Reducción de la capacidad nominal de los sensores de corriente: ¿qué es y por qué se hace?
En unartículo sobre la medición de corriente continua y el ancho de banda, escribí que «la reducción de la capacidad nominal de un sensor de corriente y el ancho de banda del sensor no tienen nada que ver entre sí».
Ancho de banda y reducción de potencia: dos conceptos distintos
El ancho de banda de un sensor de corriente describe la rapidez con la que puede reaccionar ante cambios en la corriente. Al igual que en un osciloscopio, determina hasta qué frecuencia la señal de salida sigue a la corriente de entrada, y a partir de qué punto se reduce en –3 dB.
La reducción de potencia, por el contrario, responde a otra pregunta:
¿Qué corriente de entrada sigue siendo admisible a qué frecuencia?
Ejemplo: la curva de reducción de potencia del CT6877A
Basta con echar un vistazo a la curva de reducción de potencia en función de la frecuencia del sensor de corriente de flujo cero CT6877A de HIOKI para comprenderlo.
Las fichas técnicas indican una corriente de entrada máxima de 2000 A y un ancho de banda de 1 MHz. Estos valores son válidos para el funcionamiento continuo a una temperatura ambiente máxima de 85 °C (línea naranja). A temperaturas más bajas —como se muestra en la línea azul—, la corriente admisible es mayor.
Hasta unos 300 Hz, la corriente de entrada máxima admisible se mantiene constante. A partir de ahí, va disminuyendo:
- a 10 kHz ya son solo 600 A
- a 1 MHz, apenas 10 A
¿Por qué disminuye la corriente admisible?
La curva muestra el motivo con bastante claridad: el calor.
A una temperatura ambiente más baja puede circular más corriente (línea azul); a una temperatura más alta, correspondientemente menos (línea naranja).
Sin embargo, la temperatura ambiente es solo un factor. Son más importantes las pérdidas por calor en los componentes electrónicos, así como el calentamiento adicional provocado por las corrientes parásitas a frecuencias más altas.
¿Cuándo es esto relevante?
Al medir corrientes alternas de 50 Hz con algunos armónicos o corrientes continuas procedentes de una batería, la reducción de la capacidad nominal no suele tener gran importancia. La situación es muy diferente cuando se miden corrientes en la salida de un inversor.
En el perfil de potencia de un inversor, la mayor parte de la energía se concentra normalmente en un rango de frecuencias en el que la reducción de potencia aún no entra en juego. Sin embargo, precisamente en el rango de la frecuencia de conmutación es fundamental que incluso las corrientes más pequeñas se midan con precisión, sobre todo en el análisis de potencia.
Con tecnologías modernas como el SiC y el GaN, las frecuencias de conmutación aumentan y, con ello, crece la importancia de los sensores cuya curva de reducción de potencia cubra de forma fiable dichas frecuencias.
Los sensores en transformación: una mirada al pasado
Los requisitos en materia de reducción de potencia han cambiado considerablemente a lo largo de los años.
Un ejemplo:
- El modelo CT6844-05 estaba especificado para 500 A y, a 20 kHz, aún permitía 100 A, un valor considerable para una pinza amperimétrica con núcleo magnético dividido.
- Su sucesor, el CT6844A, también tiene un valor máximo de 500 A, aunque a 20 kHz ya alcanza unos 250 A.
Esto demuestra cómo ha evolucionado la tecnología para adaptarse a las frecuencias cada vez más altas de las aplicaciones modernas.
Sensores de corriente Zero-Flux: ¿como en «Regreso al futuro»?
Conclusión
El «derating» describe la corriente de entrada máxima admisible de un sensor de corriente en todo el ancho de banda. La curva de «derating» es una herramienta fundamental para garantizar que también se puedan medir de forma fiable los componentes de frecuencia más altos.
Los ejemplos mencionados en este artículo proceden de la familia de pinzas amperimétricas de flujo cero. En este artículo se explica el origen del nombre «Zero Flux»:
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CT6844A
HIOKI CT6844A - Pinza amperimétrica de alta precisión para CA/CC, 500 A / 500 kHz
Pinza amperimétrica de CA/CC que utiliza tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 500 A, precisión básica de ±0,2 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a 85 °C, amplio ancho de banda desde CC hasta 500 kHz, diámetro máximo del conductor de 20 mm y longitud del cable de 3 m
CT6877A
CT6877A - Sensor de corriente CA/CC, 2000 A / 1 MHz
Los sensores de corriente CA/CC de paso de Hioki son dispositivos de alta gama diseñados para utilizarse con medidores de potencia, HiCorders con memoria y osciloscopios de alto rendimiento.
