運用電流互感器可以減小檢測變換器原邊電流時的損耗,比方大功率開關電源,因為電流過大所以需求運用電流互感線圈來監測電流以削減損耗。
電流互感器與一般的電壓變壓器的差異在什么地方呢?這個問題即使是的磁性元件規劃人員也很難答復。根底的差異在于:變壓器妄圖把電壓從原邊變換到副邊,而電流互感器妄圖把電流從原邊變換到副邊。電流互感器的電壓巨細由負載挑選。
我們經過一個實踐的規劃比方,可以更好地了解電流互感器的作業原理。
假定用電流互感器檢測變換器的原邊電流,原邊10A電流對應1V電壓。當然,我們可以用一個1V/10A=100mΩ的電阻來檢測,但是電阻將構成的損耗為1V×10A=10W,這么大的損耗對簡直一切的規劃來說都是不能接受的。所以,要選用電流互感器,如圖1所示。
圖1 用電流檢測互感器減小損耗
當然,為了削減繞組電阻,我們把原邊的匝數取為1匝,一同為了使電流降到一個比較低的水平,副邊匝數應該比較多。假定副邊匝數為N,由歐姆定律可得(10/N)R=1V,在電阻中耗費的功率為P=(1V)^2/R。我們假定耗費的功率為50mW(也便是說,我們可以運用100mW規格的電阻),這就要求R不得小于20Ω,假定選用20Ω的電阻,由歐姆定律可得副邊匝數N=200。
現在我們來看磁芯,假定二管是一般的一般的二管,通態電壓大約為1V,電流為10A/200=50mA。互感器輸出電壓為1V,加上二管的通態電壓1V,總電壓大約2V。250kHz頻率作業時,磁芯上的磁感應強度不會跨過
其間4us為一個周期的時刻,實踐肯定是不到一個周期的。
因為原邊流過電流的時刻不可能跨過開關周期(否則,磁芯無法復位)。因此Ae可以很小,而B也不會很大。這個比方里磁芯的標準不能經過損耗要求或磁通豐滿要求來供認,更大的可能是由原副邊之間的隔絕電壓來供認。假定隔絕電壓沒有要求,磁芯的巨細一般由200匝的繞組所占體積來供認。你可以用40號的導線流過500mA的峰值電流,但是這種導線真實太細,一般的變壓器廠家不會為你繞制。
有用提示:除非要用,一般情況下不要運用標準小于36號線的導線。
現在我們來剖析為什么不能用電壓變壓器來替代電流互感器?現已知道副邊電壓只需2V,因此原邊電壓為2V/200=100mV。假定輸入直流電壓為48V,那么電流互感器原邊10mV電壓對48V電壓來說是微乎其微的——那樣你可以在副邊得到50mA的電流,而對原邊簡直沒有什么影響。假定另一種情況(不現實的),原邊的輸入直流電壓只需5mV,那么互感器的原邊不可能有10mV的電壓,一同因為原邊阻抗(如反射副邊阻抗)也比較大,挑選了副邊根底不可能發生50mA的電流。即使整個5mV電壓全部加在原邊,副邊也只能發生200×5mV=1V的電壓:不能在轉化電阻上發生滿足的電壓。因此,電壓變壓器只能用作變壓器,不能用來檢測電流。
從其他一個角度來看:盡管輸入電源的電壓為48V時,但是流過電流互感器電流的巨細不是由原邊的這個48V電壓挑選的,而是其他要素挑選的。
電流互感器是有阻抗綁縛的電壓變壓器。
后,我們來看一下電流互感器的過錯情況怎么樣?答案在于電流互感器的根底定義上:感應的是電流。
有用提示 電流互感中的二管和副邊繞組的電阻不會影響電流的檢測,因為(只需阻抗不是大)串聯電路中電流處處相等,與串聯的元件無關。
實踐作業中,是不是運用肖特基二管作為整流二管是沒有關系的:二管的低通態電壓只影響變壓器,不會影響電流互感器。
假定互感器副邊的電感太小,檢測過錯將會增大。也便是激磁電感太小,假定我們要求檢測電流的大過錯為1%,原邊電流為10A,那么副邊電流便是50mA,這就意味著要求激磁電流(副邊)應該小于50mA×1%=500μA。激磁電流沒有流過轉化電阻,我們也無法檢測到這個電流,這樣過錯就增大了。可以算出副邊電感的小值:
現在的匝數為200,我們需求AL=16mH/200=400nH的磁環,用一般的小鐵氧體磁環就可以了,這種鐵氧體磁環是很簡單找到的。