[發(fā)明專利]一種開口式電流傳感器及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810644598.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108562778A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田新良;董舫;丁永良;萬舟陽;付偉
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市航智精密電子有限公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20;G01R15/18
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

1.一種開口式電流傳感器，包括閉環(huán)控制模塊（1）和激磁模塊（2），其特征在于，所述激磁模塊（2）包括激磁振蕩器（21）、與激磁振蕩器（21）連接的激磁單元（22）以及與激磁單元（22）連接的直流偏磁檢測單元（23），所述激磁模塊（2）采用磁通門技術(shù)，通過磁調(diào)制技術(shù)輸出直流偏磁信號；所述激磁振蕩器（21）向所述激磁單元（22）輸出預(yù)設(shè)頻率的交變電壓信號，以激勵所述激磁單元（22）產(chǎn)生目標(biāo)激勵磁場，所述目標(biāo)激勵磁場用于對待測電路中的待測電流產(chǎn)生的直流偏置磁場進(jìn)行檢測，并通過所述直流偏磁檢測單元（23）輸出與所述直流偏置磁場對應(yīng)的直流偏磁信號，所述閉環(huán)控制模塊（1）與所述直流偏磁檢測單元（23）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開口式電流傳感器，其特征在于，所述激磁單元（22）包括第一激磁繞組N1、第二激磁繞組N2、第一激磁鐵芯T1及第二激磁鐵芯T2，所述第一激磁鐵芯T1和第二激磁鐵芯T2分別由兩部分組成，第一部分激磁鐵芯與第二部分激磁鐵芯之間存在開口氣隙；第一激磁繞組N1和第二激磁繞組N2分別纏繞第一激磁鐵芯T1及第二激磁鐵芯T2；所述激磁振蕩器（21）同時向第一激磁繞組N1和第二激磁繞組N2輸出預(yù)設(shè)頻率的交變電壓信號，第一激磁繞組N1上的電壓與第二激磁繞組N2上的電壓信號大小相等，方向相反。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種開口式電流傳感器，其特征在于，所述閉環(huán)控制模塊（1）包括直流偏磁信號處理單元（10）、交流磁通檢測單元（11）、交直流磁通補償單元（12）及電流檢測單元（13），所述直流偏磁信號處理單元（10）的輸入端與所述直流偏磁檢測單元（23）連接，所述直流偏磁信號處理單元（10）的輸出端與所述交直流磁通補償單元（12）的第一輸入端連接，所述交流磁通檢測單元（11）的輸出端與所述交直流磁通補償單元（12）的第二輸入端連接，所述交直流磁通補償單元（12）的輸出端與所述電流檢測單元（13）連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開口式電流傳感器，其特征在于，所述交流磁通檢測單元（11）包括交流磁通檢測繞組N3、交流磁通檢測鐵芯T3及交流磁通信號處理單元（110），所述交流磁通檢測鐵芯T3由兩部分組成，第一部分檢測鐵芯與第二部分檢測鐵芯之間存在開口氣隙。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種開口式電流傳感器，其特征在于，所述直流偏磁信號處理單元（10）包括第一電壓處理單元（101）和第一信號放大單元（102），所述第一電壓處理單元（101）的輸入端為所述直流偏磁信號處理單元（10）的輸入端，所述第一電壓處理單元（101）的輸出端與所述第一信號放大單元（102）的輸入端連接，所述第一信號放大單元（102）的輸出端為所述直流偏磁信號處理單元（10）的輸出端。

6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種開口式電流傳感器，其特征在于，所述交直流磁通補償單元（12）包括功率放大單元（121）和比例補償繞組N6，所述功率放大單元（121）的第一輸入端和第二輸入端分別為交直流磁通補償單元（12）的第一輸入端和第二輸入端，功率放大單元（121）的輸出端與比例補償繞組N6的同名端連接，所述比例補償繞組N6的異名端為交直流磁通補償單元（12）的輸出端，所述比例補償繞組N6同時纏繞第一激磁鐵芯T1及第二激磁鐵芯T2及交流磁通檢測鐵芯T3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種開口式電流傳感器的控制方法，其特征在于，其控制方法采用零磁通閉環(huán)控制技術(shù)，所述閉環(huán)控制模塊（1）對所述待測電流產(chǎn)生的交流磁場進(jìn)行檢測，并根據(jù)檢測到的交流磁通信號生成交流磁通補償信號；所述閉環(huán)控制模塊（1）還根據(jù)所述直流偏磁信號生成直流偏磁補償信號，并根據(jù)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(biāo)交直流磁場補償信號，且根據(jù)所述目標(biāo)交直流磁場補償信號在所述待測電路的周圍產(chǎn)生交直流補償磁場，所述交直流補償磁場與所述直流偏置磁場和所述交流磁場相互疊加，疊加后的交直流疊加磁場穿過與其磁感線垂直的平面的磁通量為零。