一种磁平衡式电流传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁平衡式电流传感器，包括：磁回路、霍尔元件、后级放大器、开关控制信号模块和反馈电流线圈；磁回路，用于缠绕待测线圈和反馈电流线圈；霍尔元件置于磁回路中；霍尔元件、后级放大器、开关控制信号模块和反馈电流线圈依次连接；所述霍尔元件，用于检测所置环境的磁感应强度，并输出电信号；所述后级放大器，用于对所述电信号进行放大；所述开关控制信号模块，用于对放大后的电信号进行离散处理生成开关控制信号；所述反馈电流线圈，用于根据所述开关控制信号在所述磁回路进行激励控制磁平衡，并产生反馈电流。本实用新型专利技术提供的磁平衡式电流传感器功耗低。型提供的磁平衡式电流传感器功耗低。型提供的磁平衡式电流传感器功耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种磁平衡式电流传感器


[0001]本技术属于电子
，尤其涉及一种磁平衡式电流传感器。

技术介绍

[0002]目前，经典霍尔效应是1879年由美国物理学家霍尔发现的一种磁电效应，并以此命名的。在现代工业中，利用霍尔效应制成的半导体元件广泛的应用于自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器可以检测霍尔元件所处环境的磁感应强度，典型应用就是电流测量领域。霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。线性霍尔传感器又包括开环式电流传感器和闭环式电流传感器两种，霍尔闭环电流传感器又叫磁平衡式电流传感器。其中，线型霍尔传感器因拥有很宽的磁场工作范围，以及几乎不受振动、潮湿、灰尘、油膜或环境照明等环境因素的影响的特点受到了广泛应用，特别是磁平衡式电流传感器。但是，传统磁平衡式电流传感器功耗大。

