組圖：如何選擇電流互感變壓器
長期以來,電流互感變壓器作為儀器設(shè)備中的一種標(biāo)準(zhǔn)器件一直用來測量精密電流。即使在惡劣的環(huán)境和高溫條件下,這種器件也非常精確,使用方便可靠。
在諸如開關(guān)電源、馬達(dá)電流負(fù)載檢測、照明及儀器等應(yīng)用中,電流互感變壓器一般作為控制、電路保護(hù)和監(jiān)測器件來使用。隨著電流互感變壓器現(xiàn)貨的日益增多,如何選擇一款合適的電流互感變壓器需要考慮多方面的因素,本文介紹一種簡單的選擇方法,這種方法在很多應(yīng)用中對于選擇合適的高性價(jià)比器件非常有幫助。雖然現(xiàn)貨器件價(jià)格便宜,立等可取,但是在使用上有一些功能限制,某些應(yīng)用可能需要特殊的產(chǎn)品,甚至需要完全定制。
圖1電流互感變壓器的選擇要考慮多種因素,例如尺寸大小、頻率、功能和電流范圍等
輸入電流
首先,電流互感變壓器的選擇必須明確并驗(yàn)證多項(xiàng)指標(biāo),例如尺寸大小、頻率、功能和采樣電流的范圍。它的精度和效率實(shí)際上取決于這些參數(shù)指標(biāo)。除了可能會在電流互感變壓器精度上進(jìn)行折中之外,如果電流互感變壓器使用時(shí)的電流超過了制造商規(guī)定的額定電流規(guī)范,那么其工作溫度就會不斷上升且無法控制,從而導(dǎo)致電路失效。
另外,如果某種電流互感變壓器的額定值比其“采樣電流”高出很多,那么這種器件的尺寸不可避免地將會很大,對于其應(yīng)用來說就顯得太昂貴了。一般而言,所選的電流互感變壓器的額定值約高于其“采樣電流”最大期望值的30％就是一種明智的選擇。
匝數(shù)比
常見的電流互感變壓器的匝數(shù)比范圍從1:10到1:1000不等。匝數(shù)比（r=Nsec/Npri）越高,電流測量的分辨率就越高。
但是,值得注意的是,過高的匝數(shù)比將會導(dǎo)致分布電容和泄漏電感的增大,從而降低電流互感變壓器的精度和高頻下的工作性能（由于自諧振引起的）。然而,如果匝數(shù)比過低（低感應(yīng)系數(shù)）,那么輸出信號可能會出現(xiàn)歪曲或者“下降”（單級輸入信號必定發(fā)生歪斜）,從而引起控制電路不穩(wěn)定,測量結(jié)果不準(zhǔn)確。
感應(yīng)系數(shù)和激勵(lì)電流
電流互感變壓器的次級感應(yīng)系數(shù)決定了輸出信號的保真度。感應(yīng)系數(shù)的值與激勵(lì)電流成反比,激勵(lì)電流俗稱為“感應(yīng)電流”。
為了確保電流互感變壓器的最大容錯(cuò)性能,激勵(lì)電流應(yīng)該比采樣電流的幅值小若干倍。對于開關(guān)電源等大部分應(yīng)用來說,取采樣電流的10％作為激勵(lì)電流的最大值是比較理想的。例如,如果某個(gè)電路在100kHz下對于1～20A的采樣電流必須保證最大10％的損耗,那么激勵(lì)電流的最大值必須設(shè)置為100mA（即最小采樣電流值的10％）。
1A的采樣電流將產(chǎn)生10％的誤差,20A的采樣電流將產(chǎn)生0.5％的誤差。如果制造商提供的數(shù)據(jù)手冊中沒有標(biāo)明激勵(lì)電流,那么可以通過以下公式計(jì)算出來：
e=CLdI/dt
