CN108732414B - 电流传感器及断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例中公开了一种电流传感器及断路器。其中，电流传感器包括：第一检测单元，被构造为对设定范围内的电流进行检测，得到对应的电流指示值；第二检测单元，被构造为对所述设定范围外的电流进行检测，得到对应的电流指示值；和电流输出单元，被构造为输出所述第一检测单元检测的电流指示值或所述第二检测单元检测的电流指示值。本发明实施例中的技术方案，能够提高电流传感器的测量范围。

Description

电流传感器及断路器
技术领域
本发明涉及电路领域，特别是一种电流传感器及断路器。
背景技术
目前的电流传感器一般都有一定的测量针对性，例如，对于电力断路器内的电流传感器，由于交流断路器的电流特性和直流断路器的电流特性不同，因此目前用于交流断路器的电流传感器和用于直流断路器的电流传感器都是独立设计和使用的，尚没有一种通用电流传感器，例如可适用所有交流断路器和直流断路器的电流传感器。
发明内容
有鉴于此，本发明一方面提出了一种电流传感器，另一方面提出了一种断路器，用于提高电流传感器的测量范围，以实现对较多应用场景的电流检测。
本发明提出的一种电流传感器，包括：一第一检测单元，被构造为对第一设定范围内的电流进行检测，得到对应的第一电流指示值；所述第一设定范围包括：设定的低频率、小电流测量范围；一第二检测单元，被构造为对第二设定范围内的电流进行检测，得到对应的第二电流指示值；其中，所述第二设定范围的下限介于所述第一设定范围的下限与上限之间，所述第二设定范围的上限大于所述第一设定范围的上限；和一电流输出单元，被构造为输出所述第一电流指示值或所述第二电流指示值；所述电流为直流电流或交流电流。可以看出，由于本发明实施例中的电流传感器设置了两个检测单元，每个检测单元利用自己的测量优势进行一定范围的电流检测，最后输出对应的电流指示值，从而提高了电流传感器的测量范围，使得该电流传感器可以适应用较多的应用场景。其中，对于两个检测单元的电流指示值，在仅位于第一设定范围内，输出第一电流指示值；在仅位于第二设定范围内，输出第二电流指示值；在位于第一设定范围和第二设定范围的交集内时，可设定为输出第一电流指示值，或者设定为输出第二电流指示值，或者也可进一步将第一设定范围和第二设定范围的交集分为前后两部分，分别记为第一交集部分和第二交集部分，当二者的电流指示值位于第一交集部分时，可输出第一电流指示值，当二者的电流指示值位于第二交集部分时，可输出第二电流指示值。
对于第一检测单元为霍尔传感器单元的情况，可以兼容目前的测量直流的传感器。并且该霍尔传感器单元能够对第一设定范围内的直流或者交流电流进行精确地测量。
该霍尔传感器可以是仅包括一带有铁芯的霍尔传感器，这样第一检测单元可以覆盖低频低电流的情况。例如，可实现对0Hz～MkHz(千赫兹)或RkHz频率范围、0.2In～Nin或Tin的电流范围内的直流或者交流电流进行精确测量。其中，M为小于或等于10的自然数，R为小于100的自然数，N为小于或等于10的自然数，T为小于或等于20的自然数，In为待测系统的额定电流。
或者，该霍尔传感器还可以进一步包括一不带铁芯的霍尔传感器。这样第一检测单元便可以覆盖大部分的电流情况，以断路器为例，其几乎可以覆盖该断路器正常状态的电流检测。例如，可实现对0Hz～1兆Hz频率范围，0.2In～Tin电流范围内的直流或者交流电流进行精确测量。其中，T为小于或等于20的自然数，In为待测系统的额定电流。
所述第二检测单元包括：一微分传感器，被构造为测量待测电流随时间的变化量，并输出与所述变化量成正比关系的电压信号；和一积分部件，被构造为对所述电压信号进行积分还原，得到第二电流指示值。该第二检测单元可以兼容现有测量交流的传感器。
