RU2321002C1 - Current transducer - Google Patents
Current transducer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321002C1 RU2321002C1 RU2006125683/28A RU2006125683A RU2321002C1 RU 2321002 C1 RU2321002 C1 RU 2321002C1 RU 2006125683/28 A RU2006125683/28 A RU 2006125683/28A RU 2006125683 A RU2006125683 A RU 2006125683A RU 2321002 C1 RU2321002 C1 RU 2321002C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- current
- unit
- comparison
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, к электроизмерительному оборудованию, а именно к датчикам силового тока как постоянного, так и переменного, которые входят в состав защитных коммутационных аппаратов.The invention relates to electrical engineering, to electrical measuring equipment, namely to sensors of power current, both direct and alternating current, which are part of protective switching devices.
Датчики тока, основанные на преобразователе Холла, известны, например, из следующих источников: датчик тока ACS750SCA-100, выпускаемый Allegro Microsystems Inc. США (с сайта http://www.allegromicro.com/SF/0750/ дата 23 мая 2005 г.); датчик тока, патент РФ №50679, G01R 19/00, 2005 г.;Hall-based current sensors are known, for example, from the following sources: ACS750SCA-100 current sensor manufactured by Allegro Microsystems Inc. USA (from the site http://www.allegromicro.com/SF/0750/ date May 23, 2005); current sensor, RF patent No. 50679, G01R 19/00, 2005;
Наиболее близким по технической сущности к патентуемому датчику тока следует считать датчик тока по патенту РФ №50679, G01R 19/00, 2005 г.The closest in technical essence to the patented current sensor should be considered a current sensor according to the patent of the Russian Federation No. 50679, G01R 19/00, 2005
Этот датчик тока содержит токопровод для измеряемого тока, преобразователь Холла с усилителем и компаратором, источник питания и аналого-цифровой преобразователь, содержащий блок сравнения сигнала величины тока одного направления, блок сравнения сигнала величины тока другого направления, источник опорного напряжения блока сравнения сигнала величины тока одного направления, источник опорного напряжения блока сравнения сигнала величины тока другого направления, блок сравнения сигналов для выдачи сигнала направления тока и источник опорного напряжения блока сравнения сигналов для выдачи сигнала направления тока.This current sensor contains a current lead for the measured current, a Hall converter with an amplifier and a comparator, a power source and an analog-to-digital converter, comprising a unit for comparing a signal for a current value of one direction, a unit for comparing a signal for a current value of another direction, a reference voltage source for a unit for comparing a current signal of one direction, the reference voltage source of the signal comparison unit of the current magnitude of the other direction, the signal comparison unit for issuing the current direction signal and the source of the voltage of the signal comparing unit for outputting a current direction signal.
При протекании тока через токопровод этот датчик обеспечивает определение как величины, так и направления тока.When current flows through the current lead, this sensor determines both the magnitude and direction of the current.
Недостатком известного датчика тока является отсутствие защиты от перегрузки по току, что необходимо для защиты от перегрева токоведущих частей датчика тока и защитного коммутационного аппарата.A disadvantage of the known current sensor is the lack of protection against overcurrent, which is necessary to protect against overheating of live parts of the current sensor and the protective switching device.
Изобретением решается задача создания датчика тока, позволяющего исключить вероятность отказа защитного коммутационного аппарата вследствие его перегрузки по току.The invention solves the problem of creating a current sensor, which eliminates the probability of failure of the protective switching device due to its overcurrent.
Технический результат, который достигается изобретением, состоит в расширении функциональных возможностей датчика тока за счет не только определения величины и направления тока, но и обеспечения защиты от перегрузки по току коммутационного аппарата.The technical result that is achieved by the invention is to expand the functionality of the current sensor by not only determining the magnitude and direction of the current, but also providing protection against overcurrent on the switching device.
