微型大电流测量电路及具有其的装置的制作方法

本申请涉及电流测量领域，尤其涉及一种微型大电流测量电路及具有其的装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的不断创新与发展，新能源设备也随之优化升级，对于新能源设备在工作过程中的各项技术参数测量尤为重要，尤其是对于新能源设备高密度微型环境下的大电流测量。

2、目前，测量大电流大小的装置主要有电流互感器和霍尔电流传感器，其中电流互感器的原理和变压器类似，依靠电磁感应工作，结构简单且成本低廉，但一般只能对交流电流进行测量，动态范围较低。而霍尔电流传感器主要利用磁芯的聚磁效应在霍尔片上将磁转换成电压，根据该磁与电压的关系反算被测电流，解决了电流互感器只能测量交流电流的问题，但霍尔电流传感器的整体精度较差，温漂大，不适合在高温情况下工作，无法满足在新能源设备工作过程中测量其大电流的使用需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种微型大电流测量电路及具有其的装置，以解决上述问题。

2、根据本申请的一方面，提供了一种微型大电流测量电路，包括：

3、磁芯组，用于接入被测电流信号的电缆；

4、驱动模块，与所述磁芯组电连接，用于产生励磁信号并输出误差信号；

5、放大模块，与所述驱动模块电连接，用于接收所述误差信号并向所述磁芯组输出补偿电流；

6、采样电阻，分别与所述放大模块和所述磁芯组电连接，所述补偿电流经过所述磁芯组后通过所述采样电阻流入所述放大模块；

7、信号输出模块，与所述采样电阻电连接，用于将所述采样电阻上的补偿电压放大后输出整体信号；

8、其中，所述整体信号与所述被测电流信号成正比关系。

9、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述磁芯组，包括：

10、第一切口磁芯，围绕第一补偿绕组，所述第一补偿绕组与所述放大模块电连接；

11、第二切口磁芯，围绕第二补偿绕组，所述第二补偿绕组与所述采样电阻电连接；

12、第一高频磁芯，设置在所述第一切口磁芯的切口处，并围绕第一激励绕组，所述第一激励绕组与所述驱动模块电连接；

13、第二高频磁芯，设置在所述第二切口磁芯的切口处，并围绕第二激励绕组，所述第二激励绕组与所述驱动模块电连接。

14、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述驱动模块包括第一激磁电路、第二激磁电路、第一解调器和第二解调器；

15、所述第一激磁电路输入端与所述第一激励绕组输出端电连接，所述第一激磁电路输出端与所述第一解调器输入端电连接；

16、所述第二激磁电路输入端与所述第二激励绕组输出端电连接，所述第二激磁电路输出端与所述第二解调器输入端电连接；

17、所述第一解调器和所述第二解调器的输出端均与所述放大模块输入端电连接。

18、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述驱动模块还包括时钟发生器和倍频器；

19、所述时钟发生器输出端分别与所述第一激磁电路、所述第一激磁电路和所述倍频器输入端电连接；

20、所述倍频器的输出端分别与所述第一解调器和所述第二解调器的输入端电连接。

21、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述放大模块包括第一运算放大器和功率放大器；

22、所述第一运算放大器的两个输入端分别与所述第一解调器的输出端和所述第二解调器的输出端电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述功率放大器的输入端电连接，所述功率放大器的输入端还与所述采样电阻电连接；

23、所述功率放大器的输出端与所述第一补偿绕组输入端电连接。

24、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述信号输出模块包括第二运算放大器；

25、所述第二运算放大器输入端与所述采样电阻电连接，所述第二运算放大器输出端输出所述整体信号。

26、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，所述第一补偿绕组与所述第二补偿绕组串联连接。

27、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，还包括过载保护模块；

28、所述过载保护模块与所述驱动模块电连接。

29、作为本申请的一种可选实施方案，可选地，还包括电源保护模块；

30、所述电源保护模块与所述驱动模块电连接。

31、根据本申请的另一方面，提供了一种微型大电流测量装置，包括上述任一项所述的微型大电流测量电路和外壳。

32、本申请的有益效果：

33、本申请提供一种微型大电流测量电路，应用于新能源设备等高密度环境下，以满足高精度测量电流的需求，即能够利用本申请的测量电路在微型结构中实现大电流的测量，并适用于高温工作环境中。具体包括磁芯组、驱动模块、放大模块、采样电阻和信号输出模块。具体的，当本申请的测量电路未开始测量待测电缆时，即被测电流ip＝0时，磁芯组处于动态磁平衡状态。当采样本申请的测量电路进行待测电缆的电流测量时，磁芯组咬入待测电缆，被测电流信号的引入打破了磁平衡状态，通过驱动模块检测出不平衡后，将不平衡导致的误差信号送入放大模块，并由放大模块输出补偿电流至磁芯组，补偿电流在磁芯组上产生的磁势方向与被测电流产生的磁势方向相反，且被测电流信号ip与补偿电流成比例关系，从而使得磁芯组的磁势恢复至初始动态磁平衡阶段。进一步的，本申请的采样电阻同时与放大模块和磁芯组电连接，放大模块输出的补偿电流经过磁芯组后流入采样电阻，结合采样电阻的电阻阻值获得采样电阻两端的补偿电压，通过信号输出模块将补偿电压放大后输出，也即输出的整体信号与被测电流ip也呈比例关系，据此实现本申请测量被测电流的目的，且经过补偿后的整体信号不受温度影响，测量结果更加准确，能够应用在新能源设备的工作过程之中，测量效果更好。

34、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

技术特征：

1.一种微型大电流测量电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述磁芯组，包括：

3.根据权利要求2所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述驱动模块包括第一激磁电路、第二激磁电路、第一解调器和第二解调器；

4.根据权利要求3所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述驱动模块还包括时钟发生器和倍频器；

5.根据权利要求3所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述放大模块包括第一运算放大器和功率放大器；

6.根据权利要求1所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述信号输出模块包括第二运算放大器；

7.根据权利要求2所述的微型大电流测量电路，其特征在于，所述第一补偿绕组与所述第二补偿绕组串联连接。

8.根据权利要求1所述的微型大电流测量电路，其特征在于，还包括过载保护模块；

9.根据权利要求1所述的微型大电流测量电路，其特征在于，还包括电源保护模块；

10.一种微型大电流测量装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的微型大电流测量电路和外壳。

技术总结
本申请涉及一种微型大电流测量电路及具有其的装置，包括磁芯组，用于接入被测电流信号的电缆；驱动模块，与磁芯组电连接，用于产生励磁信号并输出误差信号；放大模块，与驱动模块电连接，用于接收误差信号并向磁芯组输出补偿电流；采样电阻，分别与放大模块和磁芯组电连接，补偿电流经过磁芯组后通过采样电阻流入放大模块；信号输出模块，与采样电阻电连接，用于将采样电阻上的补偿电压放大后输出整体信号；其中整体信号与被测电流信号成正比关系。由于本申请经过补偿后的整体信号不受温度影响，且整体信号与被测电流呈比例关系，能够应用在新能源设备的工作过程之中由此实现测量大电流信号的目的，且测量结果更加准确。

技术研发人员：朱冰,符传清,林朝晖
受保护的技术使用者：泽佳创（北京）新能源科技有限公司
技术研发日：20230213
技术公布日：2024/1/14