电流测量是电力电子的一个组成部分。电源设计人员、电池管理系统和电动驱动器通常需要准确测量电流。电流传感器（不要与电流互感器混淆）可以测量直流和交流。电流传感器通常基于闭环霍尔效应或闭环磁通门技术。通常，无论电源电压如何，电源要求都低于 30 mA。电流隔离是驱动电流传感器选择的关键特性。电流传感器的初级和次级电路通过磁铁彼此电气隔离。这允许较高的初级电位 （480 V），而次级是较低的控制电压 （±15 V 或 5 V）。

　　测量技术

　　电流传感器可以是开环或闭环。强度信息被转换成与初级电流成比例的输出电压或电流。开发的第一个电流传感器是开环霍尔效应设计，包括磁路、霍尔元件和放大器。开环电流传感器通常是电池供电电路的首选，因为它们的功率要求低且尺寸小。

　　闭环传感器在输出端增加了一个次级绕组。该次级绕组以这样的方式缠绕在磁路周围，即次级电流产生与初级电流产生的磁场相反的磁场。闭环的优点是几乎没有寄生电流，并且不受增益随温度和更高带宽变化的影响。如此描述的模型提供了一个与输入电流成比例的电流源，其增益由次级绕组上的匝数决定。闭环传感器提供良好的电气绝缘，在高精度至关重要时是最佳选择。它们提供快速响应、高线性度和低温漂。

　　闭环磁通门测量技术通过磁通门检测器（位于磁路空白空间中的绕组）基本上消除了霍尔效应。方波电压对磁通门磁芯施加压力。测量感应电流，当电流达到一定阈值时，方波周期发生变化。方波的占空比与初级电流成正比。磁通门技术是数字技术，具有内部时钟，可以表现为时钟噪声。然而，噪声远高于换能器带宽。与基于霍尔效应的器件相比，磁通门传感器具有较低的初始偏移，并且随着温度的变化表现出较低的偏移漂移。

　　开路与闭路检测的选择归结为所需的精度和响应时间。对于需要高精度的应用，闭环电流传感器通常是显而易见的选择，因为它消除了非线性灵敏度误差。闭合电路的快速响应时间对于保护开云棋牌官网在线客服开关是必要的，例如用于控制应用中电流的绝缘栅双极晶体管 （IGBT） 和 MOSFET。

　　Allegro MicroSystems 凭借其 ACS720 开发了一种技术，可提供具有小尺寸、高精度和速度的开环解决方案。ACS720 支持比闭环解决方案更少的电流，但价格更低，使其成为各种应用的合理选择。

　　闭环布局

　　Danisense 推出了 DC200IF，这是一款面向工业和科学应用的高精度和高稳定性的 200-A 电流转换器。该公司表示，其新型电流测量解决方案的性价比使其特别适用于医疗电源、电池充电器和电机驱动应用。

　　Danisense 电流传感器技术基于以磁通门作为磁场检测器的闭环系统。由初级电流 （Ip） 产生的环形磁场被积分器产生的次级补偿电流 （Is） 中和。磁通门检测环形线圈中的磁场并将其传送给电子设备。在较高的频率下，反馈绕组 （Nfb） 检测环形线圈中 ppm 级的磁场，并告诉积分器对其进行补偿。因此，次级电流 （Is） 与初级电流 （Ip） 成比例，比例为 Np:Ns。

　　其他关键应用包括磁共振设备、粒子加速器中的磁场功率和肾上腺治疗设备。DC200IF 具有出色的线性度 （6 ppm），最大偏移为 5 ppm，相当于 1.5 mA。这些装置提供直流和交流电流测量，绝对精度为 ±0.1 kHz 至 5 kHz。它们具有低噪声水平和高抗 EMI 能力。

　　CERN 团队在设计电源时使用了 Danisense 换能器，这些电源是加速器链的一部分，将光束注入欧洲粒子物理实验室的大型强子对撞机。CERN 团队要求的苛刻规范包括对几毫特斯拉的磁场抗扰度（可能存在于某些位置）以及宽度带宽为 1 MHz 的严格噪声控制。

　　LEM 发布了 LZSR 系列 PCB 传感器，用于对标称 100 A 至 200 A 的 DC、AC 和脉冲电流进行非侵入式和隔离式测量。三款新型号——LZSR 100-P、LZSR 150-P 和 LZSR 200-P——适合需要低偏移漂移的应用。LEM 传感器（图 5）基于 LEM ASIC 中的技术，并使用闭环技术和霍尔效应来包含高达 3 ppm/K 的 VREF 偏移。新的 LZSR 系列在 100、150 和 200 A 的额定电流和 –40°C 至 85°C 的温度范围内利用了这些优势。与使用传统芯片的上一代电流传感器相比，偏移量最多低 7 倍。

　　无论是运输还是工业应用，控制电力电子系统（如变频器、牵引变流器、UPS 系统和焊接系统）都需要能够快速准确地检测和测量电流。由于电流传感器在不中断电路的情况下使用磁场来确定导体的电流，因此它们确保了安全的测量过程。

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