传统的自激振荡磁通门电路测量直流是通过测量采样电阻上的电压信号进行信号 采集， 其中有用信号为采样电阻上电压信号的平均值， 实际电路在测量直流时通过低通 滤波器 LPF 即可完成平均值电压信号解调。然而当测量交直流信号时， 由于一次侧电流 中有交流信号， 其在激磁绕组上产生的感应电流信号势必会影响铁芯激磁过程， 此时铁 芯的激磁过程变得更为复杂， 非线性特征更为明显， 使激磁电流中产生大量高频的无用 谐波， 而低通滤波器 LPF 虽然结构简单， 成本低，但是其滤波效果有限， 导致高频谐波 滤波后仍有残留， 其伴随有用信号进入误差控制模块，将影响终测量结果的准确性。 因此，本文设计的新型交直流电...

无锡纳吉伏公司总结了直流分量对交流测量影响的相关研究现状，说明了一二次融合背景下交直流电流测量的必要性；通过对电流比较仪的发展回顾，对现有磁调制原理的交直流电流测量方法进行总结，分析了交直流测量方法的关键技术及其制约瓶颈，为交直流电流传感器的优化设计提供思路。对自激振荡磁通门传感器技术进行深入研究，阐明其电流测量基本原理和交直流电流测量的适应性；探究自激振荡磁通门传感器磁参数和几何参数与传感器线性度7和灵敏度之间的定量关系，为自激振荡磁通门传感器的铁芯选择、绕组设计及硬件电路初步设计奠定理论基础。RTD 型磁通门传感器工作时，磁芯由于激励磁场周期性地交替变化，磁芯处于双向过饱和状态。惠州大量程...

对于交、直流电流信号检测，除了磁调制方法，还有基于欧姆定律的分流器法、基于电磁感应原理的罗氏线圈法、基于霍尔效应原理的霍尔电流传感器法以及基于磁光效应的光电电流传感器法等。这些测量方法理论上均可用于交直流电流的测量，但具有不同的特点。除了罗氏线圈电流传感器无法进行交直流同时测量，其他四种方法皆可测量交直流电流，但各有优缺点，因此各自的适用场合不同。光学电流传感器电流检测部分为无源结构，因此具有高可靠性特点，在电磁环境恶劣、测量安全性及可靠性要求较高场合使用，但受限于成本因素，在电网电流测量中在小部分场合使用。电流测量是电气测量中的基本而重要的方面之一，在在科学研究、工业生产还是日常生活中，都发...

无锡纳吉伏研发的新型电流传感器的具体工作过程如下：当被测电流穿过磁芯中心，磁芯中会产生感应电流。如果被测电流中既包含高频分量也包含低频分量那么就会产生相应频率的感应电流，感应得到的高频分量会通过高通滤波器，而低频分量则会被低通滤波器选择。此时低频感应电流便会流过采样电阻Rsi，当磁芯饱和后次级电流便会迅速增大从而使釆样电阻上的釆样电压大于单限比较器阈值电压。此时或门电路输出高电平触发D触发器时钟端，D触发器输出转换，进而转换H桥逆变电路开关状态。此时次级电流is的方向发生改变，磁芯退饱和。被测电流感应的电流中的高频分量通过高通滤波器，同样地，当磁芯饱和至预设情形时，釆样电阻电压增大至大于双限电...

电力电子技术是国民经济发展以及国家重要领域的重要技术支持，是信息与能源 转换的结合，是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段。在完成现今国家 “发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着极其关键的作用。新能源、 节能环保、新能源汽车、新材料、生物、装备制造、新一代信息技术等产业的发 展，都离不开电力电子技术的有力保障。电力电子技术是智能电网的助推器，以灵活交流输电(FACTS)技术、高压直流(HVDC)输电技术、轻型高压直流输电技术、定制 电力(custom power)技术和能量转换技术为特点的先进电力电子技术越来越多地应用于国家电网中，它是创建安全可靠智能电网的关键技术和方法。电...

