《BYD电流传感器》PPT课件.ppt

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1、Welcome to BYD Build Your Dreams3、电流传感器的技术参数、电流传感器的技术参数2、电流传感器的工作原理、电流传感器的工作原理1、电流传感器简介、电流传感器简介特色特色l高线性度和精度高线性度和精度l测量交流、直流和脉测量交流、直流和脉冲电流冲电流l响应时间短响应时间短l良好的抗干扰能力良好的抗干扰能力l宽量程宽量程l频带宽频带宽变频器变频器电焊机电焊机有轨机车有轨机车双模双模/纯电动车纯电动车风力发电站风力发电站逆变器逆变器UPS电流传感器电流传感器简介简介太阳能发电站太阳能发电站u主要竞争对手主要竞争对手l LEM：总部位于瑞士，在丹麦、北京和日本均有分公司。

2、主要做高端客户，量程范围总部位于瑞士，在丹麦、北京和日本均有分公司。主要做高端客户，量程范围 较宽，从几百毫安到几万安。定价很高。较宽，从几百毫安到几万安。定价很高。l Honeywell：美国企业，产品多元化，是一家从事工业控制的企业。最早研制闭环电美国企业，产品多元化，是一家从事工业控制的企业。最早研制闭环电 流传感器，主要做从几安到流传感器，主要做从几安到500A500A以下的电流传感器市场。以下的电流传感器市场。l VAC：德国企业，主要做磁芯材料，目前大多电流传感器企业（包括德国企业，主要做磁芯材料，目前大多电流传感器企业（包括LEMLEM）均应用的）均应用的 VAC VAC的磁芯材

3、料。电流传感器主要做毫安级的小量程高精度电流传感器。的磁芯材料。电流传感器主要做毫安级的小量程高精度电流传感器。l TAMURA：日本企业，产品多元化，涉及电子元器件、材料和工业控制领域。霍尔电：日本企业，产品多元化，涉及电子元器件、材料和工业控制领域。霍尔电 流传感器首次引入激光修调技术，量程范围集中在几十安到几百安。流传感器首次引入激光修调技术，量程范围集中在几十安到几百安。电流传感器电流传感器简介简介电流传感器的工作原理电流传感器的工作原理开环电流传感器工作原理图开环电流传感器工作原理图l 开环：直测式霍尔电流传感器开环：直测式霍尔电流传感器 霍尔效应：当把一块金属或半导体薄片垂直放在感

4、应强度为霍尔效应：当把一块金属或半导体薄片垂直放在感应强度为B的磁场中，沿着垂直于的磁场中，沿着垂直于磁场的方向通以电流磁场的方向通以电流I，就会在薄片的另一对侧面间产生电动势，就会在薄片的另一对侧面间产生电动势UH，这种现象称为霍尔效，这种现象称为霍尔效应，所产生的电动势称为霍尔电动势，这种薄片（一般为半导体）称为霍尔片或霍尔元件。应，所产生的电动势称为霍尔电动势，这种薄片（一般为半导体）称为霍尔片或霍尔元件。开环霍尔电流传感器是基于霍尔开环霍尔电流传感器是基于霍尔效应基本原理研制而成的，原边电流效应基本原理研制而成的，原边电流I IP P产生的磁通量聚集在磁路中，用霍产生的磁通量聚集在磁路

5、中，用霍尔元件在气隙处进行检测。霍尔装置尔元件在气隙处进行检测。霍尔装置经过处理后输出弱电压信号，再经过经过处理后输出弱电压信号，再经过放大器放大，在传感器输出端输出电放大器放大，在传感器输出端输出电压信号，该电压信号可精确地反映原压信号，该电压信号可精确地反映原边电流。边电流。电流传感器的工作原理电流传感器的工作原理l 闭环：磁平衡霍尔电流传感器闭环：磁平衡霍尔电流传感器 磁平衡原理：磁平衡原理：霍尔元件通过霍尔效应霍尔元件通过霍尔效应输出电压信号，经放大器输入功率放大器，驱动输出电压信号，经放大器输入功率放大器，驱动相应的功率管导通，输出一个补偿电流相应的功率管导通，输出一个补偿电流IS，

6、IS流经副边补偿线圈。副边线圈产生的磁场与流经副边补偿线圈。副边线圈产生的磁场与原边电流产生的磁场相反，因而补偿了原边磁场，使霍尔输出减小，当原边线圈产生的磁原边电流产生的磁场相反，因而补偿了原边磁场，使霍尔输出减小，当原边线圈产生的磁场与副边线圈产生的磁场相等时，补偿电流不再增大。场与副边线圈产生的磁场相等时，补偿电流不再增大。闭环霍尔电流传感器在霍效应的基闭环霍尔电流传感器在霍效应的基础上加入了磁平衡原理，即补偿电流础上加入了磁平衡原理，即补偿电流IS通通过一个多匝绕组的线圈产生的磁场与原过一个多匝绕组的线圈产生的磁场与原边电流产生的磁场方向相反，二者相抵。边电流产生的磁场方向相反，二者相

