Design of an Integrated Air Coil for Current Sensing
Design of an Integrated Air Coil for Current Sensing
复制标题
用于电流传感的集成空气线圈的设计
DOI：
10.1109/jestpe.2020.2977102
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发表时间：
2020
影响因子：
5.5
通讯作者：
James Roudet
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yoshikazu Kuwabara;Keiji Wada;Jean-Michel Guichon ;Jean-Luc Schanen;James Roudet
本文提出了一种用于电流传感的层叠母线集成空气线圈的设计方法。该概念是基于插入到层压母线内部绝缘体中的空气线圈，避免使用带有额外杂散电感的侵入式电流传感器。首先，介绍了集成电流传感器的基本原理，讨论了互感与线圈结构的关系。其次，详细介绍了基于等效电路获得的电流传感器的频率特性，其参数由传感器结构导出。提出了一种后处理方法，以实现100 mhz的频率带宽。根据提出的设计流程设计了电流传感器样机，并对其频率特性进行了评估。实验验证了设计过程和后处理方法的有效性。
This article proposes a design procedure of an integrated air coil in a laminated bus bar for current sensing. The concept is based on an air coil inserted into the insulators inside the laminated bus bar, avoiding the use of intrusive current sensors with an additional stray inductance. First, the basic principle of the integrated current sensor is described, and the relationship between the mutual inductance and the structure of the air coil is discussed. Next, the frequency characteristic of the current sensor obtained based on an equivalent circuit is detailed, the parameters of which are derived from the sensor structure. A postprocessing method is proposed to achieve a 100-MHz frequency bandwidth. A prototype of the current sensor is designed based on the proposed design procedure, and the frequency characteristic is evaluated. The validations of the design procedure and the postprocessing method are confirmed experimentally.
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