ระบบป้องกันข้อผิดพลาด EV CHARGER : Shunt DC

DC Shunt คืออะไร? ใช้งานอย่างไร? มีประโยชน์ด้านอะไรบ้าง?

DC SHUT ในระบบไฟฟ้ากระแสตรง (DC) หนึ่งในอุปกรณ์สำคัญที่ใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้าคือ DC Shunt ซึ่งเป็นตัวช่วยให้สามารถตรวจวัดกระแสได้อย่างปลอดภัยและแม่นยำ บทความนี้จะพาคุณไปทำความรู้จักกับ DC Shunt คืออะไร ใช้งานอย่างไร และมีประโยชน์อย่างไรในระบบไฟฟ้าและงานอุตสาหกรรม

Amptron Instrument

DC Shunt คืออะไร?

DC Shunt หมายถึง การวัดกระแสไฟฟ้ากระแสตรง (Direct ) โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า “Shunt Resistor” หรือ “Shunt” ซึ่งเป็น ตัวต้านทานค่าเล็กๆ ที่ต่อขนานกับโหลดหรืออุปกรณ์ในวงจร DC Shunt Current คืออะไร ใช้งานอย่างไร และมีประโยชน์อย่างไรในระบบไฟฟ้าและงานอุตสาหกรรมเมื่อต่อชันต์เข้ากับวงจร กระแสบางส่วนจะไหลผ่านตัวชันต์ ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อม (Voltage Drop) ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการคำนวณหาค่ากระแสได้ โดยใช้สูตร Ohm’s Law (V = IR)

About ...

DC Shunt

ส่วนประกอบของ DC Shunt

ตัวต้านทานชันต์ (Shunt Resistor) – วัสดุพิเศษที่มีค่าความต้านทานต่ำมาก (μΩ ถึง mΩ)

ขั้วต่อไฟฟ้า (Terminals) – สำหรับเชื่อมต่อสายไฟกับเครื่องมือวัด

โครงสร้างระบายความร้อน – เพื่อให้รองรับกระแสสูงโดยไม่ร้อนจัด

🔧 ประโยชน์ของ Shunt DC

วัดกระแสไฟฟ้าในวงจร DC ได้อย่างแม่นยำ
ส่งสัญญาณไปยังวงจรควบคุมหรือระบบตรวจสอบ เช่น ตัวควบคุมการชาร์จ (Charge Controller)
ใช้ใน การตรวจสอบความปลอดภัย เช่น ตรวจจับกระแสเกิน

Shunt DC กับระบบ EV Charger เกี่ยวข้องอย่างไร?

การวัดกระแสไฟฟ้า:

- หลักการทำงาน: Shunt คือตัวต้านทานที่มีค่าความต้านทานต่ำมากและมีความแม่นยำสูง เมื่อกระแสไฟฟ้า DC ขนาดใหญ่ไหลผ่าน shunt จะเกิดแรงดันตกคร่อม (voltage drop) ที่ปลายทั้งสองของ shunt ซึ่งค่าแรงดันตกคร่อมนี้จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน (ตามกฎของโอห์ม: V = IR)
- การใช้งานใน EV Charger: ในระบบ DC EV Charger ที่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้าสูงมาก (เช่น หลายร้อยแอมแปร์) การใช้ shunt เป็นวิธีที่นิยมและมีประสิทธิภาพในการวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าอย่างแม่นยำ
- ความสำคัญ: การวัดกระแสอย่างแม่นยำมีความสำคัญต่อระบบจัดการแบตเตอรี่ (Battery Management System – BMS) ของรถยนต์ไฟฟ้าและตัว EV Charger เอง เพื่อ:
  - ควบคุมการชาร์จ: BMS ต้องรู้กระแสที่ไหลเข้าแบตเตอรี่เพื่อควบคุมกระบวนการชาร์จให้เหมาะสม ป้องกันการชาร์จเกิน (overcharging) ซึ่งอาจทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลงหรือเกิดความเสียหายได้
  - แสดงข้อมูล: ผู้ใช้งานและระบบควบคุมจำเป็นต้องทราบข้อมูลกระแสการชาร์จที่แท้จริง
  - ความปลอดภัย: การตรวจสอบกระแสที่ถูกต้องช่วยในการตรวจจับความผิดปกติ เช่น กระแสเกิน หรือการลัดวงจร ซึ่งสามารถนำไปสู่การตัดวงจรเพื่อป้องกันอันตราย

การป้องกันและควบคุม:

ในบางระบบ Shunt อาจถูกนำมาใช้ร่วมกับอุปกรณ์ป้องกันอื่นๆ เช่น Earth Leakage Relay (ELR) หรือ Residual Device (RCD) เพื่อตรวจจับกระแสไฟฟ้ารั่วไหลลงดินและส่งสัญญาณให้เบรกเกอร์ตัดวงจร เพื่อความปลอดภัยของผู้ใช้งานและอุปกรณ์

Shunt DC เป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบ DC EV Charger โดยทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์วัดกระแสไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูง ซึ่งจำเป็นต่อการควบคุมการชาร์จที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานีชาร์จที่มีกำลังสูงที่ต้องจัดการกับกระแสไฟฟ้า DC ขนาดใหญ่

ก่อนเลือกซื้อ Shunt DC ควรพิจารณาดังนี้:

📊 ตารางคุณสมบัติของ Shunt DC

รายการ	รายละเอียด / ตัวอย่าง	หมายเหตุเพิ่มเติม
🔌 ช่วงกระแสที่ต้องการวัด (Current Range)	10A, 100A, 500A, 1000A	เลือกตามโหลดสูงสุดของระบบ EV เช่น ระบบชาร์จเร็วอาจใช้ 500A หรือมากกว่า
🧱 ค่าความต้านทานของชันต์ (Resistance)	50 µΩ – 200 µΩ (ไมโครโอห์ม)	ควรต่ำมากเพื่อลดการสูญเสียพลังงานและแรงดันตกคร่อม
⚡ แรงดันตกคร่อมที่รองรับได้ (Rated Voltage Drop)	50 mV ,60 mV , 75 mV, 100 mV	ใช้ค่านี้ในการคำนวณกระแสผ่านสูตร I = V/R
🎯 ความแม่นยำ (Accuracy Class)	Class 0.5, Class 1.0	Class 0.5 = ผิดพลาดไม่เกิน ±0.5% ของค่าจริง เหมาะกับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ชาร์จพลังงานแบบคำนวณตามหน่วย kWh
🔧 วัสดุและการออกแบบ (Material & Build)	ทองแดง, แมงกานิน (Manganin)	วัสดุที่มีค่าความต้านทานคงที่แม้อุณหภูมิเปลี่ยน เพื่อรักษาความแม่นยำ
🌡️ ช่วงอุณหภูมิใช้งาน (Operating Temp.)	-40°C ถึง +125°C	สำคัญในระบบ EV ที่อุณหภูมิแวดล้อมอาจผันผวน