Qu’est-ce qu’un amplificateur de détection de courant ?
Un amplificateurs de détection de courant est un élément de dispositif qui détecte la valeur du courant circulant dans un circuit électrique. Le courant peut être calculé en mesurant la tension aux deux extrémités de la résistance shunt utilisée pour détecter le courant. La chute de tension aux deux extrémités de la résistance de shunt est amplifiée par un amplificateur opérationnel, de sorte que même de petites différences de potentiel peuvent être détectées sous la forme d’une tension importante. De plus, comme un gain fixe est construit à partir de la résistance intégrée, il n’est pas facilement affecté par les changements de température ou les influences externes, ce qui permet des mesures très précises.
Utilisations des amplificateurs de détection de courant
Les amplificateurs de détection de courant sont utilisés pour mesurer les courants circulant dans diverses machines. Dans de nombreuses machines, la détection du courant est essentielle pour la sécurité et le fonctionnement efficace du système. Le courant circulant dans les véhicules électriques en est un exemple. La détection normale du courant dans les véhicules électriques à haute tension est difficile, mais peut être mesurée à l’aide d’amplificateurs de détection de courant. Les amplificateurs opérationnels ne peuvent normalement pas accepter des tensions d’entrée supérieures à la tension d’alimentation, mais les amplificateurs de détection courant peuvent supporter des tensions d’entrée en raison de leur large plage de tension de mode commun.
Principe des amplificateurs de détection de courant
Les amplificateurs de détection de courant constituent un excellent élément de dispositif pour mesurer les courants dans diverses machines. Le principe et les caractéristiques sont présentés ici.
Les amplificateurs de détection de courant mesurent la valeur du courant qui circule en mesurant la différence de potentiel entre les résistances traversées par le courant. Cette résistance est appelée résistance shunt et est mesurée selon un principe simple basé sur la loi d’Ohm. Même si la différence de potentiel entre les deux extrémités de la résistance shunt est faible, elle peut être suffisamment mesurée en l’amplifiant à l’aide d’un amplificateur opérationnel. Les caractéristiques de la résistance de shunt dépendent également de la position dans laquelle elle est placée.
- Amplificateur côté bas
Une résistance shunt est placée entre la charge et la masse dans le circuit. Le principal avantage de la détection de courant du côté bas est que la tension de code commun est proche de zéro. Cela permet une mise en œuvre simple, sans qu’il soit nécessaire de concevoir des circuits complexes. - Amplificateur côté haut
Une résistance shunt est placée entre l’alimentation et la charge dans le circuit. L’avantage de la détection du courant du côté haut est qu’elle n’est pas affectée par la terre.
Comment déterminer la résistance de détection de courant
L’une des décisions les plus importantes en matière de détection de courant est le choix de la résistance de détection de courant (résistance shunt). La valeur de la résistance et la puissance doivent être déterminées de manière à ce que la tension de fonctionnement maximale souhaitée soit obtenue à partir du courant maximal normalement attendu. Le cas échéant, il est également important de tenir compte des pertes de puissance de la résistance avant d’en choisir la valeur.
Une fois que la résistance de détection de courant et la puissance ont été déterminées, l’effet des tolérances de la résistance doit être pris en compte. En effet, les tolérances affectent directement la précision des mesures de tension et de courant qui peuvent être détectées. Le coefficient de dérive en température de la tolérance de la résistance est également souvent négligé.
Il convient également de prêter attention à la manière dont le motif imprimé est tracé de la résistance shunt à l’amplificateurs détection courant. Les résistances de shunt sont normalement de faible résistance, de sorte que, selon la manière dont le motif est dessiné, la chute de tension due à la résistance en cuivre du motif peut également être détectée, ce qui entraîne une erreur importante. Le motif doit être séparé de la résistance shunt et acheminé vers l’amplificateurs de détection de courant. Il convient également de séparer l’acheminement du motif pour le trajet du courant et la détection de la tension afin d’éliminer les erreurs dues à la résistance dans le trajet du courant.
Comment choisir un amplificateurs de détection de courant
Les principaux types d’amplificateurs de détection de courant sont les amplificateurs côté haut et les amplificateurs côté bas. Les amplificateurs côté haut mesurent le courant entre l’alimentation et la charge, de sorte qu’une tension continue supérieure à la tension d’alimentation peut être appliquée. Les amplificateurs côté bas, en revanche, mesurent le courant entre la charge et la terre, de sorte qu’une tension proche du niveau de la terre est appliquée aux broches d’entrée.
Lors de la sélection d’un amplificateurs de détection de courant, il faut d’abord décider si la détection de courant doit se faire du côté haut ou du côté bas. Pour la détection de courant côté haut, l’amplificateurs de détection de courant est sélectionné en fonction de la tension maximale en mode conseil requise pour l’application et de la tension d’alimentation utilisée. Pour la détection côté bas, il faut choisir un amplificateurs de détection de courant qui fonctionne à une tension de mode conseil proche de 0 V.
D’autres considérations relatives au système incluent la direction de la détection de courant. La détection du courant est-elle limitée à une direction ou la conception doit-elle prendre en compte la bidirectionnalité ? Il est également important de tenir compte de l’erreur concernant la précision du décalage et du gain en fonction de la valeur de la résistance de shunt et de la plage de courant mesurée.