本實用新型涉及電流檢測，具體地，涉及PCB板大電流檢測裝置。

背景技術：

有源濾波器和靜止無功發(fā)生器并聯(lián)于電網(wǎng)中，相當于一個可控的無功和諧波電流源，其無功電流和諧波電流可以快速地跟隨負荷無功電流和諧波電流的變化而變化，自動補償電網(wǎng)系統(tǒng)所需無功功率和諧波，對電網(wǎng)無功功率和諧波實現(xiàn)動態(tài)無功補償，屬于靈活柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)的重要組成部分。

有源濾波器和靜止無功發(fā)生器都屬于可控電流源，所以電流檢測是其關鍵技術。目前其電流檢測的方法都是通過市面各廠家生產(chǎn)的霍爾電流傳感器來進行電流檢測。采用霍爾電流傳感器來檢測，需要將PCB板上的電流線斷開后再用銅排或者銅線穿過霍爾電流傳感器連接PCB上的電流走線。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種PCB板大電流檢測裝置。

根據(jù)本實用新型提供的一種PCB板大電流檢測裝置，包括磁環(huán)、銅箔、PCB、霍爾元件、信號調(diào)理電路；

磁環(huán)具有氣隙；

磁環(huán)通過氣隙卡入PCB；

銅箔位于磁環(huán)的環(huán)內(nèi)；

相互連接的霍爾元件、信號調(diào)理電路均設置在PCB上。

優(yōu)選地，磁環(huán)卡入PCB的方向正對霍爾元件。

優(yōu)選地，磁環(huán)與霍爾元件之間形成磁路結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，PCB設置有缺口；

磁環(huán)卡在缺口內(nèi)。

優(yōu)選地，氣隙的高度略大于PCB的厚度。

優(yōu)選地，信號調(diào)理電路包括運算放大器U1-A、電阻R1、電容C1、電阻R4、電阻R3、運算放大器U1-B、電阻R2、電容C2、電阻R5；

運算放大器U1-A的同相端連接至霍爾元件輸出端的正極，運算放大器U1-A的反相端、電阻R1的一端、電容C1的一端、電阻R3的一端連接，電阻R1的另一端、電容C1的另一端、運算放大器U1-A的輸出端、電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端作為輸出信號的正極，霍爾元件4輸出端的負極連接至運算放大器U1-B的同相輸入端，運算放大器U1-B的反相輸入端與電阻R3的另一端、電阻R2的一端、電容C2的一端連接，運算放大器U1-B的輸出端、電阻R2的另一端、電容C2的另一端、電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端作為輸出信號的負極。

優(yōu)選地，電阻R1和電阻R2為相同的電阻，電容C1和電容C2為相同的電容，電阻R4和電阻R5為相同的電阻。

優(yōu)選地，信號調(diào)理電路將霍爾元件輸出的電壓信號放大和濾波，產(chǎn)生能夠被AD模數(shù)轉(zhuǎn)化器采集的電壓信號，其中，霍爾元件輸出的電壓信號Vh：

其中，k為霍爾元件輸出的電壓信號與磁環(huán)的氣隙上的磁感應強度的比例，Ic為銅箔上流過電流的大小，μ0為空氣的磁導率，le為氣隙的長度。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：

現(xiàn)在有源濾波器和靜止無功發(fā)生器的功率器件：IGBT、電解電容、功率電感。這幾種器件的技術飛速發(fā)展，損耗越來越低，帶動了有源濾波器和靜止無功發(fā)生器的功率密度也越做越高。為了追求更高的功率密度，現(xiàn)在功率線都是在PCB上直接走線。本實用新型可直接檢測PCB上電流走線的電流，具有體積小，無需斷開PCB上電流走線的優(yōu)點。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型提供的PCB板大電流檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型中信號調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中氣隙長度le的示意圖。

圖中：

1-PCB

2-銅箔

3-磁環(huán)

4-霍爾元件

5-信號調(diào)理電路

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，本實用新型提供的PCB板大電流檢測裝置包括：PCB1、PCB上的銅箔2、有氣隙的磁環(huán)3、霍爾元件4和信號調(diào)理電路5。

PCB1是載體，銅箔2設置在PCB1上，磁環(huán)3是安裝在PCB1的缺口上，霍爾元件4和信號調(diào)理電路5都是作為PCB1上的元件。

磁環(huán)3將銅箔2包含在環(huán)內(nèi)，磁環(huán)3的氣隙的高度要大于PCB1的厚度，且磁環(huán)3正對著霍爾元件4，霍爾元件4的輸出連接信號調(diào)理電路5。

銅箔2被檢測電流的通路，是放在磁環(huán)3的環(huán)內(nèi)，當銅箔2上有電流流過時，磁環(huán)3會產(chǎn)生相應的磁場。如果銅箔2上流過的電流為Ic，磁環(huán)3的半徑為r、氣隙長度為le，則磁環(huán)3上磁場的感應強度B的公式為：

其中μe是磁環(huán)的磁導率，μ0是空氣的磁導率，磁環(huán)如果采用非晶的材質(zhì)則μe可達到μ0的80000倍，所以上面的公式中的值很小，可忽略不計。

其中，氣隙長度，是指磁環(huán)中間空隙的長度，如圖3所示，氣隙長度le由磁環(huán)兩端的平行相對面之間的距離決定。

磁環(huán)3上有氣隙，氣隙穿過PCB板1正對著霍爾元件4，即磁環(huán)3的氣隙插入PCB1的缺口時是正對朝著霍爾元件4的移動方向插入的。

磁環(huán)3產(chǎn)生的磁場穿過霍爾元件4，霍爾元件4將磁場信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿蹼妷盒盘枴；魻栐?輸出的弱電壓信號與磁環(huán)3的氣隙上的磁感應強度成正比，如果其比例為k，則霍爾元件4輸出電壓Vh：

霍爾元件4的輸出端連接信號調(diào)理電路5，信號調(diào)理電路5將霍爾元件4輸出的弱電壓信號放大和濾波，產(chǎn)生可被A/D采集的電壓信號。

見圖2，信號調(diào)理電路5中運算放大器U1-A的同相端連接至霍爾元件4輸出端的正極，運算放大器U1-A的反相端、電阻R1的一端、電容C1的一端、電阻R3的一端連接，電阻R1的另一端、電容C1的另一端、運算放大器U1-A的輸出端、電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端作為輸出信號的正極，霍爾元件4輸出端的負極連接至運算放大器U1-B的同相輸入端，運算放大器U1-B的反相輸入端與電阻R3的另一端、電阻R2的一端、電容C2的一端連接，運算放大器U1-B的輸出端、電阻R2的另一端、電容C2的另一端、電阻R5的一端連接，電阻R5的另一端作為輸出信號的負極。

其中電阻R1和電阻R2之間的值是完全一致的，電容C1和電容C2之間的值是完全一致的，電阻R4和電阻R5之間的值是完全一致的。這個電路輸出的電壓信號Vo+和Vo-之間的差值與Vh之間的關系為：

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。