一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，属于交流电流检测电路技术领域。该检测电路包括：双电流互感器感应电路、不控整流电路和电阻采样电路。其中双电流互感器感应电路由第一电流互感器和第二电流互感器组成；不控整流电路由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管组成；电阻采样电路由第一电阻、第二电阻和第三电阻组成。本发明专利技术利用电流互感器检测，不需要辅助电源供电，成本低，可靠性高，检测速度快；整个电路结构简单，易于实现；可以有效的反映交流电流的直流偏置，所以检测精度比较高。

An alternating current detection circuit based on magnetic isolation that reflects the DC bias state

The invention discloses an alternating current detecting circuit based on magnetic isolation, which can reflect the DC bias state, belonging to the technical field of alternating current detecting circuit. The detection circuit comprises a double current transformer, an induction circuit, an uncontrolled rectification circuit and a resistance sampling circuit. The double current transformer induction circuit comprises a first current transformer and second current transformer; non controlled rectifier circuit comprises a first diode, a second diode, a third diode and fourth diode; resistance sampling circuit is composed of a first resistor and the second resistor and the third resistor. The invention uses the current transformer test, does not need auxiliary power supply, low cost, high reliability, fast detection speed; the circuit structure is simple and easy to implement; the DC bias can reflect alternating current effectively, so the detection accuracy is relatively high.

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路
本专利技术涉及一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，属于交流电流检测电路

