Cost-Effective Contactless DC Current Measurement System

Diese Arbeit entwickelt ein neues kontaktloses Strommesssystem durch Integration von zwei hochmodernen magnetischen Messtechniken: Tunnelmagnetowiderstand (TMR) und integrierter magnetischer Konzentrator (IMC). Eine Testboard wurde gebaut, um den optimalen IMC-Sensor zu identifizieren. Es war mit einem ZedBoard und einem AD7768 FMC-Modul verbunden, um eindeutige Sensordaten für die Auswahl eines IMC-basierten Sensors aufzuzeichnen. Um die Flusskonzentration zu maximieren, wurden die Geometrie der Sammelschienen, der ferromagnetische Schild und die Position des Sensors mitentwickelt, um die Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Toleranzen zu minimieren. Laut den Experimenten sind IMC-Sensoren bei hohen Strömen stabiler, während TMR-Sensoren bei niedrigen Strompegeln bei geringem Rauschen und geringem Stromverbrauch besser abschneiden. Im Vergleich des Systems mit kommerziellen LEM-Sensoren lag der Fehler im Bereich 0–400 A bei weniger als 1 %. Im Vergleich zu konventionellen Messmöglichkeiten wurden die Kosten um etwa 60 € pro Sensor deutlich gesenkt. Diese Ergebnisse zeigen, dass das System eine vielseitige und erschwingliche Option für Leistungselektroniksysteme ist, bei denen eine genaue und zuverlässige Strommessung ohne routinemäßige Wartung erforderlich ist.