クローズループ電流センサー

最高精度の電流測定

ゼロ磁場検出器としてVAC独自の磁気プローブを使用したクローズドループ電流センサーにより、最高精度の電流測定を実現。VAC電流センサーは、1.5Aから1,700Aの間の定格電流に対応しています。

特長:

  • 短い立ち上がり時間
  • 0.4 ~ 0.7 % の高い精度
  • DC ~ 200 kHz の周波数範囲
  • 全温度範囲にわたって温度ドリフト無し
  • UL 認定
  • ホール素子センサを上回る性能
  • ドライブ用周波数コンバーター
  • 太陽光発電インバーター
  • 風力発電コンバーター
  • e-モビリティ用充電ステーション
  • 溶接用インバーター
  • スイッチング電源
  • ロボット

一般特性

供給電圧および出力可変 ユニポーラ +5 V:
電圧出力
バイポーラ ± 12 V, ± 15 V or ± 24 V:
電流出力
最大周囲温度 +85 °C*
周波数範囲 DC ~ 200 kHz*
最大誤差 (@IPN,rms @ RT) ≤ 0.7 %

 

 

 

 

 

*印の値は、データシートに特に記載がない限り有効

規格および規制

VACのセンサーは IEC 61800-5-1 “Adjustable speed electrical power drive systems”に準拠して設計されています. しかしながら、このセンサーはEN 50178 “Electronic equipment for use in power installations” や EN 62109 “Safety of power converters for use in photovoltaic power systems”のような他の規格の多くの要求も満たしています。. さらに、標準製品はUL508, “Industrial Control Equipment”に準拠したUL(Underwriters Laboratories)認証を受けています。 カテゴリーは NMTR2 (Component – Power Circuit and Motor – mounted Apparatus)です。Files E317483 および E169721にVACセンサーがあります。.

バリデーションおよび型式テスト

新しく作られたシリーズ全てに対して、徹底的な型式テストおよびバリーデーションが行われます。型式テストの規準はデータシートの “Electrical data: (investigated by type testing)” および “Routine tests”に記載されています. また次のようなバリデーションを行います:高湿環境に設置、高湿環境での温度サイクル、急速温度変化、繰り返しon/offサイクル、正弦振動、連続ショック、はんだ付け性およびはんだ耐熱性試験

VAC クローズループ電流センサーの動作原理

測定対象の電流 IP によりな磁性コア内に磁束が生じます。センサーエレクトロニクスにより補償電流 IS を介して逆方向の磁束が生じ、磁束の和をゼロに制御します。これはコアのエアギャップに配置した磁界プローブにより行われます。数kHz以上の周波数で、一次巻線、磁気コア、二次巻線からなる磁気システムは、電気回路とは無関係に電流トランスとして機能します。

補償電流は、一次電流を二次巻線の巻数で割ったものに相当します。測定抵抗から電圧を得ることができます。クローズループ電流センサーの主な利点は、短い立ち上がり時間および広帯域に加え、その高い測定精度です。 磁気プローブを備えたVACクローズループ電流センサーは、ホール素子を用いたセンサーに比べ、アプリケーションの全温度範囲にわたってさらに高い精度を実現します。

電流波形

パワーエレクトロニクスで測定される動作電流は、原則として、直流または最大数100Hzの大振幅の交流電流です。 これらの電流はパワー半導体のスイッチング電流によって重畳され、1桁から2桁のkHzの範囲に達し、3桁の範囲までの高調波をもちます。振幅は非常に小さいです。VACの電流センサーはこのような電流のための設計となっています。  高周波成分の振幅が恒常的に非常に大きい場合、センサーコアの過度の発熱が起こる可能性があります。そのため、測定する電流のレベルとは別に、その波形も損失ひいてはセンサーの発熱に影響を与えます。

一次側開口部を有する電流センサーにおける一次導体の位置決め

補償センサーでは、一次電流によって発生した磁束がセンサーコアで検出され、極性を反転させた大きさの等しい磁束によって補償されます。  VACのセンサーは磁気的に非常に堅牢に設計されていますが、 この測定原理を理想的に機能させるためには、磁気回路中の導体の位置や、磁気回路およびゼロ磁場プローブ・センサーに対する外部通電導体の相対的な位置に依存する部分があります。電流の振幅および周波数も重要です。その結果、センサーの動的特性や、大振幅時の測定精度に影響を及ぼす可能性があり、発熱の可能性もあります。導体をセンサー開口部の中央に配置し、電流センサーの周囲に大電流を流す導体がないようにすれば、最良の結果が得られます。詳細はお問い合わせください。

