[发明专利]具有磁通门的电流传感器

说明书

一种具有磁通门的电流传感器，包括：磁芯(13)；测量绕组(14)；激励电路(23)，其被布置成生成数字激励信号(Se)；获取电路(17)，其被布置成：在测量绕组(14)的端子处获得模拟测量电压(Ve)并产生数字测量信号(Sm)；退磁伺服电路(32)，其被布置成：从数字测量信号产生数字退磁信号(Sdm)，该数字退磁信号旨在补偿由待测量信号产生的磁通量；求和器(36)，其被布置成：以获得数字注入信号(Si)的方式对数字激励信号和数字退磁信号进行求和；以及注入电路(37)，其被布置成：从数字注入信号产生模拟激励电流并将该模拟激励电流注入到测量绕组中。

本发明涉及磁通门电流传感器的领域。

发明背景

磁通门电流传感器利用形成磁芯的磁性材料的属性，藉此该磁芯从某个磁激励电平饱和。参照图1，对于增大的磁场H，磁场H与磁通密度B之间的传递函数的斜率从磁芯的所谓“饱和”值大幅下降。在图1中，饱和值对应于范围ΔH和ΔB。

参照图2和3，在用于测量在导体中流动的电流Im的常规磁通门电流传感器1中，方波信号发生器2向绕磁芯4缠绕的激励绕组3的端子施加方波激励电压Vex。在激励绕组3中流动的激励电流Iex由测量模块5测量。连接到测量模块5的峰值检测器6提供两项信息：饱和电平以及激励电流Iex的各峰值电流之间的差值。饱和电平用以对激励电压Vex的振幅进行伺服控制。激励电流Iex的各峰值电流之间的差值用以估计待测量电流Im，并且该差值经由电压至电流转换器起作用以对退磁电流的振幅进行伺服控制，该退磁电流在退磁绕组8中流动并且用以补偿由待测量电流Im在磁芯4中产生的磁通量。

磁通门电流传感器在某些应用中是优选的。这特别适用于测量在用户装备的固态功率控制器(SSPC)型的截止构件中流动的电流，或者适用于测量在连接到电机一相的功率电子模块(PEM)型的能量转换器构件中流动的电流。

发明目的

本发明的目的是提高工业可再现性并降低磁通门电流传感器的成本。

发明概述

为了实现该目的，提供了一种磁通门电流传感器，包括：围绕导体延伸的磁芯，其中待测量电流在该导体中流动；测量绕组；激励电路，其被布置成生成数字激励信号；获取电路，该获取电路包括模数转换器并被布置成：从测量绕组的端子获取模拟测量电压并产生数字测量信号；退磁伺服控制电路，其被布置成：使用数字测量信号来产生数字退磁信号以用于补偿由待测量电流产生的磁通量；求和电路，其被布置成：对数字激励信号和数字退磁信号进行求和以获得数字注入信号；以及注入电路，该注入电路包括数模转换器并被布置成：从数字注入信号产生模拟激励电流并将该模拟激励电流注入到测量绕组中。

本发明的磁通门电流传感器由此具有单个测量绕组，其同时用以激励磁芯、对磁芯进行退磁、以及获取模拟测量电压以估计待测量电流。这简化了本发明的磁通门电流传感器并且由此减小了其大小、重量和制造成本。

此外，本发明的磁通门电流传感器的处理系统的大部分是数字的。使用主要是数字的处理系统用以进一步降低本发明的磁通门电流传感器的制造成本并提高其工业可再现性。

本发明可以鉴于以下对本发明的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。

附图简述

参照附图，在附图中：

·图1绘制了磁场与磁通密度之间的传递函数的曲线；

·图2示出了现有技术的磁通门电流传感器；

·图3示出了激励现有技术磁通门电流传感器的磁芯的激励电压的曲线和激励电流的曲线；

·图4示出了本发明的磁通门电流传感器；