[發明專利]一種開口式電流傳感器及其控制方法

在審

• 申請號: 201810644598.6
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108562778A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 田新良;董舫;丁永良;萬舟陽;付偉
• 申請（專利權）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所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

本發明公開了一種開口式電流傳感器及其控制方法，包括閉環控制模塊和激磁模塊，所述激磁模塊包括激磁振蕩器、與激磁振蕩器連接的激磁單元以及與激磁單元連接的直流偏磁檢測單元，所述激磁模塊采用磁通門技術，通過磁調制技術輸出直流偏磁信號；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，所述閉環控制模塊與所述直流偏磁檢測單元連接。本發明實現了對交流電流和直流電流的精密檢測，提高了開口式電流傳感器的電流檢測精度。

技術領域

本發明涉及電流檢測技術領域，尤其涉及一種開口式電流傳感器及其控制方法。

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。

根據不同的應用場景需求，電流傳感器有閉合式電流傳感器和開口式電流傳感器。閉合式電流傳感器測量精度高，但安裝不方便；開口式電流傳感器可以帶電操作，安裝方便，但精度不高。目前，市場上的開口式電流傳感器主要有霍爾電流傳感器和羅科夫斯基線圈。霍爾傳感器能夠測量直流和交流電流，但由于零漂和溫漂比較大，無法實現高精度測量。羅科夫斯基線圈安裝簡單，測量范圍寬，但只能測量交流，對于低頻率的電流信號不夠敏感，對后級處理電路要求較高。

發明內容

基于背景技術存在的無法實現高精度測量的技術問題，本發明提出了一種開口式電流傳感器及其控制方法。

本發明提出的一種開口式電流傳感器，包括閉環控制模塊和激磁模塊，所述激磁模塊包括激磁振蕩器、與激磁振蕩器連接的激磁單元以及與激磁單元連接的直流偏磁檢測單元，所述激磁模塊采用磁通門技術，通過磁調制技術輸出直流偏磁信號；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，所述閉環控制模塊與所述直流偏磁檢測單元連接。

優選地，所述激磁單元包括第一激磁繞組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；所述激磁振蕩器同時向第一激磁繞組N1和第二激磁繞組N2輸出預設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。

優選地，所述閉環控制模塊包括直流偏磁信號處理單元、交流磁通檢測單元、交直流磁通補償單元及電流檢測單元，所述直流偏磁信號處理單元的輸入端與所述直流偏磁檢測單元連接，所述直流偏磁信號處理單元的輸出端與所述交直流磁通補償單元的第一輸入端連接，所述交流磁通檢測單元的輸出端與所述交直流磁通補償單元的第二輸入端連接，所述交直流磁通補償單元的輸出端與所述電流檢測單元連接。

優選地，所述交流磁通檢測單元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，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。

優選地，所述直流偏磁信號處理單元包括第一電壓處理單元和第一信號放大單元，所述第一電壓處理單元的輸入端為所述直流偏磁信號處理單元的輸入端，所述第一電壓處理單元的輸出端與所述第一信號放大單元的輸入端連接，所述第一信號放大單元的輸出端為所述直流偏磁信號處理單元的輸出端。