红色曲线为 0.05 级交流电流互感器比差和角差误差限值曲线， 黄色曲线为 50A 直流下交流比差和角差误差曲线，黑色曲线为 20A 直流下交流比差和 角差误差曲线。 由 5－7 ，5－8 可知，在 20A 及 50A 直流分量下， 新型交直流电流传感 器比差角差无明显变化， 仍满足 0.05 级交流误差限值，所设计的新型交直流电流传感器 可完成不同直流分量下交流电流高精度测量。无锡纳吉伏研制的新型交直流电流传感器单独测量 0~600 A 交流分量、测量 0~300A 直流分量时，电流测量误差均小于 0.05 级电流互感器误差限值；在交直流同时 作用的情况下，交流分量对直流计量性能无明显影响...

当激磁电压频率远大于被测工频交流电流频率即fex>>f 时， 每 个激磁电压周波内可以将被测交直流电流看作近似直流分量通过式（2－39）表示。该方 法类似于对低频交流分量， 通过高频的激磁电压进行调制。在每一个调制周期内， 自激 振荡磁通门法都可以将被测电流的量值大小及方向， 准确反映在激磁电流波形中。不同 于直流测量时通过分析单个激磁电压周期内激磁电流平均值即可获取正比于直流分量 大小的电压信号，当进行交流测量或交直流电流测量， 则需要分析大于或等于一个交流 信号周期的激磁电流信号获取交流及交直流测量结果。在科学研究领域，电流测量对于探索物质的电子行为、研究化学反应和生物过程等方面具有重要意...

实际自激振荡磁通门传感器基于 RL自激振荡电路完成对被测电流信号的磁调制过 程，其中使用比较器电路正反馈模式配合非线性电感完成自激振荡过程。分析一次侧电流 IP 为 0 的初始情况下，自激振荡磁通门电路起振过程中铁芯工 作点及激磁电流变化情况。正常工作时方波激磁电压 Vex 波形及通过非线性电感 L 的激 磁电流 iex 波形如图 2－3 所示， RL 多谐振荡电路开环增益为 Av ，输出方波电压正向峰 值为 VOH ，反向峰值为 VOL 。假设正向激磁电流阈值 I+th ，反向激磁电流阈值 I-th ，且满 足 I+th=-I-th=Ith 。正向充电电流 I+m ，反向充电电流 I-m ，...

IP<0 时激磁电压波形 Vex 及激磁电流波形，图中红色曲线 为 IP=0 时激磁电流波形。为方便下一节对自激振荡磁通门传感器建模，将零点选择为激磁电流达到反向充电电流 I-m 时刻，此时激磁电压恰好发生翻转。当一次电流 IP<0，即为负向直流偏置，其在铁芯 C1 中产生恒定的去磁直流磁通， 铁芯 C1 磁化曲线将向右发生平移使铁芯 C1 进入负向饱和区的阈值电流变小。 且负向饱 和阈值电流满足 I-th1=I-th-βIp，此时新的振荡过程将不同于原 IP=0 时自激振荡过程，由于 负向饱和阈值电流 I-th1 小于原负向激磁阈值电流 I-th，从而导致负半周波自激振荡过程将 不会在原...

当一次电流IP为纯直流分量时，通过分析式（3－20）可知，此时jw=0，ZF=0时，可得新型交直流电流传感器的直流稳态误差εDC为：11+KPIN1RM(KPAN)FRS1(1+伪)式（3－21）为单独测量直流时的新型交直流传感器稳态误差传递函数模型。此时由于PI比例积分电路在直流测量情况下，时间常数趋近于0，理论上比例积分电路开环增益趋近于无穷大，因此直流测量误差趋近于0。然而实际当测量交直流电流时，PI比例积分电路的开环增益有限，因此仍需考虑其他参数设计。同时需要注意，在建立交直流电流传感器稳态误差模型时，对基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的零磁通交直流检测器进行了线性化处理，因此保证零...

