电流检测装置以及带有并行布设导线的电器的制作方法

1.本发明涉及电学检测领域，尤其涉及一种电流检测装置以及带有并行布设导线的电器。


背景技术：

2.电流检测是指对导线中流过的电流进行无干扰的外部检测，通常采用磁场感应的方式进行。而对于大电流或者多路电流检测的方案，必须考虑临近的电流产生的干扰，从而需要对检测环境进行电磁屏蔽，整体结构繁琐复杂，成本高，体积大。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种电流检测装置以及带有并行布设导线的电器，结构简单，并能够降低成本和体积。
4.为了解决上述问题，本发明提供了一种电流检测装置，用于测量待测导体内流过的电流，包括：第一磁场传感器和第二磁场传感器，第一磁场传感器和第二磁场传感器在感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，并将其转换成电信号；以及信号处理装置，与所述磁场传感器连接，以对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种带有并行布设导线的电器，包括一电流检测装置，用于检测所述并行布设导线内流过的电流，所述电流检测装置包括：第一磁场传感器和第二磁场传感器，第一磁场传感器和第二磁场传感器在相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，并将其转换成电信号；以及信号处理装置，与所述磁场传感器连接，以对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。
6.本发明所述电流检测装置中的第一磁场传感器和第二磁场传感器是相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，而对于临近导线的磁场信号，第一磁场传感器和第二磁场传感器是相同方向上感应的。通过后续的信号处理装置对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算进行去除，因此可以抑制临近的导线产生的共模噪声。
附图说明
7.附图1a所示是本发明一具体实施方式中磁场传感器的布置方式示意图；
8.附图1b所示是本发明一具体实施方式中磁场传感器的布置方式示意图；
9.附图2所示是本发明一具体实施方式中电流检测装置的电学架构图。
具体实施方式
10.下面结合附图对本发明提供的电流检测装置以及带有并行布设导线的电器的具体实施方式做详细说明。
11.附图1a所示是本发明一具体实施方式中磁场传感器的布置方式示意图，包括用于测量待测导体10、第一磁场传感器111和第二磁场传感器112。在本具体实施方式中，所述待测导体10为条状导线，所述第一磁场传感器111和第二磁场传感器112为霍尔传感器，对置于条状导线的左右两侧，在垂直于磁场的方向感应磁场信号b。
12.附图1b所示是本发明一具体实施方式中磁场传感器的布置方式示意图，包括用于测量待测导体10、第一磁场传感器121和第二磁场传感器122。在本具体实施方式中，所述待测导体10为条状导线，所述第一磁场传感器121和第二磁场传感器122为磁阻效应传感器，对置于条状导线的上下两侧，在水平于磁场的方向感应磁场信号b。
13.在其他的具体实施方式中，还可以根据不同的传感器类型，设置对置的磁场传感器，其设置以能够使第一磁场传感器11和第二磁场传感器12是在相反方向上感应所述待测导体10中电流i所产生的磁场信号b为技术实质。
14.附图2所示是本发明一具体实施方式所述电流检测装置的电学架构图，用于测量待测导体10内流过的电流，包括：第一磁场传感器11和第二磁场传感器12、第一可调增益放大器131、和第二可调增益放大器132、以及信号处理装置14。磁场传感器于导线的相对关系参见附图1a和附图1b，在本图中从略。如导线过宽过大，还可以将磁传感器和信号处理装置并在一起，再如前所述，分立放置。
15.第一可调增益放大器131设置于第一磁场传感器111与所述信号处理装置14之间，用于对第一磁场传感器111的输出信号放大处理；第二可调增益放大器132设置于第二磁场传感器112与所述信号处理装置14之间，用于对第二磁场传感器112的输出信号放大处理。信号处理装置14收到第一可调增益放大器131的输出信号vopint1、vonint1以及第二可调增益放大器132的输出信号vopint2、vonint2后，对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。
16.在本具体实施方式中，所述信号处理装置14包括一四端口差分放大器，第一可调增益放大器131的输出信号vopint1、vonint1以及第二可调增益放大器132的输出信号vopint2、vonint2分别输入所述四端口差分放大器的第一和第二正向输入端、以及第一和第二负向输入端。通过该放大器运算后，输出的差分电压vop和von由下式决定：
17.vpo-von＝g*{(vopint1-vonint1)-(vopint2-vonint2)}
18.其中g为该增益放大器的增益值。
