[发明专利]用于消磁变压器芯闭环的方法和装置

说明书

在所述示例中，传感器接口线路(12，22)经配置接收来自传感器(8)的信号并提供表示芯(6)的磁化极性的输出信号。线圈接口线路(26，28)具有与补偿线圈(16)的对应第一端部和第二端部耦合的第一输出端和第二输出端。线路(26，28)经配置分别将所述第一输出端和所述第二输出端选择性耦合至脉冲电压供给节点(VDD)或耦合至共用节点(GND)。控制线路(24)经配置经由线圈(16)自动促使线路(26，28)向芯(6)选择性应用脉冲，并至少部分根据来自线路(12，22)的输出信号控制各个脉冲的极性和能量，以使用离散反馈算法以闭环方式至少部分去磁芯(6)。

技术领域

这主要涉及电流传感器，并且具体地，涉及用于消磁闭环磁电流传感器中的变压器芯的方法和装置。

背景技术

闭环电流传感器与环绕初级绕组或初级导体的高磁导率芯交互，其中，次级绕组或补偿线圈由传感器驱动直到芯内的磁通量为零。在该点的次级电流被测量并与初级电流大体成比例。闭环电流传感器提供良好的准确度和电隔离并且是用于感测在许多行业应用中流动电流的优选解决方案。在工作时，闭环电流传感器的芯相对于初级电流和次级电流像变压器芯一样工作。不过，所述芯可能随着时间推移被磁化，导致电流感测性能的准确度的偏移和下降。例如，所述芯暴露在外部磁体的强磁场或主机系统中的过电流条件可导致变压器芯的不良磁化。而且，所述芯可在传感器无功率时通过显著的初级电流被磁化。变压器芯的磁化导致磁畴偏移、导致应用于次级绕组的反馈电流的偏移并限制磁电流传感器的准确度和动态范围。此外，跟踪或预测不同芯的此类磁化量是困难的。

传感器芯磁化已通过电畴中的校正或偏移消除技术部分解决。不过，这种方法不降低磁畴偏移。此外，电畴中的偏移校正是昂贵和耗时的，并且易热漂移。

已尝试频率增加和/或幅值衰减的交流信号应用于磁芯的开环去磁或消磁技术。不过，这些去磁技术未能可靠实现许多应用规定的准确度，诸如必须准确感测两个初级电流之间的微小差异的差分电流感测。例如，准确去磁感测芯的能力受定时误差、在去磁操作期间的外部磁化效应以及当完成消磁过程时在通量密度-磁场强度(B-H)曲线上结束位置的不确定性限制，并且这些技术通常只实现初始磁化的约±10％的最终准确度。而且，为跟踪系统磁化，记录磁化的初始状态是困难的。另一缺点是去磁的时间过长，因为缺乏关于初始磁化水平的知识通过在特定方向完全磁化所述芯并接着在另一方向执行完全长度消磁序列来解决。因此，虽然现有的去磁和偏移校正选项提供磁化变压器芯的运行的一些改进，但是闭环磁电流传感器的许多应用规定使用这些技术不能实现的准确度。存在改进用于闭环磁电流传感器和其他消磁应用的去磁或消磁方法和装置的需要。

发明内容

在所述示例中，传感器接口线路经配置接收来自传感器的信号并提供表示芯的磁化极性的输出信号。线圈接口线路具有与补偿线圈的对应第一端和第二端耦合的第一输出端和第二输出端。所述线路经配置将第一和第二输出端单独选择性耦合至脉冲电压供给节点或至共用节点。控制线路经配置自动促使所述线路经由线圈向所述芯选择性应用脉冲，并至少部分根据来自所述线路的输出信号控制各个脉冲的极性和能量，以使用离散反馈算法以闭环方式至少部分对所述芯消磁。

附图说明

图1是一个或更多个实施例的具有集成闭环自动去磁装置的示例闭环电流传感器系统的示意图。

图2是用于自动闭环去磁的第一示例方法的流程图。

图3是用于自动闭环去磁的第二示例方法的流程图。

图4是用于自动闭环去磁的第三示例方法的流程图。

图5是用于磁电流传感器芯的示例磁滞曲线的曲线图。

图6是应用于图1的闭环电流传感器系统的补偿线圈的示例去磁电压脉冲的曲线图。

图7是在运行集成闭环自动去磁装置时从图6的去磁电压脉冲所得的示例传感器芯磁化幅值的曲线图。