本申請(qǐng)涉及電測(cè)量，特別是涉及一種磁調(diào)制電流傳感器。

背景技術(shù)：

1、磁調(diào)制電流傳感器是一種高精度、高穩(wěn)定性的電流測(cè)量設(shè)備，被廣泛應(yīng)用在如汽車制造、智能家居、環(huán)境監(jiān)測(cè)等行業(yè)中。

2、但是，隨著磁調(diào)制電流傳感器的使用需求不斷增多，對(duì)磁調(diào)制電流傳感器的量程范圍也有了更高的要求，具體的，量程范圍需越來越大。因此，為了應(yīng)對(duì)更高的要求，需要改進(jìn)傳統(tǒng)的磁調(diào)制電流傳感器。

3、如何改進(jìn)傳統(tǒng)的磁調(diào)制電流傳感器，以提升量程范圍，仍然是亟待解決的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種可以提升量程范圍的磁調(diào)制電流傳感器。

2、第一方面，提供一種磁調(diào)制電流傳感器，包括：

3、相對(duì)設(shè)置的第一半磁環(huán)和第二半磁環(huán)，所述第一半磁環(huán)和所述第二半磁環(huán)形成具有兩個(gè)氣隙的類環(huán)形結(jié)構(gòu)；被測(cè)線圈穿過所述類環(huán)形結(jié)構(gòu)形成的孔；

4、4n個(gè)磁調(diào)制傳感芯片，其中2n個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片設(shè)置于一個(gè)所述氣隙與被測(cè)線圈之間，另2n個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片設(shè)置于另一個(gè)所述氣隙與被測(cè)線圈之間；n為大于零的自然數(shù)；

5、磁分流結(jié)構(gòu)，設(shè)置于任一個(gè)所述氣隙處，該磁分流結(jié)構(gòu)與每個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片的輸入端連接；

6、信號(hào)放大電路，與每個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片的輸出端連接，用于對(duì)4n個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大處理后，輸出一個(gè)第一電壓信號(hào)；

7、采樣電路，與所述信號(hào)放大電路的輸出端連接，用于根據(jù)所述第一電壓信號(hào)輸出數(shù)字信號(hào)，所述數(shù)字信號(hào)用于表征所述第一電壓信號(hào)的大小。

8、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述采樣電路包括：

9、取樣單元，與所述信號(hào)放大電路的輸出端連接，用于獲取所述第一電壓信號(hào)；

10、電平轉(zhuǎn)換電路，與所述取樣單元的輸出端連接，用于將所述第一電壓信號(hào)中的負(fù)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為正電壓信號(hào)后，輸出第二電壓信號(hào)；

11、數(shù)字采樣濾波電路，與所述電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，用于對(duì)所述第二電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理后的所述第二電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述數(shù)字信號(hào)后輸出。

12、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述取樣單元還用于根據(jù)所述第一電壓信號(hào)或外部輸入的預(yù)設(shè)電壓信號(hào)，輸出控制電壓；

13、所述磁調(diào)制電流傳感器還包括：

14、反饋線圈，設(shè)置在所述第一半磁環(huán)上，和/或，設(shè)置在第二半磁環(huán)上；

15、所述反饋線圈與所述取樣單元的輸出端連接；

16、所述反饋線圈用于在所述控制電壓的作用下產(chǎn)生反饋電流，所述反饋電流用于使所述第一半磁環(huán)和所述第二半磁環(huán)保持零磁通。

17、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述取樣單元包括：

18、傳輸單元，用于接收所述第一電壓信號(hào)；

19、反饋控制單元，與所述傳輸單元的輸出端連接，還與所述反饋線圈連接，所述反饋控制單元用于根據(jù)所述第一電壓信號(hào)控制所述反饋線圈上反饋電流的大小。

20、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信號(hào)放大電路包括：

21、4n個(gè)一級(jí)信號(hào)放大單元，其中，不同所述一級(jí)信號(hào)放大單元與不同的磁調(diào)制傳感芯片連接，所述一級(jí)信號(hào)放大單元用于對(duì)所連接的所述磁調(diào)制傳感芯片輸出的電信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大處理；4n個(gè)所述一級(jí)信號(hào)放大單元輸出一個(gè)第三電壓信號(hào)；

22、功率放大電路，與4n個(gè)所述一級(jí)信號(hào)放大單元的輸出端連接，用于對(duì)所述第三電壓信號(hào)進(jìn)行二級(jí)放大處理后，輸出所述第一電壓信號(hào)。

