一种直流高压电源电流采样电路及直流高压电源制造技术

本实用新型专利技术提出一种直流高压电源电流采样电路及直流高压电源。所述直流高压电源电流采样电路具有环形导磁磁芯、反馈平衡线圈、霍尔检测器、增益放大器、双功率三极管电流转换电路、电流检测表。本实用新型专利技术的直流高压电源电流采样电路能够有效避免磁芯过饱和的问题。而且，本实用新型专利技术具有抗干扰、响应快、抗冲击的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电源
，尤其涉及一种直流高压电源电流采样电路及直流高压电源。
技术介绍
直流高压电源广泛应用于各种电气设备。高压电源分为恒定电压输出控制和恒定电流输出控制两类。其中，恒定电流输出具有动态反应快、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流的优点，适用领域更为宽广。为了实现恒定的直流输出，需要具有高准确度和适用性的电流采样电路进行电流的测量。现有的电流采样电路多采用恒定阻值的采样电阻，通过测量采样电阻两侧的电压实现对输出电流的检测。但是，在高压电源大功率、大输出电流的前提下，采样电阻带来的功率损耗比较大。而且要求采样电阻的阻值足够小，达到数十至数百毫欧的范围，并且具有稳定温度特性，因而合适的采样电阻器件难以制造，导致影响整个电源的恒流性能。当遇到瞬态电流尖峰时，还容易发生采样电路出错。直流高压电源的另一种电流采样电路实现方式是采用电流互感器进行检测。电流互感器与电源的主电路是隔离的，利用电磁感应耦合实现检测。检测电流的损耗小，采样电阻的阻值可以在数十欧姆，因此器件可选择范围大。因此，研究电流互感器原理的直流高压电源电流采样电路及相应的直流高压电源是目前高压电源技术的重点。互感器饱和是电流互感器原理的电流采样电路容易发生的问题。在电流互感器的磁芯不能复位的情况下，将导致磁芯饱和，这时将不能正确测量电流值，而且会使电源对输出电流发生过补偿，导致电流波形失真。
技术实现思路
鉴于上述现有技术，本技术提出一种直流高压电源电流采样电路及直流高压电源。本技术的直流高压电源电流采样电路能够有效避免磁芯过饱和的问题。本技术所述的直流高压电源电流采样电路，其特征在于，包括：环形导磁磁芯、反馈平衡线圈、霍尔检测器、增益放大器、双功率三极管电流转换电路、电流检测表；其中，所述环形导磁磁芯的第一区段上绕有馈入被测电流的馈线；所述环形导磁磁芯的第二区段上 均匀绕有反馈平衡线圈；反馈平衡线圈的两端分别是第一端子和第二端子；所述环形导磁磁芯上开有气隙；所述霍尔检测器安装在所述环形导磁磁芯的气隙中；所述霍尔检测器的输出端连接增益放大器的正、反相输入端，增益放大器的输出端连接双功率三极管电流转换电路的信号输入端，双功率三极管电流转换电路的输出端连接所述反馈平衡线圈的第一端子；所述反馈平衡线圈的第二端子连接电流检测表。优选的是，所述双功率三极管电流转换电路包括第一功率三极管和第二功率三极管；第一功率三极管的源极连接驱动电源的正输出端；第一功率三极管的射极连接第二功率三极管的射极；所述第二功率三极管的源极连接驱动电源的负输出端；第一功率三极管和第二功率三极管的栅极作为所述信号输入端，均与增益放大器的输出端连接；双功率三极管电流转换电路的输出端从所述第一功率三极管的射极与第二功率三极管的射极的接点引出并连接至所述反馈平衡线圈的第一端子。优选的是，所述直流高压电源电流采样电路还具有电压检测电路，该电压检测电路包括与所述电流检测表串联的电压采样电阻以及并联于所述电压采样电阻的电压检测表。优选的是，在所述环形导磁磁芯的第一区段上的所述馈入被测电流的馈线为单匝馈线。优选的是，所述双功率三极管电流转换电路具有独立的驱动电源电路。优选的是，所述反馈平衡线圈的线圈导线截面积在大于等于0.008平方毫米且小于等于0.2平方毫米的范围内。优选的是，所述霍尔检测器具有独立的供电电源电路。本技术还提供了一种直流高压电源，其包括上述直流高压电源电流采样电路。可见，本技术基于被测电流和霍尔检测器产生的检测电压之间的互感实现检测，并且被测电流所产生的磁场被环形导磁磁芯的磁路所收集，通过气隙中的霍尔检测器检测该磁场的大小并产生相应的电压信号，电压信号经过增益放大器的放大，接入双功率三极管电流转换电路，产生与所述电压信号呈线性比例关系的电流信号，该电流信号一方面接入反馈平衡线圈，从而产生磁场抵消被测电流的磁场，维持磁路平衡；另一方面作为直流高压电源输出电流的采样信号。本技术的采样电路结构可维持磁芯的零磁场状态，有效避免磁芯过饱和的问题，而且具有抗干扰、响应快、抗冲击的优点。附图说明图1是本技术的直流高压电源电流采样电路结构示意图。具体实施方式下面通过实施例，对本技术的技术方案做进一步具体的说明。图1是本技术提供的直流高压电源电流采样电路结构示意图。