CN204575717U - 一种对电感的电流进行采样的装置 - Google Patents

Abstract

一种对电感的电流进行采样的装置，涉及电流检测技术领域，其用于检测功率电感磁芯的电流，所述功率电感磁芯开有气隙，所述功率电感磁芯缠绕有磁力线，所述装置包括电流采样电路，所述电流采样电路包括电压输出电路，所述电压输出电路包括巨磁电阻，所述巨磁电阻置于所述功率电感磁芯的气隙，所述功率电感磁芯的电流从所述磁力线穿过，本实用新型由于电流采样电路被磁芯绕组包裹，避免了外部磁场强度的干扰，提高了采样精度；其次，电流采样电路直接感应功率电感的磁感应强度的变化，与使用霍尔电流传感器相比，节省了霍尔电流传感器的内部磁环；第三、将功率电感和对电感的电流进行采样的装置集成在一起，减少了器件体积，降低了成本。

Description

一种对电感的电流进行采样的装置

技术领域

本实用新型涉及电流检测技术领域，特别是涉及一种对电感的电流进行采样的装置。

背景技术

在开关电源电路和逆变电路等功率变换电路领域，经常使用功率电感作为滤波储能元件，另一方面，经常需要利用电流传感器对电感的电流进行采样，以作为控制参数。

现有技术中，功率电感和电流传感器均是单独的元件，功率电感通常采用开有气隙的铁氧体、铁粉芯和合金材料等，其中开有气隙的铁氧体成本最低；电流采样元件经常采用互感器或者霍尔传感器，互感器成本较低，但动态特性和精度较差，对要求较高的场所无法使用，霍尔传感器特性好，但成本高。功率电感和电流传感器均采用单独的元件，其成本较高，体积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种对电感的电流进行采样的装置，该装置可提高电流采样的精度，体积小，成本低。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种对电感的电流进行采样的装置，用于检测功率电感磁芯的电流，所述功率电感磁芯开有气隙，所述功率电感磁芯缠绕有磁力线，其特征在于：所述装置包括电流采样电路，所述电流采样电路包括电压输出电路，所述电压输出电路包括巨磁电阻，所述巨磁电阻置于所述功率电感磁芯的气隙，所述功率电感磁芯的电流从所述磁力线穿过。

所述电压输出电路设为电桥，所述电桥由四个电阻组成四个桥臂，其中一个对角桥臂的两个电阻为巨磁电阻，另一个对角桥臂的两个电阻为普通电阻，桥臂的中点为电压输出电路的两个电压输出端。

所述电桥制成巨磁电阻芯片。

电流采样电路还包括调理电路，所述调理电路的输入端接所述巨磁电阻芯片的输出端。

所述电流采样电路还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路的输入端接所述调理电路的第一输出端。

所述巨磁电阻芯片和调理电路均设于电路板上。

所述巨磁电阻芯片、调理电路和温度补偿电路均设于电路板上。

所述调理电路包括差分电路和滤波电路，所述差分电路的输入端接所述电压输出电路的所述两个输出端，所述差分电路的输出端接所述滤波电路的输入端。

所述差分电路包括电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C3和比较器U1B。

所述电压输出电路设为分压电路，所述分压电路包括一个巨磁电阻和一个普通电阻。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型由于电流采样电路被磁芯绕组包裹，避免了外部磁场强度的干扰，提高了采样精度。

（2）本实用新型通过电流采样电路直接感应功率电感的磁感应强度的变化，与使用霍尔电流传感器相比，节省了霍尔电流传感器的内部磁环。

（3）本实用新型通过将功率电感和对电感的电流进行采样的装置集成在一起，减少了器件体积，降低了成本。

附图说明

利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1的电流采样电路的电路图。

图1中包括：

1——功率电感磁芯；

2——磁力线；

3——电流采样电路。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

本实施例的一种对电感的电流进行采样的装置，如图1所示，用于检测功率电感磁芯1的电流，所述功率电感磁芯1开有气隙，所述功率电感磁芯1缠绕有磁力线2，所述装置包括电流采样电路3，所述电流采样电路3包括电压输出电路，所述电压输出电路包括巨磁电阻，所述巨磁电阻置于所述功率电感磁芯1的气隙，功率电感磁芯1的电流从所述磁力线2穿过。

