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大电流检测探讨

输出电流的检测,一般有:

1)电阻+差分运放

2)一级电流互感器或两级互感器并联的方式

3)霍尔电流检测器件

目前,电流输出有50A以上,为做电流的数字化显示,要对电流进行采样。一直采用的是方法(1),选用了多个毫欧级电阻并联的方式,在输出地端采样。实际情况,受GND的干扰影响严重,效果不佳。

考虑到(2)在电流显示上,线性问题难以解决。(3)的成本较高。

目前仍倾向于利用(1)进行电流采样显示,诸位能否赐教。若有较为成熟的方案,更是感激涕零。


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井底蛙
LV.7
2
2011-12-19 21:29
这个问题可以解决,就是个接地的问题。差分电路的输入电路要对称。
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2011-12-19 21:53
@井底蛙
这个问题可以解决,就是个接地的问题。差分电路的输入电路要对称。

请问用了几级差分运放电路?用的是哪款集成运放?

谢谢!

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cheng111
LV.11
4
2011-12-19 22:30
@wangyang8695
请问用了几级差分运放电路?用的是哪款集成运放?谢谢!
一级就可以了,采用电阻小一点的。使用TL431来提供基准电压。358也可以啊,电源里面有很多这样的使用。
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2011-12-20 09:06

可以试试在输出的高端采样,干扰就会少了。另外,差分放大对带宽也有很大的影响。

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2011-12-20 10:53
@tuba_piccolo
可以试试在输出的高端采样,干扰就会少了。另外,差分放大对带宽也有很大的影响。

输出电压有50V,一般运放达不到这么大的共模电压。

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2011-12-20 11:55
@cheng111
一级就可以了,采用电阻小一点的。使用TL431来提供基准电压。358也可以啊,电源里面有很多这样的使用。

 

就采用上图的方式。电阻不和上图一样罢了。在弱信号下测试,都是有差分放大关系的。放到系统中,就比例关系不正常。甚至都不成正比例关系。用的就是LM358。感觉干扰大。

要用TL431提供基准用在哪个地方呢?

恳请指教!

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2011-12-20 12:05
@wangyang8695
输出电压有50V,一般运放达不到这么大的共模电压。

互感器,这个对于你这个电流比较适合

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2011-12-20 13:15
@bigbigeasy
互感器,这个对于你这个电流比较适合

后端做的是全波整流方式,有想过在两个整流二极管上分别做一个电流互感器,然后相加的方式,但是估计线性度不会很好。做过流保护可以,做电流线性显示可能误差比较大。

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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,有想过在两个整流二极管上分别做一个电流互感器,然后相加的方式,但是估计线性度不会很好。做过流保护可以,做电流线性显示可能误差比较大。

你直接串地上好了 变压器到电解地的地方

不用相加,线性度和你设计有关

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ctx1211
LV.7
11
2011-12-20 20:31
@wangyang8695
[图片] 就采用上图的方式。电阻不和上图一样罢了。在弱信号下测试,都是有差分放大关系的。放到系统中,就比例关系不正常。甚至都不成正比例关系。用的就是LM358。感觉干扰大。要用TL431提供基准用在哪个地方呢?恳请指教!
用的multisim?不知道仿真的波形怎么样
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2011-12-20 22:24
@bigbigeasy
你直接串地上好了变压器到电解地的地方不用相加,线性度和你设计有关

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样

恩。Multisim。仿真没问题的,波形都对。带弱电流测试也是对的。但是加大电流就有蛮严重的问题了。

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2011-12-20 22:30
@井底蛙
这个问题可以解决,就是个接地的问题。差分电路的输入电路要对称。

今天搭了个OP07 的电路,明个儿在大电流试试。

晚上看论文,看见一篇不错的设计。分享一下。

UC3875 组成的1000W移相全桥软开关

里面的差分采样,大家可以一起讨论讨论!

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井底蛙
LV.7
15
2011-12-21 08:33
@wangyang8695
今天搭了个OP07 的电路,明个儿在大电流试试。晚上看论文,看见一篇不错的设计。分享一下。[图片]UC3875组成的1000W移相全桥软开关里面的差分采样,大家可以一起讨论讨论!
这种微信号放大,搭电路往往试不出来正确的结果。原理没有错,错的是PCB布局和其它。这种采样我用到100A。最近很忙,有空时加你。抱歉!
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bigbigeasy
LV.6
16
2011-12-21 09:27
@wangyang8695
是直流怎么互感呢?

变压器输出到电解不是直流,你可以用电流探头测下

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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,有想过在两个整流二极管上分别做一个电流互感器,然后相加的方式,但是估计线性度不会很好。做过流保护可以,做电流线性显示可能误差比较大。
做过,线性度不好,要用的话,只能通过软件上去处理,但不是很精确...
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tony_dai
LV.8
18
2011-12-21 11:58
@cheng111
一级就可以了,采用电阻小一点的。使用TL431来提供基准电压。358也可以啊,电源里面有很多这样的使用。
电流输出有50A以上,一级肯定是不够的。采样电阻小,那么小电流的时候,采集不到信号...;大电流的时候超过运放的电压...
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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,有想过在两个整流二极管上分别做一个电流互感器,然后相加的方式,但是估计线性度不会很好。做过流保护可以,做电流线性显示可能误差比较大。
电流互感器的精确度不行,这个场合不适用的。
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cheng111
LV.11
20
2011-12-22 00:17
@tony_dai
电流输出有50A以上,一级肯定是不够的。采样电阻小,那么小电流的时候,采集不到信号...;大电流的时候超过运放的电压...