如图1所示，本技术所述的直流高压电源电流采样电路，包括：环形导磁磁芯1、反馈平衡线圈2、霍尔检测器3、增益放大器4、双功率三极管电流转换电路5、电流检测表6、电压检测电路7以及驱动电源电路8。其中，所述环形导磁磁芯1的第一区段上绕有馈入被测电流的馈线9；所述环形导磁磁芯1的第二区段上均匀绕有反馈平衡线圈2；反馈平衡线圈2的两端分别是第一端子和第二端子；所述环形导磁磁芯1上开有气隙；所述霍尔检测器3安装在所述环形导磁磁芯1的气隙中，该霍尔检测器3具有独立的供电电源电路；所述霍尔检测器3的输出端连接增益放大器4的正、反相输入端，增益放大器4的输出端连接双功率三极管电流转换电路5的信号输入端，双功率三极管电流转换电路5的输出端连接所述反馈平衡线圈2的第一端子；其中，如图1所示，所述双功率三极管电流转换电路5包括第一功率三极管51和第二功率三极管52；第一功率三极管51的源极连接驱动电源电路8的正输出端；第一功率三极管51的射极连接第二功率三极管52的射极；所述第二功率三极管52的源极连接驱动电源电路8的负输出端；第一功率三极管51和第二功率三极管52的栅极作为所述信号输入端，均与增益放大器4的输出端连接；双功率三极管电流转换电路5的输出端从所述第一功率三极管51的射极与第二功率三极管52的射极的接点引出并连接至所述反馈平衡线圈2的第一端子；所述反馈平衡线圈2的第二端子连接电流检测表6。所述直流高压电源电流采样电路还具有电压检测电路7，该电压检测电路7包括与所述电流检测表串联的电压采样电阻71以及并联于所述电压采样电阻的电压检测表72。其中，为了便于达到磁路归零，在所述环形导磁磁芯的第一区段上的所述馈入被测电流的馈线9为单匝馈线，并且所述反馈平衡线圈2的线圈导线截面积在大于等于0.008平方毫米且小于等于0.2平方毫米的范围内。本技术还提供了一种直流高压电源，其包括上述直流高压电源电流采样电路。本技术基于被测电流和霍尔检测器产生的检测电压之间的互感实现检测，并且被测电流所产生的磁场被环形导磁磁芯的磁路所收集，通过气隙中的霍尔检测器检测该磁场的大小并产生相应的电压信号，电压信号经过增益放大器的放大，接入双功率三极管电流转换电路，产生与所述电压信号呈线性比例关系的电流信号，该电流信号一方面接入反馈平衡线圈，从而产生磁场抵消被测电流的磁场，维持磁路平衡；另一方面作为直流高压电源输出电流的采样信号。本技术的采样电路结构可维持磁芯的零磁场状态，有效避免磁芯过饱和的问题，而且具有抗干扰、响应快、抗冲击的优点。以上实施例仅用于说明本技术，而并非对本技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此 所有等同的技术方案也属于本技术的范畴，本技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流高压电源电流采样电路，其特征在于，包括：环形导磁磁芯、反馈平衡线圈、霍尔检测器、增益放大器、双功率三极管电流转换电路、电流检测表；其中，所述环形导磁磁芯的第一区段上绕有馈入被测电流的馈线；所述环形导磁磁芯的第二区段上均匀绕有反馈平衡线圈；反馈平衡线圈的两端分别是第一端子和第二端子；所述环形导磁磁芯上开有气隙；所述霍尔检测器安装在所述环形导磁磁芯的气隙中；所述霍尔检测器的输出端连接增益放大器的正、反相输入端，增益放大器的输出端连接双功率三极管电流转换电路的信号输入端，双功率三极管电流转换电路的输出端连接所述反馈平衡线圈的第一端子；所述反馈平衡线圈的第二端子连接电流检测表。

【技术特征摘要】
1.一种直流高压电源电流采样电路，其特征在于，包括：环形导磁磁芯、反馈平衡线圈、霍尔检测器、增益放大器、双功率三极管电流转换电路、电流检测表；其中，所述环形导磁磁芯的第一区段上绕有馈入被测电流的馈线；所述环形导磁磁芯的第二区段上均匀绕有反馈平衡线圈；反馈平衡线圈的两端分别是第一端子和第二端子；所述环形导磁磁芯上开有气隙；所述霍尔检测器安装在所述环形导磁磁芯的气隙中；所述霍尔检测器的输出端连接增益放大器的正、反相输入端，增益放大器的输出端连接双功率三极管电流转换电路的信号输入端，双功率三极管电流转换电路的输出端连接所述反馈平衡线圈的第一端子；所述反馈平衡线圈的第二端子连接电流检测表。2.根据权利要求1所述的直流高压电源电流采样电路，其特征在于，所述双功率三极管电流转换电路包括第一功率三极管和第二功率三极管；第一功率三极管的源极连接驱动电源的正输出端；第一功率三极管的射极连接第二功率三极管的射极；所述第二功率三极管的源极连接驱动电源的负输出端；第一功率三极管和第二功率三极管的栅极作为所述信号输入端，均与增益放大器的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐京湘，
申请(专利权)人：深圳市汉控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44