一种自激型开环磁通门电流传感器电路及其自激振荡方法技术

本发明专利技术提供一种自激型开环磁通门电流传感器电路及其自激振荡方法，自激型开环磁通门电流传感器电路包括：正电源；负电源或设置的参考零点；自激振荡电路；以及差分滤波放大电路，所述差分滤波放大电路的输出端为所述自激型开环磁通门电流传感器电路的电压输出端。本发明专利技术基于磁场检测线圈电压或电流平均值检测，并通过对此电压或电流的做差分滤形放大，最终输出一检测信号，磁场检测线圈的电压或电流采样电阻上的电压为差分滤波放大电路的输入量，本发明专利技术电路简单实用，性能好，成本低，一致性好。

【技术实现步骤摘要】
一种自激型开环磁通门电流传感器电路及其自激振荡方法
本专利技术属于电流隔离检测与传感领域，具体涉及一种自激型开环磁通门电流传感器电路及其自激振荡方法。技术背景传感器是一种检测装置，能检测被检设备的相关信息，按一定规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。磁通门电流传感器因其响应时间快(可小于1us)、温度特性好(小于100PPM)，灵敏度高(uA级)，可同时测量直流和交流电流，且测量范围宽(mA级～几kA级)，在高性能的电流测量领域有着重要的地位。目前的磁通门电流传感器产品大多以集成磁通门控制芯片为基础设计，价格较高，而国内的传感器厂商则基本无同类产品(主要是磁材料和技术原因)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种简单实用、低价格、高性能的自激型开环磁通门电流传感器电路及其自激振荡方法。本专利技术提供一种自激型开环磁通门电流传感器电路，其包括：正电源；负电源或设置的参考零点；自激振荡电路，包括第一H桥开关管、第二H桥开关管、第三H桥开关管、第四H桥开关管、磁场检测线圈和限流电阻；其中所述第一H桥开关管的源极和第二H桥开关管的源极连接并均与正电源连接；第三H桥开关管的源极和第四H桥开关管的源极连接并均通过限电流电阻连接到负电源或设置的参考零点；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极连接且连接点为第一连接点；第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极连接且连接点为第二连接点；磁场检测线圈连接在第一连接点和第二连接点之间；第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极连接在一起并与第二连接点连通；第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极连接在一起并第一连接点连通；以及差分滤波放大电路，与所述第一连接点或所述磁场检测线圈连接，所述差分滤波放大电路的输出端所述自激型开环磁通门电流传感器电路的电压输出端。进一步地，所述差分滤波放大电路包括运算放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻、第四差分电阻、第一积分电容和第二积分电容；其中所述第一差分电阻连接在第一连接点和运算放大器的反向输入端之间，第二差分电阻和第四差分电阻串联连接并连接在第二连接点和运算放大器的正向输入端之间，第三差分电阻和第一积分电容并联连接并连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间，第二积分电容一端连接在运算放大器的正向输入端，第二积分电容另一端连接负电源或设置的参考零点。进一步地，所述自激振荡电路还包括与磁场检测线圈串联连接的磁场检测线圈电流采样电阻，磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻串联连接在第一连接点和第二连接点之间。进一步地，所述差分滤波放大电路包括运算放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻、第四差分电阻、第一积分电容和第二积分电容；其中所述第一差分电阻一端连接在磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻之间，第一差分电阻另一端与运算放大器的反向输入端连接，第二差分电阻和第四差分电阻串联连接并连接在第二连接点和运算放大器的正向输入端之间，第三差分电阻和第一积分电容并联连接并连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间，第二积分电容一端连接在运算放大器的正向输入端，第二积分电容另一端连接负电源或设置的参考零点。进一步地，所述第一H桥开关管和第二H桥开关管为P型MOS管，第三H桥开关管和第四H桥开关管为N型MOS管。