7、抵。存在以下关系式：存在以下关系式：ISNS=IPNP 其中，其中，IS副边电流；副边电流；NS原边线圈匝原边线圈匝 数数；IP原边电流；原边电流；NP原边线圈匝数。原边线圈匝数。闭环电流传感器工作原理图闭环电流传感器工作原理图电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数l 电气参数电气参数额定输入电流（额定输入电流（Primary Nominal Current）IPN 指电流传感器所能测试的额定输入电流，又称额定原边电流，用有效值（）表示指电流传感器所能测试的额定输入电流，又称额定原边电流，用有效值（）表示,IPN 的大小与传感器产品的型号有关。的大小与传感器产品的型号有关。供电电压（供电电压

8、（Supply Voltage）电流传感器工作时的驱动电压，它必须在传感器规定的范围之内，超出此范围会造成电流传感器工作时的驱动电压，它必须在传感器规定的范围之内，超出此范围会造成 传感器不能正常工作。传感器不能正常工作。测量电流范围（测量电流范围（Measurement Current Range）测量范围是指电流传感器可测量的最大的电流值，范围一般高于额定输入电流。例如，测量范围是指电流传感器可测量的最大的电流值，范围一般高于额定输入电流。例如，BSH-1000ICV5的额定输入电流为的额定输入电流为1000A，其测量电流范围为，其测量电流范围为1500A。额定输出电流额定输出电流/电压（

9、电压（Rated Output Current/Voltage）开环电流传感器的输出为电压，用开环电流传感器的输出为电压，用VSN表示，一般为表示，一般为4V，还有一些型号的零点偏置为。，还有一些型号的零点偏置为。闭环电流传感器的输出为电流，用闭环电流传感器的输出为电流，用ISN表示，一般在表示，一般在100mA 400mA，某些型号可能，某些型号可能会有所不同。会有所不同。电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数l 精度精度-动态性能参数动态性能参数线性度（线性度（Linearity）线性度又称非线性误差，是传感器实际特性曲线线性度又称非线性误差，是传感器实际特性曲线 与拟合直线（有时也称理

10、论直线）之间的最大误与拟合直线（有时也称理论直线）之间的最大误 差与拟合直线量程范围内的输出百分比。拟合直差与拟合直线量程范围内的输出百分比。拟合直 线是根据所测量的电流或电压值，运用最小二乘线是根据所测量的电流或电压值，运用最小二乘 法计算出来的一条直线。线性度决定了传感器的法计算出来的一条直线。线性度决定了传感器的 输出信号与输入信号在测量范围内成正比的程度。输出信号与输入信号在测量范围内成正比的程度。一般开环电流传感器的线性度要优于一般开环电流传感器的线性度要优于1%，闭环电，闭环电 流传感器的线性度要优于流传感器的线性度要优于0.1%。线性度计算公式见右：线性度计算公式见右：精度（精度

11、（Accuracy）精度精度=精密度精密度+准确度。准确度。精密度说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，精密度说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程度。用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程度。电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数l精度精度-动态性能参数动态性能参数 精度（精度（Accuracy）准确度是指传感器实际测量的值与输出理论直线准确度是指传感器实际测量的值与输出理论直线（将传感器输出起始点与满量程点连接起来的直（将传感器输出

12、起始点与满量程点连接起来的直线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输线）之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出百分比。出百分比。准确度计算公式为：准确度计算公式为：线性度与精度的区别线性度与精度的区别假设一射击运动员进行射击假设一射击运动员进行射击训练，三次射击的结果如右训练，三次射击的结果如右图，第一次射击比较分散，图，第一次射击比较分散，第二次射击相对集中，但是第二次射击相对集中，但是距靶心较远，第三次射击很距靶心较远，第三次射击很中，且均靠近靶心，线性度中，且均靠近靶心，线性度和精度均很高。和精度均很高。（a a）线性度精度均很低）线性度精度均很低 （b b）线性度高精度低）线性度高

13、精度低 （c c）线性度精确度均很高）线性度精确度均很高电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数l 精度精度-动态性能参数动态性能参数 响应时间（响应时间（Response Time）电流传感器对外界激励信号作出反应所用的时间，指电流传感器输出在满量程输出的电流传感器对外界激励信号作出反应所用的时间，指电流传感器输出在满量程输出的90%所需要的时间。一般开环霍尔电流传感器的响应时间为几微秒，而闭环霍尔电流所需要的时间。一般开环霍尔电流传感器的响应时间为几微秒，而闭环霍尔电流传感器的响应时间传感器的响应时间1 1us。电失调电压电失调电压/电流（电流（Electrical Offset Volt

