[实用新型]交流电流侦测器

说明书

本实用新型涉及一种交流电流侦测器，尤其是关于一种利用具有两组次级线圈的变压器结构，以达到高精确量测交流电流目的的交流电流侦测器。

在科技日新月异的今日，几乎所有的装备都无法脱离电而单独运作。电力系统方面，为了确保各电力设备的正常动作，故必须随时侦测电流状态，以便对设备动作进行监控，而在设备误动作时亦可采取适当的保护措施，在积体电路等精密微电子方面，电子装置间的控制信号及资料号传迅数以千百计，只要任一电流信号检测错误，就可能导致整个系统产生误动作。因此，如何确实精密地测量电流，在今天是非常重要的课题。

常用的电流侦测器可分下列两种，一种是电阻侦测法，请参看图一的电路图，是将一测试电阻与待测电流的电路串联，待读取该电阻上的电压值后，便可依欧姆定律而换算出该电阻上流经的待测电流(I_in＝V_out/R)，构造虽然简单，但是电流流经电阻产生的热效应(P＝I_in²R)。将便得电阻温度升高，电阻值受热而改变，导致量测出的电流值会有很大的误差存在，同时也会造成不小的功率损耗。

另外一种量测方法是比流器侦测法，请参看图二的电路图，其使用比流器(仪用变压器的一种)，将待测电流电路与比流器的初级线圈(电流输入线圈)串联，次级线圈(电流输出线圈)则流出与待测电流I(即I_in)成比例的较小电流I_out，该比例和线圈匝数比成反比，再用检测仪器量测出此电流I_out。量测出此电流后，待测电流便可由公式I_in＝I_outX(M/N)推算出。然而由于一般对电流的处理比不上对电压处理容易，故通常串接一测试电阻于次级线圈，以测量测试电阻上电压值V_out，请参看图三的电路图，此时可由公式I_in＝(V_out/R)X(M/N)计算出待测电流I_in的大小。

由于上述的比流法是将待测电流经过一比流器而转换至一较小电流，使流过测试电阻的电流较小，故功率损失较上述电阻法为小，电阻值随温度效应而改变亦较小，故可使误差变小，但是仍存在以下几个严重缺点：

1.电阻仍为主要负载，功率损耗导致温升将造成电阻值的变化，此对精密量测而言非常不利，必须采用品质较好(即温度系数小)的电阻以改善此缺点。

2.由于比流器本身亦有阻抗(绕组的电阻，磁芯的等效电阻，线圈的漏磁通造成的漏磁电抗及线圈的磁化电抗)存在，因此在电流流过后将会造成电压降，故依输出电压V_out推算出的电流值将会有误差。

3.请参看图四的等效电路图，即使选用品质优良的电阻作将测试电阻R，然而次级线圈M所采用的铜丝本身即为一大温度系数的电阻R2，其对温度非常敏感，且其与测试电阻R串接，在两温度系数不同导体串接情况下，其精确度更是大大的降低。

4.线圈铜丝与测试电阻R相接点为异质金属接点，其所产生的电位能(WORKFUNCTION)会干扰量测，同时于接点处会产生一接触电阻R_c其亦为一温度系数元件。

5.倘使待测电流很大时，所需的比流器线圈的电流比将很大，也就是其圈数比将会很大，在制造上会很困难，此时通常采取多组比流器串联以逐一降低电流，请参考图五的电路图，再以电阻R取出最末一个比流器次级线圈的电压V_out值，然而在比流器如此串联下，比流器串接下的内部阻抗更不能忽略，精密度大大降低。

本实用新型的主要目的在于提供一种交流电流侦测器，是将次级线圈分成两组，以消除温升、电阻温度系数及电阻负载效应所造成的量测误差，以达到高精确的量测目的。

本实用新型的另一目的在于提供一种交流电流侦测器，其使于量测电流时，可减少不必要的功率损耗。

常见的电流侦测器，由上列陈述，足证至今仍存在着缺点，因而无法对电流作精确的量测。有鉴于此本发明者乃针对习知电流侦测器的缺点，以及本身在电机领域上多年的丰富实务经验，经长时间研究而设计出此种构造简单，并可确实达到高精密测量电流目的的交流电流测试器。