[发明专利]电流互感器

说明书

本申请公开了一种电流互感器，其包括：方波电压产生电路，第一驱动电路和多个直流检测线圈等。方波电压产生电路包括：第一参考电压源，第一反相器，时钟产生电路和多路选择器，其中多路选择器接收第一参考电压源产生的第一参考电压、第一反相器产生的第二参考电压和时钟产生电路产生的参考时钟信号，并且在参考时钟信号的控制下产生具有预定时钟频率的方波电压。第一驱动电路用于接收方波电压并产生跟随方波电压的驱动电压。多个直流检测线圈中的每个直流检测线圈接收驱动电压，并在驱动电压的驱动下对穿过直流检测线圈的与待测电流对应的磁通量进行感测。

技术领域

本申请涉及电子测量技术，更具体地，涉及一种电流互感器。

背景技术

随着各种电力系统在工业生产和日常生活中的广泛运用，需要能够准确、方便测量电流的装置以监控电力系统的安全有效运行。传统的电流互感器只能用于测量交流电流，无法测量直流电流，并且当测量频率较低的交流电流时也会产生较大误差。

近来出现的直流电流互感器(DCCT)属于一种新型的电流测量装置，可以以非接触方式同时测量直流和交流电流。直流电流互感器主要利用了铁芯线圈中的铁芯受直流和交流电流共同磁化时的非线性和非对称特性，通过驱动反馈电流来补偿初级电流对铁芯线圈的影响，实现铁芯线圈内的零磁通状态，从而实现对直流电流的测量。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种电流互感器，能够抑制偏移和增益漂移，并提高电源抑制比。

根据本申请的一个方面，提供了一种电流互感器，该电流互感器包括：方波电压产生电路，其包括：第一参考电压源，其用于产生第一参考电压；第一反相器，其用于接收所述第一参考电压，并对所述第一参考电压反相以产生第二参考电压；时钟产生电路，其用于产生参考时钟信号，所述参考时钟信号具有预定时钟频率；和多路选择器，其用于接收所述第一参考电压、所述第二参考电压和所述参考时钟信号，并且在所述参考时钟信号的控制下以所述预定时钟频率在每个时钟周期内交替输出所述第一参考电压和所述第二参考电压，从而产生具有所述预定时钟频率的方波电压；第一驱动电路，其用于接收所述方波电压并产生跟随所述方波电压的驱动电压，所述第一驱动电路包括：第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端用于接收所述方波电压，所述第一运算放大器的第二输入端通过第一反馈网络接收被反馈的所述驱动电压，所述第一运算放大器的输出端输出第一中间电压；和第一推挽输出级，所述第一推挽输出级用于接收所述第一中间电压并推挽输出所述驱动电压；和多个直流检测线圈，每个所述直流检测线圈接收所述驱动电压，并在所述驱动电压的驱动下对穿过所述直流检测线圈的与待测电流对应的磁通量进行感测。

在一些实施例中，所述多个直流检测线圈包括第一直流检测线圈和第二直流检测线圈；并且所述电流互感器还包括第二驱动电路，所述第二驱动电路用于接收所述驱动电压，并将所述驱动电压反相以产生反相的驱动电压，其中，所述第一直流检测线圈接收所述驱动电压，并在所述驱动电压的驱动下对穿过所述第一直流检测线圈的与所述待测电流对应的磁通量进行感应以产生第一感应电流；所述第二直流检测线圈接收所述反相的驱动电压，并在所述反相的驱动电压的驱动下对穿过所述第二直流检测线圈的与所述待测电流对应的磁通量进行感应以产生第二感应电流；并且所述电流互感器基于所述第一感应电流和所述第二感应电流确定与所述待测电流相关的直流分量。

在一些实施例中，所述电流互感器还包括：解调电路，其用于接收并解调与所述第一感应电流对应的第一感应电压和与所述第二感应电流对应的第二感应电压，以去除其中与所述驱动电压和所述反相的驱动电压相关的交流分量，从而产生解调后电压；和低通滤波器，其接收所述解调后电压并进行低通滤波，从而得到与所述待测电流相关的直流分量。