无源交流电流隔离传感器应用电路设计

   无源交流电流隔离传感器CT9,CT12,CT20,CT30实际上是一种变流器，作用是将初级电流变换为次级电流，基本构造如图所示。

    初级线圈为1匝，从磁芯穿过，流过的电流为被测电流I1，次级线圈匝数为N2，输出电流为I2=I1/N2 。次级输出电流I2通过负载电阻RL流通后，在RL两端产生的电压是与被测电流I0成比例的电压，对于同一个CT传感器由RL值可以改变被测电流I0以及输出电压V0的灵敏度。

    无源交流电流隔离传感器主要应用是：1.检测交流电流的有无，即用于加热器断线的检测及负载的有无；2.得到与交流电流成比例的电压输出，即用作测量器的输入传感器；3.检测欠电流或过电流的情况，即检测电动机的过负载、工作机械的制品的加工状况，4.驱动继电器并输出报警信号等；5.检测漏电流。

    无源交流电流隔离传感器CT的应用电路举例说明如下。

    1.检测电流的直流/交流继电器通/断工作电路。

    其中，图1是检测电流的有无，使外接的直流继电器J通/断的电路实例，电路中，电流I1为0～0.3A继电器J断开，电流I1为1～100A继电器J接通。

图2是交流继电器的通/断电路实例，电路中，I1为0～0.1A继电器断开，电流I1为0.4A以上时继电器接通。

图3所示的是检测过电流时切断加热器电源的电路，检测电流大小可通过RP1进行调整，若A1的输入信号反相，即VD1的+接到A1的反向输入端，就变成断线报警电路。

图4所示的是漏电流检测电路实例。

2.无源交流电流隔离传感器的基本应用电路。

图5为交流输出放大电路，适用i=I0/N〈5mA，V0=-iRf，CT输出电压为0V，因此，适用于微小电流计。

图6为交流输出放大电路，适用i=I0/N〈5mA，e0=KI0RL/N，V0= e0Rf/Ri，CT用于宽范围，因此，RL极小时非常有效。

 图7为获得直流输出的电路，V0=0.9KI0RL/N，为了抵消二极管的正向压降，RL必定接在直流侧，希望采用正向压降低的肖特基二极管。

 图8 是采用运放的整流电路，V0=0.9KI0RL/N，正半周时通过R1+R2流通，负半周时由A1进行反转整流（增益为-1），A2为高阻抗缓冲器，适用于动态范围为1：50左右。

图9为采用运放的理想整流电路，V0=0.9KI0RL/N，R1=R2=R3=R4=2R5，正半周时由A2将A1反转输出和e0相加得到输出V0，负半周时A1输出为0，用A2反转输出，-e0=V0。

图10为由CT直接使继电器动作的电路，V0〉0.9KI0RL/N，式中，V0为继电器动作电压，RL为继电器线圈内阻，I0过大时，要接（V0+10%）左右的VDW（不能超过VDW的允许损耗）。

图11是用LED显示电流有无的电路，在1.2mA〈（i=I0/N）〈（LED最大允许电流）的范围内使用，但I0最小时，选择CT得到2.5V以上的开路电压。

图12是微弱电流检测电路，VD1采用硅二极管，VD2采用肖特基二极管，在最小电流时，应选择CT得到2.5V以上的开路电压。

3.图13是无源交流隔离传感器与DH4～20mA模拟串口模块应用实例:

  输入AC电流，输出DC4～20mA二线制远程遥测变送器电路：