CN202305634U - 一种电流检测系统 - Google Patents

Abstract

一种电流检测系统，包括：固定器、磁环、传感器。所述传感器与所述磁环连接，所述磁环固定在所述固定器中。固定器中设有环形凹槽、固定器切口、以及通孔，磁环设有磁环切口。磁环固定在环形凹槽中，传感器穿过固定器切口安装到磁环切口，待测的带电导线穿过固定器的通孔。由于楞次定理，有电流流经的地方就会磁场产生，流经该导线的电流产生的磁场和磁环本身的磁场会叠加成一个新磁场，通过对该新磁场的检测，可测定最终电流的大小。由于采用磁电隔离的方式，检测系统不会给设备带来额外的负担，不使系统效率降低，且抗温性较高。

Description

一种电流检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种电流检测系统。

背景技术

伴随着城市人口和建设规模的扩大，各种用电设备的增多，用电量越来越大，城市的供电设备经常超负荷运转，用电环境变得越来越恶劣，对电源的“考验”越来越严重。据统计，每天，用电设备都要遭受120次左右各种的电源问题的侵扰，电子设备故障的60％来自电源。因此，电源问题的重要性日益凸显出来。原先作为配角，资金投入较少的电源越来越受到厂商和研究人员的重视，电源技术遂发展成为一门崭新的技术。

小小的电源设备已经融合了越来越多的新技术。例如开关电源、硬开关、软开关、参数稳压、线性反馈稳压、磁放大器技术、数控调压、PWM、SPWM、电磁兼容等等。实际需求直接推动电源技术不断发展和进步，为了自动检测和显示电流，并在过流、过压等危害情况发生时具有自动保护功能和更高级的智能控制，具有传感检测、传感采样、传感保护的电源技术渐成趋势，检测电流或电压的传感器便应运而生并在中国开始受到广大电源设计者的青睐。

传统的电阻采用系统中，电子采样系统中电流越大，则采样电阻的损耗越大，对系统添加的负担越是重，使得效率的下降，进而影响了电源的节能指标，而且当电流大到一定级别，除了给系统添设的额外负担外，电阻上的温度也会很高，影响系统判断的准确性，一致性。

因此，希望提供一种能够不增加系统负担，不使系统的效率降低，并具有较高精度的新型电流检测系统。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种电流检测系统，其能够不增加系统负担，不使得系统的效率降低，并具有较高精度。

本实用新型的电流检测系统包括：固定器、磁环、传感器，所述传感器与所述磁环连接，所述磁环固定在所述固定器中，待测导线穿过所述固定器。

固定器用于将检测系统固定到待检测的设备上并与待检测的导线电绝缘，从而实现磁电分离。传感器可检测到磁环所产生的磁场与流经待测导线的电流所产生的磁场叠加所形成的新磁场，通过对该新磁场的检测，可测定最终电流的大小。

另一优选实施例中，所述固定器中设有环形凹槽、固定器切口、以及通孔。

另一优选实施例中，所述磁环为环状磁铁并设有容纳所述传感器的切口。

另一优选实施例中，所述固定器中设有环形凹槽、固定器切口、以及通孔，所述磁环设有磁环切口，所述磁环固定在所述环形凹槽中，所述传感器穿过所述固定器切口安装到所述磁环切口，所述待测带电导线穿过所述通孔。

另一优选实施例中，所述固定器为盘状件，由上盘体、下盘体两部分组成，所述下盘体外周壁设有安装部。

另一优选实施例中，所述安装部为设有安装孔的凸耳。

另一优选实施例中，所述固定器材料为非金属材料。

另一优选实施例中，所述传感器为可编程线性霍尔传感器。

另一优选实施例中，所述传感器型号Allegro的A1360LKTTN-T。

A1360LKTTN-T是可编程线性霍尔传感器，其中可编程指的是，带宽调整，灵敏度的调整，温抗系数的调整，输出基准电压的调整，采样脉冲宽度，在不同的条件下，可以调整到最适合的观察范围，最合适的采样时间，节省系统的用电。

