Para uno de los proyectos en los que estoy trabajando, necesito monitorear una línea de alimentación de CC en busca de corriente inversa; la solución tiene que generar una señal de 24 V cuando alrededor de 10 A o más de corriente fluyen en sentido inverso a través de la línea (la corriente directa puede ignorarse), pero la línea puede transportar hasta 400 A en cualquier dirección.
El problema principal parece ser que para cualquier solución, digamos una resistencia de derivación con una línea de detección conectada a la puerta de un MOSFET, cualquier cosa que proporcione una salida viable con 10 A atravesando la línea se freiría a 400 A, mientras que cualquier cosa que funcione en 400A daría una salida casi insignificante en 10. En general, ¿cómo se suele medir algo que podría variar mucho más que el valor de medición objetivo?
Para esta aplicación específica, nos encantaría usar algo listo para usar, pero la pregunta general es algo que parece útil saber.
10A es el 2,5% de 400A, que es más que 'casi insignificante'. Sin embargo, una derivación con una pérdida razonable a 400 A tendrá un voltaje de salida muy bajo. La respuesta es usar un amplificador operacional de baja deriva para amplificar el voltaje lo suficiente como para impulsar un dispositivo de conmutación.
Digamos que puede aceptar una pérdida de derivación de 4 vatios. A 400 A eso corresponde a 10 mV, con una resistencia de derivación de 0,01 / 400 = 0,025 mΩ. 10 A produciría entonces 10 * 0,025 = 0,25 mV o 250 μV. El AD8551 es un ejemplo de un amplificador operacional llamado "deriva cero", con un voltaje de compensación de 1 μV y una deriva de 0,005 μV/°C. En teoría, esto podría medir esos 10 A con una precisión del 0,4%.
Otra alternativa que no requiere una derivación es un transformador de corriente de efecto Hall. El HT500M es un ejemplo que utiliza detección de bucle cerrado para una mayor precisión. Tiene una corriente de salida de 200 mA a 400 A y una corriente de compensación de +-200 μA. A 10 A, la salida sería de 5 mA +-0,2 mA = +-4% - 10 veces peor que la derivación de corriente, pero con la ventaja de la detección sin contacto.