常州车规级电流传感器设计标准

精确的电流检测是保证电源性能及其安全可靠运行的必要条件。目前多种电流检测的方法并存，一般可以分为隔离式和非隔离式两种。非隔离式主要是指分流电阻。电隔离式主要包括霍尔电流传感器（Hall-transducer），罗氏线圈（Rogowski Coil），电流互感器（Current transformer），磁通门传感器（Fluxgate current sensor），巨磁阻传感器（GMR current sensor）等。分流器适用于各种电流的测量，但是在大电流作用下发热严重，导致测量误差，若要满足测量精度，分流器的体积和成本就会增大，因此分流器多应用于允许误差范围较大的场合。通过测量电流，可以了解电力系统的负载情况、传输效率以及是否存在短路或过载等问题。常州车规级电流传感器设计标准

VRS1 为采样电阻 RS1 上电压信号，V’RS2 为采样电阻 RS2 上电压信号 经高通滤波器 HPF 处理后的电压信号，当 HPF 时间常数设置合理， 可有效滤除采样电 阻 RS2 上电压信号中无用低频分量，因此在 V’RS2 保留反向的无用高频分量 VH2 。若参 数设置合理，而高频无用交流分量 VH1 和无用高频分量 VH2 恰好幅值大小相同，则理论 上通过高通滤波器 HPF  即完成了无用高频分量的滤除，从而获得更为纯净的有用低频 信号。然而实际电路无法保证环形铁芯 C1 与 C2 及其附加电路一致性，因此无法完成无 用高频分量完全消除。设计中，新型交直流电流传感器增加低通滤波器 LPF  进一步对 VR12 中高频分量进行滤除，从而完成了对信号解调电路的改进。杭州LEM电流传感器价格霍尔电流传感器在测量电流时可能会受到噪声的影响，例如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。

无锡纳吉伏研制的新型交直流测量传感器包括电流检测、信号解调、误差控制、电流反馈等多个模块，可建立基于各模块的系统误差模型和误差传递函数，为各个模块参数优化设计及进一步减小系统稳态测量误差提供理论依据。首先对各模块进行数学建模，其中电流检测模块包含两个非线性环形铁芯，环形铁芯C1与C2始终工作在完全相反的激磁状态，而环形铁芯C1与C2材料参数一致，电路参数也保持一致，若从系统的观点将两个铁芯看做一个整体，当系统稳定时虽然单个铁芯的工作状态相反，但整体上看两者均工作在零磁通状态下，也就是说当系统达到稳态，此时虽然铁芯C1和C2分别都是非线性磁性元件，而整体上激磁磁通为0，整体可以看作工作在线性区的合成磁性元件C12。合成磁性元件的铁芯参数与原单个铁芯的磁性参数一致，即有效磁导率，磁饱和强度等参数相同，而几何参数中，合成铁芯C12截面面积为单个铁芯截面面积的2倍，有效磁路长度与单个铁芯有效磁路长度相同。同时，忽略磁滞损耗及涡流损耗，仍选取三折线模型对合成铁芯C12进行建模。通过对两个非线性环形铁芯的激磁过程分析并整体建模，可将非线性问题近似简化为线性问题，从而可以从线性系统的角度对系统模型进行分析。

磁通门电流传感器是一种基于磁调制原理的高精度电流传感器，具有以下优点： 高精度测量：磁通门电流传感器能够准确测量直流、交流和脉冲等复杂信号的电流值，测量范围宽，精度高，过载能力强。 快速响应：磁通门电流传感器具有快速的响应时间，能够及时响应并测量电流的变化。 宽电流测量范围：磁通门电流传感器的测量范围较宽，可以适应不同电流值的测量需求。 抗干扰能力强：磁通门电流传感器具有抗电磁干扰的能力，能够在复杂的环境中稳定工作。 线性好：磁通门电流传感器的输出信号与输入电流成线性关系，方便进行信号处理和计算。磁通门电流传感器还可以用于测量其他复杂的电流信号，例如在电子电路中，进行故障诊断和电路优化。

上世纪初，罗格夫斯基提出了一种可以用空心线圈测量磁场强度的方法，并且发表了论文：TheMeasurementofMagnetMotiveForce，这种线圈被命名为罗氏线圈。在后来的研究中，Cooper的人证明了可以用罗氏线圈来测量脉冲电流，为后来的应用奠定了基础。初期因为罗氏线圈对电流测量的精度问题，人们对罗氏线圈并不重视，直到上世纪60年代科学家改进了罗氏线圈的结构，从而提高了对电流测量精度，罗氏线圈重新得到了重视。到上世纪80年代，罗氏线圈的研究越发成熟，基本上实现了系列化和产业化，它的应用也得到了进一步的推广。罗氏线圈具有其独特的结构，所以不需要考虑铁芯所引起的问题，相比于传统电磁式电流互感器，罗氏线圈具有以下优势：1.不需要考虑铁芯的饱和，线性度好，线圈的测量范围非常宽，可以跨越好几个数量级；2.罗氏线圈的自身时间常数很小，所以可以用来测量较高频率的电流，也就是说，可以测量的电流的频带很宽，特殊的设计甚至可以达到数千兆赫兹；3.线圈的输出为电压值，通过后续的信号处理电路，可以方便的实现数字化输出；4.不含铁芯，所以体积小，重量轻。罗氏线圈作为脉冲电流传感器具有优势，可以说，罗氏线圈是对脉冲电流测量的优势选项。为工作在零磁通状态，电流传感器中加入次级线圈并且此线圈必须通入一个合适的电流以保证磁芯的零磁通状态。常州车规级电流传感器设计标准

功率分析仪还可以测量和分析其他与功率相关的参数，例如电压和电流的有效值、峰值、频率等。常州车规级电流传感器设计标准

当闭环零磁通交直流电流测量系统正常运行时， 环形铁芯 C1 由比较放大器 U1 进行方波激磁，而环形铁芯 C2 通过反相放大器 U2 进行方波激磁。反 相放大器 U2 为反相单比例放大器，因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 激磁电流幅值相同 而相位完全相反， 因此环形铁芯 C1 与环形铁芯 C2 工作在完全相反的激磁状态。 同时当 一次绕组中电流与反馈绕组电流磁势不平衡时，将在电流检测模块的采样电阻 RS1 上检 测出与一二次磁势之差成正比的交直流采样电压信号 VRS1 ，VRS1 中直流分量大小与一二 次直流磁势之差成正比， VRS1 中交流分量大小与一二次交流磁势之差成正比， 而方向与 一次电流方向相反。信号处理电路将采样电阻 RS2 上的交直流采样电压信号 VRS2 通过高 通滤波器 HPF 后，与采样电阻 RS1 上的交直流采样电压信号 VRS1 与进行叠加得到合成 电流信号 VR12，终合成电流信号 VR12 经过低通滤波器 LPF 完成信号解调。 解调后的 误差电流信号 Ve 输入至 PI 比例积分电路完成误差控制， 其中 PI 比例积分电路输出电压 信号经 PA 功率放大电路放大后产生反馈电流 IF，通过反馈绕组 WF 在环形铁芯 C1 及 C2 上产生反馈电流磁势。当一二次磁势不平衡时， 激磁电流 iex 平均值不为 0，从而产生误 差电流信号 Ve 。常州车规级电流传感器设计标准