徐州芯片式电流传感器发展现状

基于自激振荡磁通门技术和传统电流比较仪结构，通过改 进铁芯结构及信号解调电路， 构建了闭环零磁通交直流电流测量方案，研制了新型交直 流电流传感器样机。样机总体包括两个铁芯三个绕组， 其中改进结构的自激振荡磁通门 传感器作为新型交直流电流传感器的零磁通检测器， 检测一二次电流磁势之差，构成了 新型交直流电流传感器的电流检测模块，除此之外还包括信号处理模块， 误差控制模块 及电流反馈模块。环形铁芯 C1 及 C2 为传感器磁性器件，两者磁性材料参数一 致， 几何尺寸完全一致， 均选取高磁导率、低矫顽力、高磁饱和感应强度的非线性铁磁 材料。结合电子补偿式交流比较仪及自平衡式直流比较仪的结构建立闭环交直流电流传感器。徐州芯片式电流传感器发展现状

传感器技术作为21世纪世界争夺高科技技术的制高点的重要技术，同时也是现代信息技术的三大技术产业的支柱之一。电流传感器在电力电子技术控制和变换领域应用越来越广。电流传感器不论在新能源技术发展中的并网控制，对过剩能量存储以及再分配，还是在智能电网中的监测以及电能的分配转换等环节都起着极其重要的作用。电流的精确检测是高频电力电子应用系统可靠高效运行的基础。不同于传统电力系统中的电流检测，高频电力电子系统的电流检测存在很多特殊的情况。西安大量程电流传感器单价这些参数对于了解电路的性能、进行故障诊断和优化设计等方面都具有重要的意义。

充电至t1时刻后，由于铁芯C1饱和，激磁感抗ZL迅速变小，因此t1～t2期间，激磁电流iex迅速增大，当激磁电流iex达到充电电流Im=ρVOH/RS时，电路环路增益11ρAv>>1满足振荡电路起振条件，方波激磁电压发生反转，输出电压由正向峰值电压VOH变为反向峰值电压VOL，即t2时刻，VO=VOL。t2时刻起，铁芯C1工作点由正向饱和区B开始向线性区A移动。在t2～t3期间，铁芯C1仍工作于正向饱和区B，激磁感抗ZL小，而输出方波电压反向，此时加在非线性电感L上反相端电压V-=ρVOL，产生的充电电流反向，因此非线性电感L开始迅速放电，激磁电流iex开始降低，于t3时刻激磁电流iex降至正向激磁电流阈值I+th。

巨磁阻（GMR）效应在微小磁场测量领域实现了创新性的改变，尤其在利用涡流传感器进行无损检测方面取得了很大的进展。巨磁阻传感器具有低功耗、尺寸小、高灵敏度以及频率与灵敏度的不相关性等特点；同霍尔传感器相同，巨磁阻芯片是传感器的主要组成部分，一般也容易受到环境中磁场的干扰，不适用于电磁环境复杂的环境，对复杂波形电流也不能做出准确的检测。磁通门传感器(Fluxgatecurrentsensor)，一开始主要用于弱磁场的检测，比如地磁场检测、铁矿石检测、位移检测和管道泄漏检测等方面。随着这种技术的发展，磁通-2-门传感器广泛应用于太空探测和地质勘探中。磁通门电流传感器的结构类似霍尔电流传感器，是基于检测磁路的饱和特性而设计的。磁通门电流传感器采用高磁导率的磁芯，通过磁芯的交替饱和，产生的感应电压和被测电流之间存在着一定的数量关系，从而可以得到被测电流。它实际上检测磁场的变化，通过磁与电的联系来得到被测电流。近几年，随着软磁材料的发展和电子元器件的革新，磁通门电流传感器的性能不断提高，其应用范围不断扩大，受到越来越多的关注。由于电流的变化速度很快，对电流传感器的带宽要求很高。

除了上述环节，一次绕组WP由于电磁感应效应在反馈绕组WF上将产生感应电流，该过程输入信号为一次电流IP，输出信号为反馈绕组的激磁感抗jwLF上产生的感应电压。根据上述关系及图示电流参考方向，G5传递函数可表示为：G5=ZFNP=jwLFNP=jwμ0μeN2F(2Sc)NPNFNFlcNF此外系统的负反馈信号为反馈绕组WF在合成铁芯C12中产生的反向磁势，因此在图3－2中负反馈环节传递函数直接用反馈绕组匝数NF表示。根据电流传感器比例误差ε定义及式（3-12）可得：ε=N(N)P(F)I(I)P(S)一IP=1+G(N)1G2G3G4(FG4G5一)N(1)F（3－18）将式（3－13）至（3－17）带入上式进一步化简可得：ε=ZFNP一(RM+ZF)根100%RS1NP(1)（3－19）实际电路中一次绕组通常为单匝穿心导线，因此NP=1。由于霍尔效应传感器的输出信号与被测电流成正比，因此它可以用于测量直流或交流电流。天津高线性度电流传感器厂家供应

用于直流电流精密测量的直流比较仪结构以及交直流精密测量的交直流电流比较仪结构也是在此基础上发展而来。徐州芯片式电流传感器发展现状

值得注意的是，当激磁电压频率fex较小或与一次被测电流自身频率相近时，由于电磁感应原理在激磁绕组产生工频50Hz感应电流信号，此时在在单个激磁电流波形中，无法对有效区分频率相近的50Hz感应电流信号和与激磁电压频率一致的激磁电流信号。因此自激振荡磁通门方法对激磁电压频率的设置一般需按照香农采样定理原则，即激磁电压频率大于两倍被测电流频率fex≥2f。图2－6～2－8分别为通过Tek示波器（TDS2012B）所观察，当IP=1A直流，IP=-1A直流及IP=1A交流时，采样电阻RS1上激磁电流波形。徐州芯片式电流传感器发展现状