[发明专利]交直流磁通门电流传感器

说明书

技术领域：

本发明是属于测量电流的装置，具体地说一种磁通门电流传感器。

背景技术

磁通门电流传感器作为一种电隔离是电流传感器，凭借其独特的磁感应能力、对施加磁 场高灵敏度、高精度和小型化的特点，相对而言具有突出的研发和应用优势。

现有的磁通门电流传感器包括一个环形磁芯和激励绕组、反馈绕组，该磁芯在交变激励磁场 的作用下呈现周期性饱和与不饱和状态，从而基于磁通门原理检测直流和低频交流；

现有的磁通门传感器有激励绕组和反馈绕组正交布置和平行布置两种方式，现有常用于电流 检测的是激励绕组和反馈绕组平行布置的方式，但是这种布置方式，激励绕组和反馈绕组产 生的磁场相互耦合，影响测量精度。同时该布置方式的磁通门电流传感器，只适用于检测直 流和低频交流。

激励绕组和反馈绕组采用正交布置方式，虽然可以克服磁场相互耦合现象，但由于该布 置方式中电流产生的磁场是开路的，导致磁阻很大，因此只适用于弱磁场的测量，尚未有用 于电流检测的先例。本发明基于两种传感器的缺点，提出了一种用于电流检测的采用激励绕 组和反馈绕组正交布置的方式磁通门电流传感器，同时引入聚磁磁芯，达到了检测高频交流 的目的。

申请人在先申请的中国专利申请CN104808042A公开了一种采用正交布置的磁通门传感 器，该文献公开的磁通门传感器的探头由一个聚磁壳加环形磁芯和激励绕组加二次反馈绕组 组成，可以消除测量过程中的误差，提高测量精度，但是该磁通门传感器的检测带宽还是较 窄，无法对高频交流电进行检测。

因此提供一种能够克服上述现有技术缺陷，能的测量，检测精度高，且量程较大的磁通 门电流传感器成为现有技术中亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的采用电机技术方案是：

提供一种交直流磁通门电流传感器，所述交直流磁通门电流传感器，包含磁通门检测探 头7和信号处理电路16，其特征是所述磁通门检测探头由一个主磁芯1、聚磁磁芯2、激励 绕组4、反馈绕组5和二次侧绕组6构成；

主磁芯和聚磁磁芯均为环型磁芯，聚磁磁芯套在主磁芯外部且两者同轴，激励绕组为单 根导线沿着主磁芯圆周方向均匀缠绕形成的绕组，二次侧绕组为单根导线沿聚磁磁芯径向均 匀缠绕形成的绕组，反馈绕组为单根导线沿向将环形磁芯1和聚磁磁芯2一并缠绕形成的绕 组；

信号处理电路16由激励电路14和零磁通检测电路15组成；

激励电路包括激励信号发生电路10和信号驱动电路11，激励信号发生电路中具有采样 电阻Rs，激励信号发生电路10的输出端连接着信号驱动电路11的输入端；

激励绕组4一端与激励信号发生电路的输入端连接并经采样电阻接地，另一端连接着信 号驱动电路11输出端；

零磁通检测电路15包括积分比较器电路12和H桥驱动电路13，H桥驱动电路中具有测 量电阻Rf；

积分比较器电路12的输入端和信号驱动电路11的输出端相连，积分比较器电路的输出 端和H桥驱动电路13的输入端相连，H桥驱动电路13的输出端连接反馈绕组5的一端，反 馈绕组5的另一端通过H桥驱动电路13中的测量电阻Rf接地，同时反馈绕组5的另一端还 连接着磁通门检测探头7中的二次侧绕组6，二次侧绕组6的另一端接地。

所述的交直流磁通门电流传感器，其特征是主磁芯的高度H₁与聚磁磁芯的高度H₂相等。 聚磁磁芯的内径d₂主磁芯的外径D₁，d₂-D₁≤2mm。

所述的交直流磁通门电流传感器，其特征是所述的激励信号发生电路选自方波信号发生 电路、三角波信号发生电路、正弦波信号发生电路中的一种，优选为方波信号发生电路。

所述的方波信号发生电路采用型号为LM6132的方波信号发生芯片。

所述信号驱动电路采用型号为IR2101s的功率放大芯片。

所述积分比较器电路采用型号为TLC2652积分比较器芯片。

本发明提供交直流磁通门电流传感器具有以下有益效果：