Это достигается тем, что аналого-цифровой преобразователь дополнительно содержит устройство защиты от перегрузки по току, включающее блок сравнения сигнала одного направления, блок сравнения сигнала другого направления, источник опорного напряжения блока сравнения сигнала одного направления, источник опорного напряжения блока сравнения сигнала другого направления и блок задержки сигнала, при этом выход преобразователя Холла с усилителем и компаратором соединен с входом блока задержки сигнала, выход которого соединен с первым входом блока сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току и со вторым входом блока сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току, выход источника опорного напряжения блока сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току соединен со вторым входом блока сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току, выход источника опорного напряжения блока сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с первым входом блока сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току, выход блока сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с выходом блока сравнения сигнала величины тока одного направления аналого-цифрового преобразователя, выход блока сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с выходом блока сравнения сигнала величины тока другого направления аналого-цифрового преобразователя.This is achieved by the fact that the analog-to-digital converter further comprises an overcurrent protection device, including a signal comparing unit for one direction, a signal comparing unit for another direction, a reference voltage source for a signal comparing unit for one direction, a reference voltage source for a comparing signal for another direction, and a unit signal delay, while the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator is connected to the input of the signal delay unit, the output of which is connected to the first input the signal comparing unit of one direction of the overcurrent protection device and with the second input of the signal comparing unit of the other direction of the overcurrent protection device, the output of the reference voltage source of the signal comparing unit of one direction of the overcurrent protection device is connected to the second input of the signal comparing unit the direction of the overcurrent protection device, the output of the reference voltage source of the signal comparison unit of the other direction of the overcurrent protection device connected to the first input of the signal comparison unit of the other direction of the overcurrent protection device, the output of the signal comparison unit of one direction of the overcurrent protection device is connected to the output of the signal comparison unit of the current magnitude signal of one direction of an analog-to-digital converter, the output of the signal comparison unit of the other direction of the device overcurrent protection is connected to the output of the unit for comparing the signal of the current value of the other direction of the analog-to-digital converter.
Наличие указанных дополнительных блоков и их взаимосвязь с имеющимися блоками позволяет использовать коммутационный аппарат при токах больше номинальных, но меньше аварийных, при обеспечении средне-квадратичного значения тока не более номинального.The presence of these additional blocks and their relationship with existing blocks allows you to use the switching device at currents greater than the rated, but less than emergency, while ensuring the root mean square current is not more than the nominal.
Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема патентуемого датчика.The invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a patented sensor.
Датчик тока содержит токопровод 1 для измеряемого тока, преобразователь Холла с усилителем и компаратором 2, источник питания 3 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4.The current sensor contains a current lead 1 for the measured current, a Hall converter with an amplifier and a comparator 2, a power supply 3 and an analog-to-digital converter (ADC) 4.
АЦП включает в себя пять блоков сравнения сигнала 5, 6, 7, 8, 9 и соответствующие им пять источников опорного напряжения 10, 11, 12, 13, 14.The ADC includes five signal comparison blocks 5, 6, 7, 8, 9 and the corresponding five reference voltage sources 10, 11, 12, 13, 14.
Преобразователь Холла с усилителем и компаратором 2 находится в магнитном контуре токопровода 1. Выход преобразователя Холла 2 с усилителем и компаратором соединен с входом блока 15 задержки сигнала, выход которого соединен с первым входом блока 6 сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току и со вторым входом блока 8 сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току. Выход источника опорного напряжения блока 11 сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току соединен со вторым входом блока 6 сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току. Выход источника опорного напряжения блока 13 сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с первым входом блока 8 сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току. Выход блока 6 сравнения сигнала одного направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с выходом блока 5 сравнения сигнала величины тока одного направления аналого-цифрового преобразователя. Выход блока 8 сравнения сигнала другого направления устройства защиты от перегрузки по току соединен с выходом блока 9 сравнения сигнала величины тока другого направления АЦП.The Hall converter with an amplifier and comparator 2 is located in the magnetic circuit of the current lead 1. The output of the Hall converter 2 with an amplifier and a comparator is connected to the input of the signal delay unit 15, the output of which is connected to the first input of the signal comparison unit 6 of the one-way overcurrent protection device the second input of block 8 comparing the signal of the other direction of the overcurrent protection device. The output of the reference voltage source of the unit 11 comparing the signal of one direction of the overcurrent protection device is connected to the second input of the unit 6 comparing the signal of one direction of the overcurrent protection device. The output of the reference voltage source of the signal comparison unit 13 of the other direction of the overcurrent protection device is connected to the first input of the signal comparison unit 8 of the other direction of the overcurrent protection device. The output of the unit 6 comparing the signal of one direction of the overcurrent protection device is connected to the output of the unit 5 comparing the signal of the magnitude of the current of one direction of the analog-to-digital converter. The output of the signal comparing unit 8 of the other direction of the overcurrent protection device is connected to the output of the signal comparing unit 9 of the current value of the other direction of the ADC.
Блоки 5, 6, 7, 8, 9 могут быть выполнены в виде компараторов либо операционных усилителей.Blocks 5, 6, 7, 8, 9 can be made in the form of comparators or operational amplifiers.
