하게 사용할 수 있습니다.
- 비접촉 기반 방법.
- 거친 환경에서 사용할 수 있습니다.
- 신뢰할 수 있습니다.
단점:
- 센서가 표류하고 보상이 필요합니다.
- 유용한 출력을 위해서는 추가 회로가 필요합니다.
- 션트 기반 기술보다 비용이 많이 듭니다.
홀 효과 센서는 클램프 미터뿐만 아니라 많은 산업 및 자동차 전류 감지 애플리케이션에 사용됩니다. 많은 유형의 선형 홀 효과 센서 는 수 밀리 암페어에서 수천 암페어에 이르는 전류를 감지 할 수 있습니다. 이로 인해 스마트 그리드 모니터링 애플리케이션은 도체 전류를 모니터링하기 위해 다른 유형의 홀 효과 센서를 사용합니다.
플럭스 게이트 센서 전류 감지 방법
포화 인덕터는 Fluxgate 감지 기술 의 주요 구성 요소입니다. 이로 인해 Fluxgate 센서는 Saturable Inductor Current Sensor 라고 합니다. 플럭스 게이트 센서에 사용되는 인덕터 코어는 포화 영역에서 작동합니다. 이 인덕터의 포화 레벨은 매우 민감하며 내부 또는 외부 자속 밀도는 인덕터의 포화 레벨을 변경합니다. 코어의 투자율은 포화 수준에 정비례하므로 인덕턴스도 변경됩니다. 이러한 인덕터 값의 변화는 전류를 감지하기 위해 플럭스 게이트 센서에 의해 분석됩니다. 전류가 높으면 인덕턴스가 낮아지고 전류가 낮 으면 인덕턴스가 높아집니다.
홀 효과 센서는 플럭스 게이트 센서와 유사하게 작동하지만 한 가지 차이점이 있습니다. 차이점은 핵심 소재에 있습니다. 플럭스 게이트 센서는 포화 가능한 인덕터를 사용하지만 홀 효과 센서는 공기 코어를 사용합니다.
위 이미지는 플럭스 게이트 센서의 기본 구조를 보여줍니다. 포화 가능한 인덕터 코어를 감싸는 두 개의 1 차 및 2 차 코일이 있습니다. 전류 흐름의 변화는 코어 투자율을 변경하여 다른 코일의 인덕턴스를 변경할 수 있습니다.
장점:
- 광범위한 주파수에서 측정 할 수 있습니다.
- 정확성이 뛰어납니다.
- 낮은 오프셋 및 드리프트.
단점:
- 높은 2 차 전력 소비
- 1 차 컨덕터의 전압 또는 전류 노이즈에 대한 위험 요소가 증가합니다.
- DC 또는 저주파 AC에만 적합합니다.
플럭스 게이트 센서는 태양 광 인버터에서 전류를 감지하는 데 사용됩니다. 이 외에도 Flux Gate 센서를 사용하여 폐쇄 루프 AC 및 DC 전류 측정을 쉽게 수행 할 수 있습니다. Flux Gate 전류 감지 방법은 누설 전류 측정, 과전류 감지 등에 사용할 수 있습니다.
로고 스키 코일 전류 감지 방법
로고 스키 코일은 독일 물리학자인 월터 로고 스키의 이름을 따서 명명되었습니다. 로고 스키 코일은 나선형 공기 코어 코일을 사용하여 만들어지며 전류 측정을 위해 대상 도체를 감 쌉니다.
위의 이미지에서 로고 스키 코일은 추가 회로와 함께 표시됩니다. 추가 회로는 적분기 회로입니다. 로고 스키 코일은 도체의 전류 변화율에 따라 출력 전압을 제공합니다. 전류에 비례하는 출력 전압을 만들기 위해서는 추가 적분기 회로가 필요합니다.
장점:
- 빠른 고주파 전류 변화를 감지하는 좋은 방법입니다.
- 2 차 권선 취급 측면에서 안전한 작동.
- 저비용 솔루션.
- 개방형 루프 구조로 인한 취급 유연성.
- 온도 보상은 복잡하지 않습니다.
단점:
- AC에만 적합
- 변류기보다 감도가 낮습니다.
로고 스키 코일은 다양한 용도로 사용됩니다. 예를 들어, 대형 전력 모듈, 특히 MOSFET 또는 고전력 트랜지스터 또는 IGBT 전체에서 전류 측정. 로고 스키 코일은 유연한 측정 옵션을 제공합니다. 로고 스키 코일 응답은 과도 전류 또는 고주파 사인파에 대해 매우 빠르기 때문에 전력선에서 고주파 전류 과도를 측정하는 것이 좋습니다. 배전 또는 스마트 그리드에서 로고 스키 코일은 전류 측정에 탁월한 유연성을 제공합니다.
