[发明专利]一种电流传感器及其多磁通平衡控制电路

说明书

本发明公开了一种电流传感器及其多磁通平衡控制电路，通过在电流传感器中采用包括激励磁通平衡模块和交直流磁通平衡模块的多磁通平衡控制电路，由激励磁通平衡模块根据检测到的干扰磁场产生激磁补偿磁场，激磁补偿磁场与干扰磁场相互叠加后的磁场穿过与其磁感线垂直的平面的磁通量为零；由交直流磁通平衡模块根据检测到的交流磁通信号和激磁模块输出的直流偏磁信号产生交直流补偿磁场，交直流补偿磁场、直流偏置磁场及交流磁场相互叠加后的磁场穿过与其磁感线垂直的平面的磁通量为零，从而消除了激磁模块产生的磁场干扰，且实现了对交流电流和直流电流的精准检测，提高了传感器的电流检测精度，降低了传感器的生产成本。

技术领域

本发明涉及电流检测领域，尤其涉及一种电流传感器及其多磁通平衡控制电路。

背景技术

电流传感器是一种能感知待测电流，将大电流或微电流转换成易于测量的小电流、电压信号并隔离输出模拟信号或数字信号的传感器。

现有的磁调制式电流传感器通常都包括激磁模块和直流磁通平衡模块。激磁模块用于产生目标激励磁场，以对穿过电流传感器的待测电流产生的直流偏置磁场进行检测，并输出与直流偏置磁场对应的直流偏磁信号；直流磁通平衡模块根据直流偏磁信号产生直流偏磁补偿磁场，对待测电流产生的直流偏置磁场进行补偿，进而实现对直流电流的检测。

然而，由于激磁模块整体对外不是零磁通状态，即激磁模块对外存在干扰磁场，因此会对直流磁通平衡模块产生的直流偏磁补偿磁场产生干扰，导致传感器的测量精度降低，甚至导致传感器无法正常工作。现有技术通过在传感器中增加磁屏蔽器来隔离激磁模块和直流磁通平衡模块的联系，但磁屏蔽器设计复杂，价格昂贵，使传感器的生产、组装变得非常复杂，成本增高，且也没有从根本上消除激磁模块磁通不平衡带来的影响。同时，现有的电流传感器仅能检测直流电流，无法对直流电流中存在的交流纹波分量或交流电流进行检测，导致传感器的检测精度降低，且无法实现较宽频带的电流检测。

综上可知，现有的电流传感器存在电流检测精度较低，结构复杂，成本较高，且无法实现宽频带电流检测的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流传感器及其多磁通平衡控制电路，旨在解决现有的电流传感器所存在的电流检测精度较低，结构复杂，成本较高，且无法实现宽频带电流检测的问题。

本发明是这样实现的，一种电流传感器的多磁通平衡控制电路，与所述电流传感器的激磁模块连接；所述激磁模块包括激磁振荡器、与所述激磁振荡器连接的激磁单元以及与所述激磁单元连接的直流偏磁检测单元；所述激磁振荡器向所述激磁单元输出预设频率的交变电压信号，以激励所述激磁单元产生目标激励磁场，所述目标激励磁场用于对待测电路中的待测电流产生的直流偏置磁场进行检测，并通过所述直流偏磁检测单元输出与所述直流偏置磁场对应的直流偏磁信号；所述多磁通平衡控制电路包括激励磁通平衡模块和交直流磁通平衡模块；所述交直流磁通平衡模块与所述直流偏磁检测单元连接；

所述激励磁通平衡模块对所述激磁单元产生的干扰磁场进行检测，并根据检测到的第一检测信号生成激磁补偿信号，且根据所述激磁补偿信号在所述激磁模块的周围产生激磁补偿磁场，所述激磁补偿磁场与所述干扰磁场相互叠加，叠加后的第一叠加磁场穿过与其磁感线垂直的平面的磁通量为零；

所述交直流磁通平衡模块对所述待测电流产生的交流磁场进行检测，并根据检测到的交流磁通信号生成交流磁通补偿信号；所述交直流磁通平衡模块还根据所述直流偏磁信号生成直流偏磁补偿信号，并根据所述交流磁通补偿信号和所述直流偏磁补偿信号生成目标交直流磁通补偿信号，且根据所述目标交直流磁通补偿信号在所述待测电路的周围产生交直流补偿磁场，所述交直流补偿磁场、所述直流偏置磁场及所述交流磁场相互叠加，叠加后的第二叠加磁场穿过与其磁感线垂直的平面的磁通量为零。

本发明还提供了一种电流传感器，包括激磁模块，所述电流传感器还包括上述的多磁通平衡控制电路。