ZHCUD84 August   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 主要系统规格
    2. 1.2 电表
    3. 1.3 断路器
    4. 1.4 电动汽车充电器
    5. 1.5 保护和继电器
    6. 1.6 基于罗氏线圈的电流传感器
      1. 1.6.1 原理
      2. 1.6.2 罗氏线圈类型
      3. 1.6.3 积分方法
      4. 1.6.4 罗氏线圈选择
  8. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
      1. 2.1.1 差分增益放大器
      2. 2.1.2 高通滤波器
      3. 2.1.3 低通滤波器
      4. 2.1.4 有源积分器
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 元件选择
        1. 2.2.1.1 RC 元件选择
        2. 2.2.1.2 用于增益设置的 RG 选择
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 INA828
      2. 2.3.2 TLV9001
      3. 2.3.3 LM27762
  9. 3系统设计原理
    1. 3.1 原理图到布局
      1. 3.1.1 罗氏输入连接器
      2. 3.1.2 增益设置电阻器链
      3. 3.1.3 增益放大器和高通滤波器级
      4. 3.1.4 有源积分器级
      5. 3.1.5 输出级
      6. 3.1.6 电源
  10. 4硬件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 硬件要求
    2. 4.2 测试设置
      1. 4.2.1 完整系统方框图
      2. 4.2.2 测试系统
      3. 4.2.3 罗氏线圈
      4. 4.2.4 TIDA-010986
      5. 4.2.5 ADS131M08 计量评估模块
      6. 4.2.6 GUI
        1. 4.2.6.1 入门
          1. 4.2.6.1.1 PCB 罗氏线圈设置
          2. 4.2.6.1.2 TIDA-010986 连接器
            1. 4.2.6.1.2.1 输入端子块
            2. 4.2.6.1.2.2 电源连接
            3. 4.2.6.1.2.3 输出接头
          3. 4.2.6.1.3 ADS131M08 计量评估模块连接器
    3. 4.3 测试结果
      1. 4.3.1 功能测试
      2. 4.3.2 精度测量
        1. 4.3.2.1 无负载条件
          1. 4.3.2.1.1 目标
          2. 4.3.2.1.2 设置
          3. 4.3.2.1.3 要求
          4. 4.3.2.1.4 结果
        2. 4.3.2.2 初始负载运行测试
          1. 4.3.2.2.1 目标
          2. 4.3.2.2.2 设置
          3. 4.3.2.2.3 要求
          4. 4.3.2.2.4 结果
        3. 4.3.2.3 不同负载条件下的精度测试
          1. 4.3.2.3.1 目标
          2. 4.3.2.3.2 设置
          3. 4.3.2.3.3 要求
          4. 4.3.2.3.4 结果
        4. 4.3.2.4 功率因数变化测试
          1. 4.3.2.4.1 目标
          2. 4.3.2.4.2 设置
          3. 4.3.2.4.3 要求
          4. 4.3.2.4.4 结果
        5. 4.3.2.5 电压变化测试
          1. 4.3.2.5.1 目标
          2. 4.3.2.5.2 设置
          3. 4.3.2.5.3 要求
          4. 4.3.2.5.4 结果
        6. 4.3.2.6 频率变化测试
          1. 4.3.2.6.1 目标
          2. 4.3.2.6.2 设置
          3. 4.3.2.6.3 要求
          4. 4.3.2.6.4 结果
        7. 4.3.2.7 相序反转测试
          1. 4.3.2.7.1 目标
          2. 4.3.2.7.2 设置
          3. 4.3.2.7.3 要求
          4. 4.3.2.7.4 结果
  11. 5设计和文档支持
    1. 5.1 设计文件
      1. 5.1.1 原理图
      2. 5.1.2 BOM
      3. 5.1.3 布局图
    2. 5.2 工具
    3. 5.3 文档支持
    4. 5.4 支持资源
    5.     商标
  12. 6作者简介

1.6.3 积分方法

罗氏线圈输出端感应的电压 (VS) 与流过初级导体 (IP) 的电流的时间变化率成正比。对于正弦输入电流，输出电压存在 90° 的相移，且滞后于输入。由于罗氏线圈的输出与瞬时初级电流的导数成正比，因此需要积分器来检索原始电流信号。输出电压是线性的，在仅需要电流测量的应用中无需集成即可使用。对于需要测量功率的应用，电流和电压之间的相位差很重要，这需要罗氏电流传感器输出进行相移。这是使用积分器完成的。罗氏积分器可以通过两种方式实现：

  • 数字（软件）集成：频域中的积分可产生 –20dB/十倍频程的衰减和恒定的 –90 度相移。由于具有精确的相位和幅度响应控制，当以数字方式完成时，相位角校正精度显著提高。精确的数字集成需要采用数字滤波器实现高性能微控制器 (MCU) 和模数转换器 (ADC)。由于数字滤波器实现的复杂性，在启动期间会发生延迟处理。数字滤波器由系统中的 MCU 和 ADC 执行。
  • 硬件集成：硬件积分器也可用于校正罗氏电流传感器相移。这可以使用无源积分器（电阻器、电容器）或有源积分器（有源（运算放大器）和无源元件的组合）来实现。此 TI 设计实现了一个基于运算放大器的稳定有源积分器，可在有用的温度范围内使用。

设计完善的硬件集成器会引入 90° 相移；然而，实际限制可能会导致相位误差和不准确。谨慎选择元件可更大限度地减小相位误差变化。