伝導・放射エミッション

非常に不利な条件下では、干渉信号からの照射がセンサーに影響を与える可能性があります。低周波や中周波の干渉は、例えば、パワーチョークやトランスからの磁界によるものです。通常、数百MHzの高周波干渉は、センサーに直接、または接続リード線を介して入る可能性があります。電流センサーが被る高周波の影響が、アプリケーションに実際に何らかの影響をもたらすかどうかは、例えば筐体のシールド設計に左右されます。各種シリーズのVAC電流センサは、IEC 61000-4-3: 2010に準拠した電磁適合性試験を順次実施しています。 現在の試験状況については、お問い合わせください。

オフセット・リップル

VACセンサーの原理上、内部プローブ信号の残留成分を完全には抑制できません。この信号の周波数は400kHz以上です。それはゼロ対称であり、少なくとも1周期にわたって積分すれば測定精度に影響は与えません。さらに、シンプルなローパスフィルター(測定抵抗に並列のコンデンサー)でさらに低減することができます。 VACのデータ・シートに記載されているいわゆる「オフセット・リップル」iOSSは、実際にはオフセットではありません。

リファレンス電圧 VREF in/out

リファレンス・ピン VREF は入力または出力として使用することもできます。これにより、内部で生成された基準 REFOUT を出力としてルーティングしたり、 外部基準 REFIN をセンサーの入力として接続することができます。出力電圧 VOUT は、GNDに対してではなく、REFOUT 出力に接続された正確なリファレンスに対して差動的に評価することを推奨します。そうすることで、電流センサーのオフセット値を最も小さくすることができます。

  • ドライブ用周波数コンバーター
  • 太陽光発電インバーター
  • 風力発電コンバーター
  • e-モビリティ用充電ステーション
  • 溶接用インバーター
  • スイッチング電源
  • ロボット

一般特性

供給電圧および出力可変 ユニポーラ +5 V:
電圧出力
バイポーラ ± 12 V, ± 15 V or ± 24 V:
電流出力
最大周囲温度 +85 °C*
周波数範囲 DC ~ 200 kHz*
最大誤差 (@IPN,rms @ RT) ≤ 0.7 %

 

 

 

 

 

*印の値は、データシートに特に記載がない限り有効

規格および規制

VACのセンサーは IEC 61800-5-1 “Adjustable speed electrical power drive systems”に準拠して設計されています. しかしながら、このセンサーはEN 50178 “Electronic equipment for use in power installations” や EN 62109 “Safety of power converters for use in photovoltaic power systems”のような他の規格の多くの要求も満たしています。. さらに、標準製品はUL508, “Industrial Control Equipment”に準拠したUL(Underwriters Laboratories)認証を受けています。 カテゴリーは NMTR2 (Component – Power Circuit and Motor – mounted Apparatus)です。Files E317483 および E169721にVACセンサーがあります。.

バリデーションおよび型式テスト

新しく作られたシリーズ全てに対して、徹底的な型式テストおよびバリーデーションが行われます。型式テストの規準はデータシートの “Electrical data: (investigated by type testing)” および “Routine tests”に記載されています. また次のようなバリデーションを行います:高湿環境に設置、高湿環境での温度サイクル、急速温度変化、繰り返しon/offサイクル、正弦振動、連続ショック、はんだ付け性およびはんだ耐熱性試験

VAC クローズループ電流センサーの動作原理

測定対象の電流 IP によりな磁性コア内に磁束が生じます。センサーエレクトロニクスにより補償電流 IS を介して逆方向の磁束が生じ、磁束の和をゼロに制御します。これはコアのエアギャップに配置した磁界プローブにより行われます。数kHz以上の周波数で、一次巻線、磁気コア、二次巻線からなる磁気システムは、電気回路とは無関係に電流トランスとして機能します。

補償電流は、一次電流を二次巻線の巻数で割ったものに相当します。測定抵抗から電圧を得ることができます。クローズループ電流センサーの主な利点は、短い立ち上がり時間および広帯域に加え、その高い測定精度です。 磁気プローブを備えたVACクローズループ電流センサーは、ホール素子を用いたセンサーに比べ、アプリケーションの全温度範囲にわたってさらに高い精度を実現します。

