[发明专利]一种开口式电流传感器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种开口式电流传感器及其控制方法，包括闭环控制模块和激磁模块，所述激磁模块包括激磁振荡器、与激磁振荡器连接的激磁单元以及与激磁单元连接的直流偏磁检测单元，所述激磁模块采用磁通门技术，通过磁调制技术输出直流偏磁信号；所述激磁振荡器向所述激磁单元输出预设频率的交变电压信号，以激励所述激磁单元产生目标激励磁场，所述目标激励磁场用于对待测电路中的待测电流产生的直流偏置磁场进行检测，并通过所述直流偏磁检测单元输出与所述直流偏置磁场对应的直流偏磁信号，所述闭环控制模块与所述直流偏磁检测单元连接。本发明实现了对交流电流和直流电流的精密检测，提高了开口式电流传感器的电流检测精度。

技术领域

本发明涉及电流检测技术领域，尤其涉及一种开口式电流传感器及其控制方法。

背景技术

电流传感器是一种能感知待测电流，将大电流或微电流转换成易于测量的小电流、电压信号并隔离输出模拟信号或数字信号的传感器。

根据不同的应用场景需求，电流传感器有闭合式电流传感器和开口式电流传感器。闭合式电流传感器测量精度高，但安装不方便；开口式电流传感器可以带电操作，安装方便，但精度不高。目前，市场上的开口式电流传感器主要有霍尔电流传感器和罗科夫斯基线圈。霍尔传感器能够测量直流和交流电流，但由于零漂和温漂比较大，无法实现高精度测量。罗科夫斯基线圈安装简单，测量范围宽，但只能测量交流，对于低频率的电流信号不够敏感，对后级处理电路要求较高。

发明内容

基于背景技术存在的无法实现高精度测量的技术问题，本发明提出了一种开口式电流传感器及其控制方法。

本发明提出的一种开口式电流传感器，包括闭环控制模块和激磁模块，所述激磁模块包括激磁振荡器、与激磁振荡器连接的激磁单元以及与激磁单元连接的直流偏磁检测单元，所述激磁模块采用磁通门技术，通过磁调制技术输出直流偏磁信号；所述激磁振荡器向所述激磁单元输出预设频率的交变电压信号，以激励所述激磁单元产生目标激励磁场，所述目标激励磁场用于对待测电路中的待测电流产生的直流偏置磁场进行检测，并通过所述直流偏磁检测单元输出与所述直流偏置磁场对应的直流偏磁信号，所述闭环控制模块与所述直流偏磁检测单元连接。

优选地，所述激磁单元包括第一激磁绕组N1、第二激磁绕组N2、第一激磁铁芯T1及第二激磁铁芯T2，所述第一激磁铁芯T1和第二激磁铁芯T2分别由两部分组成，第一部分激磁铁芯与第二部分激磁铁芯之间存在开口气隙；第一激磁绕组N1和第二激磁绕组N2分别缠绕第一激磁铁芯T1及第二激磁铁芯T2；所述激磁振荡器同时向第一激磁绕组N1和第二激磁绕组N2输出预设频率的交变电压信号，第一激磁绕组N1上的电压与第二激磁绕组N2上的电压信号大小相等，方向相反。

优选地，所述闭环控制模块包括直流偏磁信号处理单元、交流磁通检测单元、交直流磁通补偿单元及电流检测单元，所述直流偏磁信号处理单元的输入端与所述直流偏磁检测单元连接，所述直流偏磁信号处理单元的输出端与所述交直流磁通补偿单元的第一输入端连接，所述交流磁通检测单元的输出端与所述交直流磁通补偿单元的第二输入端连接，所述交直流磁通补偿单元的输出端与所述电流检测单元连接。

优选地，所述交流磁通检测单元包括交流磁通检测绕组N3、交流磁通检测铁芯T3及交流磁通信号处理单元，所述交流磁通检测铁芯T3由两部分组成，第一部分检测铁芯与第二部分检测铁芯之间存在开口气隙。

优选地，所述直流偏磁信号处理单元包括第一电压处理单元和第一信号放大单元，所述第一电压处理单元的输入端为所述直流偏磁信号处理单元的输入端，所述第一电压处理单元的输出端与所述第一信号放大单元的输入端连接，所述第一信号放大单元的输出端为所述直流偏磁信号处理单元的输出端。