현재 변압기 전류 감지 방법
전류 트랜스포머 또는 CT는 2 차 코일의 전류에 비례하는 2 차 전압으로 전류를 감지하는 데 사용됩니다. 2 차 코일에서 큰 값의 전압 또는 전류를 훨씬 작은 값으로 변환하는 산업용 변압기입니다. 측정은 보조 출력에서 수행됩니다.
위의 이미지에서 구성이 표시됩니다. 1 차 및 2 차 비율이 1: N 인 이상적인 CT 변압기입니다. N은 변압기의 사양에 따라 다릅니다. 여기에서 변압기에 대해 자세히 알아보십시오.
장점:
- 이 기사에 표시된 다른 방법보다 큰 전류 처리 용량.
- 추가 회로가 필요하지 않습니다.
단점:
- 유지 보수가 필요합니다.
- 자기 화로 인해 히스테리시스가 발생합니다.
- 높은 1 차 전류는 페라이트 코어 재료를 포화시킵니다.
CT 변압기 기반 전류 감지 기술의 주요 용도는 매우 높은 전류 측정 용량으로 인해 전력망에 있습니다. 교류 측정을 위해 변류기를 사용하는 클램프 미터는 거의 없습니다.
션트 저항 전류 감지 방법
이것은 전류 감지 기술에서 가장 많이 사용되는 방법입니다. 이 기술은 옴 법칙을 기반으로합니다.
직렬로 연결된 낮은 값의 저항은 전류를 감지하는 데 사용됩니다. 전류가 낮은 값의 저항을 통해 흐르면 저항에 전압 차이가 발생합니다.
예를 들어 보겠습니다.
1A의 전류가 1 옴 저항을 통해 흐르고 있다고 가정합니다. 옴의 법칙에 따라 전압은 전류 x 저항 과 동일 합니다. 따라서 1A의 전류가 1 옴 저항을 통해 흐르면 저항에 1V가 생성됩니다. 저항의 와트는 고려해야 할 중요한 요소입니다. 그러나 저항이 밀리 옴 범위에있는 시장에서도 매우 작은 값의 저항을 사용할 수 있습니다. 이 경우 저항의 전압 차이도 매우 작습니다. 전압의 진폭을 높이려면 고 이득 증폭기가 필요하며 마지막으로 역 계산 기준을 사용하여 전류를 측정합니다.
이러한 유형의 전류 감지 기술에 대한 대안 은 PCB 트레이스를 션트 저항으로 사용하는 것입니다. PCB의 구리 트레이스는 매우 작은 저항을 제공하므로 트레이스를 사용하여 전류를 측정 할 수 있습니다. 그러나 이러한 대체 접근 방식에서는 정확한 결과를 얻기 위해 몇 가지 종속성도 큰 문제가됩니다. 주요 판도를 바꾸는 요인은 온도 표류입니다. 온도에 따라 트레이스 저항이 변경되어 오류가 발생합니다. 응용 프로그램에서이 오류를 보상해야합니다.
장점:
- 매우 비용 효율적인 솔루션
- AC 및 DC에서 작동 할 수 있습니다.
- 추가 장비가 필요하지 않습니다.
단점:
- 열 방출로 인해 고전류 작동에는 적합하지 않습니다.
- 션트 측정은 저항기 전체의 에너지 낭비로 인해 시스템 효율을 불필요하게 감소시킵니다.
- 열 드리프트는 고온 애플리케이션에서 오류 결과를 제공합니다.
션트 저항의 적용에는 디지털 앰프 미터가 포함됩니다. 이것은 홀 효과 센서보다 정확하고 저렴한 방법입니다. 션트 저항은 또한 낮은 저항 경로를 제공 할 수 있으며 전류가 회로의 한 지점을 다른 지점으로 통과 할 수 있도록합니다.
적절한 전류 감지 방법을 선택하는 방법은 무엇입니까?
전류 감지를위한 적절한 방법을 선택하는 것은 어려운 일이 아닙니다. 올바른 방법을 선택하기 위해 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다.
- 어느 정도의 정확성이 필요합니까?
- DC 또는 AC 측정 또는 둘 다?
- 얼마나 많은 전력 소비가 필요합니까?
- 측정 할 현재 범위와 대역폭은 무엇입니까?
- 비용.
그 외에 허용 가능한 감도와 간섭 제거도 고려해야합니다. 모든 요소를 충족 할 수 없기 때문에 애플리케이션 요구 사항 우선 순위에 따라 한 기능을 다른 기능과 손상시키기 위해 일부 절충안이 만들어집니다.