新型LED数字高频大电流表

　　长期以来，高频大电流数字面板表是用3%位A/DICL7107/7106(或MC14433)和外机显示驱动器及其他电路，再在前级配上大功率电流互感器而组成。然而该方式不但体积大、功耗大、成本高，而且误差大，特别是在电流频率较高时，技术上不易实现。
　　
　　现用MAX139/140的3（1/2）位A/D模数转换器芯片，再与HNC系统模块型磁平衡式霍尔电流传感器组合，乃是新型高频大电流数字面板表的最佳设计，见下图所示。
　　
　　该表的优点如下。
　　
　　1．芯片集成度高、外围元件少。除了本身是3（1/2）位A/D模数转换器外，芯片还含有显示驱动器和电荷泵倒相器，倒相器可使芯片在+2.5V—+7V单电源电压下测量正、负输入电压。
　　
　　2．模块型平衡式霍尔电流传感器能测量直流、工频、高频等各种不规则波形电流，而且是电隔离的，输出可为电压信号或电流信号。精度普遍较高，且功耗小、重量轻、使用方便。可根据不同电流和频率在系列中选用。这里采用的传感器，其测量电流范围为0~600A．频率为0—50kHz，线性度(%FS)为±0.2，响应时间<2μs。
　　
　　图中，MAX139/140组成3%位A/DLED数字显示部分，其31与30脚为模拟信号输入，它来自HNC模块③与④脚的输出信号电压。MAX139/140转换结果为1000×(INHi-INLO)/(REFHi-REFIo)，最大值是±1999。MAX139/140可以作高质量基准稳压源而无须外接基准二极管，用一只大于0.1μF基准电容能极大地减小带宽，最终消除噪声。芯片输出脚(②~16)与(22~25)为笔段驱动器，直接驱动显示块。20脚为极性输出端。

　　测交流高频脉冲大电流采用模块式磁平衡霍尔电流传感器（下图）。其工作过程：利用集磁环将初级电流Il产生的磁场聚集后，作用于霍尔元件并产生电压信号Ui加至运算放大器A，经放大到后级由VP1与VP2组成的推挽功率放大，输出补偿电流Is流经补偿线圈N2。而补偿线圈产生的磁场与初级电流产生的磁场相反，因而补偿了初级磁场，使霍尔输出逐渐减小，直到初次级（补偿）磁场相等，Is电流不再增大。这就是磁平衡检测的核心。由此，应用该模块检出头能在磁平衡状态下工作的特点，即N1*11和N2-1s基本相等。模块检出输出为VR，而VR=ls-R，则VR输出幅度根据需要可以从0～5.5V任意调节。按这样设计方案制作的系列高频大电流LED数字面板表，可以实现在电隔离条件下对0—50kHz左右高频脉冲及各种不规则波形电流（从0~几百安培）的测量。

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