本实用新型的第一个优点在于电流检测采用的是磁电隔离方式，相对采用电阻采样系统，由于磁采样器件并没有串接在系统中，故不会给系统附加额外的损耗，对系统电路也没有任何的影响。相反，电阻采样系统中，系统中电流越大，则采样电阻的损耗越大，对系统添加的负担越是重，使得效率的下降，进而影响了电源的节能指标，而且当电流大到一定级别，除了给系统添设的额外负担外，电阻上的温度也会很高，影响系统判断的准确性，一致性。

本实用新型的第二个优点在于空间的要求非常低且成本相对低廉。因为A1360LKTTN-T是IC级别的，相对模块级别的系统，空间优势非常明显。而且，由于磁环和固定器材料都比较通用，不存在某种材料非常难以得到或时而出现紧缺的弊端。

另外，本实用新型应用领域非常广泛，从民用，到商用，到工业，到汽车，到军用，都会有机会应用到本实用新型。特别是需要大电流检测，而且环境比较恶劣的，需要有较高隔离型，稳定性，抗干扰性的场合，如汽车电子，变频器，空调控制，伺服电机，电动工具等，本实用新型体系都将给其带来非常显著的帮助。

附图说明

图1是本实用新型的大致原理说明图；

图2是本实用新型的电流检测系统的结构示意图；

图3是传感器和磁环的结构示意图；

图4是本实用新型的传感器A1360LKTTN-T的内部结构原理图；

图5是图2中固定器的俯视图；

图6是固定器沿图5的A-A剖切线剖切的剖视图。

具体实施方式

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本实用新型并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本实用新型，各技术术语可以基于本实用新型的精神实质来作最宽泛的理解。

在用电设备中，通常需要对流过其关键部位的电流进行检测，并根据检测到的值的大小来决定是进行监控，或是保护。参见图1，电流检测系统由磁环4、传感器2、输出系统3等构成。由于电流流过导线5时，根据楞次定律，该导线的周边会根据电流大小生成磁场1。因此，如果在导线5的附件放置一个磁环4，则流经该导线5的电流产生的磁场1和磁环4本身的磁场会叠加成一个新磁场。此时，通过在该磁环4上放置一可时刻感应到所述叠加的新磁场的变化值的传感器2，并通过预设电压与磁场变化值的转换关系，可将磁场的变化值换算成电压并从输出系统3输出。用户可从输出系统3读出电压值。然后，根据电压与磁场的转换关系，以及磁场与电流的换算关系，换算出流经该导线的电流值，由此检测出电流的大小。

参见图2和图3，电流检测系统10包括磁环4、传感器2、固定器6、输出系统3。传感器2固定到磁环4，磁环4固定到固定器6上，带电流的导线5穿过固定器6和磁环4的中心。磁环4为环状磁铁，在其上具有一切口41，切口41的大小以刚好容纳传感器2为宜。

传感器2采用Allegro的A1360LKTTN-T，A1360LKTTN-T是可编程线性霍尔传感器，其中可编程指的是，带宽调整、灵敏度的调整、温抗系数的调整、输出基准电压的调整、采样脉冲宽度等在不同的条件下，可以调整到最适合的观察范围，最合适的采样时间，节省系统的用电等。通过将该传感器2放置在磁环的切口处，可时刻感应到叠加磁场的变化值。参见图4，在程序锁存前，可把供电电压Vcc当作IO口进行数据导入，同时，根据不同的环境，对于零磁场时的输出电压、输出电压受磁场强度变化的改变精度、带宽范围、受温度变化影响的抗干扰能力、编程电压、采样脉冲宽度等，可设定的不同数值，以高精度地采样磁场变化，准确地电压输出数值。

传感器A1360LKTTN-T可利用霍尔效应，在其正上方感应到具体的磁场值，然后通过预先完成的编程换算成输出电压。如0.7 to 1.4(mV/G)的预设范围，设置为1mV/G，那么磁场每变化1高斯，输出电压就变化1mV，此时可在系统中读取到具体的输出电压，通过将其与基准电压进行比较，可得到磁场的变化值。比如，所读取到的电压为2.8V，而假设之前设定(可通过软件编程设定)的输出基准电压为2.5V，那么磁场变化为(2.8-2.5)/1mV/G＝3000高斯，再通过磁场与电流的关系，最终换算出流经的电流大小。