所述积分部件包括：一模拟积分模块，被构造为对所述电压信号进行模拟积分，得到第一部分积分信号；一模数转换模块，被构造为对所述第一部分积分信号进行模数转换，得到第一部分积分值；一数字积分模块，被构造为对所述第一部分积分值进行数字积分，得到第二部分积分值；和一数据合成模块，被构造为将所述第一部分积分值和所述第二部分积分值进行相加合成，得到合成后的电流指示值。该积分部件不仅可以利用原测量交流的传感器的优势特性，而且还可以对原测量交流的传感器的缺陷进行改进，提高整个积分部件的积分还原精度。
此外，数字积分模块可进一步被构造为：能够接收所述第一电流指示值作为所述数字积分模块的初始值，并利用所述第一电流指示值对所述数字积分模块计算的第二部分积分值进行偏移校正，从而可进一步提高第二部分电流积分指示值的准确度。
本实施例中的模拟积分模块可以利用无源模拟积分模块实现，也可以利用有源模拟积分模块实现，实现方法灵活方便。
在一个实施方式中，所述模拟积分模块包括：第一积分电阻、第二积分电阻、第一滤波电阻、第二滤波电阻和积分电容；其中，所述第一积分电阻的一端与所述微分传感器的一个输出端相连，另一端与所述第一滤波电阻的一端以及所述积分电容的一端相连；所述第二积分电阻的一端与所述微分传感器的另一个输出端相连，另一端与所述第二滤波电阻的一端以及所述积分电容的另一端相连；所述第一滤波电阻的另一端接地；所述第二滤波电阻的另一端接地；所述积分电容的两端为所述模拟积分模块的输出端。可见，该模拟积分模块不仅可以实现模拟积分，而且通过设置滤波电路还可以使得模拟积分信号更加准确。
在一个实施方式中，所述积分部件进一步包括：信号调理电路，被构造为对所述模拟积分模块输出的第一部分积分值进行包括放大和/或滤波在内的处理，并将处理后的第一部分积分值输出给模数转换模块。通过设置该信号调理电路，可以进一步提高模拟积分信号的准确度。
在一个实施方式中，所述信号调理电路包括：运算放大器芯片、增益电阻和供电电路；其中，所述运算放大器芯片的两个信号输入端分别与所述模拟积分模块的两个输出端相连；所述运算放大器芯片的两个电压输入端分别与所述供电电路的供电端相连；所述运算放大器芯片的两个增益电阻连接端分别连接所述增益电阻的两端；所述运算放大器芯片的信号输出端与所述模数转换模块的输入端相连。
本发明实施例中的断路器可包括上述任一实施方式中的电流传感器。相应地，本发明实施例中的断路器的测量精度更高，测量范围更大。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为本发明实施例中的电流传感器的结构示意图。
图2A为本发明一个例子中第一检测单元的结构示意图。
图2B为本发明又一个例子中第一检测单元的结构示意图。
图3为本发明实施例中一种积分部件的结构示意图。
图4A为本发明一个例子中模拟积分模块为无源模拟积分模块时积分部件的原理示意图。
图4B为本发明一个例子中模拟积分模块为有源模拟积分模块时积分部件的原理示意图。
图5为本发明一个例子中的积分部件的部分结构示意图。
图6为本发明一个例子中的微分传感器的等效电路与图5中无源模拟积分模块的连接关系示意图。
图7A为本发明一个示例中在1Hz的输入信号情况下，采用本发明实施例中的积分部件以及采用现有技术中的单独使用模拟积分模块作为积分部件时的采样电流值对比图。
图7B为本发明一个示例中在0.2Hz的输入信号情况下，采用本发明实施例中的积分部件以及采用现有技术中的单独使用模拟积分模块作为积分部件时的采样电流值对比图。
其中，附图标记如下：
标记 含义
11 第一检测单元
12 第二检测单元
121 微分传感器
122 积分部件
1221 模拟积分模块
1222 模数转换模块
1223 数字积分模块
1224 数据合成模块
1225 信号调理电路
13 电流输出单元
21 带铁芯的传感器
22 不带铁芯的传感器
R1～R11 电阻
L1、L2 电感
C1～C7 电容
U2 运算放大器芯片
V<sub>in</sub> 输入电压
V<sub>out</sub> 输出电压
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。
