磁通门传感器、数字采样系统、数字采样方法及控制器技术方案

本发明专利技术提供了一种磁通门传感器、数字采样系统、数字采样方法及控制器，该磁通门传感器包括：激励源发生电路，激励源发生电路设有外部输入接口；激励源发生电路通过外部输入接口与控制器连接，激励源发生电路还与磁通门传感器内的激磁绕组连接；激励源发生电路接收所述控制器输出的激励源驱动信号；激励源发生电路根据所述激励源驱动信号生成对应的激励输入信号，并将激励输入信号输出至激磁绕组，对激磁绕组进行激励。在本发明专利技术中，通过在磁通门传感器内设置外部输入接口和激励源发生电路，利用激励源发生电路根据外部输入的激励源驱动信号生成激励信号，从而对激励信号的调节，避免在采样过程中激励信号的干扰，实现了采集精度的提高。度的提高。度的提高。

【技术实现步骤摘要】
磁通门传感器、数字采样系统、数字采样方法及控制器


[0001]本专利技术涉及传感器
，尤其涉及一种磁通门传感器、数字采样系统、数字采样方法及控制器。

技术介绍

[0002]磁通门传感器因其独特的磁调制技术，通过零磁通闭环控制可以实现优越的测量性能，具体表现在响应时间快，温漂特性优越，可测量交直流信号且测量范围宽，在高精度、高性能的电流测量应用场合有着广泛的应用。
[0003]最早的磁通门传感器是比较简单的单磁芯结构，但由于其激磁绕组的影响，单磁芯调制器的输出信号中包含幅值较大的奇次谐波。为了提高其测量精度，可以采用双磁芯调制，使两个激磁绕组上的激磁信号任意时刻幅值相等而相位相反，其输出信号中包含的奇次谐波相互抵消、偶次谐波彼此相加，便可消除激磁绕组带来的影响以进一步提高其测量精度。在此基础上，为了更进一步提高传感器的测量带宽，又增加了一个交流磁芯和绕组，以提升其对交流信号的测量能力。
[0004]虽然双磁芯绕组的磁通门，理论上已经可以消除激磁电流带来的奇次谐波进而减小传感器采样误差，但对于高采样速率、高精度的数字采样系统，由于其获取数据的速率很高(100ksps级甚至Msps级)，参照图1，磁通门传感器的激磁信号由磁通门振荡器输出的振荡信号生成，该振荡信号和对应的激磁信号为频率和相位固定的信号。采样时刻总是不可避免的会采到传感器的激磁时刻，在激磁信号的正负跳变时刻，其跳变点的扰动还是会不可避免的耦合至二次侧输出电流中。因此，在采样率很高的情况下，其采样时刻总是会与传感器的激磁时刻有部分重叠，导致最终采集到的数据中含有激磁频率的噪声分量，对于微电流高精度采样系统(uA～10mA级)，这个噪声成分占比很重，会极大的影响采样精度。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种磁通门传感器、数字采样系统、数字采样方法及控制器，旨在解决现有技术中由于激磁频率的噪声导致采集精度降低的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提出一种磁通门传感器，所述磁通门传感器包括：激励源发生电路，所述激励源发生电路设有外部输入接口；
[0008]其中，所述激励源发生电路通过所述外部输入接口与控制器连接，所述激励源发生电路还与所述磁通门传感器内的激磁绕组连接；
[0009]所述激励源发生电路，用于接收所述控制器输出的激励源驱动信号；
[0010]所述激励源发生电路，还用于根据所述激励源驱动信号生成对应的激励输入信号，并将所述激励输入信号输出至所述激磁绕组，对所述激磁绕组进行激励。
[0011]可选地，所述激励源发生电路包括：第一至第二二极管、第一至第二开关管、第一
电容以及第一至第二电阻；
[0012]其中，第一二极管的阳极与所述控制器激励源驱动信号的正极输出端连接，所述第一二极管的阴极与第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输入端与正电源连接，所述第一开关管的输出端与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述激磁绕组连接；
[0013]所述第二二极管的阳极与所述控制器激励源驱动信号的负极输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的输入端与负电源连接，所述第二开关管的输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接。
[0014]可选地，所述磁通门传感器还包括：信号解调电路；
[0015]其中，所述信号解调电路分别与所述控制器以及所述磁通门传感器内的检测绕组连接；
[0016]所述信号解调电路，用于接收所述控制器输出的基准信号以及所述检测绕组输出的激励输出信号；
[0017]所述信号解调电路，还用于将所述激励输出信号与所述基准信号进行比较获得相位差，并将所述相位差反馈至所述控制器，以使所述控制器根据所述相位差调节所述激励源驱动信号。
[0018]可选地，所述磁通门传感器还包括：第三二极管和第三开关管；
[0019]其中，所述第三二极管的阳极与所述控制器连接，所述第三二极管的阴极与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端以及输出端均与所述信号解调电路连接。
[0020]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种数字采样系统，所述数字采样系统包括：控制器、采样芯片、信号调理电路以及所述的磁通门传感器；
[0021]其中，所述控制器分别与所述采样芯片、所述磁通门传感器内的激励源发生电路连接，所述采样芯片通过信号调理电路与所述磁通门传感器连接；
