專利名稱：一種用正交變壓器檢測(cè)直流電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段電流檢搠方法用于電氣控制和電流計(jì)量的電流檢測(cè)元件， 技術(shù)比較成熟、應(yīng)用比較廣泛的主要是使用霍爾電流傳感器。它是一 種根據(jù)半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)設(shè)計(jì)的電流檢淵元件，這種^S器既能 用于直流電流檢測(cè)也能用于交流電流的檢獮。目前霍爾電流傳感器的 應(yīng)用比較廣泛，這類傳感器的品種、規(guī)格齊全，可以進(jìn)行直流和交流 電流的檢洲。
還有一種較為傳統(tǒng)的方法，是使用電流互感器進(jìn)行電流檢獮，目
前還僅僅是用于交流電流的檢n。使用這種方法進(jìn)行的電流檢獮，比
較適用于工頻(50Hz)和頻率不高的大電流的情況。 存在問題
對(duì)于霍爾電流傳感器來說，因?yàn)樗褂昧税雽?dǎo)體元件作為敏感單 元，因此它存在溫度漂移的問題；屬于此類更大電流的檢瀾傳感器未 見使用。
使用電流互皿檢淵電流，方法成熟，沒有半導(dǎo)體器件的，漂 移問題，但是這種方法只能用于交流電流的自，不,行直流電流
的檢淵
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是
提供一種用正交變壓器檢測(cè)直流電流的方法，該發(fā)明既解決了霍 爾電流傳感器的溫度漂移的問題，同時(shí)能兼頋直流與交流的電流檢 測(cè)。
本發(fā)明的方法是
正交變壓tm電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電感量信號(hào)送入轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電
路將電感量信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送入處理電路，處理電路輸出標(biāo)準(zhǔn)電 壓信號(hào)m^準(zhǔn)電流信號(hào)。 具體電路設(shè)計(jì)是
轉(zhuǎn)換電路是由兩級(jí)三極管電路組成的，前級(jí)接有正交變壓器的一 個(gè)繞組，后級(jí)為隔離放大電路。
前級(jí)的上偏置電阻R連接電源Vcc和T,管的基極，下偏置電阻1 2 連接T,管的基極與公共端，電容Ce與電阻R2并聯(lián)，電容(^連接Tj管 的集電極和發(fā)射極，電阻R"電容(V并聯(lián)后連接T,管的發(fā)射極與公 共端，電容d、正交變壓器繞組L并聯(lián)后連接T,管的集電極與電源
電容"連接T,管的集電極和T2管的基極，電阻R^連接電源與T2 管的基極，電阻R5連接T2管的發(fā)射極與公共端，用于耦合頻率輸出 的電容C5，連接在T2管的發(fā)射極。
本發(fā)明的有益^L果是
解決了電流的檢測(cè)使用半導(dǎo)體器件的溫度漂移問題，克服了霍爾 電流傳感器的不足，使檢瀾更準(zhǔn)確、便捷，同時(shí)還可檢測(cè)直流電流。


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圖1是本發(fā)明原理框圖； 圖2是本發(fā)明的電路圖；
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l-
如圖1所示,方塊1是由正交變壓器結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)分流器構(gòu)成的電流 拾取單元，也稱其為敏感頭。敏感頭的作用Ml電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榇艑?dǎo) 率信號(hào)，之后再把磁導(dǎo)率信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€圈電感量(信號(hào))；方塊2所 示的單元^則把方塊1送來的變化的電感量信號(hào)轉(zhuǎn)化為變化的頻 率信號(hào);方塊3電路則把上一級(jí)送來的頻率信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo),出電壓 信號(hào)(0~5V)。
方塊3輸出的信號(hào)可用于控制系統(tǒng)作為電流信號(hào)，也可直接輸出
作為電流指示信號(hào)。 如圖2所示，該電M 30A以下直流電流檢測(cè)的實(shí)際實(shí)驗(yàn)郵各，分流 器和敏感頭接到一起，敏感頭是一個(gè)正交變壓器。它的一個(gè)繞組接電 流測(cè)^g口，使另一個(gè)繞組成為振蕩電路的主振電感，則當(dāng)被測(cè)電流 取不同值時(shí)，對(duì)應(yīng)了正交變壓器磁芯的不同磁導(dǎo)率，不同的磁導(dǎo)率又 對(duì)應(yīng)了不同的主搌電感的電感量，不同的電感量又對(duì)應(yīng)了不同振蕩輸 出頻率。這樣振蕩電路的輸出頻率則成為了輸入直流電流的函數(shù)。也 就是說，在完全電氣隔離的情況下，被測(cè)的直流電流表現(xiàn)為不同的輸 出頻率，二者的這種依存關(guān)系是一一對(duì)應(yīng)的。圖2所示電路正是利用
這種函數(shù)關(guān)系設(shè)計(jì)完成的，這就是直流電流檢潿的基本工作原理。 設(shè)計(jì)直流電流傳感器時(shí)，還應(yīng)加入適當(dāng)?shù)淖儞Q電路。如需要電壓
輸出時(shí)，就可加入頻率電壓變換電路使輸出為標(biāo)準(zhǔn)值O~~需要
電流輸出時(shí)，就加入頻率電流變換電路。
常用的頻率轉(zhuǎn)換電路成品集成電路有AD650、 AD65K VFC32、
LM2907、 LM331、 AD537、 AD694等等，作傳感器設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)不同需
要選擇適當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)器件。
檢瀕交流電流時(shí)，首先要使輸入的正弦值電流轉(zhuǎn)換為正交變壓器
磁芯的正弦磁導(dǎo)率，這時(shí)磁導(dǎo)率的變化是和輸入電流同頻的周期性信
號(hào)，磁導(dǎo)率的有效值ftt了輸入電流的有效值，再把這個(gè)有效值轉(zhuǎn)化
為標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出或直流電流輸出，則可制成交流電流傳感器。
采用不同的分流器，并對(duì)應(yīng)地進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)能制作出不同種類和
不同規(guī)格的電流傳感器?？蓱?yīng)用于各種電流的檢湖和控制。
權(quán)利要求
1、一種用正交變壓器檢測(cè)直流電流的方法，其方法是正交變壓器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電感量信號(hào)送入轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路將電感量信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送入處理電路，處理電路輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用正交變壓器^U直流電流的方法，其特征是前級(jí)的上偏置電阻K連接電源Vo:和T,管的基極，下偏置電阻R2連接T,管的基極與公共端，電容(;與電阻恥并聯(lián)，電容 (:2連接T,管的集電極和發(fā)射極，電阻Rs、電容(V并聯(lián)后，l管的 發(fā)射極與公共端，電容C,、正交變壓器繞組U并聯(lián)后連接T』管的集 電極與電源Vw電容C4連接T,管的集電極和T2管的基極，電阻R4連 接電源與T2管的基極，電阻R5連接T2管的發(fā)射極與公共端，用于耦 合頻率輸出的電容C5，連接在T2管的發(fā)射極。
全文摘要
一種用正交變壓器檢測(cè)直流電流的方法，屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，其方法是正交變壓器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電感量信號(hào)送入轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換電路將電感量信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)送入處理電路，處理電路輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)或標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。其有益效果是解決了電流的檢測(cè)使用半導(dǎo)體器件的溫度漂移問題，克服了霍爾電流傳感器的不足，使檢測(cè)更準(zhǔn)確、便捷，同時(shí)還可檢測(cè)直流電流。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101162242SQ20061006369
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者周文良 申請(qǐng)人:長春工程學(xué)院