电流互感器和电流检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种电流互感器和电流检测电路，涉及电气测量领域。其中电流互感器的二次绕组包括至少两根绕组线，其中每根绕组线的第一端焊接在一起作为电流互感器的公共端；在至少两根绕组线中，一根绕组线的第二端焊接在电流互感器的第一端子上，其它绕组线的第二端焊接在电流互感器的第二端子上。电流互感器二次侧采用多绕组之后，由于在电流互感器内部增加了一个或多个负反馈绕组，电流互感器内部的磁场维持在一个强度非常低的平衡状态，因此能够提高电流检测的线性度。

【技术实现步骤摘要】
电流互感器和电流检测电路
本专利技术涉及电气测量领域，尤其涉及一种电流互感器和电流检测电路。
技术介绍
通过电磁感应原理，任何交变电流(电场)周围都会产生交变的磁场，而交变的磁场则可以产生另外一个交变的电场(电流)，通过感应产生的电流或电压可以测量通过这个电流互感器内部的电缆的电流大小。在现有的电气回路当中，所使用的电流互感器均为单绕组模式，即使用一个导磁性能良好的磁芯外面缠绕一个导电绕组来感应生成一个与原边电流大小成正比的信号，测量这个信号的大小即可成比例地得到原始电流大小的方式。但是这个互感器存在着以下不足之处：(1)当被测电流所产生的磁场超过电流互感器铁芯所承受的最大磁通量后进入饱和状态，导致该电流互感器输出电信号发生严重畸变，使得测量精度严重下降；为了保证电流互感器铁芯不至于进入磁饱和状态，就要相应地增加铁芯的截面积或者使用导磁能力更好的高成本材料来替代，增加了电流互感器的体积和制作成本。(2)由于电流互感器铁芯内部磁场的非线性特性，导致现有电流互感器即使采用外围电路更换档位模式也很难在大动态范围内输出线性度很好的信号。譬如在最大电流10A的电气回路当中，当负载低于100mA甚至10mA时，输出信号就很难检测。为了检测到小电流，就不得不采用分流电阻模式来进行，但分流模式下又会产生其它的一些诸如安全、成本等方面的问题。(3)由于现有电流互感器的技术限制，电流互感器的工作带宽的平坦度都比较差，要实现高带宽的电流互感器，譬如50Hz～500KHz的带宽范围，都需要增加铁芯的截面积或者更换成本更高的其他材质，譬如坡莫合金等，这大幅度地增加了成本。(4)现有电流互感器通用性比较差，如果一个电气设备内部需要多种电流大小的互感器，譬如一个漏电保护器内部一般就需要一个总电流互感器和一个剩余电流互感器，选用多种参数的互感器就会增加器件数量和物料管理成本。(5)由于原有的电流互感器输出信号是直接依赖于互感器磁芯感应，所以磁芯的感应能力和输出信号精度直接相关，而现有的磁芯材料的温度系数都在0.1％/K以上，超过磁芯的居里温度后，磁芯的导磁能力还会急剧下降数十倍甚至更多，所以现有使用电流互感器的电路要么牺牲精度、要么使用成本高昂的低温互感器、要么使用温度补偿电路或者在软件里面进行温度校正。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种电流互感器和电流检测电路来提高电流检测的线性度。根据本专利技术一方面，提出一种电流互感器，电流互感器的二次绕组包括至少两根绕组线，其中每根绕组线的第一端焊接在一起作为电流互感器的公共端；在至少两根绕组线中，一根绕组线的第二端焊接在电流互感器的第一端子上，其它绕组线的第二端焊接在电流互感器的第二端子上。进一步地，第一端子为信号端，第二端子为反馈端。进一步地，至少两根绕组线相互绞结后缠绕在电流互感器的铁芯上。进一步地，至少两根绕组线逐层缠绕在电流互感器的铁芯上。进一步地，至少两根绕组线并行缠绕在电流互感器的铁芯上。进一步地，至少两根绕组线在电流互感器上的缠绕方向相同。进一步地，至少两根绕组线在电流互感器上缠绕的匝数相同或者不同。进一步地，至少两根绕组线的材质相同或者不同。进一步地，至少两根绕组线中包括两根绕组线。根据本专利技术的另一方面，还提出一种电流检测电路，包括上述任一项的电流互感器。与现有技术相比，本专利技术在电流互感器的二次侧包含多个绕组，并且多根绕组线的一端焊接在一起作为电流互感器的公共端，其中选择任意一根绕组线的另一端焊接在电流互感器的第一端子上，其余绕组线的另一端焊接在电流互感器的第二端子上。