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我们将设计一个电流互感器。使用电流互感器可以减小测量变换器原边电流时的损耗，比如大功率开关电源，由于电流过大所以需要使用电流互感线圈来监测电流以减少损耗。

电流互感器与一般的电压变压器的区别在什么地方呢？这个问题即使是的磁性元件设计人员也很难回答。基本的区别在于：变压器试图把电压从原边变换到副边，而电流互感器试图把电流从原边变换到副边。电流互感器的电压大小由负载决定。

我们通过一个实际的设计例子，可以*好地理解电流互感器的工作原理。

假设用电流互感器测量变换器的原边电流，原边10A电流对应1V电压。当然，我们可以用一个1V/10A=100mΩ的电阻来测量，但是电阻将造成的损耗为1V×10A=10W，这么大的损耗对几乎所有的设计来说都是不能接受的。所以，要选用电流互感器，如图1所示。

如何轻松设计一个电流互感器

当然，为了减少绕组电阻，我们把原边的匝数取为1匝，同时为了使电流降到一个比较低的水平，副边匝数应该比较多。如果副边匝数为N，由欧姆定律可得（10/N）R=1V，在电阻中消耗的功率为P=（1V）^2/R。我们假设消耗的功率为50mW（也就是说，我们可以使用100mW规格的电阻），这就要求R不得小于20Ω，如果采用20Ω的电阻，由欧姆定律可得副边匝数N=200。

现在我们来看磁芯，假设二较管是普通的一般的二较管，通态电压大约为1V，电流为10A/200=50mA。互感器输出电压为1V，加上二较管的通态电压1V，总电压大约2V。250kHz频率工作时，磁芯上的磁感应强度不会*过其中4us为一个周期的时间，实际肯定是不到一个周期的。

如何轻松设计一个电流互感器

由于原边流过电流的时间不可能*过开关周期（否则，磁芯无法复位）。因此Ae可以很小，而B也不会很大。这个例子里磁芯的尺寸不能通过损耗要求或磁通饱和要求来确定，*大的可能是由原副边之间的隔离电压来确定。如果隔离电压没有要求，磁芯的大小一般由200匝的绕组所占体积来确定。你可以用40号的导线流过500mA的峰值电流，但是这种导线实在太细，一般的变压器厂家不会为你绕制。

实用提示 除非一定要用，一般情况下不要使用规格小于36号线的导线。

如何轻松设计一个电流互感器

现在我们来分析为什么不能用电压变压器来替代电流互感器？已经知道副边电压只有2V，因此原边电压为2V/200=100mV。如果输入直流电压为48V，那么电流互感器原边10mV电压对48V电压来说是微不足道的——那样你可以在副边得到50mA的电流，而对原边几乎没有什么影响。假设另一种情况（不现实的），原边的输入直流电压只有5mV，那么互感器的原边不可能有10mV的电压，同时由于原边阻抗（如反射副边阻抗）也比较大，决定了副边根本不可能产生50mA的电流。即使整个5mV电压全部加在原边，副边也只能产生200×5mV=1V的电压：不能在转换电阻上产生足够的电压。因此，电压变压器只能用作变压器，不能用来检测电流。

从另外一个角度来看：虽然输入电源的电压为48V时，但是流过电流互感器电流的大小不是由原边的这个48V电压决定的，而是其他因素决定的。

电流互感器是有阻抗限制的电压变压器。

后，我们来看一下电流互感器的误差情况怎么样？答案在于电流互感器的基本定义上：感应的是电流。

实用提示 电流互感中的二较管和副边绕组的电阻不会影响电流的测量，因为（只要阻抗不是无穷大）串联电路中电流处处相等，与串联的元件无关。

实际工作中，是不是使用肖特基二较管作为整流二较管是没有关系的：二较管的低通态电压只影响变压器，不会影响电流互感器。

如果互感器副边的电感太小，测量误差将会增大。也就是激磁电感太小，假设我们要求测量电流的误差为1%，原边电流为10A，那么副边电流就是50mA，这就意味着要求激磁电流（副边）应该小于50mA×1%=500μA。激磁电流没有流过转换电阻，我们也无法检测到这个电流，这样误差就增大了。我们可以算出副边电感的小值现在的匝数为200，我们需要AL=16mH/200=400nH的磁环，用普通的小铁氧体磁环就可以了，这种铁氧体磁环是很*找到的。

CPM2C-CIF11 
6ES5243-1AB11
6ES5246-4UA11 
XF523 
T124
6ES5530-7LA12
MC712 
A5E00205742 
6ES7132-7RD01-0AB0
6ES7151-1CA00-1BL0
RS20-0800T1T1SDAEHH
CQM1H-CPU11
6ES5432-4UA12 
MCA101, 130B1100
KL9020 
MM03D-503-00
6ES5470-4UC12
E150630
6ES7416-2XN05-0AB0
ALLEN BRADLEY 140M-F8E-C32 
YASKAWA CACR-PR03AC3ER
ABB 3HAB8101-8/12B 
6ES5441-4UA13
CQM1-CPU41-E
6ES5436-7LC11
6ES5928-3UA12
LS610-DA-P/F1/35
6ES5946-3UA23
131641 - LS610-DA-P/F2/35
6ES5420-4UA14
LENZE 4900 FREQUENZUMRICHTER, 335003, 4904_E.1B.22
6ES7952-0AF00-0AA0
PSD01-2501
CQM1-ID211
6ES5530-3LA12
6ES5923-3UC11
CP524, 6ES5524-3UA15
ATV452U30
P100M, 951-100500, 951-100501
VBF0GE
PFXLM4201TADAC
PILZ PX 30 BEDIENTERMINAL, 307672 
CU8860-0000
63/400/824/BZB/CM 
F-10ER-ES