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大電流檢測探討

輸出電流的檢測,一般有:

1)電阻+差分運放

2)一級電流互感器或兩級互感器并聯的方式

3)霍爾電流檢測器件

目前,電流輸出有50A以上,為做電流的數字化顯示,要對電流進行采樣。一直采用的是方法(1),選用了多個毫歐級電阻并聯的方式,在輸出地端采樣。實際情況,受GND的干擾影響嚴重,效果不佳。

考慮到(2)在電流顯示上,線性問題難以解決。(3)的成本較高。

目前仍傾向于利用(1)進行電流采樣顯示,諸位能否賜教。若有較為成熟的方案,更是感激涕零。


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井底蛙
LV.7
2
2011-12-19 21:29
這個問題可以解決,就是個接地的問題。差分電路的輸入電路要對稱。
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2011-12-19 21:53
@井底蛙
這個問題可以解決,就是個接地的問題。差分電路的輸入電路要對稱。

請問用了幾級差分運放電路?用的是哪款集成運放?

謝謝!

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cheng111
LV.11
4
2011-12-19 22:30
@wangyang8695
請問用了幾級差分運放電路?用的是哪款集成運放?謝謝!
一級就可以了,采用電阻小一點的。使用TL431來提供基準電壓。358也可以啊,電源里面有很多這樣的使用。
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2011-12-20 09:06

可以試試在輸出的高端采樣,干擾就會少了。另外,差分放大對帶寬也有很大的影響。

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2011-12-20 10:53
@tuba_piccolo
可以試試在輸出的高端采樣,干擾就會少了。另外,差分放大對帶寬也有很大的影響。

輸出電壓有50V,一般運放達不到這么大的共模電壓。

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2011-12-20 11:55
@cheng111
一級就可以了,采用電阻小一點的。使用TL431來提供基準電壓。358也可以啊,電源里面有很多這樣的使用。

 

就采用上圖的方式。電阻不和上圖一樣罷了。在弱信號下測試,都是有差分放大關系的。放到系統中,就比例關系不正常。甚至都不成正比例關系。用的就是LM358。感覺干擾大。

要用TL431提供基準用在哪個地方呢?

懇請指教!

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2011-12-20 12:05
@wangyang8695
輸出電壓有50V,一般運放達不到這么大的共模電壓。

互感器,這個對于你這個電流比較適合

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2011-12-20 13:15
@bigbigeasy
互感器,這個對于你這個電流比較適合

后端做的是全波整流方式,有想過在兩個整流二極管上分別做一個電流互感器,然后相加的方式,但是估計線性度不會很好。做過流保護可以,做電流線性顯示可能誤差比較大。

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bigbigeasy
LV.6
10
2011-12-20 20:15
@wangyang8695
后端做的是全波整流方式,有想過在兩個整流二極管上分別做一個電流互感器,然后相加的方式,但是估計線性度不會很好。做過流保護可以,做電流線性顯示可能誤差比較大。

你直接串地上好了 變壓器到電解地的地方

不用相加,線性度和你設計有關

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ctx1211
LV.7
11
2011-12-20 20:31
@wangyang8695
[圖片] 就采用上圖的方式。電阻不和上圖一樣罷了。在弱信號下測試,都是有差分放大關系的。放到系統中,就比例關系不正常。甚至都不成正比例關系。用的就是LM358。感覺干擾大。要用TL431提供基準用在哪個地方呢?懇請指教!
用的multisim?不知道仿真的波形怎么樣
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2011-12-20 22:24
@bigbigeasy
你直接串地上好了變壓器到電解地的地方不用相加,線性度和你設計有關

是直流怎么互感呢?

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2011-12-20 22:26
@ctx1211
用的multisim?不知道仿真的波形怎么樣

恩。Multisim。仿真沒問題的,波形都對。帶弱電流測試也是對的。但是加大電流就有蠻嚴重的問題了。

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2011-12-20 22:30
@井底蛙
這個問題可以解決,就是個接地的問題。差分電路的輸入電路要對稱。

今天搭了個OP07 的電路,明個兒在大電流試試。

晚上看論文,看見一篇不錯的設計。分享一下。

UC3875 組成的1000W移相全橋軟開關

里面的差分采樣,大家可以一起討論討論!

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井底蛙
LV.7
15
2011-12-21 08:33
@wangyang8695
今天搭了個OP07 的電路,明個兒在大電流試試。晚上看論文,看見一篇不錯的設計。分享一下。[圖片]UC3875組成的1000W移相全橋軟開關里面的差分采樣,大家可以一起討論討論!
這種微信號放大,搭電路往往試不出來正確的結果。原理沒有錯,錯的是PCB布局和其它。這種采樣我用到100A。最近很忙,有空時加你。抱歉!
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bigbigeasy
LV.6
16
2011-12-21 09:27
@wangyang8695
是直流怎么互感呢?

變壓器輸出到電解不是直流,你可以用電流探頭測下

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tony_dai
LV.8
17
2011-12-21 11:56
@wangyang8695
后端做的是全波整流方式,有想過在兩個整流二極管上分別做一個電流互感器,然后相加的方式,但是估計線性度不會很好。做過流保護可以,做電流線性顯示可能誤差比較大。
做過,線性度不好,要用的話,只能通過軟件上去處理,但不是很精確...
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tony_dai
LV.8
18
2011-12-21 11:58
@cheng111
一級就可以了,采用電阻小一點的。使用TL431來提供基準電壓。358也可以啊,電源里面有很多這樣的使用。
電流輸出有50A以上,一級肯定是不夠的。采樣電阻小,那么小電流的時候,采集不到信號...;大電流的時候超過運放的電壓...
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cheng111
LV.11
19
2011-12-22 00:16
@wangyang8695
后端做的是全波整流方式,有想過在兩個整流二極管上分別做一個電流互感器,然后相加的方式,但是估計線性度不會很好。做過流保護可以,做電流線性顯示可能誤差比較大。
電流互感器的精確度不行,這個場合不適用的。
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cheng111
LV.11
20
2011-12-22 00:17
@tony_dai
電流輸出有50A以上,一級肯定是不夠的。采樣電阻小,那么小電流的時候,采集不到信號...;大電流的時候超過運放的電壓...

