[發(fā)明專(zhuān)利]磁通門(mén)電流傳感器的多閉環(huán)控制電路

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810226700.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108169538A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田新良;付偉;萬(wàn)舟陽(yáng);董舫;丁永良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市航智精密電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/00
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 北京華仲龍騰專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開(kāi)一種磁通門(mén)電流傳感器的多閉環(huán)控制電路，通過(guò)在磁通門(mén)電流傳感器中采用包括激勵(lì)磁通閉環(huán)控制模塊和多磁通閉環(huán)控制模塊的多閉環(huán)控制系統(tǒng)；激勵(lì)磁通閉環(huán)控制模塊根據(jù)檢測(cè)到的激磁磁場(chǎng)產(chǎn)生激磁補(bǔ)償磁場(chǎng)，激磁補(bǔ)償磁場(chǎng)與激磁磁場(chǎng)相互疊加后的激磁疊加磁場(chǎng)穿過(guò)與其磁感線垂直的平面的磁通量為零；多磁通閉環(huán)控制模塊產(chǎn)生多磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)，多磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)與穿過(guò)傳感器電流所產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)、交流磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)相互疊加后的多磁通疊加磁場(chǎng)穿過(guò)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(chǎn)生的干擾磁場(chǎng)，且實(shí)現(xiàn)了對(duì)交流電流、高頻電流以及直流電流的精密檢測(cè)，提高了傳感器的電流檢測(cè)精度，降低了傳感器的生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電流檢測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁通門(mén)電流傳感器的多閉環(huán)控制電路。

背景技術(shù)

磁通門(mén)電流傳感器是一種能感知待測(cè)電流，將大電流或微電流轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的小電流、電壓信號(hào)并隔離輸出模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)的傳感器。

現(xiàn)有的磁調(diào)制式磁通門(mén)電流傳感器通常都包括激磁模塊和直流磁通閉環(huán)控制模塊。激磁模塊用于產(chǎn)生目標(biāo)激勵(lì)磁場(chǎng)，以對(duì)穿過(guò)磁通門(mén)電流傳感器的待測(cè)電流產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，并輸出與直流磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的直流偏磁信號(hào)；直流磁通閉環(huán)控制模塊根據(jù)直流偏磁信號(hào)產(chǎn)生直流多磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)，對(duì)待測(cè)電流產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電流的檢測(cè)。

然而，由于激磁模塊整體對(duì)外不是零磁通狀態(tài)，即激磁模塊對(duì)外存在激磁干擾磁場(chǎng)，因此會(huì)對(duì)直流磁通檢測(cè)及直流磁通閉環(huán)控制模塊產(chǎn)生的直流磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致傳感器的測(cè)量精度降低，甚至導(dǎo)致傳感器無(wú)法正常工作?，F(xiàn)有技術(shù)通過(guò)在傳感器中增加磁屏蔽器來(lái)隔離激磁模塊和直流磁通閉環(huán)控制模塊的聯(lián)系，但磁屏蔽器設(shè)計(jì)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，使傳感器的生產(chǎn)、組裝變得非常復(fù)雜，成本增高，且也沒(méi)有從根本上消除激磁模塊磁通不平衡帶來(lái)的影響。同時(shí)，現(xiàn)有的磁通門(mén)電流傳感器僅能檢測(cè)直流電流，無(wú)法對(duì)直流電流中存在的高頻紋波分量或交流電流進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致傳感器的檢測(cè)精度降低，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)較寬頻帶的電流檢測(cè)。

綜上可知，現(xiàn)有的磁通門(mén)電流傳感器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬頻帶電流檢測(cè)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且可實(shí)現(xiàn)寬頻帶電流檢測(cè)的磁通門(mén)電流傳感器的多閉環(huán)控制電路。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明一種磁通門(mén)電流傳感器的多閉環(huán)控制電路，包括閉環(huán)控制系統(tǒng)以及激磁模塊，所述閉環(huán)控制系統(tǒng)包括激勵(lì)磁通閉環(huán)控制模塊以及多磁通閉環(huán)控制模塊，所述激磁模塊包括激磁振蕩器、目標(biāo)激磁單元以及直流偏磁檢測(cè)單元，所述目標(biāo)激磁單元的輸入端與激磁振蕩器的的輸出端相連，所述目標(biāo)激磁單元的輸出端與直流偏磁檢測(cè)單元的輸入端相連，所述多磁通閉環(huán)控制模塊與直流偏磁檢測(cè)單元相連；

待測(cè)電路中的待測(cè)電流產(chǎn)生直流磁場(chǎng)、交流磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)，所述激磁振蕩器向目標(biāo)激磁單元輸出預(yù)設(shè)頻率的交變電壓信號(hào)以激勵(lì)目標(biāo)激磁單元產(chǎn)生目標(biāo)激勵(lì)磁場(chǎng)，目標(biāo)激勵(lì)磁場(chǎng)對(duì)待測(cè)電流產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，并通過(guò)所述直流偏磁檢測(cè)單元輸出與直流磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的直流偏磁信號(hào)；

所述激勵(lì)磁通閉環(huán)控制模塊對(duì)所述目標(biāo)激磁單元產(chǎn)生的目標(biāo)激勵(lì)磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)到的激勵(lì)檢測(cè)信號(hào)生成激磁補(bǔ)償信號(hào)，激磁補(bǔ)償信號(hào)在激磁模塊周?chē)a(chǎn)生激磁補(bǔ)償磁場(chǎng)，所述激磁補(bǔ)償磁場(chǎng)與目標(biāo)激勵(lì)磁場(chǎng)相互疊加，疊加后的激磁疊加磁場(chǎng)穿過(guò)與其磁感線垂直平面的磁通量為零；

所述多磁通閉環(huán)控制模塊分別對(duì)待測(cè)電流產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)、待測(cè)電流產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)以及直流偏磁檢測(cè)單元輸出的直流偏磁信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，生成交流磁通補(bǔ)償信號(hào)、高頻磁通補(bǔ)償信號(hào)以及直流偏磁補(bǔ)償信號(hào)，所述交流磁通補(bǔ)償信號(hào)、高頻磁通補(bǔ)償信號(hào)以及直流偏磁補(bǔ)償信號(hào)疊加成多磁通補(bǔ)償信號(hào)，并在待測(cè)電路周?chē)a(chǎn)生多磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)，所述多磁通補(bǔ)償磁場(chǎng)與待測(cè)電路的直流磁場(chǎng)、交流磁場(chǎng)以及高頻磁場(chǎng)相互疊加，疊加后的多磁通疊加磁場(chǎng)穿過(guò)與其磁感線垂直平面的磁通量為零。