[實用新型]一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920306573.1
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN201477147U
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁金龍;裘錦灼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中紡銳力機電有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R19/22;G01R15/20
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王建國

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電流檢測電路，具體地說，涉及一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的交流系統(tǒng)中工頻電流檢測一般采用電流互感器進行檢測，如圖1中T1、T2所示，為了檢測電流的變化，將電流互感器輸出信號通過V1進行整流后，經(jīng)電阻r轉(zhuǎn)換成直流電壓信號，該信號的大小變化反應(yīng)了交流電流的變化，可以供給儀表、控制、檢測等電路使用。

圖1中，power?convertor為能量回饋功率電路，PI?control為控制電路電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器，I*為給定電流基準。(下同)

隨著功率元件的更新?lián)Q代和發(fā)展，對于能量回饋系統(tǒng)，近年來，主回路越來越多的采用IGBT作為功率元件，它高頻率(幾KHz到幾十KHz)的開關(guān)特性，使得電流的瞬時變化劇烈，諧波含量增加，而傳統(tǒng)的電流互感器，無法滿足此種情況下的電流檢測需要。

為了適應(yīng)IGBT的這種工作特性，實際應(yīng)用中，人們越來越多的將霍爾型電流傳感器應(yīng)用于電流檢測，以取代圖1中的T1、T2，因為霍爾型電流傳感器是雙極性輸出的有源工作器件，而控制需要的是單極性信號，因此，圖1中的由V1及N1構(gòu)成的檢測信號處理電路已經(jīng)不能適用。

本實用新型，將分別針對基于電壓和電流輸出型霍爾電流傳感器的電流檢測裝置，提出2種信號處理電路，實現(xiàn)交流電流-直流電壓信號的轉(zhuǎn)換。

實用新型內(nèi)容

本實用新型正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計的一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路，包括整流電路、運算放大器電路、控制電路電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器和能量回饋功率電路；電流檢測元件為兩個霍爾電流傳感器，其跨接在三相交流電源的任意兩相電源線上檢測其電流的變化，所述霍爾電流傳感器的雙極性輸出信號通過所述整流電路和運算放大器電路的處理轉(zhuǎn)換為單極性信號，然后輸出給所述控制電路電流環(huán)PI調(diào)節(jié)器，與給定電流基準I*相比較，將比較結(jié)果作為控制信號輸出給能量回饋功率電路。

所述一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路，電流檢測元件為兩個電流輸出型霍爾電流傳感器，該兩個電流輸出型霍爾電流傳感器的電流信號輸出端、公共接地端分別作為整流電路的輸入信號，整流電路(后接的雙端輸入運算放大器電路的正、負端兩個輸入電阻阻值相等，運算放大器電路的輸出端與負輸入端相連的反饋電阻和正輸入端對地相連的電阻阻值相等。

所述一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路，其整流電路由整流橋或整流二極管實現(xiàn)，其后端連接的運算放大器電路實現(xiàn)雙極性信號轉(zhuǎn)換為單極性信號。

所述的一種能量回饋系統(tǒng)中的電流檢測電路，其電流檢測元件為兩個電壓輸出型霍爾電流傳感器，每一相的電流檢測由兩個運算放大器電路構(gòu)成，其中第一個運算放大器完成有源半波整流功能，該運算放大器的輸出端連接二極管陰極，反饋電阻跨接于運算放大器負輸入端和二極管的陽極，第二個運算放大器對半波整流信號與原信號做加法，對應(yīng)于這兩個信號，該運算放大器的負輸入端的兩個輸入電阻比值為1∶2；其中第三相電流通過已知的兩相電流由運算放大器構(gòu)成的加法器計算獲得，三相全波整流信號通過三個單相電流的整流結(jié)果經(jīng)另一運算放大電路構(gòu)成的加法器做加法獲得。

本實用新型所述電路同樣適用于將霍爾電流傳感器的輸出電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號之后的處理，或者將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號之后的處理。

1、當采用兩個電流輸出型的霍爾型電流傳感器作為電流檢測元件時。將電流傳感器信號輸出端以及兩個公共接地端作為整流橋的輸入，對檢測電流信號進行整流后，經(jīng)過運放算放大器電路整形濾波，提供給控制電路使用。因為霍爾型電流傳感器輸出的電流信號是雙極性信號，為了使整流橋的整流功能對該信號的正負半波均有效，整流電路后的比例運算放大器電路采用雙端輸入，通過這樣的電路設(shè)計，可以保證整流電路對電流信號的全波整流。

2、當采用兩個電壓輸出型的霍爾型電流傳感器作為電流檢測元件時。因為輸出信號是雙極性的交流電壓信號，考慮整流二極管壓降將對檢測信號產(chǎn)生影響，因此本電路的信號整流電路通過運算放大器構(gòu)成的有源整流電路來實現(xiàn)。運算放大器電路整流的工作原理為：首先對某相檢測信號進行半波整流，并將整流后的信號值，進行反向的同時幅值加倍，然后與原檢測信號值做加法運算，從而實現(xiàn)了對該相電流檢測信號的全波整流，最后，對三相整流值求和，從而實現(xiàn)了三相電流傳感器信號的全波整流。其中，第三相電流傳感器信號值可以通過三相電流之和等于零的原理，通過常用的運算放大器電路加法器計算獲得，這樣可以節(jié)省一個電流傳感器。