مبدل جریان یک دستگاه الکترونیکی است که برای اندازهگیری جریان الکتریکی (AC یا DC) و تبدیل آن به یک سیگنال خروجی استاندارد و قابل اندازهگیری – معمولاً یک ولتاژ یا جریان – که متناسب با جریان ورودی است، طراحی شده است. نقش مهمی در سیستمهای قدرت، اتوماسیون صنعتی، انرژیهای تجدیدپذیر و تجهیزات الکترونیکی ایفا میکند و نظارت، کنترل و حفاظت دقیق جریان را ممکن میسازد.
را اصول کار مبدل جریان یک مبدل جریان بر حسب نوع کمی متفاوت است، اما همه از یک منطق اساسی پیروی می کنند: تشخیص میدان مغناطیسی تولید شده توسط هادی حامل جریان و تبدیل این سیگنال مغناطیسی به خروجی الکتریکی. بر خلاف ترانسفورماتورهای جریان سنتی (که فقط برای AC کار می کنند)، مبدل های جریان مدرن همه کاره هستند و از هر دو جریان AC و DC پشتیبانی می کنند، با دقت و قابلیت های جداسازی بالا.
رایج ترین انواع آن عبارتند از مبدل های اثر هال، مبدل های سیم پیچ روگوفسکی و مقاومت های شانت. مبدل های جلوه هال به دلیل سادگی و تطبیق پذیری بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. آنها از اثر هال استفاده می کنند: وقتی یک هادی حامل جریان از یک میدان مغناطیسی عبور می کند، یک ولتاژ (ولتاژ هال) عمود بر جریان و میدان مغناطیسی تولید می شود. ولتاژ هال به طور مستقیم با جریان ورودی متناسب است، که سپس برای تولید خروجی استاندارد (مثلاً 0-10 ولت یا 4-20 میلی آمپر) تقویت و کالیبره می شود.
از سوی دیگر مبدل های سیم پیچ روگوفسکی بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می کنند. آنها از یک سیم پیچ حلقوی پیچیده در اطراف هادی حامل جریان تشکیل شده اند. با تغییر جریان، ولتاژی را در سیم پیچ القا می کند که برای به دست آوردن سیگنالی متناسب با جریان ورودی، یکپارچه می شود. این مبدل ها برای کاربردهای با جریان بالا ایده آل هستند و خطی بودن عالی را ارائه می دهند.
مبدل های مقاومت شنت با استفاده از قانون اهم ساده تر هستند: یک مقاومت کوچک و دقیق به صورت سری با مدار قرار می گیرد و افت ولتاژ در مقاومت اندازه گیری می شود. از آنجایی که مقاومت مشخص است، جریان را می توان به صورت I = V/R محاسبه کرد. آنها مقرون به صرفه هستند، اما فاقد عایق الکتریکی هستند، و آنها را برای کاربردهای کم ولتاژ و جریان کم مناسب می کند.
از ویژگی های کلیدی مبدل های جریان می توان به دقت بالا، ایزولاسیون الکتریکی (محافظت از مدارهای اندازه گیری در برابر ولتاژ بالا)، محدوده فرکانس وسیع و طراحی فشرده اشاره کرد. آنها در سیستم های توزیع برق برای نظارت بر جریان بار، در انرژی های تجدیدپذیر (خورشیدی/باد) برای ردیابی جریان انرژی، در وسایل نقلیه الکتریکی برای مدیریت شارژ/دشارژ باتری و در ماشین های صنعتی برای جلوگیری از آسیب جریان اضافی ضروری هستند.
به طور خلاصه، مبدلهای جریان، شکاف بین مدارهای جریان پرقدرت و سیستمهای اندازهگیری/کنترل ولتاژ پایین را پر میکنند. آنها با تبدیل جریان به سیگنال های قابل مدیریت، عملکرد ایمن، کارآمد و قابل اعتماد سیستم های الکتریکی مختلف را تضمین می کنند و آنها را به اجزای ضروری در الکترونیک مدرن و مهندسی برق تبدیل می کنند.
