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DIY大电流直流电流比较仪(DIY High Current DCC)

时间:2012-10-19  来源:38hot  作者:lymex

DCC是英文Direct Current Comparator 的缩写。 翻译过来就是直流电流比较仪。

DIY 大电流 DCC有啥用?

DCC最原始的应用,就是能获得非常稳定的电流比率,因此可以把大电流转换成小电流,所以应用之一就是精密测试大电流、发生精密大电流。

也有人问,大电流直接用分流器测试不就行了,还麻烦DCC做啥?事实上,大电流用分流器测试处于两难的地步。比如500A电流下用多大的阻值分流器?用0.1mR,那么,压降只有0.05V,这么小的电压难于精确测试,放大、噪音、热电动势影响大,势必要增大采样狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台才好。但另一方面,0.1mR狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的功率已经有25W了,再增加狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台会造成功率进一步的增大,发热厉害,温漂大,热电动势也随之增大,散热不好将严重影响精度。所以,分流器很难在大电流下测试精确的电流。而有了DCC,就可以把大电流转换为小电流,方便测试了。

两个精密可控的电流源有了,然后让它们通过不同的狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,对比其电压是否相同,就是先了精密狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台对比,用来精密测试小狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台、精密模拟小狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。

到底什么是大电流 DCC?

有源平衡法电流互感器,是通过在气隙上放置线性霍尔,通过平衡线圈引入另一个大小相同、方向相反的安匝,当气隙的磁场为零,说明达到安匝平衡,电流就可以测试出来。大电流的原边基本都是1匝,副边N匝则电流为原边的1/N即可达到平衡,取得以小测大的目的。

DCC也类似,只不过零磁通平衡检测是用了另外一个绕组,加上方波驱动,通过探测二次谐波的方法来检测是否达到了平衡,具有灵敏度超高的特点,可以判断很小的失衡。

右边的主电流源流过铁心绕组圈数很少(大电流1匝)的原边,圈数很多的副绕组流过电流值较小的跟踪电流源,最后达到平衡,使得原边和副边都具有相同的匝数×电流(安匝,AT)。Np = Ns ×n,其中n为匝数比。假设原边为1匝,副边为1000匝(n=1000),那么就可以把500A电流转换成0.5A,而测试0.5A就容易得多了(比如图中的用Rd=1欧标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台采样和高位表测试)。由于线圈的匝数没什么可变的量,n是固定不变的,因此这种方式可以得到非常精确的电流比率。


测量用的DCC,原边和副边安匝都是100,这是比较优化和均衡后的。然而,要测试大电流,例如500A,原边至少一匝,这样势必要500安匝,很大了,担心短暂失衡的时候,铁心磁通密度太高达到饱和甚至被磁化,因此就要采取特别措施(比如加粗铁芯截面积)。

上面图片的接法,实际上就是一个大电流模拟狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,主电流源就是狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的电流引线,而电压表测试的两个端子就是模拟狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的电压引线。兰斯汀的RT600就是这样一个仪器,其中间的两个巨大电流端子就是输入外接大电流的(如果不太大也可以在1/100和1/10柱子上输入,接了狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的P1、P2在最右边接线柱输出。当然,这个仪器完全可以作为电流互感器来用,需要把连接Rd的短路片断开即可。


也许有人会问,既然是模拟狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,如何改变阻值?
实际上RT600有狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台箱拨盘,在后面。




也可以看一下兰斯丁的另外一个类似的东西,RT300,也就是BZ6D





DCC的另外一个应用,是可以直接对比两个不同阻值的狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台。
本来作为传统的DCC狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台桥,其主电源是内部发生的(也有外部扩展),但电流很大的场合还是要外接,然后再原边电路里增加一个标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台,就可以实现狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台桥的功能了。


与上一幅图不同,主电流源回路里串入了被测狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台Rx,而Rd的要选择成正好为Rx的n倍。
例如n=1000,那么当Rx选1mR的时候,Rd就选1欧。由于两个电流源完全独立,因此可以把两个狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的下端用导线链接,实现狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台的背靠背测试。


要求是怎样的?

原边电流范围:50A~500A
电流比:1000:1
副边电流范围:0.05A~0.5A

原边电流范围:5A~50A
电流比:100:1
副边电流范围:0.05A~0.5A
副边狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台:1欧姆标准狗万类似的平台_狗万赢钱技巧_狗万垃圾平台
比率不确定度:10ppm


由于必须有个目标,因此先初步给出以上参数,实在有困难再调整。
500A对于自己来说不算小了,无论是500A的电源、500A的开关、500A的调整,都很具有挑战性,参考:http://bbs.38hot.net/read.php?tid=10230
因此,500A的目标已经很高了,不会去考虑600A甚至1000A。

比率1000:1也很自然,最好是10进制的,以前考虑过500:1,结果换算麻烦,取消。
100:1也太小,换算下来的5A也大,不便于测试。而10000:1走了另一个极端,得到的50mA倒是不错,就是这1万圈线圈绕不起。1000圈是我手工绕制能接受的上限。

至于10ppm,很可能也有难度。国产的成品小电流下也就做到1ppm而已。

其它的要求例如温漂,这个一般不用去说了,DCC都不会很差,就像PWM的温漂不大一样。

这些要求,就是瞎琢磨的,但后来找到JJF 1087-2002,居然还真差不多


别人都说怎么做的?
在自己做事之前,参考一下别人成功的案例,是很有必要的。
可惜,大电流DCC太专业,难于找到实物,不可能有机会拆。找不到电流图,甚至连使用手册也都没有。

1、高联的150A扩展器





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