回归基础:电流传感器的介绍

无论市场预期如何,先进电子产品的性能监控需求在今天是至关重要的。从预测性维护到发现故障再到修复故障,了解内部发生的事情是关键的性能推动因素。如果没有对事情进行完整的处理,在压力条件下性能可能会发生灾难性故障。

了解功率及其性能
许多解决方案可用于监测电子电路的性能,其中一些涉及使用复杂的传感设备和先进的模块化系统基础设施解决方案。人们倾向于购买先进的传感技术来解决应用问题,这会导致产品成本增加。而电流传感技术的出现则为实现系统监控关键环节提供了经济高效的方法。

电子线路的一个基本方面通常被忽视——这一切都与功率有关。除非电线中有能量,否则什么都不会发生,一切都源于驱动系统的电流。通过监测动力设备如何使用电能来执行其任务,从而深入对它的了解。电流传感技术是在小范围内创建所需的精确控制和保护电子电路的关键,是在力度级别实时监测系统性能中一种经济有效的方法。

电流传感器和工业4.0:工程师需要知道什么?

电流传感基本上有两种工作模式:开环与闭环。开环电流传感器测量交流与直流电流,并在被测电路和传感器的输出之间提供电气隔离。与闭环传感器相比,开环电流传感器具有价格低、功耗低、占地面积小等优点,通常用于相对便宜的产品。

另一方面,闭环传感器通过反馈回路测量电流(例如在零磁场下运行的反馈回路),同时提供电气隔离,这一点在许多电路中都很重要。闭环电流传感器,有时被称为“零通量”传感器,具有高精度、快速响应、高线性度和低温度漂移等优点,并避免芯片发热。当温度范围内小于1%的高精度对设计至关重要时,闭环传感器通常作为首选传感器。

目前有多种电流传感技术,每种技术都有优缺点。一些常用的方法包括分流电阻器、电流互感器和基于磁场的传感器等。最常见且简单的方法之一是使用分流电阻器,它使用与电流成正比的分流器上的电压降。它们能够同时测量交流和直流,但存在的寄生电感对测量精度有负面影响。亦可使用电流互感器,但它们也是无源设备,非常高的初级电流或电流中的大量直流分量会饱和铁氧体材料,最终导致信号被破坏。基于铁氧体磁芯的电流互感器具有磁滞及相关的挑战,除非消磁,否则会降低性能。

霍尔效应传感器在垂直于传感器的磁场存在的情况下产生电压输出,因而可以监测载流导体产生的磁场。然而,它需要信号调节以使输出可用于大多数应用。不仅需要信号调节电子设备,而且在使用非稳压电源运行时也需要电压调节。

与其他电流传感方法相比,各向异性磁电阻(AMR)传感器在工作温度范围内提供了一种高性能解决方案。基于新纳传感AMR技术的隔离式电流传感器提供单芯片解决方案,除去耦电容器外,不需要其他组件。这样一个完整的解决方案优于使用分流电阻器,分流电阻器本质上不是隔离的。而且它比电流互感器更小,精度也更高,在任何情况下都适用于交流电。与使用其他霍尔效应传感器解决方案相比,AMR技术提供了更宽的带宽(1.5兆赫兹),更小的偏移和更低的噪声。

由于AMR技术可以响应直流和交流双向电流,与传统解决方案相比具有精度高、带宽大、相移小等优点,同时提供了快速的输出阶跃响应。基于AMR的电流传感器是一种精确而紧凑的解决方案,用于保护和控制电力系统的关键测量。这种级别的先进电流感应技术为性能关键型应用提供了强有力的支持,其中包括需要高效率和可靠性的下一代高效电源及工业系统(工业4.0)。电动汽车面临着增加续航里程的巨大压力,需要各种绿色能源以提高电网的利用率。AMR电流传感技术解决并授权这些及其他行业应用。新纳传感AMR电流传感器的带宽支持在类似应用中使用碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率器件。

目前,先进的嵌入式电子产品受到了广泛关注,其中大部分关注点是提高电源、电机驱动器、电力传输系统和电池充电系统的效率。它们直接关系到电源的性能,通过使用先进的电流传感方法如新纳传感基于AMR的电流传感器,可以满足这些先进系统的实时监控需求。

 

关于新纳传感系统有限公司

        新纳传感系统有限公司是全球领先的MEMS传感解决方案提供商,产品线包括基于磁阻薄膜的高频率高带宽电流传感器、高性能代码开源惯性测量单元(IMU)、高精度实时动态(RTK)导航系统和厘米级精度定位服务。公司在中国无锡设有研发与生产基地,并在波士顿、芝加哥和硅谷设有全球研发中心。请访问新纳官网www.aceinna.cn了解更多信息。

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