电流互感器二次侧采用多绕组之后，由于在电流互感器内部增加了一个或多个负反馈绕组，电流互感器内部的磁场维持在一个强度非常低的平衡状态，因此能够提高电流检测的线性度。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中：图1A为三根绕组线端子定义示意图。图1B为本专利技术三绕组线一个实施例的焊接示意图图2A为两根绕组线端子定义示意图图2B为本专利技术双绕组线一个实施例的焊接示意图。图3A为本专利技术双绕组线绞结缠绕的一个实施例的结构示意图。图3B为本专利技术绕组线绞结后缠绕在电流互感器的铁芯上的一个实施例的结构示意图。图4A为本专利技术绕组线逐层缠绕在电流互感器的铁芯上的一个实施例的结构示意图。图4B为本专利技术绕组线逐层缠绕在电流互感器的铁芯上的一个实施例的剖面图。图5为本专利技术绕组线并行缠绕在电流互感器的铁芯上的一个实施例的结构示意图。图6A为本专利技术电流检测电路一个实施例的电路图。图6B为本专利技术电流检测电路的另一个实施例的电路图。图6C为本专利技术电流检测电路的另一个实施例的电路图。图7为本专利技术电流互感器在一个电路应用中的电压与电流的线性度效果图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。电流互感器包括一次绕组、铁芯和二次绕组。在专利技术的实施例中，仅表示出铁芯和二次绕组。其中，在具体应用中也可以将铁芯更改为磁芯。在一个实施例中，电流互感器的二次绕组包括至少两根绕组线，绕组线可以为导电电线，例如为漆包线。为了清楚说明绕组线如何焊接在电流互感器上，在一个实施例中以线段表示绕组线，但未表示出绕组线缠绕在铁芯上。图1A以3根绕组线为例，线头111、线头121和线头131表示绕组线的第一端，线头112、线头122和线头132表示绕组线的第二端。每根绕组线的第一端(线头111、线头121和线头131)焊接在一起作为电流互感器的公共端，如图1B所示，标号11为电流互感器的公共端。选择其中一根绕组线的第二端(如线头112)焊接在电流互感器的第一端子上，如图1B所示，标号12为电流互感器的第一端子。其它绕组线的第二端(如线头122、线头132)焊接在电流互感器的第二端子上，如图1B所示，标号13为电流互感器的第二端子。图2A以2根绕组线为例，线头211和线头221表示绕组线的第一端，线头212、222表示绕组线的第二端。每根绕组线的第一端(线头211和线头221)焊接在一起作为电流互感器的公共端，如图2B所示，标号21为电流互感器的公共端。选择其中一根绕组线的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流互感器，其特征在于，所述电流互感器的二次绕组包括至少两根绕组线，其中每根绕组线的第一端焊接在一起作为所述电流互感器的公共端；在所述至少两根绕组线中，一根绕组线的第二端焊接在所述电流互感器的第一端子上，其它绕组线的第二端焊接在所述电流互感器的第二端子上。

【技术特征摘要】
1.一种电流互感器，其特征在于，所述电流互感器的二次绕组包括至少两根绕组线，其中每根绕组线的第一端焊接在一起作为所述电流互感器的公共端；在所述至少两根绕组线中，一根绕组线的第二端焊接在所述电流互感器的第一端子上，其它绕组线的第二端焊接在所述电流互感器的第二端子上。2.根据权利要求1所述的电流互感器，其特征在于，所述第一端子为信号端，第二端子为反馈端。3.根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，所述至少两根绕组线相互绞结后缠绕在所述电流互感器的铁芯上。4.根据权利要求2所述的电流互感器，其特征在于，所述至少两根绕组线逐层缠绕在所述电流互感器的铁芯上。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄瑜，
申请(专利权)人：北京维森科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11