本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流高壓電源電流采樣電路及直流高壓電源。

背景技術(shù)：

直流高壓電源廣泛應(yīng)用于各種電氣設(shè)備。高壓電源分為恒定電壓輸出控制和恒定電流輸出控制兩類。其中，恒定電流輸出具有動(dòng)態(tài)反應(yīng)快、補(bǔ)償電路簡化、增益帶寬大、輸出電感小、易于均流的優(yōu)點(diǎn)，適用領(lǐng)域更為寬廣。為了實(shí)現(xiàn)恒定的直流輸出，需要具有高準(zhǔn)確度和適用性的電流采樣電路進(jìn)行電流的測(cè)量。

現(xiàn)有的電流采樣電路多采用恒定阻值的采樣電阻，通過測(cè)量采樣電阻兩側(cè)的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的檢測(cè)。但是，在高壓電源大功率、大輸出電流的前提下，采樣電阻帶來的功率損耗比較大。而且要求采樣電阻的阻值足夠小，達(dá)到數(shù)十至數(shù)百毫歐的范圍，并且具有穩(wěn)定溫度特性，因而合適的采樣電阻器件難以制造，導(dǎo)致影響整個(gè)電源的恒流性能。當(dāng)遇到瞬態(tài)電流尖峰時(shí)，還容易發(fā)生采樣電路出錯(cuò)。

直流高壓電源的另一種電流采樣電路實(shí)現(xiàn)方式是采用電流互感器進(jìn)行檢測(cè)。電流互感器與電源的主電路是隔離的，利用電磁感應(yīng)耦合實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。檢測(cè)電流的損耗小，采樣電阻的阻值可以在數(shù)十歐姆，因此器件可選擇范圍大。因此，研究電流互感器原理的直流高壓電源電流采樣電路及相應(yīng)的直流高壓電源是目前高壓電源技術(shù)的重點(diǎn)。

互感器飽和是電流互感器原理的電流采樣電路容易發(fā)生的問題。在電流互感器的磁芯不能復(fù)位的情況下，將導(dǎo)致磁芯飽和，這時(shí)將不能正確測(cè)量電流值，而且會(huì)使電源對(duì)輸出電流發(fā)生過補(bǔ)償，導(dǎo)致電流波形失真。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提出一種直流高壓電源電流采樣電路及直流高壓電源。本實(shí)用新型的直流高壓電源電流采樣電路能夠有效避免磁芯過飽和的問題。

本實(shí)用新型所述的直流高壓電源電流采樣電路，其特征在于，包括：環(huán)形導(dǎo)磁磁芯、反饋平衡線圈、霍爾檢測(cè)器、增益放大器、雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路、電流檢測(cè)表；其中，所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的第一區(qū)段上繞有饋入被測(cè)電流的饋線；所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的第二區(qū)段上 均勻繞有反饋平衡線圈；反饋平衡線圈的兩端分別是第一端子和第二端子；所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯上開有氣隙；所述霍爾檢測(cè)器安裝在所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的氣隙中；所述霍爾檢測(cè)器的輸出端連接增益放大器的正、反相輸入端，增益放大器的輸出端連接雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端，雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接所述反饋平衡線圈的第一端子；所述反饋平衡線圈的第二端子連接電流檢測(cè)表。

優(yōu)選的是，所述雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路包括第一功率三極管和第二功率三極管；第一功率三極管的源極連接驅(qū)動(dòng)電源的正輸出端；第一功率三極管的射極連接第二功率三極管的射極；所述第二功率三極管的源極連接驅(qū)動(dòng)電源的負(fù)輸出端；第一功率三極管和第二功率三極管的柵極作為所述信號(hào)輸入端，均與增益放大器的輸出端連接；雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路的輸出端從所述第一功率三極管的射極與第二功率三極管的射極的接點(diǎn)引出并連接至所述反饋平衡線圈的第一端子。

優(yōu)選的是，所述直流高壓電源電流采樣電路還具有電壓檢測(cè)電路，該電壓檢測(cè)電路包括與所述電流檢測(cè)表串聯(lián)的電壓采樣電阻以及并聯(lián)于所述電壓采樣電阻的電壓檢測(cè)表。

優(yōu)選的是，在所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的第一區(qū)段上的所述饋入被測(cè)電流的饋線為單匝饋線。

優(yōu)選的是，所述雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路具有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電源電路。

