CN220065405U - 一种变压器线圈电流检测电路及变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变压器线圈电流检测电路及变压器，其中检测电路包括检测线圈、分别对应串接于变压器的原边线圈和副边线圈的原边电流输入线圈和副边电流输入线圈；所述原边电流输入线圈和副边电流输入线圈并列构成电流互感器的一次侧，所述检测线圈构成所述电流互感器的二次侧；所述检测线圈的两端连接电阻一形成检测回路。有益效果：本实用新型的技术方案通过电流互感器实时检测工频变压器的原边线圈和副边线圈的电流差，由此可计算出工频逆变器效率。

Description

一种变压器线圈电流检测电路及变压器

技术领域

本实用新型涉及逆变器技术领域，特别涉及一种变压器线圈电流检测电路及变压器。

背景技术

逆变器分为高频逆变器和工频逆变器两种，它们的区别是工作频率不同，高频逆变器工作于20～30KHz的高频信号，工频逆变器工作于50Hz工频信号。

相对于高频逆变器，工频逆变器虽然体积大、重量较重，但优点是可靠性好，工作稳定性好，抗过载能力强。但在现今能源紧张的环境下，工频逆变器存在市场接受度不高的问题，主要原因是由于工频逆变器前端的变压器损耗较大，例如铁损、铜损等，不可避免地造成逆变器效率低下，不节能，从而在一些大功率应用场景(例如单相15KW或三相30KW以上)等场所受到限制。

另外,变压器经常会出现不正常偏磁情况，例如SPWM波不对称、变压器驱动全桥个别MOS管损坏，导致变压器电流增加，损耗增加，逆变器效率降低，且电路容易损坏，这方面目前的工频逆变器缺乏相关保护措施，导致逆变器工作效率、可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种变压器线圈电流检测电路及变压器，旨在解决目前的工频逆变器缺乏相关保护措施，导致工频逆变器工作效率、可靠性降低的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出了一种变压器线圈电流检测电路，包括检测线圈、分别对应串接于变压器的原边线圈和副边线圈的原边电流输入线圈和副边电流输入线圈；

所述原边电流输入线圈和副边电流输入线圈并列构成电流互感器的一次侧，所述检测线圈构成所述电流互感器的二次侧；

所述检测线圈的两端连接电阻一形成检测回路。

优选地，所述原边电流输入线圈和副边电流输入线圈的匝数比，与原边线圈和副边线圈的匝数比成整数倍比例关系。

优选地，所述变压器线圈电流检测电路还包括单片机，所述检测线圈与所述单片机的I/O接口电连接。

优选地，所述变压器线圈电流检测电路还包括信号调理电路，所述信号调理电路包括运算放大器，所述运算放大器的正输入端及负输入端分别与所述检测线圈的两端电连接，所述运算放大器的输出端输出测量值。

优选地，所述检测线圈的一端接电阻二后再电连接至所述运算放大器的正输入端，且所述运算放大器的正输入端还串接电阻三后接入基准电压REF。

优选地，所述检测线圈的另一端接电阻四后再电连接至所述运算放大器的负输入端。

优选地，所述运算放大器的输出端与负输入端之间通过电阻五连接。

优选地，所述运算放大器的输出端与负输入端之间还通过电容二连接。

优选地，所述运算放大器的输出端接电阻六后输出电压测量值。

本实用新型还提供了一种变压器，所述变压器为工频变压器，所述变压器还包括变压器线圈电流检测电路，变压器的原边线圈和副边线圈的原边电流输入线圈和副边电流输入线圈。

有益效果：

1、本实用新型的技术方案通过电流互感器实时检测工频变压器的原边线圈和副边线圈的电流差，由此可计算出工频逆变器效率，便于及时发现变压器不正常偏磁情况，起到及时止损保护整个逆变器；

2、本实用新型的技术方案通过信号调理电路将电流互感器的检测线圈输出的交流原始信号，转化为电压检测信号，然后通过运算放大器进行信号放大，便于检测。提高了信号检测精度和安全性。

3、本实用新型还可以利用检测信号判断工频变压器的不正常偏磁情况，后续给出保护信号，以及控制工频逆变器停止工作，有效提高了工频逆变器工作的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种工频逆变器检测保护电路的示意图；

图2是本实用新型信号调理电路输出信号的波形图。

附图标记说明如下：

1、铁芯一；2、原边线圈；3、副边线圈；4、电感；5、电容四；6、铁芯二；7、原边电流输入线圈；8、副边电流输入线圈；9、检测线圈；10、电阻一；11、电阻二；12、电阻三；13、电阻四；14、电阻五；15、电阻六；16、电容一；17、电容二；18、电容三；19、运算放大器；20、单片机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在实用新型一具体实施例中，如图1所示，本实用新型提出了一种工频逆变器检测保护电路包括检测线圈9、分别对应串接于变压器的原边线圈2和副边线圈3的原边电流输入线圈7和副边电流输入线圈8；所述原边电流输入线圈7和副边电流输入线圈8并列构成电流互感器的一次侧，所述检测线圈9构成所述电流互感器的二次侧；所述检测线圈的两端连接电阻一10形成检测回路。