Блоки 10, 11, 12, 13, 14 могут быть выполнены в виде делителя напряжения с помощью подстроенных резисторов, подключенных входами к общему проводу и выходу источника питания 3 датчика тока, при этом выход подстроенного резистора будет источником опорного напряжения.Blocks 10, 11, 12, 13, 14 can be made in the form of a voltage divider using tuned resistors connected by inputs to the common wire and the output of the power supply 3 of the current sensor, while the output of the tuned resistor will be the source of the reference voltage.
Блок 15 задержки сигнала может быть выполнен в виде RC цепи с помощью последовательно соединенных резистора и конденсатора, при этом вход резистора подключен к выходу датчика холла с усилителем и компаратором, выход резистора подключен к входу конденсатора, выход конденсатора подключен к общему проводу датчика тока. Выход резистора является выходом блока задержки сигнала.Block 15 signal delay can be made in the form of an RC circuit using a series-connected resistor and capacitor, while the input of the resistor is connected to the output of the hall sensor with an amplifier and a comparator, the output of the resistor is connected to the input of the capacitor, the output of the capacitor is connected to a common wire of the current sensor. The output of the resistor is the output of the signal delay unit.
Датчик тока работает следующим образом.The current sensor operates as follows.
Значение напряжения источника опорного напряжения 11 устанавливается в пределах от напряжения на выходе датчика Холла с усилителем и компаратором, соответствующего номинальному току в токопроводе 1 аппарата, до напряжения блока 10 источника опорного напряжения величины тока условно положительного направления. Это значение напряжения выбирается исходя из коэффициента запаса по сечению токоведущих частей аппарата так, чтобы длительное протекание тока в главной цепи не вызвало перегрев токоведущих частей аппарата.The voltage value of the source of the reference voltage 11 is set in the range from the voltage at the output of the Hall sensor with an amplifier and a comparator corresponding to the rated current in the current path 1 of the apparatus, to the voltage of the block 10 of the source of the reference voltage of the current of a conditionally positive direction. This voltage value is selected based on the safety factor for the cross-section of the current-carrying parts of the device so that a prolonged current flow in the main circuit does not cause overheating of the current-carrying parts of the device.
При протекании тока условно положительной полярности через токопровод 1 на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором 2 появляется сигнал больше половины напряжения источника питания 3. Это напряжение поступает на вход блока 15 задержки сигнала и через резистор начинает заряжаться конденсатор до значения напряжения на входе. Время заряда конденсатора до напряжения источника опорного напряжения 11 определяется параметрами резистора и конденсатора, а также напряжением на выходе датчика Холла с усилителем и компаратором. Чем больше напряжение на выходе датчика Холла 2 с усилителем и компаратором напряжения источника опорного напряжения 11, тем быстрее зарядится конденсатор.When a current of conditionally positive polarity flows through the current lead 1, a signal greater than half the voltage of the power source 3 appears at the output of the Hall converter with an amplifier and comparator 2. This voltage is supplied to the input of the signal delay unit 15 and the capacitor starts charging through the resistor to the input voltage value. The charge time of the capacitor to the voltage of the reference voltage source 11 is determined by the parameters of the resistor and capacitor, as well as by the voltage at the output of the Hall sensor with an amplifier and comparator. The higher the voltage at the output of the Hall sensor 2 with an amplifier and a voltage comparator of the reference voltage source 11, the faster the capacitor charges.
Напряжение с выхода блока 15 задержки сигнала сравнивается блоком сравнения 6 с заданным напряжением источника опорного напряжения 11. В момент смены полярности напряжения между входами 1 и 2 блока сравнения 6 на выходе появляется логический сигнал устройства защиты от перегрузки по току одного направления. Выход устройства защиты от перегрузки по току одного направления объединен с выходом величины тока одного направления, так как выполняют одну и ту же функцию - выдают сигнал на отключение аппарата.The voltage from the output of the signal delay unit 15 is compared by a comparison unit 6 with a predetermined voltage of the reference voltage source 11. At the time of changing the polarity of the voltage between the inputs 1 and 2 of the comparison unit 6, the logical signal of the overcurrent protection device in one direction appears at the output. The output of the overcurrent protection device of one direction is combined with the output of the current value of one direction, since they perform the same function - they give a signal to turn off the device.
