一种温度补偿电路及电流传感器制造技术

本发明专利技术涉及传感器技术领域，公开了一种温度补偿电路及电流传感器，本发明专利技术通过在惠通斯电桥上增加接地电路，接地电路使得所述惠通斯电桥的输出电压与温度无关，以完成对传感器温漂的补偿，进行电源管理模块的工作模式切换，提高电流传感器准确性，并且不需要提前测试传感器的性能来进行补偿，对传感器的性能均一性要求较低，适合大规模量产。适合大规模量产。适合大规模量产。

【技术实现步骤摘要】
一种温度补偿电路及电流传感器


[0001]本专利技术涉及传感器
，具体涉及一种温度补偿电路及电流传感器。

技术介绍

[0002]随着能源行业向清洁低碳、安全高效转型，电网、新能源汽车对高灵敏度、高可靠性传感器有十分迫切的需求。面向电网数字化转型和“源网荷储”广域、分布式全景信息感知，为强化电力系统可观、可测、可控能力，需要微型化、高灵敏、低功耗的磁敏传感器提供复杂工况下的交直流磁场及电流信号高精度感知量测能力，为电网设备安全运行和可靠供电提供重要保障。目前，电流测量的主要方法有电流互感器、分流电阻、光纤电流互感器、零磁通电流互感器以及基于磁敏芯片的电流传感器。隧穿磁阻器件(TMR)是目前最新一代基于磁阻效应的磁场测量技术，其相比传统的霍尔器件、各向异性磁阻器件以及巨磁阻器件拥有更高的灵敏度，在电力系统电流测量领域拥有广泛的应用前景。
[0003]但是TMR也存在着温漂的问题，在不同温度下，输出不稳定。常规的补偿方式是需要提前测试TMR的性能，利用相应的算法进行补偿，此方法的弊端是需要对每一个出厂的TMR器件进行性能测试，不适合大规模量产。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种温度补偿电路及电流传感器，以解决常规的TMR补偿方式是需要提前测试TMR的性能，利用算法进行补偿，此方法的弊端是需要对每一个出厂的TMR器件进行性能测试，不适合大规模量产的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种温度补偿电路，应用于基于惠通斯电桥的传感器，惠通斯电桥的第一供电端接入第一供电电源，电路包括：接地电路、放大电路及除法电路，其中，接地电路，其第一端与所述惠通斯电桥的第二供电端连接，其第二端接地，其用于使得惠通斯电桥的输出电压与温度无关；放大电路，其第一输入端、第二输入端分别与所述惠通斯电桥的第一输出端、第二输出端对应连接，其输出端与除法电路的第一输入端连接，其用于对惠通斯电桥的输出电压进行放大；放大电路的输出端与所述惠通斯电桥的第二供电端之间的电压为温度补偿后的惠通斯电桥的电压。
[0006]本专利技术通过增加接地电路，完成对TMR温漂的补偿，提高电流传感器准确性，并且不需要提前测试TMR的性能来进行补偿，对TMR的性能均一性要求较低，适合大规模量产。
[0007]在一种可选的实施方式中，温度补偿电路，还包括：除法电路，其第二输入端与所述惠通斯电桥的第二供电端连接，其用于计算放大电路输出电压与所述接地电路电压的电压比值，所述电压比值用于计算电流。
[0008]在一种可选的实施方式中，接地电路包括：接地电阻。
[0009]在一种可选的实施方式中，除法电路包括：第一对数运算电路、第二对数运算电路、减法运算电路及指数运算电路，其中，第一对数运算电路，其输入端与放大电路的输出端连接，其输出端与减法运算电路的第一输入端连接，其用于对放大电路输出电压取对数；
第二对数运算电路，其输入端与惠通斯电桥的第二供电端连接，其输出端与减法运算电路的第二输入端连接，其用于对接地电路电压取对数；减法运算电路，其输出端与指数运算电路的输入端连接，其输出端与指数运算电路的输入端连接，其用于将所输入的两个电压做减法；指数运算电路，其用于对所输入的电压进行指数运算，输出放大电路输出电压与接地电路电压的比值。
[0010]在一种可选的实施方式中，第一对数运算电路及第二对数运算电路均包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器及第一开关，其中，第一运算放大器，其同相输入端通过第一电阻与第二供电电源连接，其反相输入端通过第二电阻与放大电路的输出端或者惠通斯电桥的第二供电端连接，其输出端第一开关的第一端连接；第一开关，其第二端与第一运算放大器的反相输入端连接，其控制端与第三供电电源连接。
[0011]在一种可选的实施方式中，减法运算电路包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二运算放大器及第二开关，其中，第二运算放大器，其同相输入端通过第三电阻与第一对数运算电路的输出端连接，其同相输入端还通过第四电阻与第二供电电源连接，其反相输入端通过第五电阻与第二对数运算电路的输出端连接，其输出端通过第六电阻与其反相输入端连接，其输出端还与第二开关的第一端、第二开关的控制端连接；第二开关，其第二端与指数运算电路的输入端连接。
