norths

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【开步高精密电阻评测】大电流系统中的应用

2020-8-25 14:33:10 显示全部楼层
本帖最后由 norths 于 2020-8-25 14:33 编辑

1. 在工作中遇到的超过100A的大电流检测中,很少用到电阻分流的方案,通常会采用小型电流互感器检测交流电流和霍尔传感器来检测直流电流的方式,这样的可以实现电压隔离的优点。非常显然,这样的方案就会带来一个相对复杂的电流一次侧回路,那么经过这样的变换后,转换元件的精度,限制了测量精度的提高,多数只能做到5%的精度,2%的精度已经是高精度。开步电阻提供的高精度电阻,直接提供了一个高效高精度的技术选择,非常吸引人。
现在随着大型储能系统的出现,大量的电池仓库提供了光伏等绿色电源的储能,最大可以达到兆瓦级的容量,那么在分散的小区,更多的储能电池也在逐步示范建设中,这样的储能方式不仅可以消纳电能,还是新能源汽车淘汰电池二次利用的非常好的应用场景,具有大范围推广的可能性。
按照当前的电池制造规范,单个电池单元在2V左右,串联形成了常见的12V电池包。这样就决定了大容量的电池组是低电压,大电流的工作场景,那么这是精密电阻测量电流的最佳应用场景,因为,不需要考虑电压隔离的安全问题,简单嵌入回路就可以的。
2. 这次评测的电阻是ARCS8518FL050A9,标称阻值是100微欧,精度可以达到0.5%,是非常高的精度标准。
98344688.jpg
这样的精度,是普通万用表不能监测的,只有校准后的台式万用表或者专用的高精度电阻测量仪可以实现的。用万用表粗测一下阻值,
测量点参加下图,
12.JPG
1628671347.jpg
阻值高达0.8欧,这个阻值没有表现出真实的数值,更多的是接触电阻。在选择的时候图连接方便,选择了引出端子的方式,看来在实际工程中,更应该选择M3螺栓压接连接型,采用引脚的接线方式,最好要焊接在线路板上。

3.在精密电阻分压测电流的方式中,采用的接线图典型如下,
12.JPG
参考电路如下图对比,左侧如门型的导体就是原来的镍铬合金电阻,是直接采集电流变换的回路。
2027059860.jpg
这个电阻很小,采集的电流需要通过一个运算放大器放大后才能输入到ADC信号端口采集,

2147320393.jpg
   原来的评测计划是直接把选择的电阻替代后直接进行测量,但是引脚显然不够匹配,需要再转接,这样参数需要重新校核调整,所以拟在下一个新的设计中采用试用这样的采集方案。
4. 简单对比原来选用的电阻,是电压采集端子和电流采集端子公用,而开步采用了开尔文四脚连接方式,这样对于原电路的影响最小,同时可以保证精度。
另外,开步采用的是锰铜这样高性能的电阻材料,具有更好的导电性和热稳定性型,这是在宽的温度范围内,保证精度和稳定性的可靠保证。
在拿到样片之前,不太理解其焊接连接方式,
12.JPG
那么,其实中间的沟槽式铜电极与电阻合金焊接的结果,这样可以保证大电流与精密电阻的良好结合。这个电阻可以适用的最大电流可以达到600A,功率36W,可以达到小怪兽的级别,在380V电压下,支持一个1000kW的巨大的电机检测,这样可以极大的简化测量回路。在高精度电机测量和控制保护方面也是非常吸引人的。

5. 后续,这个电阻非常值得在大电流场景下进行评测,近期没有上百安培大电流的设计项目,后续,在有大的电池组回路设计,可以采用开步电阻,测试其运行的效果。在小于1A的小电流测量领域,在运放的测量下就可以实现测量,那么在100A以上,就可以直接检测输入到ADC口采集到电阻电压,更简化了回路。这样的电阻如果采用双回路,在运放饱和的情况下直接输入到ADC口,能用最简单的电路接线,实现最大的高精度动态范围。这样的设计应该式超乎想象的。
开步电阻,通过精细设计,打造了可以媲美日本精工制造的精品,也是一种小而美的高技术创新产品。


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