플럭스 게이트
Danisense 플럭스 게이트 전류 센서 기술은 자기장 감지기로서 플럭스 게이트에 의해 구동되는 폐쇄 루프 시스템을 기반으로 합니다.
모든 Danisense 전류 변환기 제품은 플럭스게이트 원리를 기반으로 합니다. 당사의 매개변수는 다음과 같습니다:
- 플럭스게이트 원리
- 뛰어난 선형성: 1~3ppm
- 매우 안정적: 오프셋 대 시간 < 1ppm/년
- “ppm 수준” 정확도
- 전류 또는 전압 출력 유형
- 매우 넓고 평평한 대역폭
- 전력계용 전류 프로브로 권장
- MRI, 가속기에서 사용하기에 적합
- 40ºC ~ +85ºC의 확장된 작동 온도 범위
- 재생 에너지 또는 자동차의 전류 측정에 권장됩니다.
1차 전류(Ip)에 의해 생성된 토로이드의 자기장은 적분기에 의해 생성된 보정 2차 전류(Is)에 의해 상쇄됩니다.
플럭스 게이트는 토로이드의 자기장을 DC에서 100Hz 미만으로 ppm 미만 수준에서 감지하고 적분기에 이를 보정하도록 지시합니다.
더 높은 주파수에서는 피드백 권선(Nfb)이 토로이드의 자기장을 ppm 수준에서 감지하고 적분기에 이를 보정하도록 지시합니다.
따라서 2차측 전류(Is)는 1차측 전류(Ip)에 비례하여 Np:Ns의 비율로 나타납니다.
매우 정밀한 측정 달성
전류 측정 기술에는 기본적인 션트부터 홀까지 다양한 유형이 있습니다.
장치부터 복잡한 시스템까지. 결정적인 요소는 일반적으로 필요한 정확도이며, 새롭게 부상하는 eV, 태양광, 트랙션 및 전력망 애플리케이션은 100ppm의 정확도 수준을 요구하는 반면 의료용 MRI 장비와 물리학 연구소의 가속기는 한 자릿수 ppm의 성능을 요구할 수 있습니다. 이러한 높은 수준에서는 단순한 디바이스로는 제공이 불가능하며, Danisense는 1ppm까지 측정할 수 있는 플럭스게이트 기술을 기반으로 DC 및 AC 전류 센서를 제공하고 있습니다.
댄센스의 독자적인 플럭스게이트는 고정 여기 주파수와 2차 고조파 제로 자속 감지 기능을 갖춘 폐쇄 루프 보상 기술입니다. 1차 전류에 의해 생성된 토로이드의 자기장은 적분기에 의해 생성된 보상 2차 전류에 의해 상쇄됩니다. 플럭스게이트는 DC에서 100Hz 미만의 토로이드의 자기장을 ppm 미만 수준에서 감지하고 적분기에 이를 보정하도록 지시합니다. 더 높은 주파수에서는 피드백 권선이 토로이드의 자기장을 ppm 수준에서 감지하고 적분기에 다시 보정하도록 지시합니다. 그림 1은 전류가 정상적으로 작동하는 경우(빨간색 선)와 플럭스게이트 소자를 통해 작동하는 경우(파란색 선)를 비교한 것입니다. 표준 자성 재료에 감긴 픽업 코일을 통해 전류는 포화 상태까지 선형입니다. 그러나 코어의 자성 재료가 깊은 포화도와 감도를 위해 선택되면 그래프가 매우 명확하고 식별 가능한 단계 변화를 나타내도록 변경됩니다.
