CN215493797U - 一种车载磁通门电流传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车载磁通门电流传感器，其包括信号振荡模块、磁通门探头、信号处理模块；本申请能够通过信号振荡模块将车载单极性电源转换为双极性的振荡电源信号，并将振荡电源信号接入磁通门探头的激励绕组，使得磁通门探头的磁芯中产生磁通，信号处理模块能够对根据磁通生成补偿信号，使得磁芯中的总磁通为0，在磁芯中穿过待测电流时，磁芯中的磁通变化进而导致补偿信号出现变化，根据磁通门探头的工作原理可知，补偿信号能够反应待测电流的大小，以实现对车载单极性单元的检测，本申请在保证磁通门电流传感器整体准确度的前提下解决了常规磁通门探头及其功率调整单元需要双极性电源的问题，从而满足车载传感器供电需求。

Description

一种车载磁通门电流传感器

技术领域

本申请涉及车载设备技术领域，尤其是涉及一种车载磁通门电流传感器。

背景技术

目前新能源汽车电池包为多芯电池并联得到的单一极性电源，而用于检测车载电流的磁通门探头需要双极性电源，传统的DC-DC转换器的变压器会产生高频磁场，干扰磁通门探头，影响磁通门探头检测结果的准确性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种车载磁通门电流传感器。

本申请提供的一种车载磁通门电流传感器，采用如下的技术方案：

一种车载磁通门电流传感器，包括：

电源转换模块，用于将接入的单极性电源转换为双极性电源信号；

信号振荡模块，用于根据所述双极性电源信号生成振荡电源信号；

磁通门探头，其上绕设有激励绕组和二次绕组，所述激励绕组接入所述振荡电源信号，所述磁通门探头供待测电流穿过；以及

信号处理模块，用于感测所述磁通门探头的磁芯内的磁通，并根据所述磁通门探头的磁芯内的磁通生成补偿信号；所述补偿信号用于接入所述二次绕组，以使所述磁通门探头的磁芯内的磁通为0；所述补偿信号用于反映待测电流的大小。

可选的，所述振荡模块包括推挽电路。

可选的，所述激励绕组的匝数小于所述二次绕组的匝数。

可选的，所述信号处理模块包括：

信号解调单元，用于感测所述磁通门探头的磁芯内的磁通，并对所述磁芯内的磁通进行解调，以生成磁通解调信号；

信号反相单元，连接所述信号解调单元，接入所述磁通解调信号，以生成与磁通解调信号反相的反相解调信号；以及

功率调整单元，接入所述磁通解调信号和反相解调信号，用于对所述磁通解调信号和反相解调信号的差进行缩放，以生成所述补偿信号。

可选的，还包括滤波单元，所述滤波单元的输入端连接所述信号解调单元，输出端分别与所述信号解调单元和功率调整单元连接，用于滤除所述磁通解调信号的谐波。

可选的，还包括稳压模块，所述稳压模块连接所述电源转换模块的输入端，用于接入所述车载单极性电源。

可选的，所述稳压模块包括瞬态二极管和稳压二极管。

本申请公开的一种车载电流检测装置，通过电源转换模块将车载单极性电源转换为双极性电源信号，然后通过信号振荡模块能够根据双极性电源信号生成振荡电源信号，并将振荡电源信号接入磁通门探头的激励绕组，使得磁通门探头的磁芯中产生磁通，信号处理模块能够对根据磁通生成补偿信号，使得磁芯中的总磁通为0，在磁芯中穿过待测电流时，磁芯中的磁通变化进而导致补偿信号出现变化，根据磁通门探头的工作原理可知，补偿信号能够反应待测电流的大小，以实现对车载电源的检测，并且本申请无需对待测电流进行DC-DC转换，规避了DC-DC转换器的变压器会产生高频磁场，干扰磁通门探头的缺点，提高了检测结果的准确性；本申请在保证磁通门电流传感器整体准确度的前提下解决了常规磁通门探头及其功率调整单元需要双极性电源的问题，从而满足车载传感器供电需求。

附图说明

图1是本申请实施例一种车载磁通门电流传感器的系统结构示意图。

图2是本申请实施例一种车载磁通门电流传感器的磁通门探头的结构示意图。

附图标记说明：1、稳压模块；11、瞬态二极管；12、稳压二极管；2、电源转换模块；3、低压差线性稳压器；4、信号振荡模块；5、磁通门探头；51、激励绕组；52、二次绕组；6、信号处理模块；61、信号解调单元；62、滤波单元；63、信号反相单元；64、功率调整单元；7、输出单元。

具体实施方式

下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本申请公开了一种车载磁通门电流传感器，其包括电源转换模块2、信号振荡模块4、磁通门探头5以及信号处理模块6，其中，磁通门探头5具有环形磁芯，待测电流可从磁芯穿过。

磁通门探头5的磁芯上绕设有激励绕组51和二次绕组52，激励绕组51与信号振荡模块4连接，二次绕组52与信号处理模块6连接。电源转换模块2用于接入车载单极性电源，并将单极性电源转换为双极性电源信号，信号振荡模块4用于根据接入的双极性电源信号生成双极性的振荡电源信号，磁通门探头5的磁芯能够根据振荡电源信号产生磁通，信号处理模块6则用于感测磁芯中的磁通，并根据磁通生成补偿信号，补偿信号能够反馈至磁通门探头5，使得磁芯内的总磁通为0，并维持在平衡状态。

