200A峰值電流表的制作與應(yīng)用

霍桂平，裴軍勝
(西安衛(wèi)光電工廠 陜西西安710065)

經(jīng)筆者設(shè)計(jì)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(dǎo)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(dǎo)通時(shí)的沖擊電流值，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(dǎo)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(dòng)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(jìn)的半導(dǎo)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(shí)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(duì)被測電流進(jìn)行分析，因此R1必須選用且阻值穩(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(duì)C2充電，以加快取樣速度,使得所取電壓峰值更真實(shí)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(huì)產(chǎn)生較大漏電流對(duì)C2進(jìn)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(xí)經(jīng)過電流放大，從而推動(dòng)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(diǎn)就是運(yùn)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(dāng)IC1輸出低電壓時(shí)其反向輸入端的拉電流現(xiàn)象不會(huì)影響C2的取峰電壓值，以確保被測電流能準(zhǔn)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(zhǔn)被測電流指示值。

3．4 自動(dòng)清"0"電路

IC3-1，R7，R8組成自動(dòng)清"0"門限電路，當(dāng)被測電流大于滿度值的5％時(shí)峰值保持，電路便開始計(jì)時(shí)。R9，C3，R10,R11共同組成峰值保持定時(shí)電路，在峰值保持時(shí)間內(nèi)IC3-1經(jīng)R9對(duì)C3充電，達(dá)到IC3-2的翻轉(zhuǎn)電壓時(shí)BG2導(dǎo)通，繼電器吸合，觸點(diǎn)J-1對(duì)峰值保持電容C2放電清"0"，J-2對(duì)峰值保持定時(shí)電容C3放電清"0"，繼電器J吸合的維持時(shí)間由電容C4決定。D2為J線包的續(xù)流二極管。

4注意事項(xiàng)

(1)當(dāng)輸入單次單極性脈沖電流時(shí)，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(shí)間后自動(dòng)清"0"，只有在回到零點(diǎn)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(dòng)作，即可測量連續(xù)脈沖。

(4)在日常使用中要校對(duì)該電流表是否準(zhǔn)確，通?？梢杂弥绷麟娏髟创霕?biāo)準(zhǔn)直流電流表穿入多圈繞組的辦法獲得(被測電流×匝數(shù)＝額定輸入安匝)。

(5)使用時(shí)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(shí)當(dāng)輸入單次脈沖電流，IPP表指示峰值并保持5s后自動(dòng)回零。

(3)電流表總回零后方可再次輸入電流。