CN2689241Y - 电流、电压传感器用单电源电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种安装方便，工艺简单，成本低的电流、电压传感器用单电源电路。该电流、电压传感器用单电源电路由四端口磁敏元件H，运放IC1、IC2，电阻R1－R13，电容C1－C3，线圈磁芯组件中的线圈L，可变电压基准DW、二极管D1－D2等组成。本实用新型具有紧凑的印刷线路板布局，可方便地安装在普通印制板上，工艺大大简化，成本大大降低，成品率高。

Description

电流、电压传感器用单电源电路
技术领域
本实用新型涉及一种电流、电压传感器用单电源电路。
背景技术
目前，国外传感器电路中的单电源工作电路采用专用线性磁敏集成电路，加少量外围无源器件组成，其磁敏集成电路安装很不方便，需要安装在柔性印制板上，工艺复杂、成本高。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的存在的不足之处，提供一种安装方便，工艺简单，成本低的电流、电压传感器用单电源电路。
本实用新型的目的是通过以下措施来实现的：
一种电流、电压传感器用单电源电路，其特征在于单电源电路由四端口磁敏元件H，运放IC1、IC2，电阻R1-R13，电容C1-C3，线圈磁芯组件中的线圈L，可变电压基准DW、二极管D1-D2组成，四端口磁敏元件H的输入端通电阻R1和R2接电源，四端口磁敏元件H的输出端通过电阻R6、R7接运放IC1的输入端，四端口磁敏元件H的两输入端分别与电阻R3、R4的一端相连，电阻R3、R4的另一端相连后同时与电阻R5一端相连，电阻R5另一端接运放IC7的反相输入端，电阻R3、R4、R5构成调零电路，运放IC1的输入输出之间接有由电阻R8、电容C1串接形成的比例积分负反馈支路，运放IC1的输出和运放IC2的反相输入之间接线圈磁芯组件中的线圈L，运放IC2的同相输入端接有由可变电压基准DW、电阻R10、R11构成的可变电压基准调节电路，运放IC2的同相输入端同时通过电阻R9接电源正极，运放IC2的反相输入端和其输出端之间接有电阻Rx，运放IC2的输出接由电阻R12、R13和电容C3组成的T型网络，单电源电路的输出从电阻R13的一端和电源负极引出，作为传感器的输出信号。
本实用新型的优点：
1、本实用新型采用四端口磁敏元件作磁电路转换元件，用闭环(磁平衡)原理制作电流、电压传感器；
2、本实用新型利用元件自身压降在放大器输入端进行加减法调零，对元件零点漂移进行一定补偿；
3、本实用新型利用高电流宽带运算放大器作磁信号放大、线圈驱动、实现电流对电压(I/V)变换，外围元器件数量很少，调整方便；
4、本实用新型的可变电压基准，可产生出不同零点电压、工作电流电压的电流电压传感器；
5、本实用新型采用多个电阻并联的取样电阻，既降低成本，又减少误差；
6、本实用新型输出端的“T”网络，既可提高传感器抗干扰能力，又能对传感器输出进行短路保护。
7、本实用新型可方便地安装在普通印制板上，工艺大大简化，成本大大降低，成品率高；
8、本实用新型具有紧凑的印刷线路板布局。
附图说明
图1为本实用新型的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述：
如图1所示，本实用新型的电流、电压传感器用单电源电路，该单电源电路由四端口磁敏元件H(其型号为HW302B)，运放IC1、IC2，电阻R1-R13，电容C1-C3，电流传感器的线圈磁芯组件中的线圈L，可变电压基准DW(其型号为TL431)、二极管D1-D2组成，四端口磁敏元件H的输入端通电阻R1和R2接电源，四端口磁敏元件H安装在线圈磁芯组件中磁芯的气隙中间位置，四端口磁敏元件H的输出端通过电阻R6、R7接运放IC1的输入端，四端口磁敏元件H的两输入端分别与电阻R3、R4的一端相连，电阻R3、R4的另一端相连后同时与电阻R5一端相连，电阻R5另一端接运放IC7的反相输入端，电阻R3、R4、R5构成调零电路，也可以由R3、R5或R4、R5分别构成调零电路，它利用四端口磁敏元件H的自身压降在放大IC1的输入端进行加减法调零，对四端口磁敏元件H的零点漂移进行补偿，运放IC1的输入输出之间接有由电阻R8、电容C1串接形成的比例积分负反馈支路，运放IC1的输出和运放IC2的反相输入之间接线圈磁芯组件中的线圈L，二极管D1、D2反向串接后接电源，其连接点与运放IC1的输出相连，它用来保护运放IC1。
运放IC2的同相输入端接有由可变电压基准DW、电阻R10、R11构成的可变电压基准调节电路，运放IC2的同相输入端同时通过电阻R9接电源正极，运放IC2的反相输入端和其输出端之间接有电阻Rx，电阻Rx可以是一只高精度精密电阻，也可以是中等精度电阻多个并联，用于调节传感器的输出电压大小。运放IC2的输出接由电阻R12、R13和电容C3组成的T型网络，单电源电路的输出从电阻R13的一端和电源负极引出，作为传感器输出信号。
本实用新型的电流、电压传感器用单电源电路工作原理：
本实用新型中电流、电压传感器的线圈磁芯组件将输入的电流信号转换成磁信号，由放在线圈磁芯组件中磁芯气隙中心位置的四端口磁敏元件H感应成电压信号送至运放IC1进行放大，运放IC1将放大后直接驱动电感L，在电感L上产生与传感器输入电流成线性比例的感应电流，该感应电流在线圈磁性组件的磁芯气隙中产生的磁感应强度与传感器输入电流产生的磁感应强度方向相反，并达到动态平衡。运放IC2再将上述感应电流转换成传感器输出电压信号，该输出电压信号与传感器输入电流成线性比例。传感器的零点电压大小就是可变电压基准电路的基准电压大小，传感器的输出电压以该基准电压为中心，进行上下等量变化，直至接近电源电压值时，趋于饱和。