本发明实施例中，为了提高电流传感器的测量范围，例如，以设计断路器的通用电流传感器为例，需要考虑直流断路器的电流测量需求和交流断路器的电流测量需求。在直流断路器中，待测电流通常比较平稳，正常使用状态一般不会产生较大的电流波动，因此直流传感器的电流测量范围和精度一般要求不高；而在交流断路器中，待测电流则通常是波动的，存在一定的频谱反应，因此交流传感器一般不涉及低频率小电流的测量。目前，若单独使用直流传感器来作为通用电流传感器的话，则其测量范围和精度通常有限制，无法满足交流断路器的测量要求；若单独使用交流传感器来作为通用电流传感器的话，则其电流测量在小频率小电流的情况下往往输出不够，此外，有些交流传感器还存在电流漂移现象，无法满足直流断路器的测量要求。
为此，本发明实施例中提出一种全新的电流传感器，该电流传感器可结合直流传感器和交流传感器的优势部分，利用直流传感器的优势覆盖低频率小电流的测量范围，利用交流传感器的优势覆盖高频率大电流的测量范围，从而提高电流传感器的测量范围。
进一步地，对于利用交流传感器的优势部分，通过对目前的交流传感器进行改进，对其存在测量误差的频率范围下的测量结果进行补偿，可提高其测量精度。
图1为本发明实施例中的电流传感器的结构示意图。如图1所示，该电流传感器主要包括：一第一检测单元11、一第二检测单元12和一电流输出单元13。
其中，第一检测单元11被构造为对第一设定范围内的电流进行检测，得到对应的第一电流指示值。此处的第一电流指示值可以为能够指示电流大小的任意形式的值，如电流值或电压值，其中，所述第一设定范围包括设定的低频率小电流测量范围，例如设定范围可以为：频率范围为0Hz～MkHz(千赫兹)或RkHz或1兆Hz(赫兹)，电流范围为0.2In～Nin或TIn。其中，N为小于或等于10的自然数，T为小于或等于20的自然数，M为小于或等于10的自然数，R为小于100的自然数，In为待测系统的额定电流。第一检测单元11能够对0Hz～MkHz(千赫兹)或RkHz或1兆Hz(赫兹)范围内的直流或者交流电流进行精确地测量。
第二检测单元12被构造为对第二设定范围内的电流进行检测，得到对应的第二电流指示值。此处的第二交流电流指示值可以为能够指示电流大小的任意形式的值，如电流值或电压值。其中，所述第二设定范围的下限介于所述第一设定范围的下限与上限之间，所述第二设定范围的上限大于所述第一设定范围的上限；也就是说，第二设定范围和第一设定范围存在部分交集。其中，第二设定范围可以覆盖目前的交流传感器的测量范围，甚至更大范围。例如，频率范围可达到100kHz，甚至几百kHz，电流范围可达到100kA(千安)，甚至几百kA。该第二检测单元12则能够在其第二设定范围内进行精确测量。
电流输出单元13被构造为输出所述第一检测单元检测的第一电流指示值或所述第二检测单元检测的第二电流指示值。
在一个实施方式中，第一检测单元11和第二检测单元12可同时对待测电流进行检测，并分别得到对应的电流指示值，电流输出单元13可在二者的电流指示值位于所述第一设定范围内时，输出第一检测单元11得到的第一电流指示值，在二者的电流指示值超出所述第一设定范围内时，输出第二检测单元12得到的第二电流指示值。当然，在二者的电流指示值位于第一设定范围和第二设定范围的交集内时，也可根据情况输出第二检测单元12得到的第二电流指示值；或者，也可进一步将第一设定范围和第二设定范围的交集分为前后两部分，分别记为第一交集部分和第二交集部分，当二者的电流指示值位于第一交集部分时，可输出第一检测单元11得到的第一电流指示值，当二者的电流指示值位于第二交集部分时，可输出第二检测单元12得到的第二电流指示值。
本实施例中，所述设定范围根据第一检测单元11的检测能力确定，或者根据第一检测单元11的检测能力及待测系统的电流情况确定。其中，第一检测单元11可采用霍尔传感器，主要用于实现直流传感器的功能。例如，若第一检测单元11采用如图2A所示的带有铁芯20的霍尔传感器21，因为带有铁芯20的霍尔传感器21虽然检测准确度高，但因为其受饱和影响，测量范围有限，因此对应的设定范围可以根据第一检测单元11的检测能力确定，例如可以仅对应断路器的设定的低频率小电流测量部分，例如待测电流的频率范围为0Hz～MHz或RkHz，电流大小为0.2In～NIn。