一种自激型闭环磁通门电流传感器电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种自激型闭环磁通门电流传感器电路，其包括：正电源、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；限流电阻、磁场检测线圈电流采样电阻、积分滤波电路以及补偿线圈；磁场检测线圈电流采样电阻上的电压为所述积分滤波电路的输入量，所述补偿线圈连接在所述积分滤波电路的输出回路上，所述补偿线圈输出本电路的电流。本实用新型专利技术自激型闭环磁通门电流传感器电路基于磁场检测线圈电流平均值检测，并通过对此电流的滤波积分，最终输出一补偿电流，使磁芯处于零磁通状态的闭环电路；本实用新型专利技术开劈了另外一种不同于集成磁通门控制芯片的闭环磁通门控制电路，电路简单实用，价格低，性能上可与集成磁通门控制芯片相媲美。

A Self-Excited Closed-Loop Fluxgate Current Sensor Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种自激型闭环磁通门电流传感器电路
本技术属于电流隔离检测与传感的
，尤其涉及一种自激型闭环磁通门电流传感器电路。
技术介绍
磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。这种物理现象对被测环境磁场来说好像是一道“门”，通过这道“门”，相应的磁通量即被调制，并产生感应电动势。利用这种现象来测量电流所产生的磁场，从而间接的达到测量电流的目的。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
本技术的目的在于提供一种简单实用、低价格、高性能的闭环磁通门电流传感器控制电路。本技术提供一种自激型闭环磁通门电流传感器电路，其包括：正电源、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；限流电阻、磁场检测线圈电流采样电阻、积分滤波电路以及补偿线圈；其中磁场检测线圈为一可饱和电感；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组成自激振荡电路；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参考零点或负电源；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极在第一连接点处连接，第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极在第二连接点处连接，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；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处连通；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处连通；磁场检测线圈电流采样电阻上的电压为所述积分滤波电路的输入量，所述补偿线圈连接在所述积分滤波电路的输出回路上，所述补偿线圈输出本电路的电流。进一步，所述积分滤波电路包括运算放大器、积分电阻和积分电容，其中积分电阻串联在磁场检测线圈和运算放大器的反向输入端之间，积分电容串联在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端连接，运算放大器的正向输入端与磁场检测线圈电流采样电阻连接。进一步，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。进一步，还包括第一电路，所述第一电路包括第一起振电阻和第二起振电阻，其中第一起振电阻串联连接在正电源和第二连接点之间，第二起振电阻串联连接在正电源VCC2和第一连接点之间。进一步，还包括第二电路，第二电路包括积分滤波电路同相输入第四输入电阻和第二滤波电容，其中第四输入电阻串联连接在磁场检测线圈电流采样电阻和运算放大器的正向输入端之间，第二滤波电容通过运算放大器的正向输入端连接到参考零点或负电源。进一步，还包括第三电路，第三电路是电流放大电路，电流放大电流包括与第七输入电阻、第五三极管和第六三极管，其中，第七输入电阻的一端与运算放大器的输出端连接，第五三极管的基极和第六三极管的基极连接后与第七输入电阻的另一端连接，第五三极管的发射极和第六三极管的发射极连接，第五三极管的集电极连接正电源，第六三极管的集电极连接参考零点或负电源。进一步，第五三极管为NPN型三极管，第六三极管为PNP型三极管。进一步，还包括第四电路，第四电路包括第一续流二极管和第二续流二极管，其中第一续流二极管的负极连接正电源，第一续流二极管的正极连接第二续流二极管的负极，第二续流二极管的正极连接参考零点或负电源。进一步，所述正电源为第一正电源，还包括第五电路和第二正电源，第五电路为降压稳压电路，降压稳压电流包括第八输入电阻、稳压二极管、第七三极管和第三滤波电容；其中第七三极管的发射极连接第二正电源，第七三极管的集电极连接第一正电源，第八输入电阻串联连接在第一正电源和第七三极管的基极之间，第三滤波电容一端连接在第二正电源，第三滤波电路另一端连接参考零点或负电源，稳压二极管的负极连接第七三极管的基极，稳压二极管的正极连接参考零点或负电源。进一步，第七三极管为NPN型三极管。本技术自激型闭环磁通门电流传感器电路基于磁场检测线圈电流平均值检测，并通过对此电流的滤波积分，最终输出一补偿电流，使磁芯处于零磁通状态的闭环电路，本技术电路简单实用，性能好，成本低，一致性好；本技术开劈了另外一种不同于集成磁通门控制芯片的闭环磁通门控制电路，电路简单实用，价格低，性能上可与集成磁通门控制芯片相媲美。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本技术予以进一步说明。图1所示为本技术自激型闭环磁通门电流传感器电路第一实施例的电路图；图2所示为本技术自激型闭环磁通门电流传感器电路第二实施例的电路图。具体实施方式为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。下面以具体实施例详细介绍本技术的技术方案。本技术揭示一种自激型闭环磁通门电流传感器电路，本技术实际是基于磁场检测线圈(又叫磁探头线圈)自激振荡型和线圈电流平均值检测的闭环磁通门电流传感器电路。本技术基于磁通门和磁平衡原理，可实现直流或交流的电流隔离检测。如图1所示为本技术自激型闭环磁通门电流传感器电路第一实施例的电路图，自激型闭环磁通门电流传感器电路可采用双电源或单电源供电，自激型闭环磁通门电流传感器电路包括：正电源VCC(电源VCC为双电源或单电源)、第一H桥开关管Q1、第二H桥开关管Q2、第三H桥开关管Q3、第四H桥开关管Q4、磁场检测线圈LS；限流电阻R1、磁场检测线圈电流采样电阻R2、积分滤波电路以及与积分滤波电路连接的补偿线圈W1，补偿线圈W1输出本电路的电流Iout。其中，第一H桥开关管Q1和第二H桥开关管Q2为P型MOS管，第三H桥开关管Q3和第四H桥开关管Q4为N型MOS管；磁场检测线圈LS为一可饱和电感，其线圈内部的磁材通常由那些高初始磁导率、低饱和磁感应强度的磁性材料构成，其中可饱和电感是指当电感中的电流大于某一阈值时，其电感量会迅速减小，电流会快速上升，表示为电感饱和。第一H桥开关管Q1、第二H桥开关管Q2、第三H桥开关管Q3、第四H桥开关管Q4、磁场检测线圈LS和限流电阻R1组成自激振荡电路。在自激振荡电路中：第一H桥开关管Q1的源极和第二H桥开关管Q2的源极连接并均与正电源VCC连接；第三H桥开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自激型闭环磁通门电流传感器电路，其特征在于，其包括：正电源、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；限流电阻、磁场检测线圈电流采样电阻、积分滤波电路以及补偿线圈；其中磁场检测线圈为一可饱和电感；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组成自激振荡电路；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参考零点或负电源；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极在第一连接点处连接，第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极在第二连接点处连接，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；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处连通；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处连通；磁场检测线圈电流采样电阻上的电压为所述积分滤波电路的输入量，所述补偿线圈连接在所述积分滤波电路的输出回路上，所述补偿线圈输出本电路的电流。