Claims (4)

1、一种电流、电压传感器用单电源电路，其特征在于单电源电路由四端口磁敏元件H，运放IC1、IC2，电阻R1-R13，电容C1-C3，线圈磁芯组件中的线圈L，可变电压基准DW、二极管D1-D2组成，四端口磁敏元件H的输入端通电阻R1和R2接电源，四端口磁敏元件H的输出端通过电阻R6、R7接运放IC1的输入端，四端口磁敏元件H的两输入端分别与电阻R3、R4的一端相连，电阻R3、R4的另一端相连后同时与电阻R5一端相连，电阻R5另一端接运放IC7的反相输入端，电阻R3、R4、R5构成调零电路，运放IC1的输入输出之间接有由电阻R8、电容C1串接形成的比例积分负反馈支路，运放IC1的输出和运放IC2的反相输入之间接线圈磁芯组件中的线圈L，运放IC2的同相输入端接有由可变电压基准DW、电阻R10、R11构成的可变电压基准调节电路，运放IC2的同相输入端同时通过电阻R9接电源正极，运放IC2的反相输入端和其输出端之间接有电阻Rx，运放IC2的输出接由电阻R12、R13和电容C3组成的T型网络，单电源电路的输出从电阻R13的一端和电源负极引出，作为传感器的输出信号。
2、根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述调零电路或由电阻R3、R5构成或由电阻R4、R5构成。
3、根据权利要求1所述的电路，其特征在于在电源两端接有反向串接的二极管D1、D2，二极管D1、D2的连接点与运放IC1的输出相连。
4、根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述电阻Rx或采用一只高精度精密电阻，或采用多个中等精度电阻并联构成。
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Assignor: Zou Gaozhi

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Denomination of utility model: Single-power supply circuit of current and voltage sensor

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