一种电流检测器和电路的制作方法

1.本发明涉及电流检测技术领域，具体地涉及一种电流检测器和电路。


背景技术：

2.磁通门电流传感器是基于磁饱和法原理检测带电导体电流的传感器，磁通门为高导磁铁磁材料磁芯在交变磁场饱和激励下，磁感应强度与带电导体的磁场强度呈非线性关系，由此来检测弱磁场。
3.现有的磁通门电流传感器根据是否有反馈电路而分为开环型和闭环型。开环型传感器反馈电路中，磁环开口后灵敏度下降明显，且不容易饱和励磁，降低了磁通门传感器的检测精度和灵敏度，电流传感器的性能有较大下降；闭环型传感器反馈电路通过采样电阻对输出信号采样，并使用该信号驱动补偿线圈产品抵消外部磁场的磁场。闭环磁通门传感器的主要优点是测量灵敏度和精度都非常高，但是采样电阻本身的缺陷限制了传感器检测大电流的能力。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种电流检测器和电路，所述电流检测器不仅灵敏度高、检测精度高，而且能实现大电流检测。
5.本发明的电流检测器包括：至少一组磁体、激励线圈和感应线圈；所述磁体包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯设于第二磁芯的内侧；所述激励线圈缠绕在所述第一磁芯和第二磁芯，用于产生激励磁场；所述感应线圈缠绕在所述第一磁芯，用于感应待测导体产生感应磁场；所述第二磁芯上设有磁敏芯片，所述磁敏芯片用于检测磁场信息。
6.可选的，所述第二磁芯设有气隙，所述气隙为贯穿气隙或非贯穿气隙；所述磁敏芯片设于所述气隙处。
7.可选的，所述气隙的大小根据所述第二磁芯的截面、磁路长度和激励电流确定。
8.可选的，所述磁场信息至少包括激励磁场和感应磁场的磁场强度。
9.可选的，所述电流检测器还包括：补偿线圈，所述补偿线圈缠绕在所述第一磁芯，用于产生补偿磁场。
10.可选的，所述第一磁芯和第二磁芯的形状为环形；所述第一磁芯的外直径小于所述第二磁芯的内直径。
11.可选的，所述第一磁芯和第二磁芯同心放置。
12.可选的，所述待测导体穿过所述第一磁芯。
13.可选的，所述第一磁芯的材料为冷轧硅钢片、纳米晶、坡莫合金中的至少一种；所述第二磁芯的材料为铁基非晶、纳米晶、坡莫合金中的至少一种。
14.另一方面，本发明提供一种电路，包括上述所述的电流检测器。
15.本发明的电流检测器包括：至少一组磁体、激励线圈和感应线圈；所述磁体包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯设于第二磁芯的内侧；所述激励线圈缠绕在所述第一磁
芯和第二磁芯，用于产生激励磁场；所述感应线圈缠绕在所述第一磁芯，用于感应待测导体产生感应磁场；所述第二磁芯上设有磁敏芯片，所述磁敏芯片用于检测磁场信息。所述电流检测器不仅灵敏度高、检测精度高，而且能实现大电流检测。
16.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
17.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1是本发明的一种电流检测器的双磁环磁芯的放置示意图；图2是本发明的一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图；图3是本发明的另一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图；图4是本发明的另一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图。
18.附图标记说明1-第一磁芯101；2-第二磁芯102；3-气隙103；4-贯穿气隙203；5-非贯穿气隙303；6-磁敏芯片204；7-激励线圈205；8-感应线圈206；9-补偿线圈207；10
‑ꢀ
待测导体408。
具体实施方式
19.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
20.图1是本发明的一种电流检测器的双磁环磁芯的放置示意图，如图1所示，所述电流检测器，包括：至少一组磁体，所述磁体包括第一磁芯101和第二磁芯102，所述第一磁芯101设于第二磁芯102的内侧。所述第二磁芯102设有气隙103，所述气隙103为贯穿气隙203或非贯穿气隙303；所述第一磁芯101的材料为冷轧硅钢片、纳米晶、坡莫合金中的至少一种；所述第二磁芯102的材料为铁基非晶、纳米晶、坡莫合金中的至少一种。按照一种优选的实施方式，所述第一磁芯101和第二磁芯102的形状为环形；所述第一磁芯101的外直径小于所述第二磁芯102的内直径。所述第一磁芯101和第二磁芯102同心放置。所述气隙103的大小根据所述第二磁芯102的截面、磁路长度和激励电流确定，例如：截面越大，气隙越大；磁路长度越大，气隙越大；激励电流越大，气隙越大。