При протекании тока условно отрицательной полярности через токопровод 1 на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором 2 появляется сигнал меньше половины напряжения источника питания 3. Это напряжение поступает на вход блока 15 задержки сигнала и через резистор начинает разряжаться конденсатор до значения напряжения на входе. Далее работа датчика тока аналогична работе при протекании тока условно положительной полярности.When a conditionally negative polarity current flows through the current lead 1, a signal less than half the voltage of the power source 3 appears at the output of the Hall converter with an amplifier and comparator 2. This voltage is supplied to the input of the signal delay unit 15 and the capacitor starts to discharge through the resistor to the input voltage value. Further, the operation of the current sensor is similar to that of the flow of a conditionally positive polarity.
При токе в токопроводе 1, близком к нулю, на выходе преобразователя Холла с усилителем и компаратором присутствует сигнал, равный половине напряжения источника питания 3. Напряжение источника опорного напряжения 12 подбирается так, чтобы при появлении минимального значения тока в токопроводе 1 на выходе блока сравнения 7 менялся уровень логического сигнала. Это и есть сигнал о смене направления тока в токопроводе 1.When the current in the current lead 1 is close to zero, at the output of the Hall converter with an amplifier and a comparator there is a signal equal to half the voltage of the power supply 3. The voltage of the reference voltage 12 is selected so that when the minimum current value in the current lead 1 appears at the output of the comparison unit 7 the level of the logical signal changed. This is a signal about a change in the direction of the current in the current lead 1.
Таким образом, создан датчик тока с расширенными функциональными возможностями, позволяющими определять не только величину тока и направление, но и определять перегрузку аппарата.Thus, a current sensor with advanced functionality has been created, allowing to determine not only the current value and direction, but also to determine the overload of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125683/28A RU2321002C1 (en) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Current transducer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006125683/28A RU2321002C1 (en) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Current transducer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2321002C1 true RU2321002C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006125683/28A RU2321002C1 (en) | 2006-07-17 | 2006-07-17 | Current transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2321002C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445638C1 (en) * | 2010-08-16 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Current sensor |
| RU2666582C2 (en) * | 2016-11-29 | 2018-09-11 | Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" | Digital current meter |
| RU2724166C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Current sensor |
-
2006
- 2006-07-17 RU RU2006125683/28A patent/RU2321002C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445638C1 (en) * | 2010-08-16 | 2012-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Current sensor |
| RU2666582C2 (en) * | 2016-11-29 | 2018-09-11 | Акционерное общество "Зеленоградский нанотехнологический центр" | Digital current meter |
| RU2724166C1 (en) * | 2019-07-26 | 2020-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" | Current sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5370090B2 (en) | Switch circuit with overcurrent detection function | |
| KR101585453B1 (en) | Structure for Sensing Current of Battery of Vehicle Using a Shunt Resistence Type Current Sensor | |
| RU2321002C1 (en) | Current transducer | |
| US10256621B2 (en) | Wide range current monitoring system and method for electronic trip units | |
| JP2007240426A (en) | Insulation detection method and insulation detection device | |
| JP6714860B2 (en) | Measurement module | |
| RU58722U1 (en) | SENSOR | |
| CZ24466U1 (en) | Checking arrangement for individually built-up network of photovoltaic device | |
| JP2019510200A (en) | Electronic circuit for measuring the current during charging and discharging of secondary batteries | |
| KR101527366B1 (en) | Arc detection circuit by contact failure | |
| KR102634953B1 (en) | Portable test device for Surge protective device | |
| CA2868454C (en) | Method and apparatus for detecting a glowing contact in a power circuit | |
| CN110676804B (en) | Detection circuit and switch module using same | |
| US11747374B2 (en) | Overcurrent detector | |
| RU2403580C2 (en) | Method for measurement and control of equivalent insulation resistance of unearthed power electric direct-current mains, including electromotor networks with voltage static converters and related device for implementation thereof | |
| RU2609277C1 (en) | Method of monitoring insulation resistance of extensive dc networks | |
| JP5752086B2 (en) | Secondary battery monitoring device | |
| RU2554282C1 (en) | Method for measuring fault current | |
| KR101157125B1 (en) | Device for detecting resistive current and method thereof | |
| CN115398248A (en) | Energy metering and inrush current detection | |
| CN105954699B (en) | Hall current sensor calibration method | |
| RU2631679C1 (en) | Method of parallel lines protection | |
| JP2940604B2 (en) | Current injection device for harmonic measurement | |
| SU1569745A1 (en) | Method of determining resistance of insulation of d.c. electric circuit | |
| GB2559120A (en) | Method and apparatus for determining impedance of live-earth loop of an electrical power supply |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090718 |