技术介绍
电力电子技术的应用可大大提高电能变换装置功率密度，减小体积和重量。随着多电和全电飞机的发展，飞机用电量不断增加，机载电力电子设备越来越多。在机载电力电子变换装置的控制中需要准确的检测电流波形来完成优良的控制以及保护电路的功能。在电力电子变换器中，检测电流的方法主要包括霍尔元件检测、电阻采样和电流互感器检测。霍尔元件能够准确的采样电流，但是需要辅助电源，所以增加了整个系统的成本、重量和体积，同时霍尔元件失效率相对较高，影响系统的可靠性。电阻采样适合中小功率的场合，而且采样电阻的特性受环境因素影响比较大，采样的精度不能保证。电流互感器也经常用来检测电流，但是由于电流互感器本身的缺陷，其只能采样交流分量，因此无法准确的采样交流电流。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，能够实时监测反映交流电流直流偏置的情况，对整个系统的电流偏置情况进行监测，从而为电力电子装置的电流采样提供基础。该方法特别适用于电流峰值控制中的交流电流检测场合。本专利技术为解决其技术问题采用如下技术方案：一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，包括：双电流互感器感应电路(1)、不控整流电路(2)和电阻采样电路(3)；其中，所述双电流互感器感应电路(1)包括第一电流互感器T1和第二电流互感器T2；所述不控整流电路(2)包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述电阻采样电路(3)包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；其中，第一电流互感器T1的原边绕组和第二电流互感器T2的原边绕组串联连接后与被检测的电流源并联形成回路，第一电流互感器T1的副边绕组和第二电流互感器T2的副边绕组串联连接，串联点接地；第一电流互感器T1副边绕组另一端与不控整流电路(2)中的第一二极管D1的阳极相连，同时与电阻采样电路(3)中的第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二二极管D2的阴极相连，第二二极管D2的阳极接地，第二电流互感器T2副边绕组的另一端与第四二极管D4的阳极连接，同时也与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极接地；第四二极管D4的阴极与第一二极管D1的阴极连接；第二电阻R2一端与第一二极管D1的阴极连接，一端接地。第一电阻R1和第三电阻R3的阻值相同，并且大于第二电阻R2的阻值。第一电流互感器T1和第二电流互感器T2是两个相互独立但相同的电流互感器。本专利技术的有益效果如下：(1)利用电流互感器检测，不需要辅助电源供电，成本低，可靠性高。(2)整个电路结构简单，易于实现，检测速度快。(3)可以有效的反映交流电流的直流偏置，所以精确度比较高。附图说明图1为本专利技术的一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路结构示意图，其中：1、双电流互感器感应电路；2、不控整流电路；3、电阻采样电路。图2为本专利技术的两个电流互感器的工作状态图。图3为本专利技术的一种基于磁隔离的可反映直流偏置状态的交流电流检测电路的仿真模型图。图4(a)为本专利技术检测对称方波时被检测的电流波形；图4(b)为本专利技术检测对称方波时激磁电感Lm1的电流波形；图4(c)为本专利技术检测对称方波时激磁电感Lm2的电流波形；图4(d)为本专利技术检测正偏方波时采样电阻R2两端的电压波形。图5(a)为本专利技术检测正偏方波时被检测的电流波形；图5(b)为本专利技术检测正偏方波时激磁电感Lm1的电流波形；图5(c)为本专利技术检测正偏方波时激磁电感Lm2的电流波形；图5(d)为本专利技术检测正偏方波时采样电阻R2两端的电压波形。上述附图中的主要符号名称：T1、T2——电流互感器；Lm1、Lm2——电流互感器等效激磁电感；D1、D2、D3、D4——不控整流二极管；R1、R2、R3——采样电阻；iAC——被检测的交流电流；iLm1、iLm2——电流互感器激磁电感电流；i12——第一电流互感器副边电流；i22——第二电流互感器副边电流；u12——第一电流互感器副边电压；u22——第二电流互感器副边电压；uR2——采样电阻R2上的电压；a1、b1、c1——激磁电感Lm1的工作状态；a2、b2、c2——激磁电感Lm2的工作状态。具体实施方式下面结合附图对本专利技术创造做进一步详细说明。如图1所示，本实施方案的一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，主要包括：双电流互感器感应电路1、不控整流电路2和电阻采样电路3。其中，所述双电流互感器感应电路1由两个完全相同的第一电流互感器T1和第二电流互感器T2构成；所述的不控整流电路2由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4组成；所述的电阻采样电路3由第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3组成。第一电流互感器T1的原边绕组和第二电流互感器T2的原边绕组串联连接后与被检测的电流源并联形成回路，第一电流互感器T1的副边绕组和第二电流互感器T2的副边绕组串联连接，串联点接地；第一电流互感器T1副边绕组另一端与不控整流电路2中的第一二极管D1的阳极相连，同时与电阻采样电路3中的第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二二极管D2的阴极相连，第二二极管D2的阳极接地，第二电流互感器T2副边绕组的另一端与第四二极管D4的阳极连接，同时也与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极接地；第四二极管D4的阴极与第一二极管D1的阴极连接；电阻采样电路3中，第二电阻R2一端与第一二极管D1的阴极连接，一端接地。第一电阻R1和第三电阻R3的阻值相同，并且大于第二电阻R2的阻值。第一电流互感器T1和第二电流互感器T2是两个相互独立但相同的电流互感器。本交流电流检测电路在被检测电流大于零的正半周时，第一电流互感器T1的副边电流流过第一二极管D1和第二电阻R2构成回路，第二二极管D2反向截止；第二电流互感器T2的副边电流流过第三二极管D3和第三采样电阻R3构成回路，第四二极管D4反向截止。本检测电路在被检测电流小于零的负半周时，第一电流互感器T1的副边电流流过第二二极管D2和第一电阻R1构成回路，第一二极管D1反向截止；第二电流互感器T2的副边电流流过第四二极管D4和第二电阻R2构成回路，第三二极管D3反向截止。所以第二电阻R2两端的电压可以反映被检测的交流电流经过不控整流电路后的电流波形。当被检测的交流电流无直流偏置时，t＝0时，流过激磁电感Lm1和Lm2的电流为0，对于第一电流互感器T1，正半轴的电流流过第二电阻R2，负半周的电流流过第一电阻R1，由于第一电阻R1大于第二电阻R2，第一电流互感器T1副边绕组的正伏秒小于负伏秒，所以在此伏秒差的作用下，激磁电感Lm1的电流会向负向继续增大，稳态时激磁电感Lm1工作在一个负直流工作点，此时第一电流互感器T1的副边绕组的正负伏秒相同。对于第二电流互感器T2，正半轴的电流流过第三电阻R3，负半周的电流流过第二电阻R2，由于第三电阻R3大于第二电阻R2，第二电流互感器T2副边绕组的正伏秒大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，其特征在于，包括：双电流互感器感应电路（1）、不控整流电路（2）和电阻采样电路（3）；其中，所述双电流互感器感应电路（1）包括第一电流互感器T1和第二电流互感器T2；所述不控整流电路（2）包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述电阻采样电路（3）包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；其中，第一电流互感器T1的原边绕组和第二电流互感器T2的原边绕组串联连接后与被检测的电流源并联形成回路，第一电流互感器T1的副边绕组和第二电流互感器T2的副边绕组串联连接，串联点接地；第一电流互感器T1副边绕组另一端与不控整流电路(2)中的第一二极管D1的阳极相连，同时与电阻采样电路（3）中的第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二二极管D2的阴极相连，第二二极管D2的阳极接地，第二电流互感器T2副边绕组的另一端与第四二极管D4的阳极连接，同时也与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第三二极管D3的阴极连接，第三二极管D3的阳极接地；第四二极管D4的阴极与第一二极管D1的阴极连接；第二电阻R2一端与第一二极管D1的阴极连接，一端接地。...

【技术特征摘要】
1.一种基于磁隔离可反映直流偏置状态的交流电流检测电路，其特征在于，包括：双电流互感器感应电路（1）、不控整流电路（2）和电阻采样电路（3）；其中，所述双电流互感器感应电路（1）包括第一电流互感器T1和第二电流互感器T2；所述不控整流电路（2）包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述电阻采样电路（3）包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；其中，第一电流互感器T1的原边绕组和第二电流互感器T2的原边绕组串联连接后与被检测的电流源并联形成回路，第一电流互感器T1的副边绕组和第二电流互感器T2的副边绕组串联连接，串联点接地；第一电流互感器T1副边绕组另一端与不控整流电路(2)中的第一二极管D1的阳极相连，同时与电阻采样电路（3）中的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭艳梅，龚春英，邓翔，张爱玲，刘壮，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32