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變壓器價格高頻下的工作性能

 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比器件非

常有幫助。雖然現(xiàn)貨器件價格便宜，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。

    輸入電流

    首先，電流互感變壓器的選擇必須明確并驗證多項指標(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)的值與激勵電流成反比，激勵電

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性能，激勵電流應(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%作為激勵電流的最大值是比較理想的。例如，如果某個電路在

100kHz下對于1～20A的采樣電流必須保證最大10%的損耗，那么激勵電流的最大值必須設(shè)置為100mA(即最

小采樣電流值的10%)。

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