一种可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器制造技术

本申请公开了一种可同时检测直流及拉弧电流的传感器，包括：外壳，包括内壁与外壁，内壁与外壁之间设置有间隙；磁芯，位于间隙内，在预设侧壁上开环设计有预设尺寸的缝隙；PCB板，包括第一部分和第二部分，第二部分与第一部分连接，第二部分嵌于缝隙的两侧壁之间，第一部分位于磁芯外侧，与缝隙所在的侧面抵接；直流电流检测芯片，贴合于第二部分的第一表面；拉弧电流检测芯片，贴合于第二部分的第二表面；信号处理模块，分别与所述直流电流检测芯片及拉弧电流检测芯片连接，处理并输出检测到的直流电流信号及拉弧电流信号；本方案，可同时检测直流电流及拉弧电流，且体积小，利于板载安装。装。装。

【技术实现步骤摘要】
一种可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器


[0001]本申请涉及组串电流及拉弧电流检测设备领域，具体涉及一种可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器。

技术介绍

[0002]光伏逆变器面板在室外使用时间较长时，会出现线缆老化、接触不良等现象，从而在正常使用中可能会出现电弧，严重时会出现高温起火，具有较大的安全隐患，通过拉弧检测可及时发现并排除安全隐患，有效避免了上述安全隐患的发生，因此，对光伏逆变器面板进行拉弧检测成为一个当前一个主流趋势。除了检测拉弧电流之外，直流信号检测也是必不可少的。
[0003]现有技术方案中的拉弧检测装置的检测原理类似于互感器应用，参见图1所示，主要是依据电磁感应原理将互感器一次侧较大电流转换为二次侧较小电流，而次级绕组感应到的电流再经过串联的电阻取样给信号处理模块，信号处理模块通过互感器的额定互感比还原出原始电流。其中，互感器的互感比为一次侧初级绕组N1与二次侧次级绕组N2的额定电流之比，或者可以近似表示为一次侧初级绕组线圈与二次侧次级绕组线圈的匝数比，而二次侧采用闭合磁环设置。
[0004]而直流电流检测部分采用的检测器件的设备图参见2a所示，电路图参见图2b所示，原边电流穿过磁环，磁环根据电磁感应产生磁场，磁环缝隙中的传感芯片根据感应到的磁场转换成电压信号输出，以便后续检测。
[0005]现有技术方案中，检测直流电流的器件与检测拉弧电流的器件分别为独立的器件，如此，造成体积大、不利于板载安装的技术问题。
[0006]因此，现有技术方案中缺少一种体积较小且能同时实现拉弧电流检测及直流电流检测的检测装置。