误差控制电路由PI环节构成，其直流开环增益越大越好，同时要求所选择运算放大器失调电压小，单位增益带宽大，选用OP27G高精密运放。误差控制电路输出直接连接PA功率放大电路，以驱动其输出反馈电流IF。常见的功率放大电路包括集成功率放大电路以及三极管等功率器件搭建的A类，B类，AB类，D类，H类功率放大电路[9,50]。在基于磁通门原理的直流电流测量的类似方案中，为了通过降低功率放大电路的功耗以改善整个系统的运行功耗，D类功率放大电路，H类功率放大电路常有出现，但该类功率放大电路输出纹波较大，因此对反馈电流中交直流测量带来误差。为了减小功率放大电路环节的输出纹波，本文选择了传统AB类功率放大电路，...

无锡纳吉伏公司根据参数优化设计准则，进行了铁芯选型并设计了相应电流检测电路、信号解调电路、误差控制电路及电流反馈电路，用双铁芯三绕组研制出新型交直流电流传感器，相比同类产品的三铁芯四绕组，四铁芯六绕组等结构，成本极大降低，结构也得到简化。利用比例直流叠加法，提出了新型交直流电流传感器性能测试方案。进行了交流计量性能测试、直流计量性能测试以及交直流计量性能测试，测试结果表明，其电流测量误差均小于0.05级电流互感器误差限值。说明研制的交直流传感器解决了一二次融合下高精度交直流电流测量问题，且交流测量与直流测量互不干扰，可以单独作为高精度交流电流传感器，也可作为高精度直流电流传感器，同时亦可作为抗...

随着智能电网的快速建设，交直流混合配电网的不断发展及配电网一体化配电成套设备的不断升级，交流电网中出现了直流分量。而传统电能计量设备，如电磁式互感器及直流电流互感器均无法完成交直流电流同时测量，因此无锡纳吉伏公司研发的低成本、结构简单的高精度交直流电流传感器具有重要意义。基于传统单铁芯自激振荡磁通门传感器起振原理的分析，建立了自激振荡磁通门传感器数学模型，同时对其交直流电流测量的适应性进行研究，获取其关键特性与设计参数之间的定量关系。激磁电压频率大于一次交流频率，因此可以将一次交流在每个极短的激磁电压周期内，看作缓慢变化的直流信号。辽宁充电桩检测电流传感器供应商反馈绕组匝数 NF 越大，终端测...

电流的精密测量一直是工业生产制造和计量科学理论的重要课题。近些年来，伴随着智能电网的快速建设及交直流混合配电网的不断发展，配网中交直流混合电网的建设规模及复杂度均有增加。由于交直流配网的发展以及整流型用电负荷的增多，例如电气化铁路、大型整流硅设备及炼钢、炼铝、塑料制品厂商的增多，使得交流电网中存在直流分量。直流分量的存在，使得配网中现有的交流检测设备产生了误差增大、计量失准、保护误动等多种问题，变压器等设备在直流分量下输出电压畸变。磁通门现象的发现，本身是磁测技术寻找新的实用方法的结果，也是铁磁学、冶金技术和电子技术发展的结果。宁波LEM电流传感器厂家无锡纳吉伏公司总结了直流分量对交流测量影响...

当一二次磁势平衡时，环形铁芯C1及C2磁势平衡方程满足：NPIP+NFIF=0（3－1）由式（3－1）可知，当系统达到平衡时，一次电流与反馈电流成比例，比例系数为NF/NP。即通过测量反馈绕组中的电流幅值大小即可对一次交直流电流幅值进行测量，反馈电流的相位与一次电流相位相反。实际新型交直流传感器通过测量串接在反馈绕组中的终端测量电阻RM上的终端测量电压信号VRM间接完成反馈电流测量，终端测量电压信号VRM与一次电流IP满足：I=IF=NNR（3－2）式（3－2）表明终端测量电压信号VRM与一次电流IP成比例，其中负号表示两者相位相反。同时根据式（3－2）可得新型交直流电流传感器的灵敏度SD1为...

