1、 前言
在人類無數(shù)次企盼、無盡的憧憬中我們走入了21世紀(jì)。在這顆美麗富饒的星球上,人類為謀求生存和發(fā)展,用自己的勤勞、智慧建立了一座座人類文明的豐碑。但是,當(dāng)人類陶醉于自己創(chuàng)造的輝煌成就時,我們的家園已籠罩上了陰影。
汽車作為生活中的一個高能耗產(chǎn)品,每天產(chǎn)生大量的二氧化碳。電動汽車的問世解決了普通燃油汽車高能耗的問題,充電樁是電動汽車外圍最主要的設(shè)備,為電動汽車提供源源不斷的電力,電流傳感器是電動汽車充電樁中最主要的核心檢測原件,保證充電樁為電動汽車輸送的電量得到精確計量。
2、電流傳感器的原理
1)霍爾閉環(huán)電流傳感器的原理
霍爾電流傳感器基于磁平衡式霍爾原理,即閉環(huán)原理,當(dāng)原邊電流IP產(chǎn)生的磁通通過高品質(zhì)磁芯集中在磁路中,霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通,通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補(bǔ)償電流,用于抵消原邊IP產(chǎn)生的磁通,使得磁路中磁通始終保持為零。經(jīng)過特殊電路的處理,傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。
電流傳感器的原理圖及外觀
2)霍爾原理傳感器的特點(diǎn)
霍爾傳感器不論是開環(huán)還是閉環(huán)原理,基本的性能區(qū)別不大,基本的優(yōu)點(diǎn)在于:
A響應(yīng)時間速度快,B溫漂低,C測量精度高,D過載能力強(qiáng),E測量頻帶寬,F(xiàn)抗干擾能力強(qiáng)
3、電流傳感器的基本參數(shù)
國內(nèi)做霍爾電流傳感器的廠家眾多,在原理上是沒有區(qū)別的,只是在元器件的選擇、,生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品生產(chǎn)的過程控制等方面存在差異,我們以充電樁行業(yè)中常用的電流傳感器JCE308-TS7產(chǎn)品為例,經(jīng)過中國航天513研究所測試,并通過航天所的認(rèn)證,基本技術(shù)參數(shù)如下:
主要技術(shù)參數(shù) :
型號: JCE308-TS7
額定測量電流IPN: 300A
測量范圍IP: 0~±500 A
額定測量輸出IM: 150mA
電源電壓(±5%): ±12V~±15V
轉(zhuǎn)換比例KN: 1:2000
電流消耗IC: ≤28(@±12 V )+ IS mA(輸出測量電流)
精度X: —準(zhǔn)確度 XG(@ VPN,TA=+25℃): ±0.6%
—非線性度εL(@ VPN,TA=+25℃): <0.1%
—零點(diǎn)偏移電流 IO: ≤±0.15mA(@+25℃)
—零點(diǎn)溫度偏移 IOT: ≤±0. 44mA(@-10℃~+70℃)
—響應(yīng)時間 tr (@90% of VP max): ≤1us
—工作頻率 f: DC-100KHz
耐壓Vd: 一次側(cè)回路對二次側(cè)回路之間耐壓: 6kV/50Hz/1min
工作溫度TA: -40?C~+85?C
儲存溫度TS: -40?C ~+85?C
副邊內(nèi)阻RS: 21Ω(TA=70℃)
電流傳感器電參數(shù)曲線圖
4、電流傳感器的應(yīng)用方式
充電樁目前有交流充電樁和直流充電樁兩種。
而交流充電樁輸出的是AC200V,由充電樁為電動汽車車載充電機(jī)供電進(jìn)行充電。對進(jìn)線端的三相電流進(jìn)行監(jiān)測。
直流充電樁由整流柜和直流充電樁組成,其中直流充電樁輸出的電壓一般為DC400V,可直接為電動車電池充電。電流傳感器對充電樁進(jìn)線端三相電流進(jìn)行檢測(大多數(shù)),另外在整流柜的輸出端,也就是在放電一端在進(jìn)行監(jiān)測。如下圖:
電流傳感器使用方式
5、在選擇電流傳感器時需要注意的問題
1)、選擇傳感器時注意產(chǎn)品的使用環(huán)境溫度,工業(yè)級的不能滿足基本要求,必須是-40°C——85°C;
2)、對于海拔的要求在3500米以上;
3)、選擇傳感器時量程可以適當(dāng)?shù)纳源笮?,留些產(chǎn)品過載的余地,注意,閉環(huán)電流傳感器不可以長時間的過載測量;
4)、對于端子的選擇應(yīng)盡可能的使用鐵路專用的抗震型端子,避免在變頻器運(yùn)輸途中或者作業(yè)情況下無法承受強(qiáng)震而脫落;
5)、不要讓傳感器在潮濕條件下使用,避免產(chǎn)品由于結(jié)露、潮濕造成無法正常工作;