本专利技术又提供一种自激型开环磁通门电流传感器电路的自激振荡方法，包括如下步骤：第一步：通电时，假设第一H桥开关管先开通，当第一H桥开关管开通时，第一连接点为高电平；第二步：第一连接点的高电平加到第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极上，使第二H桥开关管关断和第四H桥开关管开通，使第二连接点为低电平；第三步：第二连接点的低电平作用于第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极，使第一H桥开关管开通和第三H桥开关管关断，也即此时建立了第一连接点为高电平、第二连接点为低电平的电路状态；第四步：建立的第一连接点为高电平和第二连接点为低电平的电压会加到磁场检测线圈上，第一连接点和第二连接点上的电压会使磁场检测线圈上的电流不断增大，此时定义从第一连接点到第二连接点的电流为正电流，此电流会流过限流电阻，使限流电阻上的电压也不断增加，导致第二连接点上的电压也不断升高；第五步：当磁场检测线圈上的电流大于某一阀值时，磁场检测线圈电感饱和，其电流迅速上升，限流电阻上的电压和第二连接点电压也跟着迅速上升；第六步：当第二连接点电压大于某一阀值时，第三H桥开关管导通和第一H桥开关管关断第一连接点为低电平，此低电压作用于第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极，使第二H桥开关管导通和第四H桥开关管关断，第二连接点为高电平，也即此时建立了第一连接点为低电平、第二连接点为高电平的电路状态；这时第一连接点为低电平和第二连接点为高电平的电压会加到磁场检测线圈上，第二连接点和第一连接点上的电压会使磁场检测线圈上的电流反方向不断增大，此时定义从第二连接点到第一连接点的电流为负电流，此电流会流过限流电阻，使限流电阻上的电压也不断增加，导致第一连接点上的电压也不断升高；第七步：当磁场检测线圈上的电流大于某一阀值时，磁场检测线圈电感饱和，其电流迅速上升，限流电阻上的电压和第一连接点电压也跟着迅速上升；第八步：当第一连接点电压大于某一阀值时，第四H桥开关管导通和第二H桥开关管关断，第二连接点为低电平，此低电压作用于第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极，使第一H桥开关管导通和第三H桥开关管关断，第一连接点为高电平，也即此时建立了第一连接点为高电平，第二连接点为低电平的电路状态。本专利技术又提供一种自激型开环磁通门电流传感器电路的自激振荡方法，包括如下步骤：第一步：通电时，假设第一H桥开关管先开通，当第一H桥开关管开通时，第一连接点为高电平；第二步：第一连接点的高电平加到第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极上，使第二H桥开关管关断和第四H桥开关管开通，使第二连接点为低电平；第三步：第二连接点的低电平作用于第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极，使第一H桥开关管开通和第三H桥开关管关断，也即此时建立了第一连接点为高电平、第二连接点为低电平的电路状态；第四步：建立的第一连接点为高电平和第二连接点为低电平的电压会加到磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻上，第一连接点和第二连接点上的电压会使磁场检测线圈上的电流不断增大，此时定义从第一连接点到第二连接点的电流为正电流，此电流会流过限流电阻，使限流电阻上的电压也不断增加，导致第二连接点上的电压也不断升高；第五步：当磁场检测线圈上的电流大于某一阀值时，磁场检测线圈电感饱和，其电流迅速上升，限流电阻上的电压和第二连接点电压也跟着迅速上升；第六步：当第二连接点电压大于某一阀值时，第三H桥开关管导通和第一H桥开关管关断第一连接点为低电平，此低电压作用于第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极，使第二H桥开关管导通和第四H桥开关管关断，第二连接点为高电平，也即此时建立了第一连接点为低电平、第二连接点为高电平的电路状态；这时第一连接点为低电平和第二连接点为高电平的电压会加到磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻上，第二连接点和第一连接点上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于，其包括：正电源；负电源或设置的参考零点；自激振荡电路，包括第一H桥开关管、第二H桥开关管、第三H桥开关管、第四H桥开关管、磁场检测线圈和限流电阻；其中所述第一H桥开关管的源极和第二H桥开关管的源极连接并均与正电源连接；第三H桥开关管的源极和第四H桥开关管的源极连接并均通过限电流电阻连接到负电源或设置的参考零点；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极连接且连接点为第一连接点；第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极连接且连接点为第二连接点；磁场检测线圈连接在第一连接点和第二连接点之间；第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极连接在一起并与第二连接点连通；第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极连接在一起并与第一连接点连通；以及差分滤波放大电路，与所述第一连接点或所述磁场检测线圈连接，所述差分滤波放大电路的输出端为所述自激型开环磁通门电流传感器电路的电压输出端。

