電流互感變壓器的設計要點剖析

長期以來，電流互感變壓器作為儀器設備中的一種標準器件一直用來測量精密電流。即使在惡劣的環境和高溫條件下，這種器件也非常精確，使用方便可靠。但是在設計電流互感變壓器的時候有很多的條條框框，這裡為大家分享一篇關於電流互感變壓器的必要的一些設計要點，為你的設計道路掃除些許障礙，歡迎大家補充！

電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護迴路中，電流互感器在工作時，它的2次迴路始終是閉合的，因此測量儀表和保護迴路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。

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長期以來，電流互感變壓器作為儀器設備中的一種標準器件一直用來測量精密電流。即使在惡劣的環境和高溫條件下，這種器件也非常精確，使用方便可靠。

在諸如開關電源、馬達電流負載檢測、照明及儀器等應用中，電流互感變壓器一般作為控制、電路保護和監測器件來使用。隨著電流互感變壓器現貨的日益增多，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，這種方法在很多應用中對於選擇合適的高性價比器件非常有幫助。雖然現貨器件價格便宜，立等可取，但是在使用上有一些功能限制，某些應用可能需要特殊的產品，甚至需要完全定製。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、功能和電流範圍等。

輸入電流

首先，電流互感變壓器的選擇必須明確並驗證多項指標，例如尺寸大小、頻率、功能和採樣電流的範圍。它的精度和效率實際上取決於這些參數指標。除了可能會在電流互感變壓器精度上進行折中之外，如果電流互感變壓器使用時的電流超過了製造商規定的額定電流規範，那麼其工作溫度就會不斷上升且無法控制，從而導致電路失效。

另外，如果某種電流互感變壓器的額定值比其「採樣電流」高出很多，那麼這種器件的尺寸不可避免地將會很大，對於其應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於其「採樣電流」最大期望值的30%就是一種明智的選擇。

匝數比

常見的電流互感變壓器的匝數比範圍從1：10到1：1000不等。匝數比（r=Nsec/Npri）越高，電流測量的解析度就越高。

但是，值得注意的是，過高的匝數比將會導致分布電容和洩漏電感的增大，從而降低電流互感變壓器的精度和高頻下的工作性能（由於自諧振引起的）。然而，如果匝數比過低（低感應係數），那麼輸出信號可能會出現歪曲或者「下降」（單級輸入信號必定發生歪斜），從而引起控制電路不穩定，測量結果不準確。

感應係數和激勵電流

電流互感變壓器的次級感應係數決定了輸出信號的保真度。感應係數的值與激勵電流成反比，激勵電流俗稱為「感應電流」。

為了確保電流互感變壓器的最大容錯性能，激勵電流應該比採樣電流的幅值小若干倍。對於開關電源等大部分應用來說，取採樣電流的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下對於1～20A的採樣電流必須保證最大10%的損耗，那麼激勵電流的最大值必須設置為100mA（即最小採樣電流值的10%）。

1A的採樣電流將產生10%的誤差，20A的採樣電流將產生0.5%的誤差。如果製造商提供的數據手冊中沒有標明激勵電流，那麼可以通過以下公式計算出來：

e=CLdI/dt