30Hz-MHz Stromwandler

January 19, 2018

30Hz-2MHz Stromwander (Current Probe)

Es soll ein Stromwandler entstehen, der zur Messung der Ströme an Triacs und Thyristoren verwendet werden kann. Somit muss die untere Eckfrequenz der (Hochpass) der Übertragungsfunktion $U2/U1$ unter der Netzfrequenz liegen. Es werden 45Hz angestrebt. Die obere Eckfrequenz der Übertragungsfunktion soll somit über 2MHz liegen.

Untere Eckfrequenz

Aus $\large U_i = L\cdot\frac{di}{dt}$ folgt, das es im Niederfrequnzmodell eine Tiefpasswirkung des Transformators allgemein vorhanden sein muss. Das Niederfrequenzmodell ist in Abb. 1 dargestellt.

Abb.1 Niederfrequenzmodell

$Rp$ ohmscher Widerstand der primären Windung

$Rs$ ohmscher Widerstand der sekundären Windung

$\large L=Lm+Ll=u_0 \cdot u_r \cdot \frac{N^2*A_e}{l_e}$ Induktivität der primären Windung bei unbelasteter Sekundärwicklung

Untere Eckfrequenz des Hochpasses:

$\large \mathit{fc}=\frac{\mathit{Rp}\cdot \left( \frac{\mathit{Rs}}{{{n}^{2}}}+\frac{\mathit{Rl}}{{{n}^{2}}}\right) }{2\cdot \pi \cdot \mathit{Lm}\cdot \left( \frac{\mathit{Rs}}{{{n}^{2}}}+\frac{\mathit{Rl}}{{{n}^{2}}}+\mathit{Rp}\right) }$

Abb.2 Eckfrequenz (z) in Abhängigkeit von Lm (0.6uH - 0.8uH) und Rl

Um eine Eckfrequenz von ca. 5Hz bei 50Ohm Lastwiderstand benötigt man ca. 0.7uH in der ersten Windung. Erste Windung, da die Eckfrequenz ebenso für den Fall, das der zu messende Strom nur einmal durch den Torroid durchgeführt werden kann.

Ein Amidon FT140-43 hat bei einer Windung 850

Obere Eckfrequenz