宁波高频电流传感器案例

实际电源系统中有些电流的形式比较复杂，由于电源系统中的负载特性的变化，可能会引起电流的波形的变化。复杂电流波形可以看成多个不同频率的电流叠加而成的。常见的复杂电流有交流电流叠加一个脉动的直流电流、直流电流叠加脉冲电流和电源中的负载电流等。复杂的电流波形可以经过傅里叶分解，对各个频率的分量进行的分别测量。进行叠加的各个分量具有不同的频率，电流形式上为复杂波形，也就是说电流具有较宽的频带。为了精确测量具有宽频带的电流，就需要设计宽频带的电流传感器。在诸多弱磁场测量方法中，目前应用比较多的是霍耳效应器件、磁阻传感器、磁 通门传感器和光泵磁力仪等。宁波高频电流传感器案例

激磁电压信号Vex在一个周波内表达式为：(|Vout,0<t<TpVex=〈|l-Vout,Tp<t<Tp+TN其中TP=t3，在正向周波内，根据在线性区及各饱和区的时间间隔表达式（2－8）、（2－12）、（2－16）可以求得，正半波时间TP满足下式：TP=t1+(t2-t1)+(t3-t2)=τ1ln(1+2Im)+(τ2-τ1)ln(1+2Ith)（2－25）IC-ImIC-Ith-βIp1其中TN=t6-t3，在负向周波内，根据在线性区及各饱和区的时间间隔表达式（2－18）、（2－20）、（2－22）可以求得，负向周波时间TN满足下式：TN=t4-t3+(t5-t4)+(t6-t5)=τ1ln(1+2Im)+(τ2-τ1)ln(1+2Ith)（2-26）IC-ImIC-Ith+βIp1激磁电压信号Vex在一个周波内平均电压Vav表达式为：Vav=Vout=Vout宁波高频电流传感器案例电流测量是电气测量中的基本而重要的方面之一，在在科学研究、工业生产还是日常生活中，都发挥着重要作用。

设计的交直流电流检测器，激磁绕组W1匝数N1为175匝，稳压后激磁方波电压为±5V，根据式（4－3）及表4－2中铁芯参数可计算交直流电流检测器激磁频率为129Hz，满足检测带宽要求。采样电阻RS1的稳定性及精度直接影响零磁通交直流检测器测量结果的准确度，而且采样电阻阻值也直接影响零磁通交直流检测器的线性度。当RS1取值较大时，零磁通交直流检测器的灵敏度增大，而激磁电流峰值Im必然会减小，铁芯进入饱和状态的程度减弱，终将降低零磁通交直流检测器的线性度。而RS1取值较小时，激磁电流峰值Im必然会增大，则对选用的比较放大器U1其带载能力提出更高要求，且此时激磁电流增大，则基于电磁感应原理激磁绕组对反馈绕组的影响增大，终在终端测量电阻RM上产生感应噪声也越大。综上考虑，本文选择精度为0.1%、温度系数小于100ppm/℃的贴片电阻可满足要求。

其中一次绕组 WP 中流过一次电流为 IP ，匝数为 NP 。一次电流绕组穿过环形铁芯 C1 及 C2 的中心，铁芯 C1 上均匀绕制有匝数为 N1 的激磁绕组 W1 ，铁芯 C2 上均匀绕制 有匝数为 N2  的激磁绕组 W2 。同时环形铁芯 C1 及 C2 上同时均匀缠绕有匝数为 NF  的反 馈绕组 WF 。反馈绕组 WF  中串接终端测量电阻 RM 。其中新型交直流电流传感器的电流 检测模块即零磁通交直流检测器包括环形铁芯C1 和C2、比较放大器U1、反向放大器U2 、 采样电阻 RS1 、分压电阻 R1 和 R2 。低通滤波器 LPF 及高通滤波器 HPF 构成新型交直流 电流传感器的信号处理模块。图中 PI  比例积分放大电路构成新型交直流电流传感器的 误差控制模块。图中 PA 功率放大电路配合反馈绕组 WF 及终端测量电阻 RM 构成构成新 型交直流电流传感器的电流反馈模块。当电流传感器工作时，激励线圈中加载一固定频率、固定波形的交变电流进行激励使磁芯往复磁化达到饱和。

红色曲线为 0.05 级交流电流互感器比差和角差误差限值曲线， 黄色曲线为 50A 直流下交流比差和角差误差曲线，黑色曲线为 20A 直流下交流比差和 角差误差曲线。 由 5－7 ，5－8 可知，在 20A 及 50A 直流分量下， 新型交直流电流传感 器比差角差无明显变化， 仍满足 0.05 级交流误差限值，所设计的新型交直流电流传感器 可完成不同直流分量下交流电流高精度测量。无锡纳吉伏研制的新型交直流电流传感器单独测量 0~600 A  交流分量、测量 0~300A 直流分量时，电流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值；在交直流同时 作用的情况下，交流分量对直流计量性能无明显影响， 直流分量对交流计量性能也无明 显影响， 交流和直流测量精度均未发生变化。磁场稳定性：由于激励磁场是持续振荡的，它可以有效地抵消外部磁场的干扰，从而保证了测量的准确性。苏州闭环电流传感器价钱

为工作在零磁通状态，电流传感器中加入次级线圈并且此线圈必须通入一个合适的电流以保证磁芯的零磁通状态。宁波高频电流传感器案例

同理，双铁芯结构下，由于反馈绕组同时均匀绕制在两环形铁芯C1及C2上，可以对铁芯C1，C2列写磁势方程可以得到：C1:NPIP+NFIF+N1Iex1=0C2:NPIP+NFIF+N2Iex2=0（3－5）（3－6）单独看式(3－4)，与其式（3－5）及式（3－6），其结构相同，即单个铁芯在闭环电流测量时，其磁势方程一致，主要是因为铁芯的磁势方程与铁芯上所缠绕的绕组及其通过的电流有关，但值得注意的是，通过观察式（3－4）至式（3－6），对于两种测量方案而言，单个铁芯均无法完成一次电流磁势NPIP与反馈电流磁势NFIF相平衡，在单个铁芯上总是存在激磁电流磁势，这与传统电流互感器一致，激磁电流就是导致电流测量误差的根本原因。但是双铁芯结构下，通过将式（3－5）与式（3－6）进行叠加，即将环形铁芯C1及C2看作一个整体可得：C1+C2:2NPIP+2NFIF+(N2Iex2+N1Iex1)=0（3－7）宁波高频电流传感器案例