Applicazione del sensore di corrente nell’alimentazione corretta

Applicazione del sensore di corrente nell’alimentazione corretta

Come apparecchiatura centrale per la conversione dell’energia ca in corrente continua, l’alimentazione del raddrizzatore è ampiamente utilizzata nell’automazione industriale, nella nuova generazione di energia, nella ricarica dei veicoli elettrici e in altri campi. Con lo sviluppo della tecnologia elettronica di potenza, i requisiti di efficienza e affidabilità degli alimentatori del raddrizzatore sono sempre più elevati e i sensori di corrente, in quanto componenti chiave per il monitoraggio e il controllo in tempo reale, svolgono un ruolo importante nei sistemi di alimentazione del raddrizzatore. Tuttavia, fattori ambientali complessi quali temperatura, umidità, interferenza elettromagnetica, ecc. Possono influenzare direttamente le prestazioni e la stabilità del sistema dei sensori di corrente. Questo articolo partirà dagli scenari di applicazione dei sensori attuali negli alimentatori raddrizzatori, analizzandone il meccanismo d’azione e l’influenza dei fattori ambientali.

1, l’applicazione centrale di sensori di corrente negli alimentatori raddrizzatori

1. Monitoraggio corrente in ingresso/uscita

Nei circuiti raddrizzatori, i sensori di corrente sono di norma installati sul lato In entrata della ca e sul lato In uscita della cc:

Lato di ingresso: monitorare l’ampiezza, la fase e le componenti armoniche della corrente di rete per fornire un supporto dati per la correzione del fattore di potenza (PFC) e la protezione in eccesso di corrente.

Lato uscita: retroazione in tempo reale della corrente del bus a corrente continua, usata per la regolazione del carico dinamico e per la protezione del corto circuito, ad esempio per prevenire la sovralimentazione della batteria nelle stazioni di ricarica dei veicoli elettrici.

2. Protezione contro il sovraccarico e il corto circuito

Gli alimentatori rettificati possono generare correnti elevate transitorie se sottoposti a carichi improvvisi oa cortocircuiti. I sensori di corrente ad effetto Hall (come i sensori ad anello chiuso) possono innescare rapidamente l’azione di spegnimento dell’igbt o del MOSFET con alta velocità di risposta (livello sonoro) e ampia gamma dinamica (0~1000A), proteggendo i dispositivi di potenza dai danni.

3. Ottimizzazione dell’efficienza e soppressione armonica

Utilizzando sensori di corrente ad alta precisione (ad esempio sensori della porta di flusso) per raccogliere dati di forma d’onda correnti e combinandoli con DSP o FPGA per l’analisi FFT, è possibile identificare componenti armonici e ottimizzare algoritmi di controllo. Ad esempio, nel processo di rettifica di un invertitore fotovoltaico, i dati dei sensori attuali possono contribuire a ottenere il tracking del punto di potenza massima.

2, l’influenza dei fattori ambientali sulle prestazioni dei sensori di corrente

1. Variazioni temperatura

Effetto di deriva: il coefficiente di temperatura dei materiali semiconduttori (come la sensibilità degli elementi Hall con una deriva di circa 0,05% / cm) può causare uno spostamento zero e un errore di guadagno. Ad esempio, in ambienti ad alta temperatura (> 85 gradi), le variazioni nella resistenza delle resistenze allo shunt possono causare una deviazione di misura del 2,5%.

Soluzione: adottare un circuito di compensazione della temperatura (come PT1000 termistore di retroazione) o scegliere un sensore ad ampia gamma di temperatura (come il sensore di magnetoresistenza al SiC a -40~125 gradi).

2. Interferenza elettromagnetica (EMI)

Rumore di accoppiamento: il rumore elettromagnetico generato dai dispositivi di commutazione ad alta frequenza negli alimentatori raddrizzatori può interferire con i segnali dei sensori attraverso le radiazioni spaziali o le linee di conduzione. Esperimenti hanno dimostrato che i sensori Hall non schermati possono raggiungere un errore superiore al 5% sotto il rumore di 10MHz.

Misure di soppressione: adottare la trasmissione di segnali differenziali, il filtraggio degli anelli magnetici di ferrite, o un involucro protettivo integrato (come l’alluminio e la guarnizione conduttrice).

3. Vibrazioni meccaniche e umidità

Affidabilità strutturale: l’ambiente vibratorio (come i convertitori di energia eolica) può causare rotture interne delle giunture dei solder o uno spostamento del nucleo magnetico del sensore. Ad esempio, nelle prove su vibrazioni casuali (5-2000Hz, 10 GRM), il tasso di guasto dei sensori non rinforzati è aumentato del 30%.

Progettazione resistente all’umidità: In ambienti con tenore di umidità > 90% RH, la corrente di fuga del PCB sensore può aumentare ed è necessario utilizzare colla per la cagliatura (ad esempio poliuretano) o IP67 o imballaggi con un livello di protezione più elevato.