CN1514253A - 电流互感采样电路及其复位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电流互感采样电路及其复位方法，包括电流互感器、复位电阻、开关电路和电压钳位电路，复位电阻接于电流互感器副边两端，电流互感器原边串接在被取样电路中，所述的电压钳位电路一端接地，且经开关电路接至电流互感器副边的一端，另一端接至电流互感器副边的另一端。由于采用了以上的方案，在有反向电流流过时，通过控制开关电路与被采样电路中的整流管同步导通，使电流互感器的副边、开关电路与电压钳位电路形成钳位回路，而电压钳位电路的一端接地，使得电流互感器的反向压降被钳在某一限定值以内，这样就消除了电流尖峰。并且在死区时间内，开关电路关闭，将电流互感器和电压钳位电路断开，保证有足够的复位电压。

Description

电流互感采样电路及其复位方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于双端拓朴电路的中的电流互感采样电路及其复位方法。
背景技术：
常用的电流采样电路如图1所示，图中的电流互感器CT的原边两端串接于全波整流电路的输入母线上，电流互感器的复位电阻R1串联于电流互感器CT的副边两端，第一二极管与电流采样电阻R2相串联，它们也串接于电流互感器CT的副边两端，一般情况下复位电阻R1的取值远大于R2。正常情况下，在第一或第三开关管(Q1、Q3)或者是第二或第四开关管(Q2、Q4)导通时，它的副边在同步整流的电路中存在一些问题。由于同步整流允许电流的双向流动，所以可能会出现，在有一段时间里电流互感器CT的原边电流全为负值，或者部分是负的，如图2和图3所示。在这段时间里电流互感器流过的电流也只有负的成分或部分是负的。而由图中可以发现电流互感器的副边反向阻抗很大，反向电流只能通过R1流动。这就造成了在这段时间里电流互感器上在每一个原边场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的周期中都有很高的反向电压。而电流互感器的正向电阻又很小，必然导致电流互感器在复位时正向电压过低，而导致电流互感器的反向饱和和电流波形的杂乱。在电感电流全为负值期间，电流互感器上的波形如图3所示。
发明内容：
本发明的目的就是为了解决以上问题，提出一种电流互感采样电路及其复位方法，可以消除电流尖峰，使电流互感器上的波形整齐，使输出占空波形正常。
为实现上述目的，本发明提出一种电流互感采样电路，包括电流互感器、复位电阻、开关电路和电压钳位电路，复位电阻接于电流互感器副边两端，电流互感器原边串接在被取样电路中，所述的电压钳位电路一端接地，且经开关电路接至电流互感器副边的一端，另一端接至电流互感器副边的另一端。
为了实现上述目的，本发明还提出一种电流互感采样电路复位方法，利用复位电阻与电流互感器的副边形成回路，使电流互感器的副边在死区时间内复位，且在有反向电流流过时，通过控制开关电路与被采样电路中的整流管同步导通，使电流互感器的副边、开关电路与电压钳位电路形成钳位回路，而电压钳位电路的一端接地，使得电流互感器的反向压降被钳在某一限定值以内，从而保证在反向电流持续期间，电流互感器所承受的伏秒值在其额定的范围内。
由于采用了以上的方案，在有反向电流流过时，通过控制开关电路与被采样电路中的整流管同步导通，使电流互感器的副边、开关电路与电压钳位电路形成钳位回路，而电压钳位电路的一端接地，使得电流互感器的反向压降被钳在某一限定值以内，这样就消除了电流尖峰。而在整流管关闭时，开关电路断开，钳位电路不起作用，从而使复位电阻有足够的复位电压复位。
附图说明：
图1是现有技术电流互感采样电路图；
图2是在图1的现有技术实施例中电流互感器的原边电流波形；
图3是在图1的现有技术实施例中电流互感器的副边波形第一开关管和第二开管的驱动波形；
图4是本发明电流互感采样电路第一种实施例电路图；
图5是本发明电流互感采样电路第二种实施例电路图；
图6是本发明电流互感采样电路第三种实施例电路图；
图7是本发明电流互感采样电路第四种实施例电路图；
具体实施方式：
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
实施例一：如图4所示是本发明电流互感采样电路的第一种实施例电路图；所示的电流互感采样电路包括电流互感器CT、复位电阻R1、相互并联的第五场效应管Q5和第六场效应管Q6、第二二极管D2、第一二极管D1和采样电阻R2，复位电阻R1接于电流互感器CT副边两端，电流互感器CT原边串接在被取样电路中，电流互感器CT的原边串联于被采样电路的输入母线上。被采样电路为全波整流电路，所述的全波整流电路的各臂的整流管为第一、第二、第三和第四场效应管Q1、Q2、Q3、Q4，第二二极管D2的阳极端接地，且经相互并联的第五场效应管Q5和第六场效应管Q6接至电流互感器副边的一端，阴极端接至电流互感器副边的另一端。全波整流电路的两个相邻臂的场效应管Q3和Q4或Q1和Q2的栅极分别接于第六效应管Q6和第五场效应管Q5的栅极以实现同步。第一二极管D1和采样电阻R2相串联，且经相互并联的第五场效应管Q5和第六场效应管Q6接于电流互感器CT的副边两端。
对于上述电路，电流互感器CT的副边、相互并联的第五场效应管Q5和第六场效应管Q6与第二二极管D2构成钳位回路，在电流互感器CT有反向电流流过时，通过控制由第五场效应管Q5和第六场效应管Q6组成的开关电路8与被采样电路中相邻两臂的整流管同步导通，电流互感器上的反压被阳极接地的第二二极管D2钳位在0.7V左右。当原边Q3，Q4关断后，Q5，Q6关断，电流互感器通过R1进行反向复位，可以有较高的复位电压。这样就保证了电流互感器CT既不会因流过反向电流而导致过高的反向电压，又不会在正常复位时因为没有足够的复位电压而无法复位。实际应用效果良好。
实施例二：如图5所示，与实施例一不同之处在于，由稳压管D21代替第二二极管D2，构成电压钳位电路7。
实施例三：如图6所示，与实施例一不同之处在于，由第三电阻R3代替第二二极管D2，构成电压钳位电路7。
实施例四：如图7所示，与实施例一不同之处在于，第四电阻R4与第三二极管D3相串联，构成电压钳位电路7。
另外，上述的被采取样电路为双端拓朴电路，上述的实施例中该双端拓朴电路是全桥整流电路，它还可以是半桥或推挽电路等。对于开关电路8，它也可以采用单开关管，而由与相邻两臂的整流管导通时序同步的时序驱动。
基于上述的实施例，本发明的实现方法即电流互感采样电路复位方法是：利用复位电阻R1与电流互感器CT的副边形成回路，使电流互感器CT的副边在死区时间内复位，且在有反向电流流过时，通过控制开关电路8与被采样电路中的整流管同步导通，使电流互感器CT的副边、开关电路8与电压钳位电路7形成钳位回路，而电压钳位电路7的一端接地，使得电流互感器CT的反向压降被钳位在某一限定值以内，从而保证在反向电流持续期间，电流互感器所承受的伏秒值在其额定的范围内。
上述方法的进一步实施例是：将第五场效应管Q5和第六场效应管Q6相并联，构成开关电路8，在电流互感器CT的副边有反向电流流过时，选取第二二极管D2或稳压管D21或第二二极管D2与第三电阻R3的串联电路或第三电阻作为电压钳位电路，利用第二二极管D2或稳压管D21的单向导电性，利用电阻的限流作用，形成钳位回路。选取第一、第二、第三、第四场效应管作为整流管，使第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的开和关与全波整流桥的相邻臂的场效应管的开和关同步，可以通过将第五场效应管Q5和第六场效应管Q6的栅极与全波整流桥的相邻臂的场效应管的栅极相连以实现同步。

