Application du capteur de courant dans l’alimentation électrique rectifiée

Application du capteur de courant dans l’alimentation électrique rectifiée

En tant qu’équipement de base pour convertir le courant alternatif en courant continu, l’alimentation d’énergie de redresseur est très utilisée dans l’automatisation industrielle, la nouvelle génération d’énergie, la charge de véhicule électrique et d’autres domaines. Avec le développement de la technologie de l’électronique de puissance, les exigences d’efficacité et de fiabilité des alimentations de redresseur sont de plus en plus élevées, et les capteurs de courant, en tant que composants clés pour la surveillance et le contrôle en temps réel, jouent un rôle important dans les systèmes d’alimentation de redresseur. Cependant, des facteurs environnementaux complexes tels que la température, l’humidité, les interférences électromagnétiques, etc. peuvent directement affecter les performances et la stabilité du système des capteurs de courant. Cet article partira des scénarios d’application des capteurs de courant dans les alimentations de redresseur, analysera leur mécanisme d’action et l’influence des facteurs environnementaux.

1, l’application de noyau des capteurs de courant dans les alimentations de redresseur

1. Entrée/sortie surveillance actuelle

Dans les circuits redresseurs, les capteurs de courant sont généralement déployés côté entrée ca et côté sortie cc:

Côté entrée: surveillez l’amplitude, la phase et les composants harmoniques du courant de grille pour fournir un support de données pour la correction du facteur de puissance (PFC) et la protection contre les surintensités.

Côté sortie: retour en temps réel du courant du bus cc, utilisé pour la régulation dynamique de charge et la protection contre les courts-circuits, comme la prévention de la surcharge de la batterie dans les stations de recharge des véhicules électriques.

2. Protection contre les surcharges et les courts-circuits

Les alimentations rectifiées peuvent générer des courants élevés transitoires lorsqu’elles sont soumises à des charges soudaines ou à des courts-circuits. Les capteurs de courant à effet Hall (tels que les capteurs Hall en boucle fermée) peuvent rapidement déclencher l’action de désactivation de l’igbt ou du MOSFET avec une vitesse de réponse élevée (niveau μ S) et une large gamme dynamique (0~1000A), protégeant les dispositifs d’alimentation contre les dommages.

3. Optimisation d’efficacité et suppression harmonique

En utilisant des capteurs de courant de haute précision (tels que les capteurs de flux gate) pour collecter des données de forme d’onde de courant et en les combinant avec DSP ou FPGA pour l’analyse FFT, les composants harmoniques peuvent être identifiés et les algorithmes de contrôle peuvent être optimisés. Par exemple, dans le processus de rectification d’un onduleur photovoltaïque, les données du capteur de courant peuvent aider à atteindre le suivi maximal du point de puissance.

2, l’influence des facteurs environnementaux sur la Performance des capteurs de courant

1. Fluctuations de température

Effet de dérive: le coefficient de température des matériaux semi-conducteurs (tels que la sensibilité des éléments de Hall avec une dérive de température d’environ 0,05% /℃) peut causer zéro décalage et erreur de gain. Par exemple, dans les environnements à hautes températures (>85 ℃), les changements dans la résistance des résistances de shunt peuvent causer une déviation de mesure de ± 1%.

Solution: adoptez le circuit de compensation de température (tel que la rétroaction de thermistor PT1000) ou choisissez le capteur large de température (tel que le capteur basé SiC de magnétorésistance à -40~125 ℃).

2. Interférence électromagnétique (EMI)

Bruit de couplage: le bruit électromagnétique généré par les dispositifs de commutation à haute fréquence dans les alimentations de redresseur peut interférer avec les signaux des capteurs par le rayonnement spatial ou les chemins de conduction. Des expériences ont montré que les capteurs de Hall non blindés peuvent produire une erreur de plus de 5% pour un bruit de 10MHz.

Mesures de Suppression: adopter la transmission différentielle du signal, ferrite magnétique anneau filtrant, ou intégrée EMI protection couverture (comme coque en aluminium + joint conducteur).

3. Vibrations mécaniques et humidité

Fiabilité structurelle: l’environnement vibrationnel (comme les convertisseurs d’énergie éolienne) peut causer la rupture du joint de soudure interne ou le déplacement du noyau magnétique du capteur. Par exemple, lors d’essais de vibrations aléatoires (5-2000Hz, 10Grms), le taux d’échec des capteurs non renforcés a augmenté de 30%.

Conception résistante à l’humidité: dans les environnements avec humidity>90% hr, le courant de fuite de la carte PCB de capteur peut augmenter, et il est nécessaire d’utiliser de la colle de potting (telle que le polyuréthane) ou IP67 ou un emballage de niveau de protection plus élevé.