一种基于磁场的电流控制模块及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于磁场的电流控制模块，包括磁芯、控制单元、输入单元和输出单元，所述磁芯包括第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，所述控制单元包括两组控制线圈，所述两组控制线圈分别绕设于第三端面和第四端面上且两组控制线圈串联连接，所述输入单元包括输入线圈，所述输出单元包括输出线圈，所述输入线圈和输出线圈分别绕设于第一端面、第二端面上；利用磁芯的磁饱和效应，通过控制线圈的电流控制磁芯内部可通过的磁通量大小实现能量的传递与转换控制，最后通过输出线圈与输入线圈的匝数比实现比例放大，最终实现从输入到输出的信号通断与放大，实现原理就是宏观物质的磁场，适合大功率的使用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁场的电流控制模块及控制方法
本专利技术涉及电流控制的
，具体为一种基于磁场的电流控制模块及控制方法。
技术介绍
现有的电信号放大与控制的方式基本上都是使用三极管这种半导体元器件，在信号控制方面占有主导地位，但是在功率控制上使用MOS管或者IGBT管，他们都是一种半导体元器件，半导体元器件对低功率的电信号处理非常合适，但是对于大功率用电设备时，击穿和失效很容易发生。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种大功率使用场景的基于磁场的电流控制模块及控制方法。一种基于磁场的电流控制模块，包括磁芯、控制单元、输入单元和输出单元，所述磁芯包括第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，所述控制单元包括两组控制线圈，所述两组控制线圈分别绕设于第三端面和第四端面上且两组控制线圈串联连接，所述输入单元包括输入线圈，所述输出单元包括输出线圈，所述输入线圈和输出线圈分别绕设于第一端面、第二端面上。在其中一个实施例中，所述磁芯为闭环磁芯。一种基于磁场的电流控制方法，S1、选择磁芯为闭环磁芯；S2、确定两组控制线圈、输入线圈、输出线圈的匝数；利用磁芯的磁饱和特性，使用控制线圈在磁芯上产生的磁通量后，磁芯剩余的可用磁通量进行从输入到输出的能量传递。S3、将两组控制线圈分别绕设于磁芯的第三端面和第四端面上且两组控制线圈串联连接；使两组控制线圈完全包裹输入端与输出端之间的磁通路；S4、将输入线圈、输出线圈分别绕设于第一端面、第二端面上，通过输入线圈与输出线圈的匝数比实现输出放大作用。在其中一个实施例中，通过控制线圈、输入线圈、输出线圈截面的磁通量相等。上述基于磁场的电流控制模块及控制方法的有益效果为：通过磁芯、两组控制线圈、输入线圈、输出线圈的配合设置，利用磁芯的磁饱和效应，通过控制线圈的电流控制磁芯内部可通过的磁通量大小实现能量的传递与转换控制，最后通过输出线圈与输入线圈的匝数比实现比例放大，最终实现从输入到输出的信号通断与放大，因为是利用通电线圈产生的磁场进行电信号控制，实现原理就是宏观物质的磁场，适合大功率的使用场景。附图说明图1为本专利技术一实施例基于磁场的电流控制模块的电路图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一种基于磁场的电流控制模块，包括磁芯100、控制单元200、输入单元300和输出单元400，所述磁芯100包括第一端面110、第二端面120、第三端面130和第四端面140，所述控制单元200包括两组控制线圈210，所述两组控制线圈210分别绕设于第三端面130和第四端面140上且两组控制线圈210串联连接，所述输入单元300包括输入线圈310，所述输出单元400包括输出线圈410，所述输入线圈310和输出线圈410分别绕设于第一端面110、第二端面120上。在其中一个实施例中，所述磁芯100为闭环磁芯。一种基于磁场的电流控制方法，S1、选择磁芯100为闭环磁芯；S2、确定两组控制线圈210、输入线圈310、输出线圈410的匝数；利用磁芯100的磁饱和特性，使用控制线圈210在磁芯100上产生的磁通量后，磁芯100剩余的可用磁通量进行从输入到输出的能量传递。S3、将两组控制线圈210分别绕设于磁芯100的第三端面130和第四端面140上且两组控制线圈210串联连接；使两组控制线圈210完全包裹输入端与输出端之间的磁通路；S4、将输入线圈310、输出线圈410分别绕设于第一端面110、第二端面120上，通过输入线圈310与输出线圈410的匝数比实现输出放大作用。在其中一个实施例中，通过控制线圈210、输入线圈310、输出线圈410截面的磁通量相等。一个磁芯100上有一个输入线圈310，输入线圈310与输入电路连接，一个输出线圈410与输出电路连接，两个串联的控制线圈210，我们设磁芯100能够通过的饱和磁通量为Φs,控制线圈210通过控制电流产生的磁通量为Φc,那么磁芯100中还能从输入端到输出端传递的磁通量为：Φio=Φs–Φc我们设磁芯100是一个等截面大小的磁芯，它的截面积为S，控制端的控制线圈210匝数为Nc,控制端电流为Ic，磁芯100的磁场增益系数为k，输出端的输出线圈410的匝数为No，输出端的电流大小为Io,则有如下等式：No*Io*S=Φs–Nc*Ic*S转换后的结果：Io=Φs/(No*S)–(Nc/No)*Ic从这里可以看到，等式中右边唯一变化的是Ic，左边的Io则跟随右边的Ic反向变化，通过控制电路控制Ic的增大或者缩小，从而实现了信号的成比例可控控制，当Ic足够大时，Io就会变成0，也就是关断。这样，基于磁场的电流控制模块及控制方法的有益效果为：通过磁芯100、两组控制线圈210、输入线圈310、输出线圈410的配合设置，利用磁芯100的磁饱和效应，通过控制线圈210的电流控制磁芯100内部可通过的磁通量大小实现能量的传递与转换控制，最后通过输出线圈410与输入线圈310的匝数比实现比例放大，最终实现从输入到输出的信号通断与放大，因为是利用通电线圈产生的磁场进行电信号控制，实现原理就是宏观物质的磁场，适合大功率的使用场景。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁场的电流控制模块，其特征在于：包括磁芯、控制单元、输入单元和输出单元，所述磁芯包括第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，所述控制单元包括两组控制线圈，所述两组控制线圈分别绕设于第三端面和第四端面上且两组控制线圈串联连接，所述输入单元包括输入线圈，所述输出单元包括输出线圈，所述输入线圈和输出线圈分别绕设于第一端面、第二端面上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁场的电流控制模块，其特征在于：包括磁芯、控制单元、输入单元和输出单元，所述磁芯包括第一端面、第二端面、第三端面和第四端面，所述控制单元包括两组控制线圈，所述两组控制线圈分别绕设于第三端面和第四端面上且两组控制线圈串联连接，所述输入单元包括输入线圈，所述输出单元包括输出线圈，所述输入线圈和输出线圈分别绕设于第一端面、第二端面上。


2.根据权利要求1所述的一种基于磁场的电流控制模块，其特征在于：所述磁芯为闭环磁芯。


3.一种基于磁场的电流控制方法，其特征在于：
S1、选择磁芯为闭环磁芯；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘龙芳，
申请(专利权)人：刘龙芳，
类型：发明
国别省市：广东;44