ระบบป้องกันข้อผิดพลาด EV CHARGER : Shunt DC

DC Shunt Current คืออะไร? ใช้งานอย่างไร? มีประโยชน์ด้านอะไรบ้าง?

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

Amptron Instrument

DC Shunt Current คืออะไร?

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

About ...

DC Current Shunt

ส่วนประกอบของ DC Current 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 Current 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