其中，变压器包括铁芯一1和缠绕在铁芯一1上的原边线圈2和副边线圈3。原边线圈2和副边线圈3根据逆变器电池组电压和输出电压的不同，其匝数比设置为1：n，n为正整数。所述副边线圈3用于连接电器负载，并输出交流电压。通过电流互感器将工频器前端的变压器的两侧线圈的电流引出，按照倍数比例将变压器的输入和输出差反应在电流互感器的检测线圈9上，然后通过电阻一10与检测线圈9形成检测回路，这样只需要检测电阻一10两侧的端电压，然后经过安倍定律即可知道相应的电流差值，最后经过倍数转换便可以得知变压器的输入和输出电流差值，从而可以得知变压器是否故障。

其中，工频变压器还包括电感4和电容四5，如图1所示，在变压器的输入侧，电感4与原边线圈2串联；在变压器的输出端，电容四5与副边线圈3和副边电流输入线圈8并联。

在本实施例中，如图1所示，所述电流互感器包括铁芯二6和缠绕在铁芯二6上的原边电流输入线圈7、副边电流输入线圈8和检测线圈9，所述铁芯二6呈环形。原边电流输入线圈7与原边线圈2之间通过电感4串联.副边电流输入线圈8与副边线圈3串联。这样便可以将变压器的输入侧和输出侧的线圈电流引出。

原边电流输入线圈7和副边电流输入线圈8的匝数比与所述原边线圈2和副边线圈3的匝数比相同，这样设计，可使所述原边电流输入线圈7和副边电流输入线圈8匹配工频变压器所述原边线圈2和副边线圈3的匝数比，使安匝数相同，由于上述匹配关系，电流互感器的检测线圈9输出的是工频变压器的原边线圈2和副边线圈3的电流差，通过检测该电流差，可实时测量工频逆变器的工作效率，以及工频变压器的不正常偏磁情况。

在本实施例中，如图1所示，所述信号调理电路包括运算放大器19、电阻一10、电阻二11、电阻三12、电阻四13、电阻五14、电阻六15、电容一16、电容二17、电容三18，所述电阻一10和电阻二11的一端连接检测线圈9的一端，所述电阻一10的另一端连接检测线圈9的另一端和电阻四13的一端，所述电阻四13的另一端连接运算放大器19的负输入端、电阻五14的一端和电容二17的一端，所述电阻五14的另一端、电容二17的另一端、运算放大器19的输出端连接电阻六15的一端，所述电阻六15的另一端连接电容三18的一端和单片机20，所述电容三18的另一端接地，所述电阻二11的另一端连接运算放大器19的正输入端、电容一16的一端和电阻三12的一端，所述电容一16的另一端和电阻三12的另一端连接基准电压，所述电阻三12接基准电压REF的作用是提供一个直流偏置，把交流信号(有正有负)抬高到0V以上，便于后面单片机20采集，因为单片机20输入信号必须大于0V，所述信号调理电路的输入电流来自电流互感器的检测线圈9，所述电阻一10的作用是把电流互感器的检测线圈9输入的电流转换为电压，然后通过电阻二11输送到运算放大器19进行放大，所述电阻四13、电阻五14是信号放大相关的元件，决定着输入信号的放大倍数，所述电阻六15、电容一16、电容二17、电容三18是信号滤波相关元件，用于去除信号调理电路中的高频干扰，使信号纯净、信号调理电路能稳定工作。

通过信号调理电路中的运算放大器19进行电压信号放大，最后输出至单片机20进行检测。提高了检测精度。

在本实施例中，所述信号调理电路的输出信号的波形如图2所示，所述信号调理电路是把电流互感器的检测线圈9输入的交流原始信号调理为波形如图2所示的可被单片机20识别处理的信号，所述单片机20接收来自信号调理电路的输出信号，电流互感器的检测线圈9输出的是工频变压器的原边线圈2和副边线圈3的电流差，通过信号调理电路处理后传递给单片机20，单片机20根据信号调理电路的输入信号计算出工频变压器的实时效率，并实时控制工频变压器的输出，使工频逆变器达到最大输出效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器线圈电流检测电路，其特征在于，包括检测线圈、分别对应串接于变压器的原边线圈和副边线圈的原边电流输入线圈和副边电流输入线圈；

所述原边电流输入线圈和副边电流输入线圈并列构成电流互感器的一次侧，所述检测线圈构成所述电流互感器的二次侧；

所述检测线圈的两端连接电阻一形成检测回路。

2.根据权利要求1所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述原边电流输入线圈和副边电流输入线圈的匝数比，与原边线圈和副边线圈的匝数比成整数倍比例关系。

3.根据权利要求1所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述变压器线圈电流检测电路还包括单片机，所述检测线圈与所述单片机的I/O接口电连接。

4.根据权利要求1或3所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述变压器线圈电流检测电路还包括信号调理电路，所述信号调理电路包括运算放大器，所述运算放大器的正输入端及负输入端分别与所述检测线圈的两端电连接，所述运算放大器的输出端输出测量值。

5.根据权利要求4所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述检测线圈的一端接电阻二后再电连接至所述运算放大器的正输入端，且所述运算放大器的正输入端还串接电阻三后接入基准电压REF。

6.根据权利要求5所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述检测线圈的另一端接电阻四后再电连接至所述运算放大器的负输入端。

7.根据权利要求4所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端与负输入端之间通过电阻五连接。

8.根据权利要求7所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端与负输入端之间还通过电容二连接。

9.根据权利要求4所述的变压器线圈电流检测电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端接电阻六后输出电压测量值。

10.一种变压器，所述变压器为工频变压器，其特征在于，所述变压器还包括如权利要求1-9任一项所述的变压器线圈电流检测电路，变压器的原边线圈和副边线圈的原边电流输入线圈和副边电流输入线圈_。