電流波形

パワーエレクトロニクスで測定される動作電流は、原則として、直流または最大数100Hzの大振幅の交流電流です。 これらの電流はパワー半導体のスイッチング電流によって重畳され、1桁から2桁のkHzの範囲に達し、3桁の範囲までの高調波をもちます。振幅は非常に小さいです。VACの電流センサーはこのような電流のための設計となっています。  高周波成分の振幅が恒常的に非常に大きい場合、センサーコアの過度の発熱が起こる可能性があります。そのため、測定する電流のレベルとは別に、その波形も損失ひいてはセンサーの発熱に影響を与えます。

一次側開口部を有する電流センサーにおける一次導体の位置決め

補償センサーでは、一次電流によって発生した磁束がセンサーコアで検出され、極性を反転させた大きさの等しい磁束によって補償されます。  VACのセンサーは磁気的に非常に堅牢に設計されていますが、 この測定原理を理想的に機能させるためには、磁気回路中の導体の位置や、磁気回路およびゼロ磁場プローブ・センサーに対する外部通電導体の相対的な位置に依存する部分があります。電流の振幅および周波数も重要です。その結果、センサーの動的特性や、大振幅時の測定精度に影響を及ぼす可能性があり、発熱の可能性もあります。導体をセンサー開口部の中央に配置し、電流センサーの周囲に大電流を流す導体がないようにすれば、最良の結果が得られます。詳細はお問い合わせください。

伝導・放射エミッション

非常に不利な条件下では、干渉信号からの照射がセンサーに影響を与える可能性があります。低周波や中周波の干渉は、例えば、パワーチョークやトランスからの磁界によるものです。通常、数百MHzの高周波干渉は、センサーに直接、または接続リード線を介して入る可能性があります。電流センサーが被る高周波の影響が、アプリケーションに実際に何らかの影響をもたらすかどうかは、例えば筐体のシールド設計に左右されます。各種シリーズのVAC電流センサは、IEC 61000-4-3: 2010に準拠した電磁適合性試験を順次実施しています。 現在の試験状況については、お問い合わせください。

オフセット・リップル

VACセンサーの原理上、内部プローブ信号の残留成分を完全には抑制できません。この信号の周波数は400kHz以上です。それはゼロ対称であり、少なくとも1周期にわたって積分すれば測定精度に影響は与えません。さらに、シンプルなローパスフィルター(測定抵抗に並列のコンデンサー)でさらに低減することができます。 VACのデータ・シートに記載されているいわゆる「オフセット・リップル」iOSSは、実際にはオフセットではありません。

リファレンス電圧 VREF in/out

リファレンス・ピン VREF は入力または出力として使用することもできます。これにより、内部で生成された基準 REFOUT を出力としてルーティングしたり、 外部基準 REFIN をセンサーの入力として接続することができます。出力電圧 VOUT は、GNDに対してではなく、REFOUT 出力に接続された正確なリファレンスに対して差動的に評価することを推奨します。そうすることで、電流センサーのオフセット値を最も小さくすることができます。