21.所述电流检测器可以包括多组磁体，优选的，所述电流检测器包括一组磁体。电流检测器可以包括多组磁体，可以同时检测多个待测导体产生感应磁场。例如，电流检测器可
以包括三组磁体，可以同时检测三相交流电的各个相位，实现三相交流电的检测。图2是本发明的一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图如图2所示，所述电流检测器还包括：激励线圈205和感应线圈206；所述激励线圈205缠绕在所述第一磁芯101和第二磁芯102，用于产生激励磁场；所述感应线圈206缠绕在所述第一磁芯101，用于感应待测导体产生感应磁场。
22.所述第二磁芯102上设有磁敏芯片204，所述磁敏芯片204设于所述气隙103处，用于检测磁场信息。优选的，所述磁敏芯片204不限于各项异性磁阻、巨磁阻及隧道结磁阻等具有磁敏效应的芯片。相对于采样电阻，使用磁敏芯片204感测的信号精度更高，信噪比更好，功耗及发热低，信号检测范围更广，利于实现大电流检测。所述电流检测器还包括：补偿线圈207，所述补偿线圈207缠绕在所述第一磁芯101，用于产生补偿磁场。所述磁敏芯片204感应到的第二磁芯102中的磁感应强度后输出信号，所述输出信号通过补偿线圈207实现电流反馈（所述电流反馈是指将输出电流的一部分反馈到输入端，以达到稳压或稳流或产生自激振荡的作用）。所述补偿线圈207不仅可以降低热电偶的高温，从而可以将需要传输的电流传送到更加远的地方，而且可以让原本的线使用的时间更加长久，以此可以节省材料，最大限度的保留传输过程中的电流。
23.图3是本发明的另一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图，如图3所示，所述电流检测器包括：至少一组磁体、激励线圈205和感应线圈206；所述磁体包括第一磁芯101和第二磁芯102，所述第一磁芯101设于第二磁芯102的内侧；所述激励线圈205缠绕在所述第一磁芯101和第二磁芯102，用于产生激励磁场；所述感应线圈206缠绕在所述第一磁芯101，用于感应待测导体产生感应磁场；所述第二磁芯102上设有磁敏芯片204，所述磁敏芯片204用于检测磁场信息。所述电流检测器不仅灵敏度高、检测精度高，而且能实现大电流检测。
24.所述气隙103为非贯穿气隙303，所述非贯穿气隙303位于第二磁芯102的环壁中心，所述磁敏芯片204放置在非贯穿气隙303中，有利于第二磁芯102形成闭环磁路，提高磁通门电流传感器的灵敏度。
25.图4是本发明的另一种电流检测器的双磁环磁芯的示意图。如图4所示，所述电流检测器包括：至少一组磁体、激励线圈205和感应线圈206；所述磁体包括第一磁芯101和第二磁芯102，所述第一磁芯101设于第二磁芯102的内侧；所述激励线圈205缠绕在所述第一磁芯101和第二磁芯102，用于产生激励磁场；所述感应线圈206缠绕在所述第一磁芯101，用于感应待测导体产生感应磁场；所述第二磁芯102上设有磁敏芯片204，所述磁敏芯片204用于检测磁场信息。所述气隙103为贯穿气隙203，所述磁敏芯片204放置在所述第二磁芯102的外侧，这样设计有利于减小贯穿气隙203的漏磁，提高电流检测器的灵敏度。所述待测导体408穿过所述第一磁芯101，流经所述待测导体的电流感应的电磁场被第一磁芯101聚集后，被感应线圈206感知，磁敏芯片204的输出信号通过补偿线圈207实现电流反馈，形成闭环，可以明显提高检测的精准度。
26.本发明的电流检测器包括至少一组磁体、激励线圈205和感应线圈206；所述磁体包括第一磁芯101和第二磁芯102，所述第一磁芯101设于第二磁芯102的内侧；所述激励线圈205缠绕在所述第一磁芯101和第二磁芯102，用于产生激励磁场；所述感应线圈206缠绕在所述第一磁芯101，用于感应待测导体产生感应磁场；所述第二磁芯102上设有磁敏芯片204，所述磁敏芯片204用于检测磁场信息。所述电流传感器具有多个子磁芯，采用磁敏芯片形成反馈闭环，避免了采样电阻发热、测量范围小、大电流感知能力差等问题，具有测量灵
敏度高、抗干扰能力强等特点，并且结构简单、加工难度较低，成本较低，能实现大电流检测。
27.以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
28.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
29.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
30.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。