技术实现思路

[0007]因此，为了解决现有技术方案中缺少一种体积较小且能同时实现拉弧电流检测及直流电流检测的检测装置的技术问题，本申请提供一种可同时检测直流及拉弧电流的传感器。
[0008]根据本申请实施例提供的一种可同时检测直流及拉弧电流的传感器，包括：
[0009]外壳，包括内壁与外壁，内壁与外壁之间设置有间隙；
[0010]磁芯，位于所述间隙内，在预设侧壁上开环设计有预设尺寸的缝隙；
[0011]PCB板，包括第一部分和第二部分，第二部分与第一部分连接，第二部分嵌于所述缝隙的两侧壁之间，第一部分位于所述磁芯外侧，与所述缝隙所在的侧面抵接；
[0012]直流电流检测芯片，贴合于所述第二部分的第一表面，用于检测直流电流；
[0013]拉弧电流检测芯片，贴合于所述第二部分的第二表面，用于检测拉弧电流；
[0014]信号处理模块，分别与所述直流电流检测芯片及拉弧电流检测芯片连接，处理并
输出检测到的直流电流信号及拉弧电流信号；
[0015]其中，所述第二表面与所述第一表面相背。
[0016]优选地，所述缝隙的侧壁设置有向外凸起的第一凸缘，所述PCB板的第一部分的相应位置处设置有与所述第一凸缘匹配的第一凹陷，通过所述第一凸缘与第一凹陷匹配使得所述PCB板的第一部分与所述预设侧壁紧密贴合。
[0017]优选地，所述内壁靠所述磁芯的缝隙一侧设置有固定件,
[0018]所述固定件与所述缝隙两侧壁的预设侧边抵接，用于固定所述磁芯。
[0019]优选地，所述固定件包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板与所述缝隙两侧的侧壁分别抵接。
[0020]优选地，所述直流电流检测芯片、所述拉弧电流检测芯片均为全桥式芯片。
[0021]优选地，在所述处理模块中，所述直流电流检测芯片对应的处理单元的电路结构，包括：
[0022]由第一电感、第二电感、第三电感及第四电感构成的第一磁传感芯片；
[0023]第一滤波模块，包括第五电感和第六电感，用于过滤交流电流；
[0024]第一运算放大器，包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端及接地端，第三连接端与第五电感连接，第二连接端与第六电感连接，在第一连接端与第二连接端设有并联连接的第二电容和第七电感，在第五电感与第三连接端之间设有并联连接的第八电感及第一电容，第四连接端为输出端；
[0025]其中，第一电感与第二电感串联形成第一电感组，第三电感与第四电感串联形成第二电感组，第一电感组与第二电感组并联形成所述第一磁传感芯片；及
[0026]第一电容的电容值与第二电容的电容值相同，第七电感的电阻值与第八电感的电阻值相同。
[0027]优选地，
[0028]所述第一电容及第二电容的低通频率均为f1＝1/(2*PI*C1*R7)；
[0029]其中，C1为第一电容C1的电容值，R7为第七电感MR1的电阻值，PI为圆周率值。
[0030]优选地，所述第一磁传感芯片的灵敏度为0.1mV/V/Gs
‑
0.5mV/V/Gs。
[0031]优选地，所述直流电流检测芯片的输出电压V
out1
为：
[0032]V
out1
＝β1*I1*Sen1*M1+Vref1；
[0033]其中，β1为第一磁传感芯片的放大倍数，I1为原边电流，Sen1为第一磁传感芯片的灵敏度，M1为每1A直流电流产生的磁场，Vref1为第一磁传感芯片的偏置电压。
[0034]优选地，在所述处理模块中，所述拉弧电流检测芯片对应的处理单元的电路结构，包括：
[0035]由第九电感、第十电感、第十一电感及第十二电感构成的第二磁传感芯片；
[0036]第二滤波模块，包括第十三电感、第十四电感、第五电容及第六电容，用于过滤直流电流；
[0037]第二运算放大器，包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端及接地端，第三连接端与第十三电感连接，第二连接端与第十四电感连接，在第一连接端与第二连接端设有并联连接的第四电容和第十五电感，在第十三电感与第三连接端之间设有并联连接的第十六电感及第三电容，第四连接端为输出端；
[0038]其中，第九电感与第十电感串联形成第三电感组，第十一电感与第十二电感串联形成第四电感组，第三电感组与第四电感组并联形成所述第二磁传感芯片；及
[0039]第十三电感的电阻值与第十四电感的电阻值相同，第十五电感的电阻值与第十六电感的电阻值相同。
[0040]优选地，所述第三电容和第四电容的频率均为：f2＝1/(2*PI*C5*R
13
)；
[0041]其中，C5为第五电容的电容值，R
13
为第十三电感的电阻值。
[0042]优选地，所述第二磁传感芯片的灵敏度为2mV/V/Gs
‑
5mV/V/Gs。
[0043]优选地，所述拉弧电流检测芯片的输出电压V
out2
为：
[0044]V
out2
＝β2*I2*Sen2*M2+Vref2；
[0045]其中，β2为第二磁传感芯片的放大倍数，I2为原边电流，Sen2为第一磁传感芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，包括：外壳，包括内壁与外壁，内壁与外壁之间设置有间隙；磁芯，位于所述间隙内，在预设侧壁上开环设计有预设尺寸的缝隙；PCB板，包括第一部分和第二部分，第二部分与第一部分连接，第二部分嵌于所述缝隙的两侧壁之间，第一部分位于所述磁芯外侧，与所述缝隙所在的侧面抵接；直流电流检测芯片，贴合于所述第二部分的第一表面，用于检测直流电流；拉弧电流检测芯片，贴合于所述第二部分的第二表面，用于检测拉弧电流；信号处理模块，分别与所述直流电流检测芯片及拉弧电流检测芯片连接，处理并输出检测到的直流电流信号及拉弧电流信号；其中，所述第二表面与所述第一表面相背。2.根据权利要求1所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，所述缝隙的侧壁设置有向外凸起的第一凸缘，所述PCB板的第一部分的相应位置处设置有与所述第一凸缘匹配的第一凹陷，通过所述第一凸缘与第一凹陷匹配使得所述PCB板的第一部分与所述预设侧壁紧密贴合。3.根据权利要求1所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，所述内壁靠所述磁芯的缝隙一侧设置有固定件,所述固定件与所述缝隙两侧壁的预设侧边抵接，用于固定所述磁芯。4.根据权利要求3所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，所述固定件包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板与所述缝隙两侧的侧壁分别抵接。5.根据权利要求1所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，所述直流电流检测芯片、所述拉弧电流检测芯片均为全桥式芯片。6.根据权利要求5所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，在所述处理模块中，所述直流电流检测芯片对应的处理单元的电路结构，包括：由第一电感、第二电感、第三电感及第四电感构成的第一磁传感芯片；第一滤波模块，包括第五电感和第六电感，用于过滤交流电流；第一运算放大器，包括第一连接端、第二连接端、第三连接端、第四连接端及接地端，第三连接端与第五电感连接，第二连接端与第六电感连接，在第一连接端与第二连接端设有并联连接的第二电容和第七电感，在第五电感与第三连接端之间设有并联连接的第八电感及第一电容，第四连接端为输出端；其中，第一电感与第二电感串联形成第一电感组，第三电感与第四电感串联形成第二电感组，第一电感组与第二电感组并联形成所述第一磁传感芯片；及第一电容的电容值与第二电容的电容值相同，第七电感的电阻值与第八电感的电阻值相同。7.根据权利要求6所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征在于，所述第一电容及第二电容的低通频率均为f1＝1/(2*PI*C1*L7)；其中，C1为第一电容的电容值，L7为第七电感的电阻值，PI为圆周率值。8.根据权利要求6所述的可同时检测直流电流及拉弧电流的传感器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱海华，周耀，谢建勇，
申请(专利权)人：宁波希磁电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：