Claims (9)

1、一种电流互感采样电路，包括电流互感器(CT)和复位电阻(R1)，复位电阻(R1)接于电流互感器(CT)副边两端，电流互感器(CT)原边串接在被取样电路中，其特征是：还包括开关电路(8)和电压钳位电路(7)，所述的电压钳位电路(7)一端接地，且经开关电路(8)接至电流互感器副边的一端，另一端接至电流互感器副边的另一端。
2、如权利要求1所述的电流互感采样电路，其特征是：所述的电压钳位电路(7)是第二二极管(D2)或稳压管(D21)或第三电阻(R3)或第四电阻(R4)与第三二极管(D3)的串联电路。
3、如权利要求1或2所述的电流互感采样电路，其特征是：所述的开关电路(8)包括相互并联的第五场效应管(Q5)和第六场效应管(Q6)，第五场效应管(Q5)和第六场效应管(Q6)的控制端分别与被取样电路的两个相邻臂上的整流管同步。
4、如权利要求3所述的电流互感采样电路，其特征是：所述的被采取样电路为全桥或半桥或推挽电路，电流互感器(CT)的原边串联于被采样电路的输入母线上。
5、如权利要求4所述的电流互感采样电路，其特征是：所述的全桥电路的各臂分别串接有第一、第二、第三和第四场效应管(Q1、Q2、Q3、Q4)，其中两个相邻臂的场效应管(Q3和Q4或Q1和Q2)的栅极分别接于第六效应管(Q6)和第五场效应管(Q5)的栅极。
6、如权利要求5所述的电流互感采样电路，其特征是：还包括第一二极管(D1)和采样电阻(R2)，它们相串联，且经开关电路接于电流互感器(CT)的副边两端。
7、一种电流互感采样电路复位方法，利用复位电阻(R1)与电流互感器(CT)的副边形成回路，使电流互感器(CT)的副边在死区时间内复位，其特征是：在有反向电流流过时，通过控制开关电路(8)与被采样电路中的整流管同步导通，使电流互感器(CT)的副边、开关电路(8)与电压钳位电路(7)形成钳位回路，而电压钳位电路(7)的一端接地，使得电流互感器(CT)的反向压降被钳在某一限定值以内，从而保证在反向电流持续期间，电流互感器所承受的伏秒值在其额定的范围内。
8、如权利要求7所述的电流互感采样方法，其特征是：将第五场效应管(Q5)和第六场效应管(Q6)相并联，构成开关电路(8)，在电流互感器(CT)的副边有反向电流流过时，选取第二二极管(D2)或稳压管(D21)或第二二极管(D2)与第三电阻(R3)的串联电路或第三电阻作为电压钳位电路，利用第二二极管(D2)或稳压管(D21)的单向导电性，利用电阻的限流作用，形成钳位回路。
9、如权利要求8所述的电流互感采样方法，其特征是：选取第一、第二、第三、第四场效应管(Q1、Q2、Q3、Q4)作为整流管，使第五场效应管(Q5)和第六场效应管(Q6)的开和关与全桥的相邻臂的场效应管的开和关同步。
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