[0022]所述控制器，用于生成采样信号和激励源驱动信号，并将所述采样信号发送至所述采样芯片，且将所述激励源驱动信号发送至所述激励源发生电路；其中，所述采样信号的采样频率为所述激励源驱动信号的驱动频率的整数倍，所述采样信号与所述激励源驱动信号的相位差与所述整数倍成反比；
[0023]所述采样芯片，用于在接收到所述采样信号时，根据所述采样信号对所述磁通门传感器输出的电流信号。
[0024]可选地，所述数字采样系统还包括：过流检测电路；
[0025]其中，所述过流检测电路分别与所述控制器以及所述磁通门传感器的原边绕组连接；
[0026]所述过流检测电路，用于检测通过所述原边绕组的电流信号，并在所述电流信号的电流值大于预设电流值时，输出过流信号至所述控制器；
[0027]所述控制器，还用于在接收到所述过流信号时，停止输出所述采样信号至所述采样芯片。
[0028]可选地，所述过流检测电路包括：第三至第六电阻、第四开关管以及第一比较器；
[0029]其中，第三电阻的第一端与所述原边绕组连接，所述第三电阻的第二端与第四电阻的第一端以及第五电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述第一比较器的正向输入端连接，所述第五电阻的第二端接地，所述第一比较器的反向输入端与预设电流源连接，所述第一比较器的输出端与所述第四开关管的控制端连接，所述第四开关管的输入端与所述第六电阻的第一端连接，所述第四开关管的输出端接地，所述第六电阻的第二端与所述控制器连接。
[0030]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供了一种数字采样方法，所述数字采样方法包括：
[0031]在启动采样时生成采样信号和激励源驱动信号；其中，所述采样信号的采样频率为所述激励源驱动信号的驱动频率的整数倍，所述采样信号与所述激励源驱动信号的相位差与所述整数倍成反比；
[0032]将所述激励源驱动信号输出至磁通门传感器，以使所述磁通门传感器生成对应的激励信号，对所述激磁绕组进行激励；
[0033]将所述采样信号输出至采样芯片，以使采样芯片根据所述采样信号对所述磁通门传感器输出的电流参数进行采集。
[0034]可选地，所述将所述采样信号输出至采样芯片，以使采样芯片根据所述采样信号对所述磁通门传感器输出的电流参数进行采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁通门传感器，其特征在于，所述磁通门传感器包括：激励源发生电路，所述激励源发生电路设有外部输入接口；其中，所述激励源发生电路通过所述外部输入接口与控制器连接，所述激励源发生电路还与所述磁通门传感器内的激磁绕组连接；所述激励源发生电路，用于接收所述控制器输出的激励源驱动信号；所述激励源发生电路，还用于根据所述激励源驱动信号生成对应的激励输入信号，并将所述激励输入信号输出至所述激磁绕组，对所述激磁绕组进行激励。2.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，所述激励源发生电路包括：第一至第二二极管、第一至第二开关管、第一电容以及第一至第二电阻；其中，第一二极管的阳极与所述控制器激励源驱动信号的正极输出端连接，所述第一二极管的阴极与第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的输入端与正电源连接，所述第一开关管的输出端与第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述激磁绕组连接；所述第二二极管的阳极与所述控制器激励源驱动信号的负极输出端连接，所述第二二极管的阴极与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的输入端与负电源连接，所述第二开关管的输出端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电容的第一端连接。3.如权利要求1所述的磁通门传感器，其特征在于，所述磁通门传感器还包括：信号解调电路；其中，所述信号解调电路分别与所述控制器以及所述磁通门传感器内的检测绕组连接；所述信号解调电路，用于接收所述控制器输出的基准信号以及所述检测绕组输出的激励输出信号；所述信号解调电路，还用于将所述激励输出信号与所述基准信号进行比较获得相位差，并将所述相位差反馈至所述控制器，以使所述控制器根据所述相位差调节所述激励源驱动信号。4.如权利要求3所述的磁通门传感器，其特征在于，所述磁通门传感器还包括：第三二极管和第三开关管；其中，所述第三二极管的阳极与所述控制器连接，所述第三二极管的阴极与所述第三开关管的控制端连接，所述第三开关管的输入端以及输出端均与所述信号解调电路连接。5.一种数字采样系统，其特征在于，所述数字采样系统包括：控制器、采样芯片、信号调理电路以及权利要求1
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4任一项所述的磁通门传感器；其中，所述控制器分别与所述采样芯片、所述磁通门传感器内的激励源发生电路连接，所述采样芯片通过信号调理电路与所述磁通门传感器连接；所述控制器，用于生成采样信号和激励源驱动信号，并将所述采样信号发送至所述采样芯片，且将所述激励源驱动信号发送至所述激励源发生电路；其中，所述采样信号的采样频率为所述激励源驱动信号的驱动频...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，张勉，马靖然，
申请(专利权)人：苏州汇川控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：