参见图5和6，固定器6是固定磁环4和传感器2的套具，其为大致圆形的盘状件(可根据具体应用，采用其他结构，比如长方体状)，由上盘体6a和下盘体6b两部分组成，在下盘体6b外周壁设有3个凸耳61，凸耳61上设有安装孔62，以通过螺栓等将固定器固定到设备(未示出)上。上盘体设有环形凹槽63以容纳磁环4，凹槽63的大小设置成恰好容纳下磁环，使得磁环放入凹槽63后不会产生移位或晃动，避免由于磁环的移位、晃动而增大测量的误差值。上盘体6a和下盘体6b的中心设有与环形凹槽63同轴心的通孔64，使得带电导线5可穿过该通孔。固定器6还设有与磁环4上的切口41相对应的切口65，传感器2通过该切口65连接到输出系统。另外，由于金属遇磁会被磁化的缘故，所以固定器6的材料选用诸如塑料等非金属材料。

安装时，先将磁环4放入上盘体6a中，并通过卡接方式将上盘体6a安装到下盘体上，由此固定磁环。接着，将传感器2穿过切口65固定到磁环4的切口41上，并使得传感器2的中心对准切口41的中心，最后将固定器固定到所应用的设备上，使设备中的带电导线穿过固定器6的通孔64，并使磁环4与被检测导线5垂直。

根据楞次定理，右手螺旋法则，当电流通过导线时，导线周边产生固定方向的磁场，此时，放置于磁环4的切口41中的传感器2检测到的磁场大小会因为电流的大小变化而变化，并将磁场的变化转换成电压变化。该变化的电压可从输出系统3输出。然后，根据电压与磁场的转换关系，以及磁场与电流的换算关系，可换算出流经该导线的电流值，由此检测出电流的大小。

本实用新型的电流检测系统的第一个优点在于采用磁电隔离方式，相对采用电阻采样系统，由于磁采样器件并没有串接在系统中，故不会给系统附加额外的损耗，对系统电路也没有任何的影响。相反，电阻采样系统中，系统中电流越大，则采样电阻的损耗越大，对系统添加的负担越是重，使得效率的下降，进而影响了电源的节能指标，而且当电流大到一定级别，除了给系统添设的额外负担外，电阻上的温度也会很高，影响系统判断的准确性，一致性。

本实用新型的第二个优点在于空间的要求非常低且成本相对低廉。因为A1360LKTTN-T是IC级别的，相对模块级别的系统，空间优势非常明显。而且，由于磁环和固定器材料都比较通用，不存在某种材料非常难以得到或时而出现紧缺的弊端。

虽然上文结合了优选实施例描述了本实用新型，但本领域技术人员应理解，上述实施例在所有方面都将被理解成仅仅是示例性的和非限制性的，各组成构件可以有各种变型而不脱离本实用新型的精神。因此，本实用新型的范围由所附的权利要求书而不是前面的说明书来限定。所有落入权利要求书等效物的含义和范围内的改变都将包含在权利要求书的范围之内。

Claims (9)

1.一种电流检测系统，其特征在于，包括：固定器、磁环、传感器，所述传感器与所述磁环连接，所述磁环固定在所述固定器中，待测带电导线穿过所述固定器。

2.如权利要求1所述的电流检测系统，其特征在于，所述固定器中设有环形凹槽、固定器切口、以及通孔。

3.如权利要求1所述的电流检测系统，其特征在于，所述磁环为环状磁铁，并设有容纳所述传感器的切口。

4.如权利要求1所述的电流检测系统，其特征在于，所述固定器中设有环形凹槽、固定器切口、以及通孔，所述磁环设有磁环切口，所述磁环固定在所述环形凹槽中，所述传感器穿过所述固定器切口安装到所述磁环切口，所述待测带电导线穿过所述通孔。

5.如权利要求2所述的电流检测系统，其特征在于，所述固定器为盘状件，由上盘体、下盘体两部分组成，所述上盘体设有所述环形凹槽，所述下盘体外周壁设有安装部。

6.如权利要求3所述的电流检测系统，其特征在于，所述安装部为设有安装孔的凸耳。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电流检测系统，其特征在于，所述固定器材料为非金属材料。

8.如权利要求1-6中任一项所述的电流检测系统，其特征在于，所述传感器为可编程线性霍尔传感器。

9.如权利要求8所述的电流检测系统，其特征在于，所述传感器型号Allegro的A1360LKTTN-T。

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