零磁通电流传感器制造技术

一种零磁通电流传感器，其包括直流磁芯和交流磁芯，以及绕制在直流磁芯和交流磁芯上的副边绕组Ns，在直流磁芯和交流磁芯上还分别绕制有直流绕组T1和交流绕组T3，直流绕组T1分别与采样电路、振荡电路、反相电路和峰差解调器连接，峰差解调器的一个输入端与采样电路连接，峰差解调器的另一个输入端经过反相电路与采样电路连接，峰差解调器的两个输入端将振荡电路的周期信号的每个周期的两半周波的峰值进行差分计算，反馈电路根据所述差分计算的结果对副边绕组Ns补偿，使副边绕组Ns的磁通量与原边电流的磁通量大小相等且方向相反，不仅减少了磁性和绕组的数量，而且不需要通过整流取每个半波的有效值，具有结构简单和成本低的特点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
零磁通电流传感器


[0001]本技术涉及低压电器领域，特别是涉及一种零磁通电流传感器。

技术介绍

[0002]零磁通电流传感器可用于检测漏电，广泛应用在交流电和直流电监测、直流继电器、漏电断路器等保护器产品，现有的零磁通电流传感器主要有闭环式霍尔电流传感器和零磁通电流传感器两种实现方式。
[0003]如图1示出现有的零磁通电流传感器，虽然零磁通电流传感器可以达到较高精度，也能通过使用高磁导率磁芯实现微弱电流检测，但是需要使用三个磁芯及绕组，其中两个磁芯用于检测直流部分的剩磁，其中另一个磁芯用于负责交流的检测，导致成本偏高且体积较大。
专利技术创造内容
[0004]本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种使用两个磁芯的零磁通电流传感器。
[0005]为实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0006]一种零磁通电流传感器，其包括直流磁芯和交流磁芯，以及绕制在直流磁芯和交流磁芯上的副边绕组Ns，在直流磁芯和交流磁芯上还分别绕制有直流绕组T1和交流绕组T3，所述直流绕组T1分别与采样电路、振荡电路、反相电路和峰差解调器连接，振荡电路能够输出周期信号至采样电路；
[0007]峰差解调器的一个输入端与采样电路连接，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的半个周波的峰值；
[0008]峰差解调器的另一个输入端经过反相电路与采样电路连接，反相电路将所述周期信号相位反转，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的另外半个周波的峰值；
[0009]所述峰差解调器的输出端和交流绕组T3分别经过反馈电路与副边绕组Ns连接，峰差解调器将所述周期信号的每个周期的两半周波的峰值进行差分计算，反馈电路根据所述差分计算的结果对副边绕组Ns补偿，使副边绕组Ns的磁通量与原边电流的磁通量大小相等且方向相反。
[0010]优选的，所述峰值解调器包括两组峰值采样电路，以及分别与两组峰值采样电路的输出端连接的差分电路，其中一组峰值采样电路的输入端与所述采样电路连接，其中另一组峰值采样电路的输入端与所述反相电路连接。
[0011]优选的，所述反相电路包括由运放U3C构成的反相放大器。
[0012]优选的，所述运放U3C的任一输入端与可调电位器VR1连接。
[0013]优选的，所述振荡电路为文氏电桥正弦波振荡电路，所述周期信号为正弦信号。
[0014]优选的，所述副边绕组Ns与反馈电路连接的另一端经过边界电阻Rs接地，在边界电阻Rs两端并联有放大电路，放大电路与零磁通电流传感器的输出端连接。
[0015]优选的，所述采样电路包括采样电阻Rs1，所述直流绕组T1经过采样电阻Rs1接地，所述的两组峰值采样电路分别为第一峰值采样电路和第二峰值采样电路，且第一峰值采样电路和第二峰值采样电路相同，第一峰值采样电路与采样电阻Rs1连接，第二峰值采样电路经过所述反相电路与采样电阻Rs1连接。
[0016]优选的，所述第一峰值采样电路包括运放U4A和运放U4B，运放U4B的输出端与差分电路的输入端连接，运放U4A的输出端经过二极管D2与对应的运放U4B的正极输入端连接，运放U4A的负极输入端分别与电阻R6的一端和二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与运放U4A的输出端连接，电阻R6的另一端分别与运放U4B的负极输入端和输出端连接，运放U4B的正极输入端分别经过电阻R7和电容C2接地，运放U4B的输出端经过电容C4接地。
[0017]优选的，所述峰值解调器包括两组峰值采样电路，所述运放U3C的输出端与其中一组峰值采样电路的输入端连接，运放U3C的正极输入端经过电阻R22接地，运放U3C的负极输入端分别与电阻R19的一端、电阻R20的一端和电阻R21的一端连接，电阻R19的另一端与运放U3C的输出端连接，电阻R20的另一端与所述采样电路连接，电阻R21的另一端与可调电位器VR1的输出端连接，可调电位器VR1的两端分别与电阻R23和电阻R24连接。
[0018]优选的，所述振荡电路包括运放U3B，运放U3B的输出端与直流绕组T1连接，运放U3B的正极输入端分别与电阻R16的一端、电阻R15的一端和电容C7的一端连接，电阻R15的另一端和电容C7的另一端分别经过电阻R14和电容C6与运放U3B的输出端连接，运放U3B的负极输入端分别与电阻R17的一端、电阻R18的一端和所述电阻R16的另一端连接，电阻R18的另一端与运放U3B的输出端连接，电阻R17的另一端分别与二极管D5的正极和二极管D6的负极连接，二极管D5的负极和二极管D6的正极分别与运放U3B的输出端连接。
