[发明专利]一种全数字磁通门型电流传感器

说明书

一种全数字磁通门型电流传感器，属于传感器领域，本发明为解决采用模拟器件实现电流传感器电流检测存在测量结果不准确的问题。本发明电流传感器的数字处理电路：被测电流的交流信号由交流绕组检测，交流绕组输出的检测信号经积分电路处理输出交流测量数值；被测电流的直流信号由激磁绕组检测，激磁绕组输出的检测信号经由电流滤波模块滤除高次谐波，再由二次谐波提取模块提取激磁电流的二次谐波分量，经过积分电路处理输出直流测量数值；所述交流测量数值和直流测量数值由积分电路进行积分求和获得最终被测电流数值，最终被测电流数值再次由电流滤波模块进行低通滤波以消噪，然后送入HOWLAND电流源，并由反馈绕组输出最终被测电流数值。

技术领域

本发明涉及电流传感器的数字型处理电路，属于传感器领域。

背景技术

电流传感器做为检测电流的装置在电机驱动控制，逆变装置、开关电源、信号测量，科学仪器、光刻机、航空航天等领域具有广泛的应用。而在电流传感器实现的各种原理中，利用磁通门技术实现的电流传感器具有线性度好、精度高的优点，可以将大的电流信号转化成为精密准确的小电流信号。

电流传感器的激磁电流信号提取通常采用峰值检波，利用二极管、电容、电阻以及运算放大器来获得需要的励磁电流，由于采用模拟器件实现电流检测，因此激磁电流的噪声以及固有温漂无法精确抑制，测量结果不准确，同时参数调整能力也比较差。

发明内容

本发明目的是为了解决采用模拟器件实现电流传感器电流检测存在测量结果不准确的问题，提供了一种全数字磁通门型电流传感器。

本发明所述一种全数字磁通门型电流传感器包括传感器绕组结构和数字处理电路；所述传感器绕组结构包括磁芯、双绕组的激磁绕组、交流绕组和反馈绕组；

所述数字处理电路包括数字处理器和HOWLAND电流源，数字处理器内部构建电流滤波模块、二次谐波提取模块和积分电路；

被测电流的交流信号由交流绕组检测，交流绕组输出的检测信号经积分电路处理输出交流测量数值；

被测电流的直流信号由激磁绕组检测，激磁绕组输出的检测信号经由电流滤波模块滤除高次谐波，再由二次谐波提取模块提取激磁电流的二次谐波分量，经过积分电路处理输出直流测量数值；

所述交流测量数值和直流测量数值由积分电路进行积分求和获得最终被测电流数值，最终被测电流数值再次由电流滤波模块进行低通滤波以消噪，然后送入HOWLAND电流源，并由反馈绕组输出最终被测电流数值。

优选地，激磁绕组包括绕组A和绕组B，两套绕组匝数相等、绕向相反。

优选地，数字处理器内部还构建有高频方波发生模块，高频方波发生模块输出的高频方波信号通过功率放大器放大后为激磁绕组提供驱动信号，激磁绕组输出的激磁电流在磁芯中形成激磁磁场。

优选地，高频方波发生模块包括方波发生器和PWM输出单元，方波发生器输出的方波经PWM输出单元调制输出高频方波信号。

优选地，数字处理器内部还构建有AD模块和DA模块，AD模块用于将数字处理器接收的外部信号转为数字信号，DA模块用于将数字处理器输出的信号转为模拟信号。

优选地，数字处理器内部还构建有电流补偿模块，电流补偿模块为补偿噪声干扰，将系统固有噪声偏差以前馈的形式叠加在HOWLAND电流源的输入端。

优选地，电流补偿模块还包括偏磁消除，在数字处理器内部进行补偿。

优选地，数字处理器采用PFGA或DSP实现。

优选地，电流滤波模块采用低通滤波器实现，二次谐波提取模块采用带通滤波器实现。

优选地，AD模块和DA模块为16位及以上精度的转换器。