[0012]在一种可选的实施方式中，指数运算电路包括：第七电阻、第八电阻及第三运算放大器，其中，第三运算放大器，其同相输入端通过第七电阻与第二供电电源连接，其反相输入端与减法运算电路的输出端连接，其输出端通过第八电阻与其反相输入端连接，其输出端输出放大电路输出电压与接地电路电压的比值。
[0013]在一种可选的实施方式中，除法电路包括：数字信号处理芯片。
[0014]在一种可选的实施方式中，数字信号处理芯片依据下述计算公式计算惠通斯电桥所处磁场强度：
[0015][0016]式中，V0为放大电路输出电压与接地电路电压的比值，V1为惠通斯电桥的输出电压，V2为接地电路电压，R
C
为接地电阻阻值，Gain为放大电路增益，Δ为磁场强度相关的系数。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种电流传感器，包括：惠通斯电桥及第一方面及其任一可选的实施方式的温度补偿电路。
[0018]本专利技术利用温度补偿电路对惠通斯电桥进行补偿，在温度补偿电路中增加接地电路，使得惠通斯电桥的输出电压与温度无关，从而提高电流检测的准确度。
[0019]在一种可选的实施方式中，惠通斯电桥四个桥臂，每个桥臂均设一个第九电阻。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1是根据本专利技术实施例的温度补偿电路及电流传感器的结构示意图；
[0022]图2是根据本专利技术实施例的另一温度补偿电路及电流传感器的结构示意图；
[0023]图3是根据本专利技术实施例的除法电路的具体电路拓扑图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域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，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]根据本专利技术实施例，提供了一种温度补偿电路，应用于基于惠通斯电桥的传感器，如图1所示，惠通斯电桥由四个桥臂构成，每个桥臂上均设置一个磁敏感电阻(R1～R4)温度补偿电路包括：接地电路11、放大电路12及除法电路13。
[0026]如图1所示，惠通斯电桥，其第一供电端接入第一供电电源，其第二供电端通过接地电路11的第一端连接，其第一输出端及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度补偿电路，其特征在于，应用于基于惠通斯电桥的传感器，所述惠通斯电桥的第一供电端接入第一供电电源，所述电路包括：接地电路、放大电路及除法电路，其中，接地电路，其第一端与所述惠通斯电桥的第二供电端连接，其第二端接地，其用于使得所述惠通斯电桥的输出电压与温度无关；放大电路，其第一输入端、第二输入端分别与所述惠通斯电桥的第一输出端、第二输出端对应连接，其输出端与所述除法电路的第一输入端连接，其用于对所述惠通斯电桥的输出电压进行放大；所述放大电路的输出端与所述惠通斯电桥的第二供电端之间的电压为温度补偿后的惠通斯电桥的电压。2.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，还包括：除法电路，其第二输入端与所述惠通斯电桥的第二供电端连接，其用于计算放大电路输出电压与所述接地电路电压的电压比值，所述电压比值用于计算电流。3.根据权利要求1所述的温度补偿电路，其特征在于，所述接地电路包括：接地电阻。4.根据权利要求2所述的温度补偿电路，其特征在于，所述除法电路包括：第一对数运算电路、第二对数运算电路、减法运算电路及指数运算电路，其中，第一对数运算电路，其输入端与所述放大电路的输出端连接，其输出端与所述减法运算电路的第一输入端连接，其用于对所述放大电路输出电压取对数；第二对数运算电路，其输入端与所述惠通斯电桥的第二供电端连接，其输出端与所述减法运算电路的第二输入端连接，其用于对所述接地电路电压取对数；减法运算电路，其输出端与所述指数运算电路的输入端连接，其输出端与所述指数运算电路的输入端连接，其用于将所输入的两个电压做减法；指数运算电路，其用于对所输入的电压进行指数运算，输出放大电路输出电压与所述接地电路电压的比值。5.根据权利要求4所述的温度补偿电路，其特征在于，所述第一对数运算电路及所述第二对数运算电路均包括：第一电阻、第二电阻、第一运算放大器及第一开关，其中，第一运算放大器，其同相输入端通过所述第一电阻与第二供电电源连接，其反相输入端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志良，邓辉，黄辉，梁云，鞠登峰，郭经红，钱森，梁先锋，王冠鹰，付俭定，李春龙，司文荣，江安烽，赵莹莹，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：