使用十毫歐電阻來應該可以,不過損耗的確大了一點。

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井底蛙
LV.7
21
2011-12-22 21:12
@wangyang8695
[圖片] 就采用上圖的方式。電阻不和上圖一樣罷了。在弱信號下測試,都是有差分放大關系的。放到系統中,就比例關系不正常。甚至都不成正比例關系。用的就是LM358。感覺干擾大。要用TL431提供基準用在哪個地方呢?懇請指教!

電流采樣信號負端由VCC1經R1反相輸入。VCC2接地。R4不要直接接地,而要連接到電流采樣元件的正端。由電流采樣元件到R1、R4的引線要近距并行。

這是其一。

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bigbigeasy
LV.6
22
2011-12-23 08:59
@cheng111
電流互感器的精確度不行,這個場合不適用的。

除非你要求0.1%以上的,否則完全可以.具體精度和設計有關

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2011-12-23 09:29
@wangyang8695
[圖片] 就采用上圖的方式。電阻不和上圖一樣罷了。在弱信號下測試,都是有差分放大關系的。放到系統中,就比例關系不正常。甚至都不成正比例關系。用的就是LM358。感覺干擾大。要用TL431提供基準用在哪個地方呢?懇請指教!
用LM358來做電流放來mV級信號,未免精度有點差啊,一般不用358而是用像OP07之類的高精度運放,對提高精度有很好的幫助啊。
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160217
LV.5
24
2011-12-23 10:03
50A 的電流建議用互感器,精度要求高,那么用霍爾電流互感器是最適合了。要采樣電阻的話,功耗和精度無法權衡。電阻取大了,損耗驚人,電阻取小了,小電流容易受干擾,而且還容易受焊接在PCB上后采樣點的影響。
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cheng111
LV.11
25
2011-12-25 10:47
@bigbigeasy
變壓器輸出到電解不是直流,你可以用電流探頭測下
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cheng111
LV.11
26
2011-12-25 10:48
@bigbigeasy
除非你要求0.1%以上的,否則完全可以.具體精度和設計有關
沒有這么好吧,使用電阻也難做到這么高啊。
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2011-12-25 14:31
@井底蛙
這種微信號放大,搭電路往往試不出來正確的結果。原理沒有錯,錯的是PCB布局和其它。這種采樣我用到100A。最近很忙,有空時加你。抱歉!

謝謝您加我的QQ!我最近也一直在搞這個。目前的情況,用OP07嘗試的第一次,確實效果很好,很線性,精度確實很高!1mV以下的才差分輸入電壓也能比較精確的測出。但是之后,想再次恢復到之前的狀態就很難了(由于在之前的PCB板上測試不行,就拿面包板搭建的)。確實如你所說,PCB布局非常非常重要。我感覺更多的干擾不是差分輸入端帶入的,而是GND上的干擾。因為穩態80A后,隨著輸入電壓的變化還有很大的變化。后來用了專用芯片AD620,一般用在儀表上的,應該是低噪聲高精度的了,肯定比自己搭建的多級運放要好。但還是不行,正比例關系都沒有。綜合以上情況,我還是比較認同你的觀點,PCB的布局很重要,估計就是干擾的問題。望您能進一步指教!不甚感激!

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2011-12-25 14:39
@井底蛙
電流采樣信號負端由VCC1經R1反相輸入。VCC2接地。R4不要直接接地,而要連接到電流采樣元件的正端。由電流采樣元件到R1、R4的引線要近距并行。這是其一。

1)我就是按你這么連接的。VCC1接電流負端。VCC2接GND。我也說不清為什么不是VCC1接地,VCC2接電流正端。懇請指教!

2)R4連接到電流采樣元件的正端,很贊同,應該能減小GND的干擾的。這個我明天上班一定試試。給出結果。

3)R1和R4的引線距離近好理解。但為什么要并行呢?不是絞繞在一起的話,寄生參數會比較小嗎?

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2011-12-25 14:43
@賀赫無名
用LM358來做電流放來mV級信號,未免精度有點差啊,一般不用358而是用像OP07之類的高精度運放,對提高精度有很好的幫助啊。
對的!用OP07確實精度高很多!1mv以下也能精準的放大!但是,我的問題好像更多的是地線干擾的問題!前輩,是否有這方面的指教!
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2011-12-25 14:47
@160217
50A的電流建議用互感器,精度要求高,那么用霍爾電流互感器是最適合了。要采樣電阻的話,功耗和精度無法權衡。電阻取大了,損耗驚人,電阻取小了,小電流容易受干擾,而且還容易受焊接在PCB上后采樣點的影響。
又搞了電阻+運放模式一個禮拜了,收獲不大。明天就去電子市場上搞個霍爾電流互感器來試試。有沒有什么推薦的型號和使用上的建議的!滿載有80A以上,不超過100A吧。
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2011-12-25 14:54
@cheng111
沒有這么好吧,使用電阻也難做到這么高啊。

感謝諸位的指導!晚輩才疏學淺,懇請諸位不吝賜教!

上傳幾篇收集的相關資料,僅當拋磚引玉!希望大家一起探討,把學問做的明白透徹!

電流互感器的設計 電流檢測電路 電流互感器 各種電流檢測方式的比較 

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