製品一覧 - 標準クローズループ電流センサー

<p>製品</p> Download IPN,rms [A] max. Measuring Range [A] Turns Ratio Ambient Temperature [°C] Supply Voltage [V] Mounting Type Primary Conductor Design Output Variable VREF
Pin?
f [kHz] X
[%]
4646-X652
15
75
5
+/- 51
+/- 25
+/- 17
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesUN/A2000.7
4646-X651
25
12
8
+/- 85
+/- 42
+/- 28
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesUN/A2000.7
4646-X654
50
12
8
+/- 150
+/- 75
+/- 50
1 : 1400
2 : 1400
3 : 1400
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesUN/A2000.7
4646-X662
15
7.5
5
+/- 51
+/- 25
+/- 17
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4640-X100
1000
+/- 1340 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4646-X100
100
100
+/- 235
+/- 180
1: 1000
1: 1000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingprimary conductor openingIN/A2000.5
4646-X763
6
3
1.5
+/- 20
+/- 10
+/- 5
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4646-X761
25
12
6
+/- 85
+/- 42
+/- 21
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4646-X460
50
25
17
+/- 150
+/- 75
+/- 50
1 : 1400
2 : 1400
3 : 1400
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU11000.7
4646-X400
25
10
8
+/- 130
+/- 65
+/- 43
1 : 1000
2 : 1000
3 : 1000
+85
+85
+85
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X410
50
20
15
+/- 128
+/- 64
+/- 43
1 : 1000
2 : 1000
3 : 1000
+85
+85
+85
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X412
100
35
25
+/- 175
+/- 82
+/- 58
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X413
100
35
25
+/- 208
+/- 104
+/- 69
1 : 1500
2 : 1500
3 : 1500
+85
+85
+85
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X300
25
12
8
6
5
+/- 85
+/- 43
+/- 28
+/- 21
+/- 17
1 : 1000
2 : 1000
3 : 1000
4 : 1000
5 : 1000
+85
+85
+85
+85
+85
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
+/- 12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4647-X663
6
3
2
+/- 20
+/- 10
+/- 7
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X662
15
7.5
5
+/- 51
+/- 25
+/- 17
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X661
25
12
8
+/- 85
+/- 42
+/- 28
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X664
50
12
8
+/- 150
+/- 75
+/- 50
1 : 1400
2 : 1400
3 : 1400
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X763
6
3
1.5
+/- 20
+/- 10
+/- 5
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X762
15
7.5
3.75
+/- 51
+/- 25,5
+/- 12,5
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X761
25
12
6
+/- 85
+/- 42
+/- 21
1 : 2000
2 : 2000
3 : 2000
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X764
50
12
6
+/- 150
+/- 75
+/- 37,5
1 : 1400
2 : 1400
3 : 1400
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X460
50
25
17
+/- 150
+/- 75
+/- 50
1 : 1400
2 : 1400
3 : 1400
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU11000.7
4647-X461
100
50
33
+/- 200
+/- 100
+/- 66
1 : 1100
2 : 1100
3 : 1100
+85
+85
+85
+5
+5
+5
pcb mountingintegrated primariesU11000.7
4648-X400
25
10
8
+/- 130
+/- 65
+/- 43
1 : 1000
2 : 1000
3 : 1000
+85
+85
+85
+/-12..15
+/-12..15
+/-12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4648-X300
25
12
8
6
5
+/- 85
+/- 43
+/- 28
+/- 21
+/- 17
1 : 1000
2 : 1000
3 : 1000
4 : 1000
5 : 1000
+85
+85
+85
+85
+85
+/-12..15
+/-12..15
+/-12..15
+/-12..15
+/-12..15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X111
100
100
+/- 188
+/- 236
1 : 2000
1 : 2000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X101
100
100
+/- 188
+/- 236
1 : 2000
1 : 2000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingprimary conductor openingIN/A2000.5
4646-X112
100
100
+/- 235
+/- 180
1 : 1000
1 : 1000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingintegrated primariesIN/A2000.5
4646-X161
50
+/- 172
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingU11001
4646-X200
125
125
+/- 201
+/- 214
1 : 1000
1 : 1000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingprimary conductor openingIN/A1000.5
4646-X201
200
200
+/- 305
+/- 390
1 : 2000
1 : 2000
+85
+85
+/- 12
+/- 15
pcb mountingprimary conductor openingIN/A1000.5
4647-X260
150
+/- 270
1 : 1100
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingUN/A1000.7
4647-X261
100
+/- 270
1 : 1100
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesUN/A1000.7
4647-X160
100
+/- 230
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingU11001
4647-X161
50
+/- 172
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingU11001
4648-X052
500
+/- 700 @ 10 Ohm
1 : 2000
+85
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A500.4
4648-X053
500
+/- 700 @ 10 Ohm
1 : 2000
+85
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A500.4
4648-X054
700
400
+/- 1250 @ 10 Ohm
+/- 1250 @ 10 Ohm
1 : 3000
1 : 3000
+70
+85
+/-15
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A500.4
4644-X056
500
+/- 1000 @ 10 Ohm
1 : 3000
+75
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A500.4
4640-X101
1000
+/- 1340 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X102
1000
+/- 1340 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-15
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X150
1000
+/- 2150 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X151
1000
+/- 2150 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X152
1000
+/- 2150 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X154
1000
+/- 2150 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X156
1000
+/- 2150 @ 10 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4640-X256
1700
+/-  2750 @ 30 Ohm
1 : 5000
+85
+/-24
panel mountingprimary conductor openingIN/A1000.4
4645-X010
40
55
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesI11000.5
4645-X030
100
130
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesI11000.5
4645-X060
100
160
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingI11000.5
4645-X080
200
300
1 : 2000
+85
+5
pcb mountingprimary conductor openingI11000.5
4645-X211
50
120
1 : 1000
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesI12000.5
4647-X262
150
+/- 270
1 : 1100
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesU11000.7
4647-P765
75
+/- 182
1 : 1100
+85
+5
pcb mountingintegrated primariesU12000.7
4647-X263
150
+/- 450
1 : 1550
+85
+12
pcb mountingintegrated primariesU11000.7
4647-X264
150
+/- 450
1 : 1550
+85
+12
pcb mountingprimary conductor openingU11000.7

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