使用十毫欧电阻来应该可以,不过损耗的确大了一点。

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井底蛙
LV.7
21
2011-12-22 21:12
@wangyang8695
[图片] 就采用上图的方式。电阻不和上图一样罢了。在弱信号下测试,都是有差分放大关系的。放到系统中,就比例关系不正常。甚至都不成正比例关系。用的就是LM358。感觉干扰大。要用TL431提供基准用在哪个地方呢?恳请指教!

电流采样信号负端由VCC1经R1反相输入。VCC2接地。R4不要直接接地,而要连接到电流采样元件的正端。由电流采样元件到R1、R4的引线要近距并行。

这是其一。

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bigbigeasy
LV.6
22
2011-12-23 08:59
@cheng111
电流互感器的精确度不行,这个场合不适用的。

除非你要求0.1%以上的,否则完全可以.具体精度和设计有关

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2011-12-23 09:29
@wangyang8695
[图片] 就采用上图的方式。电阻不和上图一样罢了。在弱信号下测试,都是有差分放大关系的。放到系统中,就比例关系不正常。甚至都不成正比例关系。用的就是LM358。感觉干扰大。要用TL431提供基准用在哪个地方呢?恳请指教!
用LM358来做电流放来mV级信号,未免精度有点差啊,一般不用358而是用像OP07之类的高精度运放,对提高精度有很好的帮助啊。
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160217
LV.5
24
2011-12-23 10:03
50A 的电流建议用互感器,精度要求高,那么用霍尔电流互感器是最适合了。要采样电阻的话,功耗和精度无法权衡。电阻取大了,损耗惊人,电阻取小了,小电流容易受干扰,而且还容易受焊接在PCB上后采样点的影响。
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cheng111
LV.11
25
2011-12-25 10:47
@bigbigeasy
变压器输出到电解不是直流,你可以用电流探头测下
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cheng111
LV.11
26
2011-12-25 10:48
@bigbigeasy
除非你要求0.1%以上的,否则完全可以.具体精度和设计有关
没有这么好吧,使用电阻也难做到这么高啊。
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2011-12-25 14:31
@井底蛙
这种微信号放大,搭电路往往试不出来正确的结果。原理没有错,错的是PCB布局和其它。这种采样我用到100A。最近很忙,有空时加你。抱歉!

谢谢您加我的QQ!我最近也一直在搞这个。目前的情况,用OP07尝试的第一次,确实效果很好,很线性,精度确实很高!1mV以下的才差分输入电压也能比较精确的测出。但是之后,想再次恢复到之前的状态就很难了(由于在之前的PCB板上测试不行,就拿面包板搭建的)。确实如你所说,PCB布局非常非常重要。我感觉更多的干扰不是差分输入端带入的,而是GND上的干扰。因为稳态80A后,随着输入电压的变化还有很大的变化。后来用了专用芯片AD620,一般用在仪表上的,应该是低噪声高精度的了,肯定比自己搭建的多级运放要好。但还是不行,正比例关系都没有。综合以上情况,我还是比较认同你的观点,PCB的布局很重要,估计就是干扰的问题。望您能进一步指教!不甚感激!

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2011-12-25 14:39
@井底蛙
电流采样信号负端由VCC1经R1反相输入。VCC2接地。R4不要直接接地,而要连接到电流采样元件的正端。由电流采样元件到R1、R4的引线要近距并行。这是其一。

1)我就是按你这么连接的。VCC1接电流负端。VCC2接GND。我也说不清为什么不是VCC1接地,VCC2接电流正端。恳请指教!

2)R4连接到电流采样元件的正端,很赞同,应该能减小GND的干扰的。这个我明天上班一定试试。给出结果。

3)R1和R4的引线距离近好理解。但为什么要并行呢?不是绞绕在一起的话,寄生参数会比较小吗?

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2011-12-25 14:43
@贺赫无名
用LM358来做电流放来mV级信号,未免精度有点差啊,一般不用358而是用像OP07之类的高精度运放,对提高精度有很好的帮助啊。
对的!用OP07确实精度高很多!1mv以下也能精准的放大!但是,我的问题好像更多的是地线干扰的问题!前辈,是否有这方面的指教!
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2011-12-25 14:47
@160217
50A的电流建议用互感器,精度要求高,那么用霍尔电流互感器是最适合了。要采样电阻的话,功耗和精度无法权衡。电阻取大了,损耗惊人,电阻取小了,小电流容易受干扰,而且还容易受焊接在PCB上后采样点的影响。
又搞了电阻+运放模式一个礼拜了,收获不大。明天就去电子市场上搞个霍尔电流互感器来试试。有没有什么推荐的型号和使用上的建议的!满载有80A以上,不超过100A吧。
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2011-12-25 14:54
@cheng111
没有这么好吧,使用电阻也难做到这么高啊。

感谢诸位的指导!晚辈才疏学浅,恳请诸位不吝赐教!

上传几篇收集的相关资料,仅当抛砖引玉!希望大家一起探讨,把学问做的明白透彻!

电流互感器的设计 电流检测电路 电流互感器 各种电流检测方式的比较 

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