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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Strommessverstärker sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 0 Hersteller von Strommessverstärker und deren Firmenranking.
Ein Strommessverstärker ist ein Bauelement, das den Wert des in einem Stromkreis fließenden Stroms erfasst. Der Strom kann durch Messung der Spannung an beiden Enden des Shunt-Widerstands, der zur Erfassung des Stroms verwendet wird, berechnet werden. Der Spannungsabfall an beiden Enden des Shunt-Widerstands wird durch einen Operationsverstärker verstärkt, so dass auch kleine Potenzialunterschiede als große Spannung erfasst werden können. Da der eingebaute Widerstand eine feste Verstärkung aufweist, wird er nicht leicht durch Temperaturschwankungen oder äußere Einflüsse beeinträchtigt, was sehr genaue Messungen ermöglicht.
Strommessverstärker werden zur Messung der in verschiedenen Maschinen fließenden Ströme verwendet. In vielen Maschinen ist die Strommessung für die Sicherheit und den effizienten Betrieb des Systems unerlässlich. Ein Beispiel ist der Strom, der in Elektrofahrzeugen fließt. Die normale Stromerfassung in Elektrofahrzeugen mit hohen Spannungen ist schwierig, kann aber mit Strommessverstärkern gemessen werden. Operationsverstärker können normalerweise keine Eingangsspannungen oberhalb der Versorgungsspannung verarbeiten, Strommessverstärker können jedoch aufgrund ihres großen Gleichtaktspannungsbereichs Eingangsspannungen verarbeiten.
Strommessverstärker sind ein hervorragendes Bauelement zur Messung von Strömen in verschiedenen Maschinen. Die Funktionsweise und die Merkmale werden hier vorgestellt.
Strommessverstärker messen den Wert des fließenden Stroms durch Messung der Potenzialdifferenz zwischen den Widerständen, durch die der Strom fließt. Dieser Widerstand wird als Shunt-Widerstand bezeichnet und wird nach einer einfachen Funktionsweise gemessen, das auf dem Ohmschen Gesetz beruht. Auch wenn die Potenzialdifferenz zwischen den beiden Enden des Shunt-Widerstands klein ist, kann sie durch Verstärkung mit einem Operationsverstärker ausreichend gemessen werden. Die Eigenschaften des Shunt-Widerstands hängen auch von der Position ab, an der er angebracht ist.
Eine der wichtigsten Entscheidungen bei der Strommessung ist die Wahl des Strommesswiderstandes (Shunt-Widerstand). Der Widerstandswert und die Wattzahl sollten so bestimmt werden, dass die gewünschte maximale Betriebsspannung aus dem normalerweise zu erwartenden Maximalstrom resultiert. Gegebenenfalls ist es auch wichtig, die Leistungsverluste des Widerstands zu berücksichtigen, bevor der Wert des Widerstands ausgewählt wird.
Sobald der Strommesswiderstand und die Leistung bestimmt sind, sollten die Auswirkungen der Widerstandstoleranzen berücksichtigt werden. Denn die Toleranzen wirken sich direkt auf die Genauigkeit der Spannungs- und Strommessungen aus, die ermittelt werden können. Ebenfalls häufig übersehen wird der Temperaturdriftkoeffizient der Widerstandstoleranz.
Auch die Art und Weise, wie das gedruckte Muster vom Shunt-Widerstand zum Strommessverstärker gezogen wird, muss beachtet werden. Shunt-Widerstände sind in der Regel niederohmig. Je nachdem, wie das Muster gezogen wird, kann der Spannungsabfall aufgrund des Kupferwiderstands des Musters ebenfalls erfasst werden, was zu einem großen Fehler führt. Das Muster sollte vom Shunt-Widerstand getrennt und zum Strommessverstärker geleitet werden. Trennen Sie außerdem den Weg des Musters für den Strompfad und die Spannungserkennung, um Fehler aufgrund des Widerstands im Strompfad zu vermeiden.
Die Haupttypen von Strommessverstärkern sind High-Side-Verstärker und Low-Side-Verstärker. Jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile. High-Side-Verstärker messen den Strom zwischen der Stromversorgung und der Last, so dass eine Gleichspannung angelegt werden kann, die höher als die Versorgungsspannung ist. Low-Side-Verstärker hingegen messen den Strom zwischen der Last und der Masse, so dass an den Eingangsstiften eine Spannung nahe der Masse angelegt wird.
Bei der Auswahl eines Strommessverstärkers ist zunächst zu entscheiden, ob die High-Side- oder die Low-Side-Stromerfassung verwendet werden soll. Für die High-Side-Stromerkennung wird der Strommessverstärker entsprechend der für die Anwendung erforderlichen maximalen Beratungsspannung und der verwendeten Versorgungsspannung ausgewählt. Für die Low-Side-Erfassung ist ein Strommessverstärker auszuwählen, der bei einer Beratungsmodus-Spannung nahe 0 V arbeitet.
Weitere Systemüberlegungen betreffen die Richtung der Stromerkennung. Ist die Stromerkennung auf eine Richtung beschränkt oder muss der Entwurf die Bidirektionalität berücksichtigen? Es ist auch wichtig, den Fehler in Bezug auf Offset und Verstärkungsgenauigkeit auf der Grundlage des Shunt-Widerstandswertes und des gemessenen Strombereichs zu berücksichtigen.
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