[0019]本技术的零磁通电流传感器，利用直流电通过原边时形成的偏置磁通，并对直流磁芯上直流绕组T1的每个周期的两半周波的峰值进行差分运算，即通过直流绕组T1的每个周期的正半波和负半波的峰差进行直流检测，不需要设置现有技术在图1中的第二绕组T2所对应的磁芯，以及所连接的采样电阻，减少了零件的数量，降低了成本，也缩小了体积。
[0020]此外，本技术直接取每个半波的峰值和谷值的绝对值后进行差分比较，其中谷值的绝对值是对整个信号取反相后再取峰值获得，不需要将半波整流后取有效值进行计算，不需要设计要整流和滤波电路，电路数量更少，结构也更简单。
附图说明
[0021]图1是现有技术中零磁通电流传感器的电路图；
[0022]图2是现有技术中峰差解调器的输入信号图；
[0023]图3是现有技术中图2的输入信号的波形图；
[0024]图4是技术中零磁通电流传感器的电路图；
[0025]图5是技术中峰差解调器的输入信号图；
[0026]图6是技术中图5的输入信号的波形图；
[0027]图7是本技术的零磁通电流传感器的路图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图4至7给出的实施例，进一步说明本技术的零磁通电流传感器的具体实施方式。本技术的零磁通电流传感器不限于以下实施例的描述。
[0029]如图4所示，本技术的零磁通电流传感器包括直流磁芯和交流磁芯，以及绕制在直流磁芯和交流磁芯上的副边绕组Ns，在直流磁芯和交流磁芯上还分别绕制有直流绕组T1和交流绕组T3，副边绕组Ns根据直流绕组T1和交流绕组T3的反馈信号输出能够抵消原边电流的磁通量，所述直流绕组T1分别与采样电路、振荡电路、反相电路和峰差解调器连接，振荡电路能够输出周期信号至采样电路；
[0030]峰差解调器的一个输入端与采样电路连接，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的半个周波的峰值；
[0031]峰差解调器的另一个输入端经过反相电路与采样电路连接，反相电路将所述周期信号相位反转，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的另外半个周波的峰值；
[0032]所述峰差解调器的输出端和交流绕组T3分别经过反馈电路与副边绕组Ns连接，峰差解调器将所述周期信号的每个周期的两半周波的峰值进行差分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种零磁通电流传感器，其特征在于：包括直流磁芯和交流磁芯，以及绕制在直流磁芯和交流磁芯上的副边绕组Ns，在直流磁芯和交流磁芯上还分别绕制有直流绕组T1和交流绕组T3，所述直流绕组T1分别与采样电路、振荡电路、反相电路和峰差解调器连接，振荡电路能够输出周期信号至采样电路；峰差解调器的一个输入端与采样电路连接，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的半个周波的峰值；峰差解调器的另一个输入端经过反相电路与采样电路连接，反相电路将所述周期信号相位反转，通过峰差解调器取得所述周期信号的每个周期中的另外半个周波的峰值；所述峰差解调器的输出端和交流绕组T3分别经过反馈电路与副边绕组Ns连接，峰差解调器将所述周期信号的每个周期的两半周波的峰值进行差分计算，反馈电路根据所述差分计算的结果对副边绕组Ns补偿，使副边绕组Ns的磁通量与原边电流的磁通量大小相等且方向相反。2.根据权利要求1所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述峰值解调器包括两组峰值采样电路，以及分别与两组峰值采样电路的输出端连接的差分电路，其中一组峰值采样电路的输入端与所述采样电路连接，其中另一组峰值采样电路的输入端与所述反相电路连接。3.根据权利要求1所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述反相电路包括由运放U3C构成的反相放大器。4.根据权利要求3所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述运放U3C的任一输入端与可调电位器VR1连接。5.根据权利要求1所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述振荡电路为文氏电桥正弦波振荡电路，所述周期信号为正弦信号。6.根据权利要求1所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述副边绕组Ns与反馈电路连接的另一端经过边界电阻Rs接地，在边界电阻Rs两端并联有放大电路，放大电路与零磁通电流传感器的输出端连接。7.根据权利要求2所述的零磁通电流传感器，其特征在于：所述采样电路包括采样电阻Rs1，所述直流绕组T1经过采样电阻Rs1接地，所述的两组峰值采样电路分别为第一峰值采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕芳银，李志鹏，王联长，蒲启成，
申请(专利权)人：浙江正泰电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：