[发明专利]隔离型电流-电压和电压-电压转换器

权利要求书

1.一种电流传感器，包括：

变压器，具有原边绕组、副边绕组以及基本为环形的变压器磁芯，所述原边绕组和副边绕组从所述变压器磁芯中穿过，其中：

所述原边绕组适用于承载待测电流；以及

所述副边绕组适用于选择性地承载用于在所述变压器磁芯内感生饱和场的饱和电流，以及选择性地承载用于在所述变压器磁芯内感生与所述饱和场相反的场的采样电流；

用于选择性地给所述副边绕组提供电流的电源；

检测电路，适用于测量基本与所述待测电流的幅值成比例的电压；以及

控制电路，适用于选择性地将所述饱和电流加至所述副边绕组以及选择性地将所述采样电流加至所述副边绕组。

2.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述控制电路进一步适用于在将所述采样电流加至所述副边绕组之前切断所述饱和电流，以及在将所述饱和电流加至所述副边绕组之前切断所述采样电流。

3.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述副边绕组被进一步分为采样绕组和辅助绕组，并且其中所述控制电路适用于将所述饱和电流加至所述辅助绕组以及将所述采样电流加至所述采样绕组。

4.如权利要求3所述的电流传感器，其中所述控制电路进一步适用于首先将所述饱和电流加至所述辅助绕组；随后将所述采样电流加至所述采样绕组，以使所述饱和电流和采样电流同时流动；随后基本同时切断所述采样电流和饱和电流。

5.如权利要求3所述的电流传感器，其中所述控制电路进一步适用于在所述控制电路切断所述采样电流时允许能量从所述辅助绕组流动返回所述电源。

6.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述控制电路包括现场可编程门阵列FPGA、专用集成电路ASIC、微控制器、数字信号处理器DSP以及包含离散数字逻辑组件的电路中的至少一种。

7.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述控制电路包括模拟电路。

8.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述检测电路包括适用于从所述控制电路接收定时脉冲的采样-保持电路。

9.如权利要求8所述的电流传感器，其中所述检测电路进一步包括适用于从所述控制电路接收控制信号的模数转换器。

10.如权利要求9所述的电流传感器，其中所述检测电路进一步包括适用于产生模拟电压输出的数模转换器。

11.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述检测电路包括：

检测电阻；

模拟参考电压；

模拟比较器，适用于将所述检测电阻两端产生的电压与所述模拟参考电压相比较；以及

锁存电路，适用于从所述模拟比较器接收数据信号以及从所述控制电路接收定时信号。

12.如权利要求1所述的电流传感器，进一步包括：

至少第一检测电阻和第二检测电阻；

至少一个量程选择开关，适用于选择性地将所述第二检测电阻与所述第一检测电阻并联连接；

其中所述控制电路进一步适用于选择性地打开和闭合所述至少一个量程选择开关。

13.如权利要求1所述的电流传感器，进一步包括：

至少第一检测电阻和第二检测电阻，其中所述第一检测电阻被设置为与所述第二检测电阻串联；以及

至少一个量程选择开关，适用于选择性地旁路所述第二检测电阻；

其中所述控制电路进一步适用于选择性地打开和闭合所述至少一个量程选择开关。

14.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述原边绕组包括单个导体，其穿过基本为环形的变压器磁芯一次。

15.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述变压器磁芯包括非晶态合金、纳米晶合金、铁氧体材料、坡莫合金和镍铁钼超导磁合金中的至少一种。

16.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述变压器磁芯包括被镀到基板上的磁芯。