【技术特征摘要】
1.一种自激型闭环磁通门电流传感器电路，其特征在于，其包括：正电源、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；限流电阻、磁场检测线圈电流采样电阻、积分滤波电路以及补偿线圈；其中磁场检测线圈为一可饱和电感；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组成自激振荡电路；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参考零点或负电源；第一H桥开关管的漏极和第三H桥开关管的漏极在第一连接点处连接，第二H桥开关管的漏极和第四H桥开关管的漏极在第二连接点处连接，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；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处连通；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处连通；磁场检测线圈电流采样电阻上的电压为所述积分滤波电路的输入量，所述补偿线圈连接在所述积分滤波电路的输出回路上，所述补偿线圈输出本电路的电流。2.根据权利要求1所述的自激型闭环磁通门电流传感器电路，其特征在于：所述积分滤波电路包括运算放大器、积分电阻和积分电容，其中积分电阻串联在磁场检测线圈和运算放大器的反向输入端之间，积分电容串联在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端连接，运算放大器的正向输入端与磁场检测线圈电流采样电阻连接。3.根据权利要求1所述的自激型闭环磁通门电流传感器电路，其特征在于：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。4.根据权利要求1所述的自激型闭环磁通门电流传感器电路，其特征在于：还包括第一电路，所述第一电路包括第一起振电阻和第二起振电阻，其中第一起振电阻串联连接在正电源和第二连接点之间，第二起振电阻串联连接在正电源VCC2和第一...

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