G1为基于双铁芯结构的交直流零磁通检测器的传递函数，G2为PI比例积分放大电路的传递函数，G3为PA功率放大电路的传递函数，G4为电流反馈模块的传递函数，G5为感应纹波噪声传递函数，NF为负反馈环节传递函数。根据图3－3，由自动控制系统相关理论，可得反馈绕组中反馈电流IF与一次绕组中一次电流IP之间的传递函数为：IS(s)IP(s)NPG1G2G3G4+NPG4G51+NFG1G2G3G4（3－12）交直流零磁通检测器输入信号为一次绕组WP与反馈绕组WF在铁芯C1及C2中的磁势之差，终输出信号为合成电压信号VR12。根据上述关系，可推导交直流直流零磁通检测器的传递函数G1为：G1=SD==-（...

输入端各个绕组与输出端 绕组之间会相互影响，其中在输出端产生的感应纹波电流将会直接影响终测量结果， 这是单铁芯式结构自激振荡磁通门传感器闭环交直流电流测量的误差来源之一。因此本 文设计的交直流传感器为了抑制上述电磁感应产生的噪声， 在原有自激振荡磁通门传感 器基础上增加环形铁芯 C2 ，激磁绕组 W2 及反相放大器 U2 构成双铁芯式自激振荡磁通 门传感器结构用于解决电磁感应噪声问题。通过对各个铁芯磁势平衡方程的分析， 本文的新结构双铁芯式自激振荡磁通门传感 器作为零磁通交直流检测器在新型交直流电流传感器中性能优于原单铁芯结构自激振 荡磁通门传感器。在高速电力电子变换器、电机控制、电磁兼容性测...

导致正半周波自激振荡过程将不会在原 t5 时刻进入饱和区，而是略 有延后，即铁芯 C1 工作点将滞后进入负向饱和区 C；而在正向饱和区 A 及负向饱和区 C 中，激磁电流峰值仍然满足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非线性电感时间常数未发生变化， 因此铁芯 C1 饱和区自激振荡阶段， 激磁电流由 I+th1 正向增大至 I+m 的时间间隔增大， 而 激磁电流由 I-th1 负向增大至 I-m 的时间间隔减小。 由上述分析可知，测量正向直流时铁 芯工作点的特征为： 铁芯 C1 工作在正向饱和区 B 的时间大于工作在负向饱和区 C 的时 间，使激磁电流 iex 波形上出现了正负半周波...

在t1≤t≤t2期间，电路初始条件iex(t1)仍满足式（2－7），且此时铁芯C1工作在线性区A，激磁电感为L，铁芯C1回路电压满足：vex=VOH=Vout。此时回路电压方程为：Vout=iex(t)*Rsum+L根据式(2－7)、(2－9)，可得t1≤t≤t2内，激磁电流iex表达式为：t-t1iex(t)=IC(1-eτ1)-（Ith-βIp1)eτ2（2－9）（2－10）此阶段激磁电感由l变为L，因此铁芯C1回路放放电时间常数τ2满足τ2=L/Rsum。在t2时刻，铁芯C1激磁电流iex达到正向饱和阈值电流I+th1，其满足I+th1=I+th+βIp1，可得t2时刻激磁电流终值iex...

当一次电流IP为纯直流分量时，通过分析式（3－20）可知，此时jw=0，ZF=0时，可得新型交直流电流传感器的直流稳态误差εDC为：11+KPIN1RM(KPAN)FRS1(1+伪)式（3－21）为单独测量直流时的新型交直流传感器稳态误差传递函数模型。此时由于PI比例积分电路在直流测量情况下，时间常数趋近于0，理论上比例积分电路开环增益趋近于无穷大，因此直流测量误差趋近于0。然而实际当测量交直流电流时，PI比例积分电路的开环增益有限，因此仍需考虑其他参数设计。同时需要注意，在建立交直流电流传感器稳态误差模型时，对基于双铁芯结构自激振荡磁通门传感器的零磁通交直流检测器进行了线性化处理，因此保证零...