그림 2는 제곱 전압을 가하여(왼쪽) 날카로운 양수 및 음수 신호를 생성한 다음 전선 도체를 통해 1차 DC 전류 Ip를 도입하면 DC 자기장이 추가되어 신호가 이동하는 효과를 보여주는 단순화된 도표입니다(오른쪽). 마지막으로 고급 신호 처리가 적용되고 2차 고조파를 사용하여 새로운 신호의 값을 추출하여 도체의 전류와 그 DC 전류 값을 측정할 수 있습니다. 이것이 기본적인 FluxGate(또는 제로 플럭스) 기술입니다. (AC 전류 측정의 주파수 범위를 확장하기 위해 추가 AC 피드백 권선으로 보완할 수 있습니다.)
간단한 단일 플럭스게이트 구조와 마그네틱 코어는 정확한 DC 및 저주파 AC 측정을 제공하지만 대역폭이 매우 낮기 때문에 전체 대역폭 AC 측정에는 적합하지 않습니다.
또한 온도 및 기타 환경 조건의 영향으로 자기장이 드리프트될 수 있습니다. 일부 제조업체는 전자 보정 회로를 사용하는데, 이는 비용과 복잡성을 증가시키고 부정확할 수 있습니다. 이에 반해 Danisense는 듀얼 밸런스드
그림 3a
그림 3b
휘트스톤 브리지와 유사한 개념으로 두 개의 자기 코어를 반대편에 배치한 플럭스게이트 구조입니다. 이는 자연스러운 보상을 제공하여 드리프트의 영향을 제거합니다. 블록 다이어그램은 그림 3a에, 단순화된 신호 플롯은 그림 3b에 나와 있습니다. 그러나 두 개의 플럭스게이트 요소가 서로 균형을 맞추려면 완벽하게 일치해야 합니다.
Danisense의 주요 제품 라인은 DS 시리즈 장치이며, 200~10,000A(DS200 – DR10000) 범위의 제품입니다. 이 장치는 뛰어난 선형성(0 ~ FS)과 0.1ppm/월 미만의 시간 및 평탄한 대역폭(DC ~ ~ 수백 kHz)으로 오프셋 안정성을 제공합니다. AC 측정을 위한 위상 이동은 업계 최고 수준이며(그림 4 참조), 전류 출력 및 전압 출력 모델을 모두 사용할 수 있습니다. 알루미늄 하우징은 전자기 및 공통 모드 노이즈(dv/dt)에 대한 내성을 제공합니다.
새로운 PCB 실장 전류 트랜스듀서 버전
가장 최근에는 최대 72A의 절연 DC 및 AC 전류 측정을 위한 매우 안정적인 고정밀 DP 시리즈 PCB 실장 전류 트랜스듀서를 출시했습니다. 64.9 x 60mm의 풋프린트, 32mm의 높이, 250g의 가벼운 무게를 자랑하는 이 소형 장치는 1U 전원 공급 장치 및 기타 공간 제약이 있는 애플리케이션에 적합합니다.
동급 최고의 정확도와 안정성을 위해 고정 여기 주파수와 2차 고조파 제로 자속 감지를 제공하는 Danisense의 폐쇄 루프 보상형 플럭스게이트 기술이 적용된 DP 시리즈 PCB 장착 전류 트랜스듀서는 최대 선형성 오차가 10ppm이고 최대 100Ω의 측정 저항을 제공합니다(풀스케일 기준). 디바이스는 PCB 레이아웃을 통해 12,5A, 25A 또는 50A 사용에 맞게 프로그래밍할 수 있습니다. 입자 가속기, 안정적인 전원 공급 장치, 정밀 드라이브, 배터리 테스트 및 평가 시스템, 전력 측정 및 전력 분석용 MPS 등의 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.
요약
댄센스는 복잡한 자기 성능과 첨단 전자 장치를 결합하여 까다로운 산업 분야의 전 세계 고객의 요구 사항을 충족하는 효율적이고 정밀한 솔루션을 제공합니다. 전류 감지 트랜스듀서의 가장 까다로운 응용 분야는 입자가속기의 전원 공급 장치일 것이므로, 이 회사는 특히 CERN과 활발한 프로그램을 진행하고 있다는 점에 자부심을 가지고 있습니다.