【技术特征摘要】
1.一种自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于，其包括：正电源；负电源或设置的参考零点；自激振荡电路，包括第一H桥开关管、第二H桥开关管、第三H桥开关管、第四H桥开关管、磁场检测线圈和限流电阻；其中所述第一H桥开关管的源极和第二H桥开关管的源极连接并均与正电源连接；第三H桥开关管的源极和第四H桥开关管的源极连接并均通过限电流电阻连接到负电源或设置的参考零点；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极连接且连接点为第一连接点；第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极连接且连接点为第二连接点；磁场检测线圈连接在第一连接点和第二连接点之间；第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极连接在一起并与第二连接点连通；第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极连接在一起并与第一连接点连通；以及差分滤波放大电路，与所述第一连接点或所述磁场检测线圈连接，所述差分滤波放大电路的输出端为所述自激型开环磁通门电流传感器电路的电压输出端。2.根据权利要求1所述的自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于：所述差分滤波放大电路包括运算放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻、第四差分电阻、第一积分电容和第二积分电容；其中所述第一差分电阻连接在第一连接点和运算放大器的反向输入端之间，第二差分电阻和第四差分电阻串联连接并连接在第二连接点和运算放大器的正向输入端之间，第三差分电阻和第一积分电容并联连接并连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间，第二积分电容一端连接在运算放大器的正向输入端，第二积分电容另一端连接负电源或设置的参考零点。3.根据权利要求1所述的自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于：所述自激振荡电路还包括与磁场检测线圈串联连接的磁场检测线圈电流采样电阻，磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻串联连接在第一连接点和第二连接点之间。4.根据权利要求3所述的自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于：所述差分滤波放大电路包括运算放大器、第一差分电阻、第二差分电阻、第三差分电阻、第四差分电阻、第一积分电容和第二积分电容；其中所述第一差分电阻一端连接在磁场检测线圈和磁场检测线圈电流采样电阻之间，第一差分电阻另一端与运算放大器的反向输入端连接，第二差分电阻和第四差分电阻串联连接并连接在第二连接点和运算放大器的正向输入端之间，第三差分电阻和第一积分电容并联连接并连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间，第二积分电容一端连接在运算放大器的正向输入端，第二积分电容另一端连接负电源或设置的参考零点。5.根据权利要求1-4任一所述的自激型开环磁通门电流传感器电路，其特征在于：所述第一H桥开关管和第二H桥开关管为P型MOS管，第三H桥开关管和第四H桥开关管为N型MOS管。6.根据权利要求2或5任一所述自激型开环磁通门电流传感器电路的自激振荡方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步：通电时，假设第一H桥开关管先开通，当第一H桥开关管开通时，第一连接点为高电平；第二步：第一连接点的高电平加到第二H桥开关管的栅极和第四H桥开关管的栅极上，使第二H桥开关管关断和第四H桥开关管开通，使第二连接点为低电平；第三步：第二连接点的低电平作用于第一H桥开关管的栅极和第三H桥开关管的栅极，使第一H桥开关管开通和第三H桥开关管关断，也即此时建立了第一连接点为高电平、第二连接点为低电平的电路状态；第四步：建立的第一连接点为高电平和第二连接点为低电平的电压会加到磁场检测线圈上，第一连接点和第二连接点上的电压会使磁场检测线圈上的电流不断增大，此时定义从第一连接点到第二连接点的电流为正电流，此电流会流过限流电阻，使限流电阻上的电压也不断增加，导致第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫高权，吴建安，
申请(专利权)人：深圳市艾华迪技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44