CN203672938U - 一种交直流通用的漏电流传感器 - Google Patents
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Abstract
一种交直流通用的漏电流传感器，同时采用开环磁通门原理与电磁感应原理相结合的方法测量电流，包括外壳、磁芯绕组、电路板三大部分，所述电路板与磁芯绕组设置在外壳内通过树脂灌封住，所述磁芯绕组为双磁芯绕组结构，一个磁芯绕组用做开环磁通门原理的测量头，用于测量直流漏电流，另一个磁芯绕组用做互感器，测量交流漏电流。两种原理分别测量出的直流电压信号与交流电压信号通过设置在电路板上的加法器，通过信号转化，输出与原边所测电流同步的电压信号，并最终通过输出端子输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电流传感器，尤其是一种交直流通用的漏电流传感器。
背景技术
测量电流有很多种方法，对于测量交流而言，互感器的使用非常普遍。对于测量直流电流来说，通常用到霍尔原理，包括开环霍尔原理与闭环霍尔原理。但对于测量微小漏电流，霍尔原理的传感器却不太适合，因为霍尔传感器的灵敏度不高，测量微小电流不够敏感。而磁通门技术能很好的满足测量小电流的要求，尤其适合直流小电流的测量，其灵敏度很高。
随着新能源行业的兴起，新型逆变器的国标及国际标准都对其交直流漏电检测及保护提出了非常严苛的要求。用磁通门闭环原理可以较好的解决交直流漏电的测量问题，但与此同时闭环磁通门原理较高的工艺要求，也使得基于该原理的电流传感器价格昂贵，限制了其推广应用。采用电磁感应原理测量交流电流与开环磁通门原理测量直流电流相结合的方法，可以满足同时测量交流小电流和直流小电流的要求。同时因为其工艺简单，实现容易，可以很好的满足快速批量生产和低成本的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种工艺简单、低成本、原料易得，精度高、温度参数稳定的测量交直流漏电的电流传感器。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种交直流通用的漏电流传感器，同时采用开环磁通门原理与电磁感应原理相结合的方法测量电流，包括外壳、磁芯绕组、电路板三大部分，所述电路板与磁芯绕组设置在外壳内通过树脂灌封住，所述磁芯绕组为双磁芯绕组结构，一个磁芯绕组用做开环磁通门原理的测量头，用于测量直流漏电流，另一个磁芯绕组用做互感器，测量交流漏电流。两种原理分别测量出的直流电压信号与交流电压信号通过设置在电路板上的加法器，通过信号转化，输出与原边所测电流同步的电压信号，并最终通过输出端子输出。
优选地，所述外壳具有孔径是 40mm的内孔。
优选地，所述电路板底端具有输出端子。
优选地，所述外壳在其底座上具有安装孔。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型克服了闭环磁通门原理所必须的复杂工艺要求、难以自动化批量加工的缺点，采用简单的电磁感应原理与开环磁通门原理，两种原理相结合的方法测量电流，极大的降低了制造的工艺要求，满足了批量制作与低成本的要求，同时也能完全满足对于微小交直流电流的精确测量的要求。
附图说明
参照附图和本优选实施方式的下列描述，将会最佳地理解本实用新型及其目的和优点，其中：
图1是电磁隔离原理图；
图2是开环磁通门原理图；
图3是本实用新型使用电磁隔离原理与开环磁通门原理相结合的原理图；
图4是本实用新型产品安装图。
具体实施方式
参照附图1至4，一种交直流通用的漏电流传感器，同时采用开环磁通门原理与电磁感应原理，两种原理相结合的方法测量电流。电磁感应原理，原边交流电流会在磁芯绕组的线圈内产生感应电流，此感应电流会在电阻R两端产生压降，该压降大小V=Ip/N*R，其中Ip是原边交流电流，N是磁芯绕组中线圈的匝数，R是负载电阻。本实用新型应用的第二个重要原理是开环磁通门原理。方波发生器在磁芯绕组内产生方波，波形上下对称，被测量的直流电流Ip穿过磁芯绕组，其产生的磁场会改变这种对称性，不对称的程度与被测电流的大小相关，经过滤波和信号调整之后，输出与原边电流大小同比例的电压或电流信号。
本实用新型所采用的电磁感应原理与开环磁通门原理，两种原理相结合的方法测量电流，其整体工作原理如下：多匝线圈3001绕在磁芯3003上，感应原边电流Ip中的交流成分，其输出的电流经过负载电阻3005后，产生压降，该电压经过放大电路3006放大并经过调整电路3012后，输出的交流信号进入加法器3010。 多匝线圈3002缠绕在磁芯3004上，感应原边电流Ip中的直流成分，方波信号发生器3007产生方波信号，该直流成分改变了原方波信号的对称性，滤波电路3009去除了方波发生器的方波载波信号，再经过相应的放大电路3009与调整处理电路3011后，其输出电压信号与原边被测电流Ip中的直流成分大小成比例关系，该电压信号也进入加法器3010。 这样加法器3010将两路信号，一路交流信号，一路直流信号，相加后即输出能反映与原边电流相同波形的输出信号。
本实用新型的优点是：（1）工艺简单，两个磁芯均不需切割气隙；（2）比起常规霍尔电流传感器，更适合对小电流的测量；（3）可以实现对交流电流和直流电流及混合电流的测量；（4）适合做成较大穿孔尺寸，依然保持较高精度；（5）温度特性好，可以满足新能源行业较宽的温度范围要求。
参照图4，将两个磁芯绕组4002和4003，与电路板4005焊接好，一起放置在孔径为40mm的外壳4001内，灌封后通电调试，调试电位器4004，得到适当输出信号，并从端子4006输出。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种交直流通用的漏电流传感器，其特征在于同时采用开环磁通门原理与电磁感应原理相结合的方法，包括外壳、磁芯绕组、电路板三大部分，所述电路板与磁芯绕组设置在外壳内通过树脂灌封住，所述磁芯绕组为双磁芯绕组结构，一个磁芯绕组用于测量直流漏电流，另一个磁芯绕组用于测量交流漏电流。
2.根据权利要求1所述的一种交直流通用的漏电流传感器，其特征在于，所述外壳具有孔径是 40mm的内孔。
3.根据权利要求1所述的一种交直流通用的漏电流传感器，其特征在于，所述电路板底端具有输出端子。
4.根据权利要求1所述的一种交直流通用的漏电流传感器，其特征在于，所述外壳在其底座上具有安装孔。
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