根据法拉第电磁感应定律，在电感中，磁场感应强度与电感电流的关系如下：

  式中B为磁感应强度，L为电感器的电感量，i为流经电感线圈的电流，N电感线圈匝数，Ae为磁芯有效面积

对给定的电感而言，L，N，Ae的值是一定的，可知磁感应强度与电感电流成正比，通过测量磁感应强度可以间接获得电感电流的数值。

巨磁电阻是一种磁敏电阻，其阻值会随磁场强度的变化而变化。本实施例的电压输出电路采用电桥，电桥制成巨磁电阻芯片，一个对角桥臂采用巨磁电阻，另外一个对角桥臂使用普通电阻，通过采样桥臂中点的电压差来获知电压差。

如图1所示，将由巨磁电阻构成的电流采样电路3放置在功率电感磁芯1的气隙中，磁力线2穿过电流采样电路3，当由于电流变化引起磁感应强度变化时，电流采样电路3将通过感应磁场强度的变化而获得功率电感的电流变化。

本实施例由于电流采样电路3被磁芯绕组包裹，避免了外部磁场强度的干扰，提高了采样精度；其次，电流采样电路3直接感应功率电感的磁感应强度的变化，与使用霍尔电流传感器相比，节省了霍尔电流传感器的内部磁环；第三、将功率电感和对电感的电流进行采样的装置集成在一起，减少了器件体积，降低了成本。

如图2所示，电流采样电路包括电桥、调理电路和温度补偿电路。其中电桥包括电阻R1至4，电阻R1和R4采用巨磁电阻，电阻R2和R3采用普通精密电阻。正常无电磁感应时，电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4的电阻值是相等的，MD1和MD2的电压差值为零。当磁场感应强度增大时，电阻R1和电阻R4变小，MD1和MD2的差值变大，该差值同过被调理电路处理及温度补偿电路补偿后输出。电流采样电路3输出的电压值与电感电流的大小成线性关系，外部的控制电路通过采样该电压通过换算后获得电流值。

电桥可以采用分离元件，也可采用集成芯片，如VA100F3等。

具体的，所述差分电路包括电阻R1、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C3和比较器U1B。

实施例2。

本实施例的一种对电感的电流进行采样的装置，本实施例的其他结构与实施例1相同，不同之处在于：所述电压输出电路设为分压电路，所述分压电路包括一个巨磁电阻和一个普通电阻，使得电压输出电路更为简单。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种对电感的电流进行采样的装置，用于检测功率电感磁芯的电流，所述功率电感磁芯开有气隙，所述功率电感磁芯缠绕有磁力线，其特征在于：所述装置包括电流采样电路，所述电流采样电路包括电压输出电路，所述电压输出电路包括巨磁电阻，所述巨磁电阻置于所述功率电感磁芯的气隙，所述功率电感磁芯的电流从所述磁力线穿过。

2.如权利要求1所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述电压输出电路设为电桥，所述电桥由四个电阻组成四个桥臂，其中一个对角桥臂的两个电阻为巨磁电阻，另一个对角桥臂的两个电阻为普通电阻，桥臂的中点为电压输出电路的两个电压输出端。

3.如权利要求2所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述电桥制成巨磁电阻芯片。

4.如权利要求3所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：电流采样电路还包括调理电路，所述调理电路的输入端接所述巨磁电阻芯片的输出端。

5.如权利要求4所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述电流采样电路还包括温度补偿电路，所述温度补偿电路的输入端接所述调理电路的第一输出端。

6.如权利要求4所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述巨磁电阻芯片和调理电路均设于电路板上。

7.如权利要求5所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述巨磁电阻芯片、调理电路和温度补偿电路均设于电路板上。

8.如权利要求4所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述调理电路包括差分电路和滤波电路，所述差分电路的输入端接所述电压输出电路的所述两个输出端，所述差分电路的输出端接所述滤波电路的输入端。

9.如权利要求8所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述差分电路包括电阻R9、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电容C1、电容C3和比较器U1B。

10.如权利要求1所述的一种对电感的电流进行采样的装置，其特征在于：所述电压输出电路设为分压电路，所述分压电路包括一个巨磁电阻和一个普通电阻。