Strom-Messtechnik Stromwandler: programmierbar im Mini-Format

Eine bemerkenswerte Serie von Open-loop-Hall-Effekt-Stromwandlern für max. 25 A Gleichstrom, Wechselstrom oder Pulsströme bringt LEM heraus. Die Wandler brauchen auf einer Leiterplatte die Fläche einer Briefmarke und sind auch noch unkompliziert programmierbar.

Die neuen Stromwandler der HO-Serie arbeiten in der Open-loop-Technik und basieren auf dem Hall-Effekt-Prinzip. Sie messen Wechselströme (AC), Gleichströme (DC) und Pulsströme mit einem Nennwert von 8, 15 oder 25 A (effektiv) und einer Ansprechzeit von 2 bis 6 μs. Beide Parameter und verschiedene andere sind frei programmierbar, und zwar über eine einfache serielle digitale Bit-Sequenz, die der Host-Mikrocontroller des Systems generiert. Zu den anderen frei programmierbaren Parametern zählen die Referenzspannung, die Grenze der Überstromerkennung, die Fehlermeldung und der Stromsparmodus.

Die Wandler stellen ihr Ausgangssignal als skalierte Analogspannung bereit. In den meisten Systemen wird diese über einen A/D-Wandler (ADC), der eine Referenzspannung benötigt, in einen Digitalwert umgewandelt. Entwickler können die Wandler der HO-Serie so programmieren, dass eine Referenzspannung von 0,5; 1,5; 1,65 oder 2,5 V an einem entsprechenden Pin bereit steht. Alternativ kann die HO-Serie so konfiguriert werden, dass Messungen in Bezug zu einer externen Referenz durchgeführt werden.

Für die Wandler hat LEM einen völlig neuen ASIC-Baustein entwickelt. Er sorgt unter anderem dafür, dass Offset- und Verstärkungsdriften so minimiert sind, dass sie laut Hersteller über den Temperaturbereich von -25 bis +85 °C um den Faktor zwei besser sind als bei früheren Generationen ASIC-basierter Open-loop Hall-Effekt-Stromwandler. Im Datenblatt stehen denn auch Fehlerwerte von 1% bei +25 °C und 2,8% über den kompletten Temperaturbereich bis +85 °C.

Ein neues Merkmal ist auch die programmierbare Überstromerkennung, die getrennt von der Hauptstrommessung erfolgt, da dies bei einem einzigen Messbereich (für die Erkennungs- und Messfunktionen) die erreichbare Messgenauigkeit des Nominalstromes verringern würde. Eine separate Überstromerkennung mit programmierbarem Grenzwert bis zum 5 fachen des Nominalstromes gewährleistet, dass die maximale Auflösung bis zum nominalen Endwert erhalten bleibt.

Versorgt werden die Wandler aus einer einzigen Spannungsversorgung, wählbar mit 3,3 oder 5 V. Die auf Leiterplatten montierbaren Wandler nehmen eine Fläche von nur 12 mm (B) x 23 mm (L) x 12 mm (H) ein, wiegen nur 5 g und enthalten drei separate Primärleiter, die eine Mehrbereichsmesskonfiguration ermöglichen. Damit ist eine nominale Messung ab 2,67 Aeff möglich, wenn eine Programmierung von 8 A für den Nennbereich erfolgt ist. Die Stromwandler stehen in Versionen zur Durchkontaktierungs- oder SMD-Montage zur Verfügung. Die Konstruktion der Wandler sorgt für lange Luft- und Kriechstrecken (8 mm) und ein CTI (Comparative Tracking Index) von 600 sorgt für eine sehr gute Isolation.