Для одного из проектов, над которым я работаю, мне нужно контролировать линию электропередачи постоянного тока на наличие обратного тока; решение должно выдавать сигнал 24 В, когда ток около 10 А или более течет в обратном направлении по линии (прямой ток можно игнорировать), но линия может пропускать до 400 А в любом направлении.
Основная проблема, по-видимому, заключается в том, что для любого решения, скажем, шунтирующего резистора с линией считывания, подключенной к затвору MOSFET, все, что дает рабочий выход при 10 А, проходящих через линию, сгорит при 400 А, в то время как все, что работает при 400A дал бы почти пренебрежимо малый выходной сигнал при 10. В общем, как обычно измеряют что-то, что может колебаться намного выше, чем целевое значение измерения?
Для этого конкретного приложения мы хотели бы просто использовать что-то готовое, но общий вопрос — это то, что кажется удобным знать.
10 А составляет 2,5% от 400 А, что более чем «почти незначительно». Однако шунт с разумными потерями на 400 А будет иметь очень низкое выходное напряжение. Ответ заключается в использовании операционного усилителя с малым дрейфом для усиления напряжения, достаточного для управления переключающим устройством.
Допустим, вы можете принять шунтирующие потери в 4 Вт. При 400 А это соответствует 10 мВ, при шунтирующем сопротивлении 0,01/400 = 0,025 мОм. Тогда 10 А дадут 10 * 0,025 = 0,25 мВ или 250 мкВ. AD8551 является примером так называемого операционного усилителя с нулевым дрейфом, с напряжением смещения 1 мкВ и дрейфом 0,005 мкВ/°C . Теоретически это могло бы измерить эти 10 А с точностью до 0,4%.
Другой альтернативой, не требующей шунта, является трансформатор тока на эффекте Холла. HT500M является примером, в котором для большей точности используется датчик с замкнутым контуром . Он имеет выходной ток 200 мА при 400 А и ток смещения +-200 мкА. При 10 А выход будет 5 мА +-0,2 мА = +-4% - в 10 раз хуже, чем токовый шунт, но с преимуществом бесконтактного считывания.