無源交流電流隔離傳感器應用電路設計

    無源交流電流隔離傳感器CT9,CT12,CT20,CT30實際上是一種變流器，作用是將初級電流變換為次級電流，基本構造如圖所示。

    初級線圈為1匝，從磁芯穿過，流過的電流為被測電流I1，次級線圈匝數為N2，輸出電流為I2=I1/N2 。次級輸出電流I2通過負載電阻RL流通后，在RL兩端產生的電壓是與被測電流I0成比例的電壓，對于同一個CT傳感器由RL值可以改變被測電流I0以及輸出電壓V0的靈敏度。

    無源交流電流隔離傳感器主要應用是：1.檢測交流電流的有無，即用于加熱器斷線的檢測及負載的有無；2.得到與交流電流成比例的電壓輸出，即用作測量器的輸入傳感器；3.檢測欠電流或過電流的情況，即檢測電動機的過負載、工作機械的制品的加工狀況，4.驅動繼電器并輸出報警信號等；5.檢測漏電流。

    無源交流電流隔離傳感器CT的應用電路舉例說明如下。

    1.檢測電流的直流/交流繼電器通/斷工作電路。

    其中，圖1是檢測電流的有無，使外接的直流繼電器J通/斷的電路實例，電路中，電流I1為0～0.3A繼電器J斷開，電流I1為1～100A繼電器J接通。

圖2是交流繼電器的通/斷電路實例，電路中，I1為0～0.1A繼電器斷開，電流I1為0.4A以上時繼電器接通。

圖3所示的是檢測過電流時切斷加熱器電源的電路，檢測電流大小可通過RP1進行調整，若A1的輸入信號反相，即VD1的+接到A1的反向輸入端，就變成斷線報警電路。

圖4所示的是漏電流檢測電路實例。

2.無源交流電流隔離傳感器的基本應用電路。

圖5為交流輸出放大電路，適用i=I0/N〈5mA，V0=-iRf，CT輸出電壓為0V，因此，適用于微小電流計。

圖6為交流輸出放大電路，適用i=I0/N〈5mA，e0=KI0RL/N，V0= e0Rf/Ri，CT用于寬范圍，因此，RL極小時非常有效。

 圖7為獲得直流輸出的電路，V0=0.9KI0RL/N，為了抵消二極管的正向壓降，RL必定接在直流側，希望采用正向壓降低的肖特基二極管。

 圖8 是采用運放的整流電路，V0=0.9KI0RL/N，正半周時通過R1+R2流通，負半周時由A1進行反轉整流（增益為-1），A2為高阻抗緩沖器，適用于動態范圍為1：50左右。

圖9為采用運放的理想整流電路，V0=0.9KI0RL/N，R1=R2=R3=R4=2R5，正半周時由A2將A1反轉輸出和e0相加得到輸出V0，負半周時A1輸出為0，用A2反轉輸出，-e0=V0。

圖10為由CT直接使繼電器動作的電路，V0〉0.9KI0RL/N，式中，V0為繼電器動作電壓，RL為繼電器線圈內阻，I0過大時，要接（V0+10%）左右的VDW（不能超過VDW的允許損耗）。

圖11是用LED顯示電流有無的電路，在1.2mA〈（i=I0/N）〈（LEDzui大允許電流）的范圍內使用，但I0zui小時，選擇CT得到2.5V以上的開路電壓。

圖12是微弱電流檢測電路，VD1采用硅二極管，VD2采用肖特基二極管，在zui小電流時，應選擇CT得到2.5V以上的開路電壓。

3.圖13是無源交流隔離傳感器與DH4～20mA模擬串口模塊應用實例:

  輸入AC電流，輸出DC4～20mA二線制遠程遙測變送器電路：