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     普樂銳思（北京）電子技術有限公司的電流傳感器，屬于直流電流變換器（Direct Coupled Current Transformer，DCCT）的一種，是新一代的隔離測量電流的裝置，可以測量直流、交流、或脈沖電流。除具備隔離測量的優點外，它還具備測量動態范圍寬、測量精度極高、頻帶寬、響應速度快、基本不受溫度等外部環境影響等一系列顯著的優點。與上代霍爾電阻式電流傳感器相比，其在性能上有了質的提升。 普樂銳思（簡稱PEC）傳感器的基本原理基于新型磁調制式零磁通技術，通過驅動反饋電流來補償母線電流對磁環的影響，實現測量磁環內的零磁通狀態，實現近乎理想的母線電流-輸出電流變比。工作原理框圖見圖1。

 圖1 

    工作原理框圖圖1中，工作原理基于磁-電轉換，依賴于磁材料的強非線性。眾所周知，根據麥克斯韋方程組，直流電流產生的靜磁場沒有可測的電效應，如果是線性系統，則系統的輸出與輸入電流之間沒有任何關系，即線性系統不可能通過磁通感應測量直流電流。非線性系統可以在輸入的直流電流和輸出之間建立聯系。由于直流電流沒有可測的電效應，為使系統能夠“動”起來，首先需要構造一個交變電流Iac與直流輸入電流Idc疊加，它們共同作用在非線性的磁材料上，即“磁調制”過程。設系統的響應函數為f (Idc+Iac)，它是一個非線性方程，為簡單起見，這里僅考慮到二次項，忽略更高階，即形式為：

    公式（1）     f(x)=ax+bx2 “調制”過程可表述為：   

    公式(2)   f(Idc+Iac)=a(Idc+Iac)+b(Idc+Iac)2  =(a Idc +b Idc2)+(a Iac+ b Iac2+2b Idc ·Iac)      

    由于直流電流沒有可測電效應，公式（2）中的前一部分沒有作用，即等于0，僅保留作用項：      

    公式（3）  f(Idc+Iac)= a Iac+ b Iac2+2b Idc ·Iac

    請注意公式

    （3）中的最后一項2b Idc ·Iac，

    該項體現了直流電流的影響，即通過調制，非線性系統可以對直流電流做出響應；且非線性越強，即系數b越大，直流響應越強。如果是線性系統，系數b=0，則不會響應直流電流。這就是為什么必須采用非線性系統的原因，幸運的是，磁材料本身的B-H特性就是強非線性的。上述非線性系統的輸出，不但包含了有用的直流電流信息，也包含了不需要的“調制”交流電流信息，整個系統的響應設計為與“調制”交流電流無關。即需要一個“解調”過程將不需要的“調制”交流電流信息去掉，即去掉項a Iac、b Iac2，還要將項2b Idc ·Iac中的Iac化為常數。

    最終形式為：f(Idc+Iac)=a Idc。

    圖1中的“DC Stim & Sense”部分代表直流電流激勵和感應，包含“調制”過程。采用兩個反激的磁心可抵消公式（3）中的aIac項。“Signal Condition”部分包含“解調”部分，解調部分需要低通濾波器配合，用以去掉公式（3）中的bIac2項。這會造成DC支路信號帶寬較低，此支路主要響應直流和低頻交流輸入。為拓展帶寬，引入AC支路，即第三個磁心“AC Sense”，中高頻交流電流輸入主要靠此支路感應。“Signal Condition”部分的輸出經過功放（PA）電路放大，輸出電流Iout，抵消掉輸入電流Iin產生的磁通，平衡時達到零磁通狀態，即Iin-Iout·NS=0，也即

    公式(4)   Iin: Iout = NS:₁

    輸入-輸出電流之比等于線圈匝比，與其他因素，如溫度變化等無關。公式（4）不僅對直流成立，對一定頻率范圍內的交流電流同樣成立，響應頻率可實現百kHz~MHz量級。因此，傳感器具備寬頻工作特性，工作頻率可從直流一直到MHz量級。由于磁通幾乎被完全封閉在環形鐵芯中，有效磁導率非常高，漏磁非常少，加上系統很高的開環環路增益，公式（4）在很高的精度上成立，一般可達10-6量級。這樣的高精度帶來多方面的好處，一是電流測量動態范圍非常寬，單一傳感器可從mA量級一直覆蓋到kA量級；二是可以實現非常大的電流變比，Ns取值可高達1000~10000或更高。另一方面，磁通狀態受電流母線的相對位置、溫度、外部電磁干擾等環境影響非常輕微，一般在10-6量級附近。輸出電流信號Iout可通過高精度負載電阻RM轉換為電壓V= Iout ·RM，便于進行測量。上述工作過程基于零磁通狀態，即正常工作狀態。若異常狀態下，如已存在輸入電流情況下傳感器后上電、輸入電流超過傳感器可補償的范圍、或其他情況，導致磁材料處于完全飽和狀態，此時系統不響應任何輸入，包括直流或交流輸入。此時，傳感器完全無法工作，且無法從異常狀態自動退出。“Auto Recovery Logic”電路實時監測傳感器的工作狀態，當它監測到異常狀態時，接管系統工作，電路進入掃描狀態，試圖尋找零磁通狀態。一旦掃描到零磁通狀態，其退出工作，將控制權交回，此時電路工作再正常狀態。沒有“Auto Recovery Logic”電路的傳感器，工作是脆弱的、不可靠的。綜上所述，普樂銳思新型原理的電流傳感器具備最高的性能和穩定性，且具備廣泛的適應性，是您高精度測量的最佳選擇。 

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