14、age/Current）开环电流传感器输出为电压信号，开环电流传感器输出为电压信号，在调零的过程中，由于电位器的定位、人为因素等在调零的过程中，由于电位器的定位、人为因素等 环境的影响，输出并不完全为零，该输出为电失调电压。闭环电流传感器输出为电流环境的影响，输出并不完全为零，该输出为电失调电压。闭环电流传感器输出为电流 信号，故为电失调电流。信号，故为电失调电流。磁失调电压磁失调电压/电流（电流（Magnetic Offset Voltage/Current）在开环电流传感器中，磁失调电压是由于磁芯材料的滞磁现象产生的，当原边电流由在开环电流传感器中，磁失调电压是由于磁芯材料的滞磁现象产生的

15、，当原边电流由 IP00时，由于磁芯材料中会有剩余的磁场仍对传感器起作用，所以在输出端会产生时，由于磁芯材料中会有剩余的磁场仍对传感器起作用，所以在输出端会产生 一个失调电压，就叫做磁失调电压。在闭环电流传感器中为磁失调电流。电失调电流一个失调电压，就叫做磁失调电压。在闭环电流传感器中为磁失调电流。电失调电流 与磁失调电流之和即为零点偏移电流（与磁失调电流之和即为零点偏移电流（Offset Current）。）。电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数l 精度精度-动态性能参数动态性能参数 温度漂移（温度漂移（Thermal Drift）由于霍尔元件的霍尔系数、输入电阻等都要受到温度的影响，因

16、此在温度变化时，电由于霍尔元件的霍尔系数、输入电阻等都要受到温度的影响，因此在温度变化时，电流传感器的输出值将产生一定的漂移。温度漂移包括两个方面：失调电压（静态测试）流传感器的输出值将产生一定的漂移。温度漂移包括两个方面：失调电压（静态测试）和增益值（通待测电流测试）。和增益值（通待测电流测试）。频带宽度（频带宽度（Frequency Bandwidth）在低频区和高频区中，当放大电路的电压放大倍数分别下降到中频区电压放大倍数的在低频区和高频区中，当放大电路的电压放大倍数分别下降到中频区电压放大倍数的倍时，对应的两个频率倍时，对应的两个频率F FL L和和F FH H分别称为下限截止频率。两

17、频率之间频率范围称分别称为下限截止频率。两频率之间频率范围称 为通频带或称带宽为通频带或称带宽BWBW，一般，一般F FH H F FL L，故有，故有:BW=F:BW=FH H-F-FL L。l 环境参数环境参数 工作温度（工作温度（Ambient Operating Temperature）电流传感器正常工作时的温度范围。电流传感器正常工作时的温度范围。储存温度（储存温度（Ambient Storage Temperature）电流传感器的存储温度范围。电流传感器的存储温度范围。电流传感器的技术参数电流传感器的技术参数BSH-2000ICV5BSD1-ICV1BSD-ICV6BSC1-IC

18、V6BSF2-ICV6BSP-IOV1EBSP1-ICV2Supply Voltage15V24VV Ref(0.74*IP/IPN)12V15V12V15V12V15V+5V15VPrimary Current2000A300mA50A100A25A300A20A25A100-400mAOutput Current(Voltage)400mAVRef 0.025V50mA25mA150mA0.54.5V5VResponse Time1s35s1s 200ns 1s 5s 20msAccuracy0.3%1.5%0.6%0.25%0.4%1%1%Linearity0.1%1%0.15%0.2%

19、0.1%1%0.5%Frequency BandwidthDC-100 kHz(-1dB)DC-100 kHz(-1dB)DC-200 kHz(-1dB)DC-200 kHz(-3dB)DC-100 kHz(-1dB)DC-50 kHz(-3dB)DC-7000 kHz(-3dB)Electrical Offset Voltage(Current)0.5mA20mV0.2mA0.15mA0.2mA20mV50mVAmbient Operating Temperature-40+85-40+85-40+85-40+85-2570-40+125-20+85Ambient Storage Tempe

20、rature-50+90-40+85-40+105-40+90-4090-40+150-20+85Note：The above were tested at 25 ,unless with otherwise noted,Response time to 90%of IPN step.With more specific parameters,please see the data sheet.1313以同舟共济的挚诚以同舟共济的挚诚 与员工共享广阔未来！与员工共享广阔未来！以携手同行的承诺以携手同行的承诺 与客户共享臻至未来！与客户共享臻至未来！以励精图治的奋进以励精图治的奋进 与投资者共享丰厚未来！与投资者共享丰厚未来！以根深叶茂的基业以根深叶茂的基业 与社会共享强盛未来！与社会共享强盛未来！谢谢！谢谢！