将一次电流中的直流和交流分量分通道单独检测，研制了四铁芯六绕组交直 流电流比较仪，交流分量通过传统的交流比较仪方式进行检测，交流励磁检测信号经50 Hz 的带通滤波电路 A1 后输出至反馈绕组；直流分量通过自平衡式双铁芯磁调制器进行 检测，直流检测信号通过峰差解调电路对二次谐波信号解调，经过100 Hz带通滤波电路 A2 滤除低频及高频谐波信号后经信号放大器放大，然后输出至反馈绕组，反馈绕组产生的磁势与一次电流中直流磁势相抵消，从而构成零磁通闭环交直流测量系统。其研 究认为，系统中的交流比较仪与直流比较仪互不影响，可以实现交直流同时测量。该交 直流电流比较仪变比为 2000:1，测量稳态交流...

国外关于直流分量对电力变压器影响研究颇多，直流分量的存在对于电力变压器铁芯的影响与电磁式电流互感器影响关注点略有不同，直流分量会导致电力变压器铁芯及其附近产生温升，同时在设备壳体监测到振动现象，均严重危害其正常运行。1989年，更是由于地磁感应直流导致电网变压器工作失衡，在加拿大魁北克地区造成电力系统失稳，随后出现电网崩溃。在直流分量对铁芯磁化程度对于电流互感器计量性能影响方面，捷克理工大学的 Karel Draxler 等人利用交直流电源作为信号源，通过罗氏线圈作为标准互感器输出标准信号，被测电磁式互感器输出作为被检信号，使用可变负载的电力电子模块作为被测互感器的负载，探究了直流分量大小以及...

磁通门电流传感器在MRI（磁共振成像）中有广泛的应用。MRI是一种非侵入性且无辐射的医学成像技术，通过使用强磁场和无线电波来生成身体内部的高分辨率影像。当磁芯被周期性变化的激励磁场作用时，磁芯的状态便会周期性地磁化至正负饱和状态，并在其间往返。周期性的往返于两个稳态点(势能函数的低点)的这一过程可以用双稳态势能函数来表示。磁通门电流传感器被用于监测梯度线圈的电流变化，以确保梯度线圈的准确控制和调节，从而获得高质量的图像。 射频线圈控制：MRI系统使用射频线圈来发送和接收无线电波信号，以图像化身体结构和组织。磁通门电流传感器被用于监测射频线圈的电流变化，以帮助调节射频线圈的功率和频率，确保信号的...

探究了交直流电流测量方法的适应性并阐述自激振荡磁通门传感器适应 于交直流电流测量的独特优势。其次，通过对自激振荡磁通门电路起振过程的分析，并应用非线性铁芯的三折线模型及电路理论，分析了基于自激振荡磁通门传感器的交直流测量原理， 在此基础上探讨了交直流电流下自激振荡磁通门传感器测量的适应性，为设计新型交直流电流传感器奠定理论基础。后讨论了自激振荡磁通门传感器的关键特性：检测带宽、量程、线性度、灵敏度及稳定性等，为新型交直流电流传感器的设计提供理论依据。助电子式补偿电路检测励磁磁势并输出相应比例补偿励磁电流，采用该方法电子补偿式交流比较仪整机功耗降低。芜湖粒子加速器电流传感器定制为了降低直流分量...

为了降低直流分量对电能计量的影响及避免直流分量对交流电力设备造成损害，在 不影响交流测量精度的同时，能对直流分量进行监测，是智能配网对新一代电流测量设 备的新需求。中国电网公司在 2016 年 9 月，其运维检修部门组织编写了《10kV 一体化 柱上变电和配电一二次成套设备典型设计及检测规范》，提出适合我国配电网的一体化 配电成套设备的概念，而配网设备中一二次融合传感器技术是配网自动化设备的很重要的环 节之一，因此开展一二次融合下电流传感器技术研究迫在眉睫。在医疗领域中，电流测量可以用于监测患者的生理信号，如心电信号、脑电信号等，以协助医生进行诊断。杭州闭环电流传感器案例假设1：Im<<IC，...