優(yōu)選的是，所述反饋平衡線圈的線圈導(dǎo)線截面積在大于等于0.008平方毫米且小于等于0.2平方毫米的范圍內(nèi)。

優(yōu)選的是，所述霍爾檢測(cè)器具有獨(dú)立的供電電源電路。

本實(shí)用新型還提供了一種直流高壓電源，其包括上述直流高壓電源電流采樣電路。

可見，本實(shí)用新型基于被測(cè)電流和霍爾檢測(cè)器產(chǎn)生的檢測(cè)電壓之間的互感實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，并且被測(cè)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)被環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的磁路所收集，通過氣隙中的霍爾檢測(cè)器檢測(cè)該磁場(chǎng)的大小并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過增益放大器的放大，接入雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生與所述電壓信號(hào)呈線性比例關(guān)系的電流信號(hào)，該電流信號(hào)一方面接入反饋平衡線圈，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)抵消被測(cè)電流的磁場(chǎng)，維持磁路平衡；另一方面作為直流高壓電源輸出電流的采樣信號(hào)。本實(shí)用新型的采樣電路結(jié)構(gòu)可維持磁芯的零磁場(chǎng)狀態(tài)，有效避免磁芯過飽和的問題，而且具有抗干擾、響應(yīng)快、抗沖擊的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的直流高壓電源電流采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步具體的說明。

圖1是本實(shí)用新型提供的直流高壓電源電流采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)用新型所述的直流高壓電源電流采樣電路，包括：環(huán)形導(dǎo)磁磁芯1、反饋平衡線圈2、霍爾檢測(cè)器3、增益放大器4、雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路5、電流檢測(cè)表6、電壓檢測(cè)電路7以及驅(qū)動(dòng)電源電路8。其中，所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯1的第一區(qū)段上繞有饋入被測(cè)電流的饋線9；所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯1的第二區(qū)段上均勻繞有反饋平衡線圈2；反饋平衡線圈2的兩端分別是第一端子和第二端子；所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯1上開有氣隙；所述霍爾檢測(cè)器3安裝在所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯1的氣隙中，該霍爾檢測(cè)器3具有獨(dú)立的供電電源電路；所述霍爾檢測(cè)器3的輸出端連接增益放大器4的正、反相輸入端，增益放大器4的輸出端連接雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路5的信號(hào)輸入端，雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路5的輸出端連接所述反饋平衡線圈2的第一端子；其中，如圖1所示，所述雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路5包括第一功率三極管51和第二功率三極管52；第一功率三極管51的源極連接驅(qū)動(dòng)電源電路8的正輸出端；第一功率三極管51的射極連接第二功率三極管52的射極；所述第二功率三極管52的源極連接驅(qū)動(dòng)電源電路8的負(fù)輸出端；第一功率三極管51和第二功率三極管52的柵極作為所述信號(hào)輸入端，均與增益放大器4的輸出端連接；雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路5的輸出端從所述第一功率三極管51的射極與第二功率三極管52的射極的接點(diǎn)引出并連接至所述反饋平衡線圈2的第一端子；所述反饋平衡線圈2的第二端子連接電流檢測(cè)表6。所述直流高壓電源電流采樣電路還具有電壓檢測(cè)電路7，該電壓檢測(cè)電路7包括與所述電流檢測(cè)表串聯(lián)的電壓采樣電阻71以及并聯(lián)于所述電壓采樣電阻的電壓檢測(cè)表72。其中，為了便于達(dá)到磁路歸零，在所述環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的第一區(qū)段上的所述饋入被測(cè)電流的饋線9為單匝饋線，并且所述反饋平衡線圈2的線圈導(dǎo)線截面積在大于等于0.008平方毫米且小于等于0.2平方毫米的范圍內(nèi)。

本實(shí)用新型還提供了一種直流高壓電源，其包括上述直流高壓電源電流采樣電路。

本實(shí)用新型基于被測(cè)電流和霍爾檢測(cè)器產(chǎn)生的檢測(cè)電壓之間的互感實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，并且被測(cè)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)被環(huán)形導(dǎo)磁磁芯的磁路所收集，通過氣隙中的霍爾檢測(cè)器檢測(cè)該磁場(chǎng)的大小并產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過增益放大器的放大，接入雙功率三極管電流轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生與所述電壓信號(hào)呈線性比例關(guān)系的電流信號(hào)，該電流信號(hào)一方面接入反饋平衡線圈，從而產(chǎn)生磁場(chǎng)抵消被測(cè)電流的磁場(chǎng)，維持磁路平衡；另一方面作為直流高壓電源輸出電流的采樣信號(hào)。本實(shí)用新型的采樣電路結(jié)構(gòu)可維持磁芯的零磁場(chǎng)狀態(tài)，有效避免磁芯過飽和的問題，而且具有抗干擾、響應(yīng)快、抗沖擊的優(yōu)點(diǎn)。

以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此 所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。