一种电流传感器、检测装置及检测系统的制作方法

本申请涉及电流传感装置，具体而言，涉及一种电流传感器、检测装置及检测系统。

背景技术：

1、在现有技术中，各种工业、制造业对产品质量要求越来越高，而电流作为各场景下的一种重要的参数指标，往往对产品质量起着至关重要的作用。例如，动车焊接对焊接时的温度控制直接影响焊接质量，其焊接温度正是由焊接电流所控制，焊接电流指标由电流传感器决定，需要精密电流传感器才能控制焊接温度稳定可靠，焊接出符合要求的产品，提高成品率；另外，高精度驱动器需要稳定电流进行控制，需要1khz内0.01％精度的电流传感器；电动汽车内部需要0.1％精度电流传感器，同时需要0.02％精度电流传感器。这些应用场景都使得对电流传感器各项指标及其频带要求越来越高。

2、而与传统的霍尔效应、罗氏线圈法、磁阻式、光纤式等电流测量技术相比，电流检测精度较低，而依赖于磁通门技术的电流传感器可以解决此问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种电流传感器、检测装置及检测系统，以解决现有技术中电流传感器检测精度较差的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种电流传感器，包括测量探头，所述测量探头包括第一磁芯、第二磁芯和第三磁芯，每个所述磁芯上分别设置有对应的绕组，所述磁芯间隔设置、且具有同一轴心，还包括：副边绕组，所述副边绕绕制在所述第一磁芯、所述第二磁芯和所述第三磁芯上；

3、其中，所述第一磁芯通过第一绕组分别与第一采样电阻、电压比较器连接，以构成直流零磁通检测模块；

4、所述第二磁芯通过第二绕组分别与单位增益反相器、第二采样电阻连接，以构成激磁磁通补偿模块；

5、所述第三磁芯与第三绕组构成交流零磁通检测模块；

6、所述电压比较器与所述单位增益反相器连接；

7、所述第一采样电阻与第一求和电路、低通滤波器、第二求和电路、比例积分器、功率放大器依次连接后与所述副边绕组的一端联通，所述副边绕组的另一端接地，以形成闭环回路；

8、所述第三磁芯通过所述第三绕组与所述第二求和电路连接。

9、可选地，所述第一采样电阻、所述电压比较器的反向输入端与所述第一绕组的第一端交汇于一点，所述第一绕组的第二一端与所述电压比较器的输出端、正向输入端依次连接。

10、可选地，所述直流零磁通检测模块还包括第一稳压电阻和第二稳压电阻，所述第一稳压电阻和所述第二稳压电阻并联在所述电压比较器的正向输入端和输出端之间。

11、可选地，所述激磁磁通补偿模块还包括高通滤波器，所述第二采样电阻通过所述高通滤波器与所述第一求和电路连接。

12、可选地，所述第一绕组、所述第二绕组和所述第三绕组的匝数均为n，其中，所述n的计算公式为：

13、

14、其中，is为所述第一磁芯的饱和电流，bs为所述第一磁芯的磁感应强度，le为所述第一磁芯的有效磁路长度，μm为所述第一磁芯的最大磁导率，μ0为所述第一磁芯的真空磁导率。

15、可选地，所述副边绕的匝数为ns，所述ns为所述测量探头的原边绕组的匝数与测量探头的电流转换比例的乘积。

16、可选地，所述第一绕组、所述第二绕组和所述第三绕组两两之间设有绝缘模块；

17、所述副边绕组外表面设置有绝缘结构。

18、第二方面，本申请实施例提供了一种检测装置，包括第一方面所述的电流传感器。

19、第三方面，本申请实施例提供了一种检测系统，包括：检测装置和至少一个显示元件，其中所述检测装置与所述显示元件串联连接。

20、在上述技术方案中，包括测量探头，所述测量探头包括第一磁芯、第二磁芯和第三磁芯，每个所述磁芯上分别设置有对应的绕组，所述磁芯间隔设置、且具有同一轴心，还包括：副边绕组，所述副边绕绕制在所述第一磁芯、所述第二磁芯和所述第三磁芯上；

21、其中，所述第一磁芯通过第一绕组分别与第一采样电阻、电压比较器连接，以构成直流零磁通检测模块；

22、所述第二磁芯通过第二绕组分别与单位增益反相器、第二采样电阻连接，以构成激磁磁通补偿模块；

23、所述第三磁芯与第三绕组构成交流零磁通检测模块；

24、所述电压比较器与所述单位增益反相器连接；

25、所述第一采样电阻与第一求和电路、低通滤波器、第二求和电路、比例积分器、功率放大器依次连接后与所述副边绕组的一端联通，所述副边绕组的另一端接地，以形成闭环回路；

26、所述第三磁芯通过所述第三绕组与所述第二求和电路连接。

27、通过上述结构，利用补偿电流来抵消原边绕组产生的电流，从而可以抵消原边绕组和副边绕组的磁场，以实现零磁场的导通，进而可以避免磁场对电流检测的影响，提高电流检测精度。

28、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种电流传感器，包括测量探头(1)，所述测量探头(1)包括第一磁芯(11)、第二磁芯(12)和第三磁芯(13)，每个所述磁芯上分别设置有对应的绕组，所述磁芯间隔设置、且具有同一轴心，其特征在于，还包括：副边绕组(141)，所述副边绕绕制在所述第一磁芯(11)、所述第二磁芯(12)和所述第三磁芯(13)上；

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一采样电阻(112)、所述电压比较器(113)的反向输入端与所述第一绕组(111)的第一端交汇于一点，所述第一绕组(111)的第二端与所述电压比较器(113)的输出端、正向输入端依次连接。

3.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，所述直流零磁通检测模块(2)还包括第一稳压电阻(114)和第二稳压电阻(115)，所述第一稳压电阻(114)和所述第二稳压电阻(115)并联在所述电压比较器(113)的正向输入端和输出端之间。

4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述激磁磁通补偿模块(3)还包括高通滤波器(124)，所述第二采样电阻(123)通过所述高通滤波器(124)与所述第一求和电路(151)连接。

5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一绕组(111)、所述第二绕组(121)和所述第三绕组(131)的匝数均为n，其中，所述n的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述副边绕组(141)的匝数为ns，所述ns为所述测量探头(1)的原边绕组的匝数与测量探头(1)的电流转换比例的乘积。

7.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一绕组(111)、所述第二绕组(121)和所述第三绕组(131)两两之间设有绝缘模块(5)；

8.一种检测装置，其特征在于，包括根据权利要求1-7任一项所述的电流传感器。

9.一种检测系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供了一种电流传感器、检测装置及检测系统。其中，电流传感器包括测量探头，测量探头包括磁芯，电流传感器还包括：副边绕组，副边绕组绕制在第一磁芯、第二磁芯和第三磁芯上；第一磁芯通过第一绕组分别与第一采样电阻、电压比较器连接，以构成直流零磁通检测模块；第二磁芯通过第二绕组分别与第二采样电阻、单位增益反相器连接，以构成激磁磁通补偿模块；第三磁芯与第三绕组构成交流零磁通检测模块；电压比较器与单位增益反相器连接；第一采样电阻与第一求和电路、低通滤波器、第二求和电路、比例积分器、功率放大器依次连接后与副边绕组的一端联通，副边绕组的另一端接地，以形成闭环回路；第三磁芯通过第三绕组与第二求和电路连接。

技术研发人员：魏然,吕大宁,王明承
受保护的技术使用者：希斯灵顿（大连）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15