其中，M为小于或等于10的自然数，R为小于或等于100的自然数，N为小于或等于10的自然数，In为待测系统的额定电流。又如，若第一检测单元11采用如图2B所示的带有铁芯20的霍尔传感器21和不带铁芯20的霍尔传感器22相结合的方式，由于添加了不带铁芯的霍尔传感器22，因此其测量范围增大了，通常可以覆盖断路器正常状态下的电流范围，故而对应的设定范围可以根据第一检测单元11的检测能力及待测系统的电流情况确定，例如可以是对应断路器正常状态的电流测量部分，例如，待测电流的频率范围为0Hz～1兆Hz，电流大小为0.2In～TIn。其中，T为小于或等于20的自然数，In为待测系统的额定电流。第一检测单元11还可以进一步包括一模数转换模块，以将霍尔传感器检测到的电流指示值由模拟量转换为数字量。
第二检测单元12还可用于实现第一检测单元11测量范围外的电流测量，即对第一检测单元11的测量范围无法覆盖到的电流进行测量，例如测量大电流、非正常状态电流、突变电流等。例如，频率范围可达到100kHz，甚至几百kHz，电流范围可达到100kA(千安)，甚至几百kA。具体实现时，第二检测单元12可包括如图3所示的微分传感器121和积分部件122。其中，微分传感器121可被构造为测量待测电流随时间的变化量，并输出与所述电流变化量成比例的交流电压信号。积分部件122可被构造为对所述微分传感器121输出的交流电压信号进行积分还原，得到第二电流指示值。
其中，微分传感器121可以采用具有高准确度和低成本的罗氏(Rogowski)线圈来实现。罗氏线圈是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈，其输出信号是电流对时间的微分。罗氏线圈是一种空心环形的线圈，可以直接套在被测量的导体上。导体中流过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场，从而在线圈中感应出一个与电流变化成比例的交流电压信号。线圈的输出电压可以用公式Vout＝M di/dt来表示。其中M为线圈的互感，di/dt则是电流的变比。通过采用一个专用的积分部件对罗氏线圈输出的电压信号进行积分可以得到另一个交流电压信号，这个电压信号可以准确地再现被测量电流信号的波形。
积分部件122可以采用模拟积分模块，或数字积分模块，或模拟积分模块和数字积分模块相结合的方式实现。例如，图3中分别示出了一种积分部件122的结构示意图。如图3所示，该积分部件122可包括：模拟积分模块1221、模数转换模块1222、数字积分模块1223和数据合成模块1224。
其中，模拟积分模块1221被构造为对所述微分传感器121输出的交流电压信号进行模拟积分，得到第一部分积分信号。
模数转换模块1222被构造为对所述第一部分积分信号进行模数转换，得到第一部分积分值。
数字积分模块1223被构造为对所述第一部分积分值进行数字积分，得到第二部分积分值。
数据合成模块1224被构造为将所述第一部分积分值和所述第二部分积分值进行相加合成，计算得到积分还原后的第二电流指示值。
进一步地，该积分部件122还可包括：信号调理电路1225，其被构造为对所述模拟积分模块1221输出的第一部分积分信号进行放大和/或滤波等处理，并将处理后的第一部分积分信号输出给模数转换模块1222。
进一步地，本实施例中的数字积分模块1223可进一步被构造为将第一检测单元11得到的第一电流指示值作为数字积分模块1223的初始值，并利用第一检测单元11得到的第一电流指示值对数字积分模块1223计算的第二部分积分值进行偏移校正。这里，因为第一检测单元11和第二检测单元12检测的是同一个电流，因此在确保第一检测单元11和第二检测单元12的输出均有效的情况下，可用第一检测单元11的输出对第二检测单元12的输出做矫正，即上述的偏移校正。
