Capteur de courant à compensation de flux
Sondes pour la mesure de courant en électronique de puissance

• Principe

Ce type de capteur de courant fonctionne en boucle fermée. Le principe est représenté à la figure 11. Le courant à mesurer I génère un flux dans le circuit magnétique. Il est compensé par le courant i₂ issu de l’amplificateur afin d’annuler en permanence les ampères-tours :

Le capteur d’induction détecte l’induction dans l’entrefer. L’asservissement de flux, dont la référence de consigne est nulle, génère les ampères-tours nécessaires à l’annulation du champ dans l’entrefer. La tension de sortie V_s est l’image du courant de compensation i₂ donc du courant I. Ce principe permet donc la mesure des courants continus et variables. Il fournit une bonne linéarité, une grande dynamique de mesure et une précision satisfaisante pour les applications industrielles et d’instrumentation, de l’ordre de 1 à 2 %.

L’amplificateur (gain A) délivre une tension V₁ à l’origine du courant i₂ dans les N₂ spires du bobinage. Le sens de la boucle, constituée par les N₁ spires, le capteur d’induction, l’amplificateur et le bobinage de N₂ spires, est tel qu’une augmentation du courant I provoque un accroissement du champ magnétique. En réaction, la tension V₁ s’accroît et induit un courant i₂ qui tend à annuler les ampères-tours créés par le courant I.

• Expression de la bande passante

Au-delà d’une certaine fréquence, le flux dans l’entrefer tend vers une valeur nulle et la tension de sortie est alors délivrée par le transformateur. Le recouvrement des deux fonctionnements distincts – effet Hall et transformateur – occasionne souvent un creux au raccordement des bandes passantes. À partir d’un calcul simple sur le schéma de la figure 11, nous allons montrer quelles sont les conditions qui permettent d’obtenir un fonctionnement satisfaisant sur l’ensemble de la plage de fréquence. Dans l’expression suivante, le capteur d’induction et...