[發(fā)明專利]一種毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310876429.6
• 申請日: 2023-07-17
• 公開（公告）號: CN116660601A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭經(jīng)紅;黃輝;錢森;鄧輝
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20;G01R19/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

1.一種毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，包括：第一感應(yīng)電路、第二感應(yīng)電路、工頻電流調(diào)理電路和微弱電流調(diào)理電路，所述第一感應(yīng)電路和所述第二感應(yīng)電路分別和所述工頻電流調(diào)理電路連接，所述第二感應(yīng)電路和所述微弱電流調(diào)理電路連接；

所述第一感應(yīng)電路和所述工頻電流調(diào)理電路采用隧穿磁阻技術(shù)和磁平衡原理感應(yīng)待測寬頻混合電流并提取待測寬頻混合電流中的工頻電流，得到工頻反饋電流輸入至所述第二感應(yīng)電路；

所述第二感應(yīng)電路采用磁平衡原理感應(yīng)待測寬頻混合電流，接收所述工頻反饋電流將待測寬頻混合電流中的工頻部分抵消，采用隧穿磁阻技術(shù)感應(yīng)抵消工頻部分后剩余的微弱電流，所述微弱電流調(diào)理電路進(jìn)行微弱電流的測量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述第一感應(yīng)電路包括：設(shè)置有氣隙的第一磁芯、第一反饋線圈和高飽和磁阻芯片，所述第一反饋線圈繞設(shè)在所述第一磁芯上，所述高飽和磁阻芯片設(shè)置在所述氣隙中，所述高飽和磁阻芯片采用隧穿磁阻技術(shù)感應(yīng)待測寬頻混合電流。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述第二感應(yīng)電路包括：設(shè)置有氣隙的第二磁芯、第二反饋線圈和高靈敏度磁阻芯片，所述第二反饋線圈繞設(shè)在所述第一磁芯上，所述高靈敏度磁阻芯片設(shè)置在所述氣隙中，所述高靈敏度磁阻芯片采用隧穿磁阻技術(shù)感應(yīng)抵消工頻部分后剩余的微弱電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述工頻電流調(diào)理電路包括：補償電路、取樣電阻、電流鏡電路和帶通濾波器；

所述補償電路的一端連接所述高飽和磁阻芯片，所述補償電路的另一端連接所述第一反饋線圈的一端，所述第一反饋線圈的另一端通過所述取樣電阻連接所述電流鏡電路的一端，所述補償電路用于記錄所述高飽和磁阻芯片感應(yīng)的待測寬頻混合電流；

所述電流鏡電路的另一端連接所述帶通濾波器的一端，所述帶通濾波器的另一端連接所述第二反饋線圈，所述電流鏡電路用于將補償電路記錄的待測寬頻混合電流復(fù)制輸出，所述帶通濾波器用于將所述電流鏡電路輸出的待測寬頻混合電流中的工頻電流提取得到工頻反饋電流輸入至所述第二反饋線圈。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述補償電路包括依次連接的放大電路、積分電路、濾波電路和推挽輸出電路。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述電流鏡電路包括：第一電阻、第一三極管和第二三極管，所述第一電阻的一端連接所述補償電路的另一端，所述第一電阻的另一端連接所述第一三極管的集電極和基極以及所述第二三極管的基極，所述第一三極管的發(fā)射極連接所述第二三極管的發(fā)射極并接地，所述第二三極管的集電極連接所述帶通濾波器的一端。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述帶通濾波器包括第一電容、第二電容以及第二電阻，所述第一電容的一端連接所述電流鏡電路的另一端以及所述第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端連接所述第二電容的一端，所述第一電容的另一端連接所述第二電容的另一端并接地。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述微弱電流調(diào)理電路包括：放大濾波電路和陷波器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，還包括：電源，所述電源用于為第一感應(yīng)電路、第二感應(yīng)電路、工頻電流調(diào)理電路和微弱電流調(diào)理電路供電。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的毫安級到百安級大動態(tài)范圍寬頻交直流磁敏傳感器，其特征在于，所述電源采用外部輸入電能、光伏儲能或者磁場取能的方式供電。