Medida actual. 50 amperios 0,5 % margen de error

Estoy trabajando en un proyecto de energía solar y estoy usando una matriz de 10 paneles. Para fines de monitoreo, estoy usando un dispositivo combinador que rastrea varios parámetros de datos como corriente, voltaje y temperatura. Este dispositivo combinador debe ser capaz de soportar una corriente de 50 A y dar mediciones de corriente con un índice de error del 0,5 %. Ahora ya probé 2 métodos diferentes y enfrenté los problemas correspondientes.

  • Sensores basados ​​en el efecto Hall : para el sensor que seleccioné, todavía obtenía un error del 1% al 2% por ciento en condiciones ideales y el sensor también se estaba saliendo de mi presupuesto.
  • Resistencia de derivación : pude encontrar algunas derivaciones con un error del 0,5%, pero el problema estaba en el calor disipado. En ciclos de prueba más largos, la PCB de derivación se calentaba mucho. Probé diferentes técnicas de diseño: cambio de derivaciones, ancho de vía y otras. Aún así, en largos ciclos de prueba, la disipación de calor fue más que aceptable para mi aplicación (he agregado una imagen de la misma a continuación)

Ahora, al buscar otras técnicas en línea, encontré algunas que usan un inductor, un transformador de corriente, un transistor. Pero no tengo experiencia ni conocimiento de sus capacidades. Necesito ayuda para elegir la mejor técnica para la medición de corriente con 50 amperios y un margen de error del 0,5 % y que además no sea demasiado costosa. ¡Gracias!Esta es la imagen de PCB de derivación con detección de corriente de 8 canales (paneles)

¿Es aceptable o no una solución que necesita calibración manual?
La longitud del cable desnudo que sobresale de esos terminales parece un accidente a punto de ocurrir :-(
Un pie de cable de 10 AWG es 1 miliohmio, por definición. Lo he usado como derivación para medir hasta 50 amperios en el pasado. La forma más fácil era encontrar uno de esos enchufes tipo banana con dos conectores separados por la distancia correcta para empujar los terminales de un multímetro y luego unir los terminales con el trozo de cable. Configure el multímetro en voltios y leerá 1 milivoltio por amperio en la derivación. Es tan preciso como puede cortar el cable y reducir la resistencia de la conexión.

Respuestas (3)

Los inductores y los transformadores de corriente regulares solo funcionan con CA. Para medir la corriente CC, sus opciones son una resistencia de derivación, un sensor de efecto Hall o DCCT (DC 'Transformador de corriente', que en realidad es un dispositivo de equilibrio de flujo magnético). Los DCCT son voluminosos y caros. El efecto Hall tiene una pérdida menor que una resistencia de derivación, pero es menos preciso.

Una resistencia de derivación debe dejar caer el voltaje para medir la corriente, pero ese voltaje no tiene que ser grande. Con conexiones Kelvin y un buen amplificador operacional de 'deriva cero', debería poder obtener lecturas precisas con una caída de voltaje muy baja y una disipación de energía aceptable.

A 50 A, una resistencia de 0,001 Ω disipa 50 A 2 * 0,001 Ω = 2,5 W, con una caída de tensión de 50 mV. Pero si coloca dos resistencias de 0,001 Ω en paralelo, el voltaje se reduce a la mitad y la corriente se divide entre ellas, por lo que solo disipan 0,625 W cada una (75 % menos) y la disipación de potencia total se reduce a la mitad, por lo que el calentamiento se reduce considerablemente. Por supuesto, ahora solo tiene 25 mV para trabajar en lugar de 50 mV, pero simplemente duplicar la ganancia del amplificador hará que su señal vuelva a su nivel original.

También debe verificar que las trazas y los conectores de su PCB sean lo suficientemente grandes y que no contribuyan significativamente al calentamiento (no lo asuma, ¡ mida la caída de voltaje a través de ellos!).

Gracias por la respuesta. La derivación que estoy usando es: mouser.in/ProductDetail/Vishay-Precision-Group-Foil-Resistors/…
Una derivación de ese tamaño físico necesita un disipador de calor para disipar la potencia nominal. El disipador de calor aún no se ha mencionado explícitamente. Solo 'el Shunt PCB', lo que me preocupa que el PCB no esté lo suficientemente equipado con caminos de calor al ambiente.

¿Cuáles son los valores de la resistencia que has probado? ¿Cuál es el rango actual que desea medir? Debe asegurarse de que la resistencia tenga la potencia nominal correcta para que sea capaz de disipar el calor en el rango completo.

Por ejemplo, el valor más bajo de la resistencia que sé que existe es de 0,001 ohmios, lo que da 2,5 W, por lo que debe asegurarse de que la resistencia tenga, al menos, una potencia nominal de 2,5 W; cuanto más alto, mejor. El rango de voltaje será de 0 a 50 mV.

Desafortunadamente, la técnica de medición del inductor no está disponible si la corriente es directa.

Estoy usando una resistencia de 0,001 ohmios con una potencia nominal de 1 a 3W. Entonces eso debería servir para el propósito. Gracias.

Si la disipación de calor es realmente la preocupación, puede utilizar la sonda de efecto Hall.
La sonda Hall mide el campo magnético alrededor del cable cuando la corriente fluye a través de él.
Para reducir el error, simplemente aumente la relación entre el flujo magnético y la corriente midiendo un inductor en lugar de un cable.

Otra opción es usar el divisor de corriente. Use resistencias en conexión paralela y una más grande y esté midiendo la corriente reducida por el factor Rc/(Rm+Rc). Usando resistencias de 1 mOhm como Rc y una más grande para Rm, obtendrá una baja disipación de calor en las resistencias Rc (rama conductora) y una corriente razonablemente baja para medir en la resistencia Rm (rama de medición).

"Para reducir el error, simplemente aumente la relación entre el flujo magnético y la corriente midiendo un inductor en lugar de un cable". No entendí lo que estás sugiriendo. ¿Puede por favor explicar en detalle? Realmente agradecería si esta solución funciona.
No sé las características exactas de sus sondas. Si es más preciso para corrientes más altas. Si hace un bucle y mide dos cables en lugar de uno, obtiene un flujo magnético dos veces mayor y lee el valor duplicado... Si son más precisos para valores más bajos, usemos el divisor de corriente.
Medida actual. 50 amperios 0,5 % margen de error
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