19.可见四端口差分放大器的正向输入端和负向输入端的信号在放大器内部式做减法运算的，因此其共模噪声可以被抑制。并且在一些对精度要求不高的场合，可以不设置第二磁场传感器12和第二可调增益放大器132，上述装置也可以正常工作；如果需要提高精度，还可以通过设置更多组的磁场传感器和可调增益放大器来实现级联。
20.上述装置可以设置于带有并行布设导线的电器中，例如空调、洗衣机、电瓶车等，用于检测所述并行布设导线内流过的电流。由于所述电流检测装置中的第一磁场传感器和第二磁场传感器是相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，而对于临近导线的磁场信号，第一磁场传感器和第二磁场传感器是相同方向上感应的。通过上面的公式计算可以看出，通过后续的信号处理装置对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算进行去除，因此可以抑制临近的导线产生的共模噪声。
21.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种电流检测装置，用于测量待测导体内流过的电流，其特征在于，包括：第一磁场传感器和第二磁场传感器，第一磁场传感器和第二磁场传感器在相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，并将其转换成电信号；以及信号处理装置，与所述磁场传感器连接，以对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测导体为条状导线，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器为霍尔传感器，对置于条状导线的左右两侧，在垂直于磁场的方向感应磁场信号。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待测导体为条状导线，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器为磁阻效应传感器，对置于条状导线的上下两侧，在水平于磁场的方向感应磁场信号。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括可调增益放大器，设置于磁场传感器与所述信号处理装置之间，用于磁场传感器的输出信号放大处理。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置包括一四端口差分放大器，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器采集的电信号分别输入所述四端口差分放大器的正向输入端和负向输入端。6.一种带有并行布设导线的电器，包括一电流检测装置，用于检测所述并行布设导线内流过的电流，其特征在于，所述电流检测装置包括：第一磁场传感器和第二磁场传感器，第一磁场传感器和第二磁场传感器在相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，并将其转换成电信号；以及信号处理装置，与所述磁场传感器连接，以对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。7.根据权利要求6所述的电器，其特征在于，所述待测导体为条状导线，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器为霍尔传感器，对置于条状导线的左右两侧，在垂直于磁场的方向感应磁场信号。8.根据权利要求6所述的电器，其特征在于，所述待测导体为条状导线，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器为磁阻效应传感器，对置于条状导线的上下两侧，在水平于磁场的方向感应磁场信号。9.根据权利要求6所述的电器，其特征在于，还包括可调增益放大器，设置于磁场传感器与所述信号处理装置之间，用于磁场传感器的输出信号放大处理。10.根据权利要求6所述的电器，其特征在于，所述信号处理装置包括一四端口差分放大器，所述第一磁场传感器和第二磁场传感器采集的电信号分别输入所述四端口差分放大器的正向输入端和负向输入端。

技术总结
本发明提供了一种电流检测装置，用于测量待测导体内流过的电流，包括：第一磁场传感器和第二磁场传感器，第一磁场传感器和第二磁场传感器在相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，并将其转换成电信号；以及信号处理装置，与所述磁场传感器连接，以对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算的方式进行信号处理，以抑制共模噪声。本发明还提供了一种带有并行布设导线的电器。本发明在相反方向上感应所述待测导体中电流所产生的磁场信号，通过后续的信号处理装置对所述两个磁场传感器的输出信号进行差分运算进行去除，因此可以抑制临近的导线产生的共模噪声。因此可以抑制临近的导线产生的共模噪声。因此可以抑制临近的导线产生的共模噪声。


技术研发人员：钟小军
受保护的技术使用者：上海兴工微电子有限公司
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/17