[发明专利]磁通门电流传感器

权利要求书

1.磁通门电流传感器，其特征在于：是一种带有聚磁壳和采用绕组正交分布的磁通门电流传感器，包含磁通门检测探头和信号处理电路；其中，磁通门检测探头由一个聚磁壳加环形磁芯和激励绕组加二次反馈绕组构成，环形磁芯放在聚磁壳内部，激励绕组为一根导线在环形磁芯上沿着该环形磁芯的径向均匀缠绕100～150匝形成的绕组，二次反馈绕组为在激励绕组缠好后沿着环形磁芯的圆周方向再均匀缠绕200～300匝形成的绕组；信号处理电路分为激励电路和零磁通检测电路两部分，激励电路部分又包括激励信号发生电路和信号驱动电路；激励绕组一端经激励信号发生电路中的采样电阻接地，激励绕组另一端与激励电路中的信号驱动电路相连接，信号驱动电路的输出连接零磁通检测电路的输入，零磁通检测电路又分为积分比较器电路和H桥驱动电路两部分，积分比较器电路为零磁通检测电路的输入，积分比较器电路的输出连接H桥驱动电路的输入，H桥驱动电路的输出连接二次反馈绕组的一端，二次反馈绕组的另一端通过分流电阻接地。

2.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述聚磁壳采用的是坡莫合金材料制作，其电阻率为0.56μΩ·m，居里点为400℃，饱和磁感应强度为B_s＝0.7T，饱和磁感应强度下的矫顽力H_c不大于1.6A/m，直流磁性能满足在0.08A/m磁场强度中的磁导率不小于37.5mH/m，厚度是2mm，长度是30mm，宽度是30mm,高度是15mm。

3.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述环形磁芯所用的材料为铁基纳米晶软磁材料，其饱和磁通密度为B_s＝1.2T,矫顽力H_c<5A/m,饱和磁致伸缩系数为s＝10^-8～10^-6，磁导率为15000～150000H/m，铁芯损耗(100KHz，0.3T)P_Fe＝80W/Kg，该环形磁芯的内径为10mm、外径为20mm和高为10mm。

4.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述各个绕组所用的材质均为漆包线，直径为0.3mm。

5.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述H桥驱动电路采用的芯片是IR2110。

6.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述采样电阻为20KΩ，分流电阻为150Ω。

7.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述激励电路，包括激励信号发生电路和信号驱动电路，其构成是：主要包括用于激励信号发生电路的芯片LM6132和用于信号驱动电路的芯片IR2101s，LM6132为功率放大器，包括8个引脚，LM6132的引脚1、LM6132的引脚2与LM6132的引脚6由阻值为3.3KΩ的电阻R₁连接，LM6132的引脚3与阻值为20KΩ的采样电阻R_S一端相连，采样电阻R_S另一端接地，LM6132的引脚4接-12V直流电压和一个电容值为0.1μF的稳压电容C₁，LM6132的引脚5与两个并联电阻相连，其中一个阻值为3.9KΩ的并联电阻R₂接地，另一个阻值为27KΩ的并联电阻R₃与LM6132的引脚7共同接在IR2101s的引脚2上；LM6132的引脚8接+12V直流电压和一个电容值为0.1μF的稳压电容C₂的一端，电容C₂的另一端接地，IR2101s的引脚1接12V直流电压，这个12V电压同时通过一个型号为1N4106的二极管D₁与IR2101s的引脚8连接，IR2101s的引脚8再通过一个电容值为0.1μF的电容C₃连接在IR2101s的引脚6上；IR2101s的引脚3和IR2101s的引脚7悬空，IR2101s的引脚4和IR2101s的引脚5接地。

8.根据权利要求1所述磁通门电流传感器，其特征在于：所述零磁通检测电路，包括积分比较器电路和H桥驱动电路两部分，其中，积分比较器电路的构成是：主要包括芯片TLC2652，包括8个引脚，TLC2652的引脚1经电容值为0.1μF的电容C₁和电容值为1F的C₂后接地，在C₁和C₂之间连接电容值为0.01μF的电容C₃，电容C₃的另一端连接TLC2652的引脚8，TLC2652的引脚2与阻值为20KΩ的电阻R₁相连，R₁的另一端与上述的信号驱动电路的输出和电容值为0.01μF的电容C₄相连接，电容C₄的另一端连接着TLC2652的引脚6和阻值为100Ω的电阻R₂，电阻R₂的另一端连接着H桥驱动电路的输入，TLC2652的引脚3经阻值为20KΩ的电阻R₃接地，TLC2652的引脚4连接-15V的直流电压，TLC2652的引脚5悬空，TLC2652的引脚7连接+15V的直流电压。