[發明專利]一種電流傳感器及其多磁通平衡控制電路

有效

• 申請號: 201710269957.X
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN108732404B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 田新良;付偉
• 申請（專利權）人: 航天科工深圳（集團）有限公司
• 主分類號: G01R15/18
• 分類號: G01R15/18;G01R15/20;G01R1/18
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 張全文

本發明公開了一種電流傳感器及其多磁通平衡控制電路，通過在電流傳感器中采用包括激勵磁通平衡模塊和交直流磁通平衡模塊的多磁通平衡控制電路，由激勵磁通平衡模塊根據檢測到的干擾磁場產生激磁補償磁場，激磁補償磁場與干擾磁場相互疊加后的磁場穿過與其磁感線垂直的平面的磁通量為零；由交直流磁通平衡模塊根據檢測到的交流磁通信號和激磁模塊輸出的直流偏磁信號產生交直流補償磁場，交直流補償磁場、直流偏置磁場及交流磁場相互疊加后的磁場穿過與其磁感線垂直的平面的磁通量為零，從而消除了激磁模塊產生的磁場干擾，且實現了對交流電流和直流電流的精準檢測，提高了傳感器的電流檢測精度，降低了傳感器的生產成本。

技術領域

本發明涉及電流檢測領域，尤其涉及一種電流傳感器及其多磁通平衡控制電路。

背景技術

電流傳感器是一種能感知待測電流，將大電流或微電流轉換成易于測量的小電流、電壓信號并隔離輸出模擬信號或數字信號的傳感器。

現有的磁調制式電流傳感器通常都包括激磁模塊和直流磁通平衡模塊。激磁模塊用于產生目標激勵磁場，以對穿過電流傳感器的待測電流產生的直流偏置磁場進行檢測，并輸出與直流偏置磁場對應的直流偏磁信號；直流磁通平衡模塊根據直流偏磁信號產生直流偏磁補償磁場，對待測電流產生的直流偏置磁場進行補償，進而實現對直流電流的檢測。

然而，由于激磁模塊整體對外不是零磁通狀態，即激磁模塊對外存在干擾磁場，因此會對直流磁通平衡模塊產生的直流偏磁補償磁場產生干擾，導致傳感器的測量精度降低，甚至導致傳感器無法正常工作。現有技術通過在傳感器中增加磁屏蔽器來隔離激磁模塊和直流磁通平衡模塊的聯系，但磁屏蔽器設計復雜，價格昂貴，使傳感器的生產、組裝變得非常復雜，成本增高，且也沒有從根本上消除激磁模塊磁通不平衡帶來的影響。同時，現有的電流傳感器僅能檢測直流電流，無法對直流電流中存在的交流紋波分量或交流電流進行檢測，導致傳感器的檢測精度降低，且無法實現較寬頻帶的電流檢測。

綜上可知，現有的電流傳感器存在電流檢測精度較低，結構復雜，成本較高，且無法實現寬頻帶電流檢測的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電流傳感器及其多磁通平衡控制電路，旨在解決現有的電流傳感器所存在的電流檢測精度較低，結構復雜，成本較高，且無法實現寬頻帶電流檢測的問題。

本發明是這樣實現的，一種電流傳感器的多磁通平衡控制電路，與所述電流傳感器的激磁模塊連接；所述激磁模塊包括激磁振蕩器、與所述激磁振蕩器連接的激磁單元以及與所述激磁單元連接的直流偏磁檢測單元；所述激磁振蕩器向所述激磁單元輸出預設頻率的交變電壓信號，以激勵所述激磁單元產生目標激勵磁場，所述目標激勵磁場用于對待測電路中的待測電流產生的直流偏置磁場進行檢測，并通過所述直流偏磁檢測單元輸出與所述直流偏置磁場對應的直流偏磁信號；所述多磁通平衡控制電路包括激勵磁通平衡模塊和交直流磁通平衡模塊；所述交直流磁通平衡模塊與所述直流偏磁檢測單元連接；

所述激勵磁通平衡模塊對所述激磁單元產生的干擾磁場進行檢測，并根據檢測到的第一檢測信號生成激磁補償信號，且根據所述激磁補償信號在所述激磁模塊的周圍產生激磁補償磁場，所述激磁補償磁場與所述干擾磁場相互疊加，疊加后的第一疊加磁場穿過與其磁感線垂直的平面的磁通量為零；

所述交直流磁通平衡模塊對所述待測電流產生的交流磁場進行檢測，并根據檢測到的交流磁通信號生成交流磁通補償信號；所述交直流磁通平衡模塊還根據所述直流偏磁信號生成直流偏磁補償信號，并根據所述交流磁通補償信號和所述直流偏磁補償信號生成目標交直流磁通補償信號，且根據所述目標交直流磁通補償信號在所述待測電路的周圍產生交直流補償磁場，所述交直流補償磁場、所述直流偏置磁場及所述交流磁場相互疊加，疊加后的第二疊加磁場穿過與其磁感線垂直的平面的磁通量為零。

本發明還提供了一種電流傳感器，包括激磁模塊，所述電流傳感器還包括上述的多磁通平衡控制電路。