图3所示实施例中的积分部件122相比现有的只包括模拟积分模块1221的积分电路，增加了模数转换模块1222、数字积分模块1223和数据合成模块1224。其工作原理大致为：对于现有的模拟积分模块1221可以覆盖的满足精度要求的测量范围，数字积分模块1223的输出几乎可以忽略不计，因此数据合成模块1224的输出基本相当于现有的模拟积分模块1221的输出，对于现有的模拟积分模块1221无法满足精度要求的测量范围，数字积分模块1223的输出可以对现有的模拟积分模块1221的输出进行误差补偿，这样数据合成模块1224输出的结果就相当于对现有的模拟积分模块1221进行校正后的输出，从而提高了整个积分部件122的测量精度，实现了对目前的交流传感器存在的问题的改进。
本实施例中，模拟积分模块1221可以为无源模拟积分模块，也可以为有源模拟积分模块。
图4A中示出了模拟积分模块1221为无源模拟积分模块时积分部件122的原理示意图，图4B中示出了模拟积分模块1221为有源模拟积分模块时积分部件122的原理示意图。如图4A所示，左侧为无源模拟积分模块，右侧为数字积分模块1223，执行二者相加合成操作的为数据合成模块1224；如图4B所示，左侧为有源模拟积分模块，右侧为数字积分模块1223，执行二者相加合成操作的为数据合成模块1224。
相应地，下列式(1)中示出了当模拟积分模块1221为无源模拟积分模块时，积分部件122的积分原理；式(2)中示出了当模拟积分模块1221为有源模拟积分模块时，积分部件122的积分原理。
Figure BDA0001275841100000081
Figure BDA0001275841100000082
其中，I(t)为采样电流，M为罗氏(Rogowski)线圈的互感系数，RC为无源模拟积分模块，其中，R为无源模拟积分模块的电阻值，C为无源模拟积分模块的电容值；RiCiR0为有源模拟积分模块，Ri为有源模拟积分模块的电阻值，Ci为模拟积分模块的电容值，R0为与Ci并联的电阻值；Vin是罗氏(Rogowski)线圈的输出以作为无源模拟积分模块的输入；Vout是无源模拟积分模块的输出，其同时作为数字积分模块的输入；∫dt为积分符号。
由于具有上述的模拟积分模块，电流信号的动态范围可仅依赖于电流的幅度范围。
由于具有上述的数字积分模块，其可以对模拟积分部件的输出进行积分，这样一来罗氏(Rogowski)线圈的输出便可以被充分积分以得到即便在低频，如0.2Hz也没有下垂的电流指示值。
图5中示出了一个例子中的积分部件122的部分结构示意图，如图5所示，该积分部件122中包括基于RC的无源模拟积分模块1221，该无源模拟积分模块可包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第一电容C1。
其中，第一电阻R1的一端与微分传感器121的一个输出端相连，另一端与第三电阻R3的一端以及第一电容C1的一端相连。
第二电阻R2的一端与微分传感器121的另一个输出端相连，另一端与第四电阻R4的一端以及第一电容C1的另一端相连。
第三电阻R3的另一端接地。
第四电阻R4的另一端接地。
第一电容C1的两端为模拟积分模块1221的输出端。
其中，第一电阻R1和第二电阻R2为积分电阻，第一电容C1为积分电容，三者构成无源模拟积分模块的主体部分。第三电阻R3、第四电阻R4为滤波电阻。
此外，图5中的积分部件122还包括信号调理电路1225，该信号调理电路1225可包括：运算放大器芯片U2、增益电阻R5和供电电路。其中，增益电阻R5也可称为第五电阻。
其中，运算放大器芯片U2的两个信号输入端+IN、-IN分别与所述模拟积分模块1221的两个输出端相连。
运算放大器芯片U2的两个电压输入端U+、U-分别与所述供电电路12251的供电端相连。
运算放大器芯片U2的两个增益电阻连接端RG-、RG+分别连接所述增益电阻R5的两端。
运算放大器芯片U2的信号输出端与模数转换模块1222的输入端相连。
本实施例中运算放大器芯片U2的供电方式可以是：1)对称双电源供电方式或2)单电源供电方式。
当采用对称双电源供电方式时，可如图5所示，相对于公共端(地)的正电源+E与负电源-E分别接于运放的U+和U-管脚上。在这种方式下，可把信号源直接接到运算放大器芯片的输入脚上，而输出电压的振幅可达正负对称电源电压。