23、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述功率放大電路包括：

24、雙電源放大器，所述雙電源放大器的第一端接收所述第三電壓信號(hào)，所述雙電源放大器的第二端與所述雙電源放大器的輸出端連接；

25、第一濾波電容組，與所述雙電源放大器的第一電源輸入端連接；

26、第二濾波電容組，與所述雙電源放大器的第二電源輸入端連接。

27、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一濾波電容組包括：

28、多個(gè)第一電容，所述第一電容的第一端與第一電源、第一電源輸入端均連接，所述第一電容的第二端接地；

29、所述第一電容的第一端還與相鄰所述第一電容的第一端連接，所述第一電容的第二端還與相鄰所述第一電容的第二端連接。

30、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二濾波電容組包括：

31、多個(gè)第二電容，所述第二電容的第一端與第二電源、第二電源輸入端均連接，所述第二電容的第二端接地；

32、所述第二電容的第一端還與相鄰所述第二電容的第一端連接，所述第二電容的第二端還與相鄰所述第二電容的第二端連接。

33、其中一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)氣隙沿第一方向?qū)ΨQ設(shè)置，處于一側(cè)的2n個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片沿第二方向?qū)ΨQ設(shè)置；

34、所述第一方向和所述第二方向相互垂直。

35、第二方面，提供一種磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，包括監(jiān)測(cè)器和如第一方面所述的磁調(diào)制電流傳感器；

36、所述監(jiān)測(cè)器，與所述磁調(diào)制電流傳感器中采樣電路的輸出端連接，用于根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)所述采樣電路輸出的多個(gè)數(shù)字信號(hào)，顯示所述磁調(diào)制電流傳感器中第一半磁環(huán)和第二半磁環(huán)的磁場(chǎng)變化。

37、上述磁調(diào)制電流傳感器，被測(cè)線圈通有電流時(shí)，該類環(huán)形結(jié)構(gòu)將電流聚集在該類環(huán)形結(jié)構(gòu)。如果被測(cè)線圈上的電流較大，則氣隙處的漏磁強(qiáng)度一般比較強(qiáng)，因此利用該磁分流結(jié)構(gòu)將氣隙處產(chǎn)生的漏磁進(jìn)行磁分流處理，可以使得放置在磁通引導(dǎo)器左右兩側(cè)的磁調(diào)制傳感芯片檢測(cè)的磁場(chǎng)大大降低，實(shí)現(xiàn)大電流檢測(cè)的功能，擴(kuò)大磁調(diào)制電流傳感器的測(cè)量量程范圍。除此之外，通過增加磁調(diào)制傳感芯片的數(shù)量，也可以擴(kuò)大磁調(diào)制電流傳感器的測(cè)量量程范圍，實(shí)現(xiàn)雙量程測(cè)量（低量程測(cè)量和高量程測(cè)量）。4n個(gè)磁調(diào)制傳感芯片，分別兩兩對(duì)稱分布，可以分別用于不同的測(cè)量任務(wù)和測(cè)量場(chǎng)景需求，這種布局有助于實(shí)現(xiàn)多維度的磁場(chǎng)檢測(cè)，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)施例設(shè)計(jì)的磁調(diào)制電流傳感器具有寬量程、高分辨率和高線性度等優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車、清潔能源產(chǎn)業(yè)以及其他電氣相關(guān)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。

技術(shù)特征：

1.一種磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述采樣電路包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述取樣單元還用于根據(jù)所述第一電壓信號(hào)或外部輸入的預(yù)設(shè)電壓信號(hào)，輸出控制電壓；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述取樣單元包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述信號(hào)放大電路包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述功率放大電路包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述第一濾波電容組包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述第二濾波電容組包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁調(diào)制電流傳感器，其特征在于，所述兩個(gè)氣隙沿第一方向?qū)ΨQ設(shè)置，處于一側(cè)的2n個(gè)所述磁調(diào)制傳感芯片沿第二方向?qū)ΨQ設(shè)置；

10.一種磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，其特征在于，包括監(jiān)測(cè)器和如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的磁調(diào)制電流傳感器；

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種磁調(diào)制電流傳感器，包括第一半磁環(huán)和第二半磁環(huán)，第一半磁環(huán)和第二半磁環(huán)形成具有兩個(gè)氣隙的類環(huán)形結(jié)構(gòu)；被測(cè)線圈穿過類環(huán)形結(jié)構(gòu)形成的孔；2N個(gè)磁調(diào)制傳感芯片設(shè)置于一個(gè)氣隙與被測(cè)線圈之間，另2N個(gè)磁調(diào)制傳感芯片設(shè)置于另一個(gè)氣隙與被測(cè)線圈之間；磁分流結(jié)構(gòu)，設(shè)置于任一個(gè)氣隙處或分別設(shè)置于一個(gè)氣隙處，該磁分流結(jié)構(gòu)與每個(gè)磁調(diào)制傳感芯片的輸入端連接；信號(hào)放大電路，與每個(gè)磁調(diào)制傳感芯片的輸出端連接，用于輸出一個(gè)第一電壓信號(hào)；采樣電路，用于根據(jù)第一電壓信號(hào)輸出數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)用于表征第一電壓信號(hào)的大小。相比于傳統(tǒng)的傳感器，本申請(qǐng)?zhí)峁┑拇耪{(diào)制電流傳感器能夠進(jìn)一步提升磁調(diào)制電流傳感器的量程范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：田兵,劉勝榮,何毅,聶少雄,駱柏鋒,云昌盛,孫宏棣,王志明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)傳感科技（廣東）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19