一种电流传感器系统技术方案

本发明专利技术提出一种电流传感器系统，属于电流传感器技术领域。该系统包括电磁式线圈和罗氏线圈，所述电磁式线圈和罗氏线圈用于穿设在待测线路上；所述罗氏线圈与信号处理模块相连，用于将感应到的信号发送信号处理模块，所述信号处理模块用于对感应到的电流进行放大和积分处理；所述电磁式线圈与电池管理模块相连，用于将所述电池管理模块获取的电能进行转换，并通过转换后电能给信号处理模块和主控模块供电；所述主控模块用于处理和输出信号处理模块输出的信号。本发明专利技术采用电磁式线圈进行取电，采用罗氏线圈进行电流检测，可以适当减少电磁式线圈体积，优化了电流传感器尺寸，避免了电磁式线圈磁场容易饱和、频带较窄的问题，提高了电流测量精度。提高了电流测量精度。提高了电流测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种电流传感器系统


[0001]本专利技术涉及一种电流传感器系统，属于电流传感器


技术介绍

[0002]电流传感器作为一种检测电力系统电能的器具，随着电力电子技术的发展，对于电流传感器检测精度的要求也逐渐提高。现有技术中，主要采用电磁式互感器进行电流检测，同时这种电磁式互感器既可以检测电流也可以取电，如申请公布号CN113472086A的名为“一种基于电磁感应式无线传输互感器获取电力数据的方法及系统”的专利中，通过电磁感应式无线传输互感器采集电力系统的电流信号和电压信号，所需要电源由电磁式电压互感器二次绕组提供。这种电磁式电流互感器由闭合的铁芯和缠绕在铁芯上的绕组组成，其铁芯的厚度和绕组的匝数直接影响测量精度。在铁芯的厚度和绕组的匝数满足一定要求时，其测量精度较高，但会占用较大空间。为满足测量精度，一般电磁式线圈体积都较大，而且电磁式频带较窄，并且在大电流下铁芯磁路容易饱和，会对测量结果造成较大误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电流传感器系统，以解决现有电磁式电流传感器体积大、测量精度低的问题。
[0004]本专利技术提出一种电流传感器系统，包括电磁式线圈和罗氏线圈，所述电磁式线圈和罗氏线圈用于穿设在待测线路上；所述罗氏线圈与信号处理模块相连，用于将感应到的信号发送信号处理模块，所述信号处理模块用于对感应到的电流进行放大和积分处理；所述电磁式线圈与电池管理模块相连，用于将所述电池管理模块获取的电能进行转换，并通过转换后电能给信号处理模块和主控模块供电；所述主控模块用于处理和输出信号处理模块输出的信号。
[0005]本专利技术提供的电流传感器系统，包括电磁式线圈和罗氏线圈，采用电磁式线圈进行取电，采用罗氏线圈进行电流检测，可以适当减少电磁式线圈体积，优化了电流传感器尺寸，避免了电磁式线圈磁场容易饱和、频带较窄的问题，提高了电流测量精度，并通过信号处理模块、主控模块实现信号处理和数字化功能。
[0006]进一步地，为了提高电池管理模块的供电性能，该传感器系统还包括有整流器，所述整流器交流侧与电磁式线圈相连，整流器直流侧与电池管理模块相连，用于将电磁式线圈感应到的交流电转换成直流电。
[0007]进一步地，为了实现模拟信号与数字信号的转换，该传感器系统还包括有模数转换模块，该模数转换模块的输入端与信号处理模块输出端相连，输出端与主控模块相连，用于将信号处理模块输出的模拟信号转换为数字信号，该模数转换模块由电源管理模块供电。
[0008]进一步地，为了实现信号的放大和积分处理，所述信号处理模块包括第一放大电路和积分电路，所述放大电路包括第二放大器，用于对电流信号进行放大处理，所述积分电
路包括放大器，用于对电流放大信号进行积分还原处理，得到电流还原信号。
[0009]进一步地，为了实现信号的灵活输出，所述主控模块还连接有信号变换模块，通过信号变换模块输出信号。
[0010]进一步地，为了提高输出信号的抗电磁干扰能力，所述信号变换模块为光电耦合器，光电耦合器输入侧与主控模块的输出端连接，输出侧用于连接接口模块，以实现主控模块和接口模块之间的电磁隔离。
[0011]进一步地，所述信号变换模块包括顺次连接的数模转换电路、信号放大电路和射级跟随电路，其中数模转换电路的输入端与主控模块的输出端连接，数模转换电路的输出端通过信号放大电路和射级跟随电路的放大和跟随后输出对应的电压信号。
[0012]进一步地，所述信号变换模块为数模转换电路，数模转换电路的输入端与主控模块的输出端连接，数模转换电路的输出端用于连接接口模块，以将主控模块输出数字信号转换成模拟电流信号发送给接口模块。
[0013]所述信号变换模块可以根据使用环境的不同选择不同的输出方式，尽可能避免外界环境对信号的干扰，保证输出信号更好地被后续模块检测。