如图5中所示，供电电路包括：串联连接在正电源+E与公共端(地)之间的第六电阻R6和第二电容C2，以及串联连接在负电源-E与公共端(地)之间的第七电阻R7和第三电容C3。其中，第六电阻R6和第二电容C2之间的连接端，以及第七电阻R7和第三电容C3之间的连接端为连接所述运算放大器芯片U2的两个电压输入端的供电端。
此外，运算放大器芯片U2的电压输出端REF可进一步与串联连接的第八电阻R8与第四电容C4之间的连接端相连，其中，第四电容C4的另一端接地，第八电阻R8的另一端为电源端。
而采用单电源供电方式时(未示出对应附图)，则是将运算放大器芯片的-VEE管脚连接到地上。此时为了保证运算放大器芯片内部单元电路具有合适的静态工作点，在运算放大器芯片输入端一定要加入一直流电位。此时运算放大器芯片的输出是在某一直流电位基础上随输入信号变化。静态时，运算放大器芯片的输出电压近似为VCC/2，为了隔离掉输出中的直流成分可接入一电容。
图5中，运算放大器芯片U2的信号输出端Vout可进一步与滤波电阻R9(也可记为第九电阻R9)的一端相连，滤波电阻R9的另一端接地。
图6为本发明一个例子中的微分传感器的等效电路与图5中基于RC的无源模拟积分模块的连接关系示意图。如图6所示，该微分传感器的等效电路可包括：线圈自感L1和L2、线圈内阻R10和R11，以及线圈寄生电容C5。此外，还可进一步包括：滤波电容C6和C7。
其中，线圈电感L1与线圈内阻R10串联后与线圈寄生电容C5的一端相连，线圈电感L2与线圈内阻R11串联后与线圈寄生电容C5的另一端相连。同时，线圈寄生电容C5的一端与滤波电容C6连接，另一端与滤波电容C7连接，滤波电容C6和C7的另一端接地。
线圈寄生电容C5的两端作为所述微分传感器的等效电路的输出端与所述无源模拟积分模块的输入端相连。即线圈寄生电容C5的一端与无源模拟积分模块的第一积分电阻R1的一端相连，另一端与无源模拟积分模块的第二积分电阻R2的一端相连。
图7A和图7B为一个示例中在1Hz和0.2Hz的输入信号情况下，采用本发明实施例中的积分部件以及采用现有技术中的单独使用模拟积分模块作为积分部件时的采样电流值对比图。
为了对二者测量的准确度进行对比，可首先设置一用于表示准确电流指示值的参考电流值，该参考电流值可基于积分部件的输入信号Vin(即罗氏线圈的输出信号)来计算，下述式(3)示出了基于Vin利用数字积分计算得到的参考电流指示值：
Figure BDA0001275841100000111
其中，ΔT为采样周期，M为罗氏线圈的互感系数，本示例中以M＝1.0862uH为例。
下述式(4)示出了单独使用模拟积分模块作为积分部件时的采样电流值：
Figure BDA0001275841100000112
其中，R＝100k，C＝1040nF，M＝1.0862uH。
下述式(5)示出了采用本发明实施例中的积分部件时的采样电流值：
Figure BDA0001275841100000113
上述式(4)和式(5)中Vout(n)为模拟积分模块的输出值，具体可以用运放电路和偏移补偿电路进行放大倍数和偏置调整，以实现上述公式。
可以看出，无论是在图7A还是图7B中，采用本发明实施例中的积分部件得到的电流指示值都比较接近于参考电流值，因此相比现有技术中仅采用模拟积分模块作为积分部件时，测量的准确度更高。
从上述方案中可以看出，由于本发明实施例中的电流传感器设置了两个检测单元，每个检测单元利用自己的测量优势进行设定范围的电流检测，最后输出对应的电流指示值，从而提高了电流传感器的测量范围，使得该电流传感器可以适应用较多的应用场景。除了可通用于直流断路器和交流短路器以外，还可以适应于其他的电流检测领域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电流传感器，其特征在于，包括：
一第一检测单元(11)，被构造为对第一设定范围内的电流进行检测，得到对应的第一电流指示值；
一第二检测单元(12)，被构造为对第二设定范围内的电流进行检测，得到对应的第二电流指示值；其中，所述第二设定范围的下限介于所述第一设定范围的下限与上限之间，所述第二设定范围的上限大于所述第一设定范围的上限；和
