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200A峰值電流表的制作與應(yīng)用

經(jīng)筆者設(shè)計制作的200A峰值電流表可以測量各種用電器在瞬間接通電源時輸入的非正弦波的尖脈沖沖擊電流峰值，如模擬雷擊波產(chǎn)生的沖擊電流峰值等；以測量供電系統(tǒng)通常使用的空氣開關(guān)，交流接觸器等有觸點的功率控制器件的瞬間沖擊電流的交流電流峰值，和交流電流有效值，可以檢測和研究金屬觸點的耐沖擊電流的性能和交流用電器耐沖擊電流的性能，可以測量半導體功率器件如IGBT、大功率MOS管，大功率晶體開關(guān)管，大功率可控硅導通時的沖擊電流最大值，配上示波器還可以觀察沖擊電流波形，用于研究和測試這些功率半導體器件的耐電流沖擊性能，還可以在配上專用測量頭后，在不斷開原電路的情況下測量直流電流值，這是一般交流電流表所不具備的功能。 1電路原理方框圖

電路原理框圖如圖1所示。

2電路工作原理

該電流表主要由電流取樣電路，峰值檢波電路，峰值保持電路，電流指示電路及自動清"0"電路組成。

2．1 電流取樣電路

電流取樣電路由目前先進的半導體傳感器霍爾電流傳感器及取樣電阻R1組成。該傳感器的響應(yīng)時間小于1 μs，有利于被測電流不失真的測量與顯示，在輸入電流已定的情況下輸出電流跟蹤輸入電流變化，因此在電流取樣電阻R1兩端可以得到跟隨輸入電流變化的電壓波形，觀察此波形，可以對被測電流進行分析，因此R1必須選用精確且阻值穩(wěn)定的精密電阻。

2．2 峰值檢波及峰值保持電路

峰值檢波電路有IC1，BG1，D1，C2組成，IC1作電壓跟隨器，BG1作電流放大器對C2充電，以加快取樣速度,使得所取電壓峰值更真實地反映輸入峰值電流的變化。由于峰值電流過去后，IC1的6腳處于反向偏置狀態(tài)，會產(chǎn)生較大漏電流對C2進行放電，降低了充電峰值，因而在叫的e極串接二極管D1，以保持所充峰值電壓不變。

1C2為峰值保持電路，將峰值檢波電容C2上的電壓習經(jīng)過電流放大，從而推動電流表顯示被測電流值。

該電路采用了雙連環(huán)跟隨器作為峰值檢波電流放大和峰值保持電路，其顯著特點就是運用IC1的反向輸入端策2腳接在IC2的輸出端，而沒有接在取峰電容器C2兩端，這樣當IC1輸出低電壓時其反向輸入端的拉電流現(xiàn)象不會影響C2的取峰電壓值，以確保被測電流能準確不失真地被顯示。

3，3 電流指示電路

被測電流指示電路由R5，R6，及電流表頭組成，將取峰電容上的電壓經(jīng)電流表指示為被測峰值電流，調(diào)節(jié)R6用以校準被測電流指示值。

3．4 自動清"0"電路

IC3-1，R7，R8組成自動清"0"門限電路，當被測電流大于滿度值的5％時峰值保持，電路便開始計時。R9，C3，R10,R11共同組成峰值保持定時電路，在峰值保持時間內(nèi)IC3-1經(jīng)R9對C3充電，達到IC3-2的翻轉(zhuǎn)電壓時BG2導通，繼電器吸合，觸點J-1對峰值保持電容C2放電清"0"，J-2對峰值保持定時電容C3放電清"0"，繼電器J吸合的維持時間由電容C4決定。D2為J線包的續(xù)流二極管。

4注意事項

(1)當輸入單次單極性脈沖電流時，輸入電流方向必須與傳感器箭頭所指方向相同，如測量交流電流則不需考慮輸入電流方向。

(2)該電路現(xiàn)在適用于測量單次脈沖電流，被測電流表指示峰值并保持設(shè)定時間后自動清"0"，只有在回到零點即清"0"后方可再次輸入被測電流。

(3)如需測量連續(xù)脈沖電流或測量正弦交流電路的峰值電流，則應(yīng)在電路中加接控制開關(guān)斷開BG2的注入電流，讓繼電器J不動作，即可測量連續(xù)脈沖。

(4)在日常使用中要校對該電流表是否準確，通常可以用直流電流源串入標準直流電流表穿入多圈繞組的辦法獲得最佳精度(被測電流×匝數(shù)＝額定輸入安匝)。

(5)使用時首先接通工作電源及輸入電路，再通過被測電流。

5電路原理圖

其電路原理圖如圖2所示。

圖中：

(1)IPP輸入電流方向必須與傳感器箭頭所指方向相同。

(2)測試時當輸入單次脈沖電流，IPP表指示峰值并保持5s后自動回零。

(3)電流表總回零后方可再次輸入電流。