技术实现思路

[0003]本技术实施例提供了一种磁平衡式电流传感器，以解决传统的磁平衡式电流传感器功耗大的问题。
[0004]本技术实施例提供的一种磁平衡式电流传感器，包括：磁回路、霍尔元件、后级放大器、开关控制信号模块和反馈电流线圈；所述霍尔元件置于所述磁回路中；所述霍尔元件、所述后级放大器、所述开关控制信号模块和所述反馈电流线圈依次连接；
[0005]所述磁回路，用于缠绕待测线圈和所述反馈电流线圈；
[0006]所述霍尔元件，用于检测所置环境的磁感应强度，并输出电信号；
[0007]所述后级放大器，用于对所述电信号进行放大；
[0008]所述开关控制信号模块，用于对放大后的电信号进行离散处理生成开关控制信号；
[0009]所述反馈电流线圈，用于根据所述开关控制信号在所述磁回路进行激励控制磁平衡，并产生反馈电流。
[0010]本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0011]本技术实施例提供的磁平衡式电流传感器，将霍尔元件置于磁回路中，检测所置环境的磁感应强度，通过霍尔元件、后级放大器、开关控制信号模块和反馈电流线圈依次连接，对霍尔元件检测出的电信号进行放大和调制处理后驱动反馈电流线圈，控制磁回路中的磁平衡，进而通过反馈电流线圈中的电流确定缠绕在磁回路上待测线圈中的电流。经过开关控制信号模块对放大后的电信号进行调制，降低了驱动反馈电流线圈的电压，降低了反馈电流线圈的功耗，从而降低了磁平衡式电流传感器的功耗。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为传统的磁平衡式电流传感器结构和原理示意图；
[0014]图2为本技术一实施例提供的磁平衡式电流传感器的结构示意图；
[0015]图3是本技术一实施例提供的开关控制信号模块的结构和工作原理示意图；
[0016]附图标记：11、磁回路；12、霍尔元件；13、后级放大器；反馈电流线圈14；21、磁回路；22、霍尔元件；23、后级放大器；24、开关控制信号模块；25、反馈电流线圈；241、比较器；242、开关变换器。
具体实施方式
[0017]为了使本
的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。
[0018]本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含，并不仅限于文中列举的示例。此外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0019]图1是传统的磁平衡式电流传感器结构和原理示意图，如图所示，磁平衡式电流传感器包括：磁回路11、霍尔元件12、后级放大器13和反馈电流线圈14。
[0020]其中，磁回路11用磁性材料构成，待测电流I
X
一般在磁回路11中单匝穿芯而过。霍尔元件12置于磁回路11中，霍尔元件12的输出信号由后级放大器13检测并放大后输入反馈电流线圈14，反馈电流线圈14缠绕在磁回路11上，反馈电流线圈14在放大后的电信号的驱动下产生反馈电流I
F
。
[0021]此时，磁回路11中的磁感应强度是待测电流I
X
所产生磁感应强度与反馈电流线圈中反馈电流I
F
所产生磁感应强度的叠加。通过负反馈控制，使得磁回路11中的磁感应强度始终为零(或一个定值)，则可以用所述反馈电流线圈中的电流I
F
来表征待测电流I
X
的值。该电流检测方法一般又称为“零磁通(或恒磁通)”控制式。
[0022]采用上述方法，反馈电流线圈14中的反馈电流I
F
正比于待测电流I
X
，即
[0023][0024]其中，I
F
为反馈电流；I
X
为待测电流；N为反馈电流线圈14匝数。
[0025]在传统的控制方法中，反馈电流线圈14中的反馈电流I
F
的产生，都是用电子学中所谓“线性变换”的方法实现的，此时为提供所需的反馈电流I
F
，电源所消耗的功率为：
[0026][0027]其中，V
CC
为电源电压；P为电源消耗的功率；I
F
为反馈电流；I
X
为待测电流；N为反馈电流线圈14匝数。
[0028]可见，电源功耗与待测电流I
X
，反馈电流线圈14匝数N以及电源电压V
CC
相关。当在
进行大电流测量时，磁平衡式电流传感器将会产生较大的功耗。本技术则旨在通过对磁平衡式电流传感器进行改进以降低功耗。
[0029]以下结合具体附图对本技术的实现进行详细的描述：
[0030]图2为本技术一实施例提供的磁平衡式电流传感器的结构示意图，该磁平衡式电流传感器包括：磁回路21、霍尔元件22、后级放大器23、开关控制信号模块24和反馈电流线圈25。
[0031]其中，霍尔元件22置于磁回路21中，霍尔元件22、后级放大器23、开关控制信号模块24和反馈电流线圈25依次连接。
[0032]磁回路21，用于缠绕待测线圈和反馈电流线圈25。
[0033]霍尔元件22，用于检测所置环境的磁感应强度，并输出电信号。
[0034]后级放大器23，用于对电信号进行放大。
[0035]开关控制信号模块24，用于对放大后的电信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁平衡式电流传感器，其特征在于，包括：磁回路、霍尔元件、后级放大器、开关控制信号模块和反馈电流线圈；所述霍尔元件置于所述磁回路中；所述霍尔元件、所述后级放大器、所述开关控制信号模块和所述反馈电流线圈依次连接；所述磁回路，用于缠绕待测线圈和所述反馈电流线圈；所述霍尔元件，用于检测所置环境的磁感应强度，并输出电信号；所述后级放大器，用于对所述电信号进行放大；所述开关控制信号模块，用于对放大后的电信号进行离散处理生成开关控制信号；所述反馈电流线圈，用于根据所述开关控制信号在所述磁回路进行激励控制磁平衡，并产生反馈电流。2.根据权利要求1所述的磁平衡式电流传感器，其特征在于，所述开关控制信号模块包括比较器；所述比较器的输入端分别与所述后级放大器和交变信号连接；所述比较器，用于根据对放大后的电信号和所述交变信号进行比较产生离散的开关控制信号；所述比较器的输出端，用于输出所述开关控制信号。3.根据权利要求2所述的磁平衡式电流传感器，其特征在于，所述交变信...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘飞蹊，罗洪亮，
申请(专利权)人：深圳市信瑞达电力设备有限公司，
类型：新型
国别省市：