一电流输出单元(13)，被构造为输出所述第一电流指示值或所述第二电流指示值；
所述电流为直流电流或交流电流，
所述第二检测单元(12)包括：
一微分传感器(121)，被构造为测量待测电流随时间的变化量，并输出与所述变化量成正比关系的电压信号；和
一积分部件(122)，被构造为对所述电压信号进行积分还原，得到第二电流指示值，
所述积分部件(122)包括：
一模拟积分模块(1221)，被构造为对所述电压信号进行模拟积分，得到第一部分积分信号；
一模数转换模块(1222)，被构造为对所述第一部分积分信号进行模数转换，得到第一部分积分值；
一数字积分模块(1223)，被构造为对所述第一部分积分值进行数字积分，得到第二部分积分值；和
一数据合成模块(1224)，被构造为将所述第一部分积分值和所述第二部分积分值进行相加合成，得到合成后的电流指示值，
所述积分部件(122)进一步包括：信号调理电路(1225)，被构造为对所述模拟积分模块(1221)输出的第一部分积信号进行包括放大和/或滤波在内的处理，并将处理后的第一部分积分信号输出给模数转换模块(1222)。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一检测单元(11)为霍尔传感器单元。
3.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，所述霍尔传感器单元包括：一带有铁芯的霍尔传感器(21)。
4.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述霍尔传感器单元进一步包括：一不带铁芯的霍尔传感器(22)。
5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述数字积分模块(1223)进一步被构造为：
能够接收所述第一电流指示值作为所述数字积分模块的初始值，并利用所述第一电流指示值对所述数字积分模块计算的第二部分积分值进行偏移校正。
6.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述模拟积分模块(1221)为无源模拟积分模块或有源模拟积分模块。
7.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述模拟积分模块(1221)包括：第一积分电阻(R1)、第二积分电阻(R2)、第一滤波电阻(R3)、第二滤波电阻(R4)和积分电容(C1)；
其中，所述第一积分电阻(R1)的一端与所述微分传感器(121)的一个输出端相连，另一端与所述第一滤波电阻(R3)的一端以及所述积分电容(C1)的一端相连；
所述第二积分电阻(R2)的一端与所述微分传感器(121)的另一个输出端相连，另一端与所述第二滤波电阻(R4)的一端以及所述积分电容(C1)的另一端相连；
所述第一滤波电阻(R3)的另一端接地；
所述第二滤波电阻(R4)的另一端接地；
所述积分电容(C1)的两端为所述模拟积分模块(1221)的输出端。
8.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述信号调理电路(1225)包括：运算放大器芯片(U2)、增益电阻(R5)和供电电路；其中，
所述运算放大器芯片(U2)的两个信号输入端分别与所述模拟积分模块(1221)的两个输出端相连；
所述运算放大器芯片(U2)的两个电压输入端分别与所述供电电路的供电端相连；
所述运算放大器芯片(U2)的两个增益电阻连接端分别连接所述增益电阻(R5)的两端；
所述运算放大器芯片(U2)的信号输出端与所述模数转换模块(1222)的输入端相连。
9.一种断路器，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的电流传感器。
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