在磁芯中有待测电流穿过时，待测电流会打破上述的平衡状态，使得磁芯内的磁通发生变化，相应的，信号处理模块6根据磁通的变化调整补偿信号，以使磁芯中的总磁通回归于0。

由于磁芯内的磁通能够根据穿过的待测电流变化，进而导致补偿信号的变化，且根据磁通门探头5的工作原理，以补偿信号的电流为Is，待测电流为Ip，二次绕组52匝数为N，则

Ip=Is∙N

可知，补偿信号电流的大小能够反应待测电流的大小，在车载单极性电源的电流穿过磁通门探头5时，通过检测补偿信号的电流便可以对车载单极性电源的电流进行检测，本申请提供的检测装置能够在非接触的情况下对车载电源进行检测，解决了接触式检测装置防水防潮困难的问题，并且本申请无需对车载单极性电源进行DC-DC转换，便可以直接检测车载电源电流的大小，规避了DC-DC转换器的变压器会产生高频磁场，干扰磁通门探头5的缺点，很大程度上提高了车载电源电流检测的准确性；本申请在保证磁通门电流传感器整体准确度的前提下解决了常规磁通门探头5及其功率调整单元64需要双极性电源的问题，从而满足车载传感器供电需求。

以下结合具体的实施例对本申请进行说明。

参照图1，电源转换模块2与接入的车载单极性电源之间具有稳压模块1，稳压模块1包括依次连接的瞬态二极管11和稳压二极管12；瞬态二极管11用于对线路中的元器件起到保护作用，在瞬态二极管11的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。稳压二极管12主要用于为稳定车载电源的电压。

车载单极性电源从瞬态二极管11的一端接入，经过瞬态二极管11和稳压二极管12稳压处理，最终从稳压二极管12的输出端向电源转换模块2输出稳定的电信号，很大程度上提高了电路的安全性以及检测结果的准确性。

信号振荡模块4可以是常见的推挽电路，推挽电路的输入端与电源转换模块2的输出端连接，并且能够根据接收的双极性电源信号生成振荡电源信号=。

在本申请实施例中，电源转换模块与信号振荡模块4之间还设置有低压差线性稳压器3，低压差线性稳压器3具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比，能够稳定双极性电源信号的电压，并且对双极性电源信号的电压进行降压处理。

信号处理模块6包括信号解调单元61、滤波单元62、信号反相单元63以及功率调整单元64；信号解调单元61可以是相敏解调器，相敏解调器与磁通门探头5耦接。具体的，磁通门探头5上还绕设有感应线圈，感应线圈连接相敏解调器的输入端；感应线圈能够感测磁通门探头5的磁芯内的磁通、并输出感应信号，相敏解调器对感应信号进行解调，以生成磁通解调信号；滤波单元62可以是低通滤波器，用以滤除磁通解调信号的谐波；信号反相单元63可以是反相器，反相器连接低通滤波器并接入磁通解调信号，根据磁通解调信号生成反相解调信号；功率调整单元64包括功放电路，功放电路的一个输入端与低通滤波器连接，用以接收磁通解调信号，另一个输入端与反相器连接，用以接收反相解调信号，并根据磁通解调信号和反相解调信号的差进行缩放，以生成所述补偿信号。

功放电路的输出端与磁通门探头5上的二次绕组52连接，以将补偿信号反馈至磁通门探头5，使得磁通门探头5的磁芯的总磁通为0。

在本申请实施例中，还包括输出单元7，输出单元7与功放电路的输出端连接用以输出补偿信号，用以供检测补偿信号的电流使用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，包括：

电源转换模块(2)，用于将接入的单极性电源转换为双极性电源信号；

信号振荡模块(4)，用于根据所述双极性电源信号生成振荡电源信号；

磁通门探头(5)，其上绕设有激励绕组(51)和二次绕组(52)，所述激励绕组(51)接入所述振荡电源信号，所述磁通门探头(5)供待测电流穿过；以及

信号处理模块(6)，用于感测所述磁通门探头(5)的磁芯内的磁通，并根据所述磁通门探头(5)的磁芯内的磁通生成补偿信号；所述补偿信号用于接入所述二次绕组(52)，以使所述磁通门探头(5)的磁芯内的磁通为0；所述补偿信号用于反映待测电流的大小。

2.根据权利要求1所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，所述振荡模块包括推挽电路。

3.根据权利要求2所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，所述激励绕组(51)的匝数小于所述二次绕组(52)的匝数。

4.根据权利要求1所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，所述信号处理模块(6)包括：

信号解调单元(61)，用于感测所述磁通门探头(5)的磁芯内的磁通，并对所述磁芯内的磁通进行解调，以生成磁通解调信号；

信号反相单元(63)，连接所述信号解调单元(61)，接入所述磁通解调信号，以生成与磁通解调信号反相的反相解调信号；以及

功率调整单元(64)，接入所述磁通解调信号和反相解调信号，用于对所述磁通解调信号和反相解调信号的差进行缩放，以生成所述补偿信号。

5.根据权利要求4所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，还包括滤波单元(62)，所述滤波单元(62)的输入端连接所述信号解调单元(61)，输出端分别与所述信号解调单元(61)和功率调整单元(64)连接，用于滤除所述磁通解调信号的谐波。

6.根据权利要求1所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，还包括稳压模块(1)，所述稳压模块(1)连接所述电源转换模块(2)的输入端，用于接入所述车载单极性电源。

7.根据权利要求6所述的一种车载磁通门电流传感器，其特征在于，所述稳压模块(1)包括瞬态二极管(11)和稳压二极管(12)。

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