[0014]进一步地，为了实现不同输出信号的切换，所述信号变换模块还包括有切换开关，用于实现信号变换模块不同的信号输出方式的切换。
[0015]进一步地，所述电磁式线圈和罗氏线圈采用同心圆方式进行叠放。
附图说明
[0016]图1是本专利技术电流传感器系统的线路图；
[0017]图2是电流传感器系统的结构示意图；
[0018]图3是电磁式线圈和罗氏线圈安装示意图；
[0019]图4是信号处理模块示意图；
[0020]图5是罗氏线圈采样信号波形图；
[0021]图6是电源管理模块结构图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0023]本专利技术提出一种电流传感器系统，如图1和图2所示，该电流传感器包括电磁式线圈和罗氏线圈。如图1中所示，深色的圆环代表电磁式线圈，浅色圆环代表罗氏线圈，待测导线从电磁式线圈和罗氏线圈轴心穿过；罗氏线圈与信号处理模块(Singal Condition)相连，通过信号处理模块对获取的信号进行放大和积分处理；电磁式线圈与电池管理模块(Power Management)相连，通过电池管理模块给信号处理模块和主控模块(Processor)供电；主控模块用于处理和输出信号处理模块输出的信号。
[0024]现有的电磁式线圈既可以取电也可以检测电流信号，本专利技术中仅采用电磁式线圈进行取电，采用罗氏线圈检测电流信号，在此情况下，可以适当减少电磁式线圈的铁芯厚度、绕圈匝数，以减少电磁式线圈体积，进而优化电流传感器尺寸，同时避免了电磁式线圈频带较窄、且在大电流下容易饱和而造成的测量精度低的问题。
[0025]本实施例共设置三个电磁式线圈和三个罗氏线圈，电磁式线圈和罗氏线圈都进行
绝缘包装，并采用同心圆方式进行叠放，如图3所示，罗氏线圈在上、电磁式线圈在下放至在一体式底座设置好的凹槽中进行整体浇筑固定，浇筑完成的电磁式线圈和罗氏线圈可组成一个测量取电模块，本实施例中共组成三组测量取电模块，对A、B、C三路电路进行测量取电。
[0026]如图1所示，该传感器系统还包括有整流器(Rectifier)，其中整流器交流侧与电磁式线圈相连，整流器直流侧与电池管理模块相连，以将电磁式线圈感应到的交流电转换成直流电，针对于不同模块电压的需求，如图1和图2中信号处理模块、主控模块、信号变换模块，通过电池管理模块可输出对应电压给各个模块供电。其中，电池管理模块还连接有电池作为后备电源。该电流传感器系统还包括有模数转换模块(ADC)，该模数转换模块(ADC)的输入端与信号处理模块输出端相连，输出端与主控模块相连，用于将信号处理模块输出的模拟信号转换为数字信号，该模数转换模块也由电源管理模块供电。
[0027]电源管理模块采用结构如图6所示，电源管理模块包括输入电路、电源管理芯片及外围、后备超级电容及电池。其中输入电路中当一次侧有大电流通过时，由于整个电源管理模块(PMU)输入的最大峰值电流限制，多余的电流需要有合适的泄放通路进行泄放以保证整个电流设计的可靠稳定。因此需要在电源管理模块(P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流传感器系统，其特征在于，包括电磁式线圈和罗氏线圈，所述电磁式线圈和罗氏线圈用于穿设在待测线路上；所述罗氏线圈与信号处理模块相连，用于将感应到的信号发送信号处理模块，所述信号处理模块用于对感应到的电流进行放大和积分处理；所述电磁式线圈与电池管理模块相连，用于将所述电池管理模块获取的电能进行转换，并通过转换后电能给信号处理模块和主控模块供电；所述主控模块用于处理和输出信号处理模块输出的信号。2.根据权利要求1所述的电流传感器系统，其特征在于，该传感器系统还包括有整流器，所述整流器交流侧与电磁式线圈相连，整流器直流侧与电池管理模块相连，用于将电磁式线圈感应到的交流电转换成直流电。3.根据权利要求1所述的电流传感器系统，其特征在于，该传感器系统还包括有模数转换模块，该模数转换模块的输入端与信号处理模块输出端相连，输出端与主控模块相连，用于将信号处理模块输出的模拟信号转换为数字信号，该模数转换模块由电源管理模块供电。4.根据权利要求1所述的电流传感器系统，其特征在于，所述信号处理模块包括放大电路和积分电路，所述放大电路包括第一放大器，用于对电流信号进行放大处理，所述积分电路包括第二放大器，用于对电流放大信号进行积分还原处理，得到电流还原信号。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡龙源，王涛，吕会妍，严鸿鹏，郭丰，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：