[发明专利]高频高压电流测量装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种电流测量装置，尤其是一种具有变流器(currenttransformer，CT)的电流测量装置。

背景技术

现今电流测量常用的方法包括变流器法、电阻压降法、霍尔(Hall)组件法。其中，电阻压降法无法与待测物分隔，而只能采用固定于待测物的设计方式。相较之下，变流器法与霍尔组件法则无此限制，而适用于可移动的仪器。又，就变流器法与霍尔组件法的比较而言，虽然霍尔组件法具有较佳的准确度，但是其电路较为复杂、成本较高昂，同时，其适用的动态范围较窄。因此，变流器法仍有其产业利用上的价值。

图1是显示一典型变流器20的结构示意图，而图2是此变流器运作的等效电路图。如图中所示，一待测电流源I(未图标于图1)连接至一导线10。此导线10就电路上而言，可以相互串接的电阻r1与电感L1表示，而与待测电流源I构成一初级回路。

此变流器20就结构上而言，是由一环状磁芯(core)22与一次级线圈24所构成。导线10贯穿环状磁芯22的中心孔22a，而次级线圈24缠绕于环状磁芯22。而如图1所示，此次级线圈24就电路上而言，可视为相互串接的一次级线圈电阻r2与一次级线圈电感L2。通常，另有一电压侦测电阻R串接至前述次级线圈电阻r2与次级线圈电感L2，而构成一次级回路20。

基本上，导线10是通过磁芯(core)22磁性耦合至次级线圈24。因此，产生于初级回路上的电流i1是通过此磁芯22，在次级回路20上产生一电动势(electromotive force)，并借由此电动势在次级回路20上形成另一个电流i2。

不过，如图中所示，导线10与次级线圈24间亦会构成一耦合电容C，而在次级线圈24上产生电容耦合信号。基本上，在低电压或是低频测量的情况下，由于由导线10所引发的电场干扰并不明显，因此，测量时电容耦合信号的问题并不突显。但是，当用于测量高电压或是高频的电流时，由导线10所引发的电容耦合信号就会变得明显。此信号会与待测信号相重叠，而使测量的精确度严重下降。

于是，如何提高变流器测量方式的信号误差比，以有效应用于高电压或是高频测量的环境，将会对于变流器的应用价值的提升，有极为重要的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流测量装置，以变流器法进行电流测量。并且，此电流测量装置可以有效防止电容耦合信号的干扰。

本发明提供一种电流测量装置，用以测量一待测电路的电流值。此电流测量装置包括一环状磁芯、一次级线圈、一隔离层与一放大电路。其中，环状磁芯环绕待测电路。次级线圈缠绕环状磁芯。隔离层实质上遮蔽次级线圈与环状磁芯，以阻挡次级线圈与待测电路间的静电耦合。并且，隔离层上形成有一开口，以消减因此隔离层所造成的涡流(eddy current)损耗。放大电路连接次级线圈，以放大次级线圈上的电流。

本发明亦提供一种变流器，此变流器包括一环状磁芯、一次级线圈与一隔离层。其中，环状磁芯环绕待测电路。次级线圈缠绕环状磁芯。隔离层实质上遮蔽次级线圈与环状磁芯，以阻挡次级线圈与待测电路间的静电耦合。一开口形成于隔离层上，以消减因隔离层所造成的涡流(eddy current)损耗。

附图说明

图1是一典型变流器的结构示意图。

图2是图1的变流器运作的等效电路图。

图3是本发明变流器一较佳实施例的等效电路图。

图4是本发明变流器另一较佳实施例的等效电路图。

图4A是本发明变流器又一较佳实施例的等效电路图。

图5是本发明变流器一较佳实施例的结构示意图。

图5A是图5的变流器的内部构造示意图。

图6是一典型差动放大电路的电路图。

符号说明：

导线10

变流器20

环状磁芯22

次级线圈24

中心孔22a

变流器100

环状磁芯120

次级线圈140

隔离层160

放大电路200

待测电路50

输出接脚150a，150b

开口162

接地接脚190

负载电阻170，170a，170b

具体实施方式

关于本发明的优点与精神可以借由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。