Choisir le bon capteur de courant ne doit pas être une conjecture
● Applications
Les capteurs de courant détectent le flux de courant alternatif ou continu dans un tracé de fil ou de circuit. Ils peuvent être utilisés pour détecter une condition de courant marche/arrêt/impulsionnel ou pour mesurer l'amplitude du courant dans le fil ou la trace. Cette discussion se limite aux capteurs de courant alternatif.
Les capteurs de courant idéaux n'utiliseraient aucune énergie pour détecter le courant dans le fil ou la trace, mais les vrais capteurs de courant nécessitent une partie de l'énergie du circuit pour fournir les informations. Les capteurs de courant sont fréquemment utilisés pour mesurer et contrôler le courant de charge dans les alimentations électriques, les circuits de sécurité et divers circuits de commande. Dans les applications où le contrôle du courant est nécessaire, comme dans les alimentations électriques, la détection précise de l'amplitude du courant est une exigence fondamentale.
Dans les applications à courant pulsé ou lorsqu'il est uniquement nécessaire de détecter une condition active, comme certains circuits de sécurité, l'amplitude précise du courant peut ne pas être requise. Dans d'autres circuits de sécurité, le courant détecté peut être utilisé pour déclencher un arrêt lorsque le courant dépasse une limite prédéfinie.
● Technologie
Une résistance peut être utilisée pour détecter le courant en mesurant la chute de tension aux bornes de la résistance. Par la loi d'Ohm, le courant détecté I=V/R. L'utilisation d'une résistance de faible valeur en série avec le courant mesuré maintient la chute de tension et la perte due à la dissipation au minimum. Cela semble simple, mais comme la chute de tension est faible aux bornes d'une si petite résistance, une amplification de la tension peut être nécessaire pour la détecter, ce qui crée une complexité supplémentaire dans le circuit. Les capteurs de courant shunt échantillonnent une petite fraction proportionnelle du courant détecté. Le courant est dérivé à travers une résistance parallèle et la chute de tension est mesurée. Comme pour la résistance série, la chute de tension est proportionnelle au courant détecté. Les transformateurs de détection de courant sont généralement utilisés pour la détection de courant alternatif. Ces dispositifs de détection de courant peuvent utiliser un seul fil du circuit pour agir comme primaire du transformateur ou ils peuvent avoir l'enroulement primaire fourni.
Ces transformateurs de détection de courant alternatif développent un courant dans le secondaire qui est proportionnel au courant détecté dans le primaire. Le courant secondaire est mesuré comme la chute de tension aux bornes de la résistance de terminaison (RT). En utilisant un transformateur de courant à faible rapport de transformation (pri/sec<<1), the current drawn through the terminating resistor is minimized. This also reduces the voltage produced across the terminating resistor, which may then require amplification if that output voltage is too low. Choice of transformer turns ratio and terminating resistor must balance the desire for low current draw against the need for sufficient output voltage.
Sélection des capteurs/transformateurs de courant alternatif La sélection d'un capteur de courant approprié nécessite la plage de fréquence et le courant nominal du capteur pour les conditions de votre application. Le type de capteur, le montage (montage en surface ou traversant), le rapport de rotation et les dimensions hors tout sont des considérations supplémentaires. Le type de capteur peut être soit un « capteur uniquement », dans lequel un conducteur intégré à l'application sert de primaire, soit un transformateur de courant dans lequel le primaire est inclus.
Le courant et la fréquence les plus défavorables déterminent la densité de flux la plus élevée qui sera vue par le capteur ou le transformateur. Un dépassement de 2 000 Gauss pour la plupart des capteurs de courant alternatif signifie que la sortie devient non linéaire par rapport au courant détecté et que la tension de sortie n'est plus strictement proportionnelle au courant d'entrée. Des spires secondaires plus élevées aident à maintenir la densité de flux en dessous de cette limite. Pour les capteurs de courant de type fil traversant, le rapport de tours peut être considérablement réduit en bouclant des tours supplémentaires (un passage à travers le trou équivaut à un tour) si la taille du fil et la taille du trou le permettent. Cela permet d'utiliser un transformateur de courant d'entrée plus élevé pour fournir une tension de sortie plus élevée aux bornes de la résistance de terminaison.
L'outil calcule la résistance de terminaison (RT) requise en fonction du courant d'entrée maximum (Ipri), du nombre de spires secondaires (Nsec) et de la tension de sortie (Vout) par : RT=Nsec × Vout/Ipri (Calculs basé sur un 1-tour principal.)
L'outil calcule également la densité de flux maximale du secondaire, en fonction de la tension de sortie (Vout), du rapport cyclique, des spires du secondaire et de la fréquence pour s'assurer qu'elle ne dépasse pas 2 000 Gauss.
●Conclusion
La sélection d'un transformateur de détection de courant approprié nécessite la connaissance du courant détecté maximal attendu, de la fréquence et du cycle de service du courant détecté, ainsi que de la tension de sortie souhaitée correspondant au courant détecté maximal attendu.