输入端各个绕组与输出端 绕组之间会相互影响，其中在输出端产生的感应纹波电流将会直接影响终测量结果， 这是单铁芯式结构自激振荡磁通门传感器闭环交直流电流测量的误差来源之一。因此本 文设计的交直流传感器为了抑制上述电磁感应产生的噪声， 在原有自激振荡磁通门传感 器基础上增加环形铁芯 C2 ，激磁绕组 W2 及反相放大器 U2 构成双铁芯式自激振荡磁通 门传感器结构用于解决电磁感应噪声问题。通过对各个铁芯磁势平衡方程的分析， 本文的新结构双铁芯式自激振荡磁通门传感 器作为零磁通交直流检测器在新型交直流电流传感器中性能优于原单铁芯结构自激振 荡磁通门传感器。交流比较仪和直流比较仪均不适宜直接用于交直流...

假设初始状态输出电压 VO 在 t=0 时刻 VO=VOH 。根据电阻分压关系可得电路的正反 馈系数 ρ=R1/(R1+R2) ，且运放同相端电压 V+=ρVOH 。此时运放反相端电压 V-=V+=ρVOH, 在 0～t1 时刻，对非线性电感 L 进行正向充电，充电电流大小受到电阻分压及采样电阻 RS 限制，充电电流从 0 开始增大，最大值为 Im=ρVOH/RS。在 0～t1 期间，铁芯 C1 工作点 始终在线性区 A，线性区激磁感抗 ZL 较大， 激磁电流 iex 缓慢增长到正向激磁电流阈值 Ith ，此时铁芯 C1 工作点开始进入正向饱和区 B。这些参数对于了解电路的性能、进行故障诊断和...

谐波成分测试：逆变器产生的谐波可能会对电力系统产生负面影响，包括干扰设备正常运行和导致能源浪费。对谐波成分的测量可以帮助确保逆变器的性能符合标准。 总谐波失真测试：这是评估逆变器产生谐波的程度的一种方法，可以反映逆变器的质量。低总谐波失真意味着逆变器产生的谐波对电力系统的影响较小。 在进行这些测试时，需要使用高精度的大电流传感器和功率分析仪来获取准确的测量结果。例如，文中提到的无锡纳吉伏研发的10PPM高精度大电流传感器，可以解决大电流高精度的测试难题，保证测试的稳定性和准确性。这些设备的使用可以提高测试效率，降低成本，并确保光伏逆变器在出厂前达到高质量标准。电流测量是电气测量中的基本而重要的...

传感器技术作为21世纪世界争夺高科技技术的制高点的重要技术，同时也是现代信息技术的三大技术产业的支柱之一。电流传感器在电力电子技术控制和变换领域应用越来越广。电流传感器不论在新能源技术发展中的并网控制，对过剩能量存储以及再分配，还是在智能电网中的监测以及电能的分配转换等环节都起着极其重要的作用。电流的精确检测是高频电力电子应用系统可靠高效运行的基础。不同于传统电力系统中的电流检测，高频电力电子系统的电流检测存在很多特殊的情况。当无被测电流时，激励磁场周期性作用于磁芯上，磁芯的状态将周期性地双稳态势能函数的这两个稳态点之间。苏州电池包电流传感器案例无锡纳吉伏公司结合自激振荡磁通门技术与传统电流比...

特别地，在t3时刻为自激振荡正半周期的结束时刻，此时电路正向充电过程结束，电路输出激磁电压即将发生跃变，激磁电流达到大正向充电电流值I+m，即iex(t3)满足：iex(t3)=I+m=Im（2－15）根据初始条件iex(t2)及终止条件iex(t3)可以求得时间间隔t3-t2为：t3-t2=τ1ln（2－16）同理，根据一阶线性微分方程的初始条件及终止条件可以得到负半周波内激磁电流方程，通过终止条件可反向计算出相应的时间间隔表达式，如图2－4中所示，在t3～t4期间，激磁电流iex表示为：t-t3t-t3iex(t)=-IC(1-eτ1)+Imeτ1时间间隔t4-t3为：t4-t3=τ1ln...