CT6841A
HIOKI CT6841A - Pinza amperimétrica de alta precisión para CA/CC, 20 A / 2 MHz
Pinza amperimétrica de CA/CC con tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 20 A, precisión básica de ±0,2 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a 85 °C, amplio ancho de banda desde CC hasta 2 MHz, diámetro máximo del conductor de 20 mm y longitud del cable de 3 m
CT6843A
HIOKI CT6843A - Pinza amperimétrica de alta precisión para CA/CC, 200 A / 700 kHz
Pinza amperimétrica de CA/CC con tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 200 A, precisión básica de ±0,2 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a 85 °C, amplio ancho de banda desde CC hasta 700 kHz, diámetro máximo del conductor de 20 mm y longitud del cable de 3 m
CT6845A
HIOKI CT6845A - Pinza amperimétrica de CA/CC, Fluxgate, 500 A / 200 kHz
Pinza amperimétrica de CA/CC con tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 500 A, precisión básica de ±0,2 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a 85 °C, ancho de banda de CC a 200 kHz, diámetro máximo del conductor de 50 mm y longitud del cable de 3 m
CT6846A
HIOKI CT6846A - Pinza amperimétrica de alta precisión para CA/CC, 1000 A / 100 kHz
Pinza amperimétrica de CA/CC con tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 1000 A, precisión básica de ±0,2 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a 85 °C, ancho de banda de CC a 100 kHz, diámetro máximo del conductor de 50 mm y longitud del cable de 3 m
CT6875A
CT6875A - Sensor de corriente CA/CC, 500 A / 2 MHz
El sensor de corriente CA/CC CT6875 está diseñado para realizar mediciones precisas de corriente en un amplio rango de frecuencias, desde CC hasta 2 MHz (modelo CT6875-01: desde CC hasta 1,5 MHz). Con una corriente nominal de 500 A, es ideal para I+D, evaluación de la calidad, fabricación y mantenimiento en sectores como los sistemas de carga inalámbrica, los motores con inversor, los acondicionadores de energía fotovoltaica y las instalaciones de carga rápida para vehículos eléctricos. En combinación con el analizador de potencia PW8001, el sensor permite realizar mediciones precisas de alta frecuencia y bajo factor de potencia. Detalles técnicos: Corriente nominal: 500 A Ancho de banda de frecuencia: CT6875: de CC a 2 MHzPrecisión básica: Amplitud: ±0,04 % de la lectura ±0,008 % del fondo de escala; Fase: ±0,08° Diámetro máximo del conductor: 36 mm Tensión nominal máxima a tierra: 1000 V CAT III Temperatura de funcionamiento: de -40 °C a 85 °C Requisito de impedancia de entrada: 1 MΩ o superior Terminal de salida: ME15W Longitud del cable: 3 mMás allá de las especificaciones: consulta aquí más detalles:Mide la potencia con precisión en todo tipo de aplicaciones
CT6876A
CT6876A - Sensor de corriente CA/CC, 1000 A / 1,5 MHz
Descripción del producto: Sensor de corriente CA/CC CT6876 El sensor de corriente CA/CC CT6876 está diseñado para realizar mediciones precisas de corriente en un amplio rango de frecuencias, desde corriente continua hasta 1,5 MHz. Con una corriente nominal de 1000 A, es ideal para aplicaciones exigentes en sectores como los motores con inversor, los vehículos eléctricos y la electrónica de potencia.El sensor ofrece una excelente resistencia al ruido y una alta precisión, lo que lo convierte en la mejor opción para mediciones de alta corriente y alta velocidad. Cuando se combina con los analizadores de potencia de Hioki, garantiza mediciones precisas de la eficiencia de conversión de potencia, especialmente en entornos de alta frecuencia. Detalles técnicos: Modelo: CT6876 Corriente nominal: 1000 A Ancho de banda de frecuencia: CC a 1,5 MHzPrecisión básica: Amplitud: ±0,04 % de la lectura ±0,008 % del fondo de escala. Fase: ±0,1° Diámetro máximo del conductor: 36 mm Tensión nominal máxima a tierra: 1000 V CAT III Temperatura de funcionamiento: de -40 °C a 85 °CRequisito de impedancia de entrada: 1 MΩ o superior Terminal de salida: ME15W
CT6833
CT6833 - Pinza amperimétrica de alta precisión, CA/CC, ultrafina, 200 A / 50 kHz
Pinza amperimétrica CA/CC ultradelgada que utiliza tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 200 A, ancho de banda de frecuencia de CC a 50 kHz, alta precisión de ±0,07 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a +85 °C, diámetro máximo del conductor de 20 mm y longitud del cable de 5 m
CT6834
CT6834 - Pinza amperimétrica de alta precisión, CA/CC, ultrafina, 500 A / 50 kHz
Pinza amperimétrica CA/CC ultradelgada que utiliza tecnología avanzada «fluxgate», corriente nominal de 500 A, ancho de banda de frecuencia de CC a 50 kHz, alta precisión de ±0,07 % de la lectura, amplio rango de temperaturas de -40 °C a +85 °C, diámetro máximo del conductor de 20 mm y longitud del cable de 5 m