一種電流檢測裝置的制造方法
【專利摘要】一種電流檢測裝置，涉及電流檢測技術(shù)領(lǐng)域，其包括電壓輸出電路，電壓輸出電路包括巨磁電阻，巨磁電阻設(shè)為環(huán)狀，巨磁電阻設(shè)有兩個端部，兩個端部接于電壓輸出電路，環(huán)狀的巨磁電阻感應(yīng)到穿過巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場，磁場令巨磁電阻的電阻值發(fā)生改變，進(jìn)而電壓輸出電路的輸出電壓發(fā)生改變，電壓輸出電路的輸出電壓的大小間接地反應(yīng)出待測電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)對回路中電流的檢測。由于環(huán)狀的巨磁電阻的體積可以做得很小，進(jìn)而可將電壓輸出電路的體積做得很小，降低了外部磁場對其產(chǎn)生的干擾，由于節(jié)省了磁環(huán)，巧妙地通過改變巨磁電阻的形狀，使得巨磁電阻既可用于產(chǎn)生巨磁電阻效應(yīng)，又可用于感應(yīng)電流以產(chǎn)生磁場，一物兩用，降低了成本。
【專利說明】
-種電流檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電流檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種電流檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力電子變換領(lǐng)域經(jīng)常需要檢測回路中的電流，常采用電阻、分流器、霍爾傳感 器或互感器對電流進(jìn)行采樣。通常電阻或分流器只適用于小功率變換器的小電流采樣，若 用于大電流采樣，采樣電阻或分流器產(chǎn)生的損耗較大，而在大功率變換器領(lǐng)域一般采用互 感器或霍爾傳感器來對電流進(jìn)行采樣，運(yùn)兩種傳感器均需具備磁性元件，電流互感器是由 閉合的磁環(huán)和繞組組成，而霍爾傳感器是采用開有微小氣隙的磁環(huán)，將霍爾元件放置在氣 隙中來感應(yīng)磁場變化，W上兩種傳感器的磁環(huán)的性能對傳感器的性能起關(guān)鍵作用，其存在 W下的缺陷：1、若磁環(huán)的性能不好，則整個傳感器的性能將下降；2、磁環(huán)體積較大，容易受 到外磁場的干擾，并且占用空間比較大；3、成本較高。 陽00引申請?zhí)枮?01310635076. 7的中國專利申請，公開了巨磁阻電流傳感器，其由電磁 轉(zhuǎn)換模塊、信號放大模塊和反饋補(bǔ)償模塊=部分組成，其中，電磁轉(zhuǎn)換模塊包括聚磁環(huán)磁 忍、原邊繞組和巨磁電阻忍片，信號放大模塊包括運(yùn)算放大器和推挽功率放大器，反饋補(bǔ)償 模塊為反饋繞組；其整個測量回路構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，巨磁電阻忍片與聚磁環(huán)磁忍構(gòu)成一個封 閉的結(jié)構(gòu)。
[0004] W上的技術(shù)也使用了聚磁環(huán)磁忍，因此，同樣存在W上的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種電流檢測裝置，該電流 檢測裝置不需要使用磁環(huán)，可提高對外磁場的抗干擾能力，體積小，占用空間小，降低了成 本。
[0006] 本發(fā)明的目的通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 提供一種電流檢測裝置，包括電壓輸出電路，所述電壓輸出電路包括巨磁電阻，所述巨 磁電阻設(shè)為環(huán)狀，所述巨磁電阻設(shè)有兩個端部，所述兩個端部接于所述電壓輸出電路，所述 環(huán)狀的巨磁電阻感應(yīng)到穿過所述巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場，所述磁場令所述巨磁電阻 的電阻值發(fā)生改變，進(jìn)而所述電壓輸出電路的輸出電壓發(fā)生改變。
[0007] 所述電壓輸出電路為分壓電路，所述分壓電路包括所述巨磁電阻和一個普通電 阻。
[0008] 所述電壓輸出電路為電橋。
[0009] 所述電橋還包括第二個巨磁電阻，所述第二個巨磁電阻設(shè)為環(huán)狀，兩個所述巨磁 電阻在所述電橋中為對角設(shè)置，所述待測電流的回路同時穿過兩個環(huán)狀的巨磁電阻。
[0010] 所述環(huán)狀的巨磁電阻由多個普通的巨磁電阻串接形成所述環(huán)狀。
[0011] 所述普通的巨磁電阻在環(huán)上均勻分布。
[0012] 所述電壓輸出電路的電壓輸出端接降壓電路，所述降壓電路的輸出端接調(diào)理電 路。
[0013] 所述電壓輸出電路的電壓輸出端接調(diào)理電路。
[0014] 所述調(diào)理電路包括差分電路和濾波電路，所述差分電路的輸入端接所述電壓輸出 電路的輸出端，所述差分電路的輸出端接所述濾波電路。
[0015] 所述差分電路包括電阻RU電阻R5、電阻R7、電阻R8、電容CU電容C3和比較器 U1B。
[0016] 本發(fā)明的有益效果： (1)本發(fā)明的電壓輸出電路包括巨磁電阻，將巨磁電阻制成環(huán)狀，環(huán)狀的巨磁電阻感應(yīng) 到穿過所述巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場，利用巨磁電阻的電阻值受周圍環(huán)境的磁場變化 非常大，并且其電阻值與磁場強(qiáng)度成線性關(guān)系的特點(diǎn)，可使得電壓輸出電路的輸出電壓的 大小反應(yīng)該磁場的大小，由于磁場的大小與產(chǎn)生該磁場的電流大小成比例，因此，電壓輸出 電路的輸出電壓的大小間接地反應(yīng)出待測電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)對回路中電流的檢測。由 于環(huán)狀的巨磁電阻的體積可W做得很小，進(jìn)而可將電壓輸出電路的體積做得很小，降低了 外部磁場對電壓輸出電路的干擾，并且占用空間小，由于節(jié)省了磁環(huán)，巧妙地通過改變巨磁 電阻的形狀，使得巨磁電阻既可用于產(chǎn)生巨磁電阻效應(yīng)，又可用于感應(yīng)電流W產(chǎn)生磁場，一 物兩用，降低了成本。
[0017] (2)本發(fā)明的電壓輸出電路設(shè)為電橋，電橋中還包括第二個巨磁電阻，該巨磁電 阻也設(shè)為環(huán)狀，所述待測電流的回路同時穿過兩個環(huán)狀的巨磁電阻，由于電橋中有兩個電 阻的電阻值都產(chǎn)生變化，因此，電橋兩橋臂中點(diǎn)的電壓將發(fā)生較大的變化，可提高檢測精 度。
【附圖說明】
[0018] 利用附圖對發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制， 對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得其 它的附圖。
[0019] 圖1是實(shí)施例1的電路示意圖。
[0020] 圖2是圖1的詳細(xì)電路圖。
[0021] 圖3是安培環(huán)路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 結(jié)合W下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 陽〇2引 實(shí)施例1。
[0024] 本實(shí)施例的一種電流檢測裝置，如圖1所示，包括電壓輸出電路，所述電壓輸出電 路包括巨磁電阻，所述巨磁電阻設(shè)為環(huán)狀，所述巨磁電阻設(shè)有兩個端部，所述兩個端部接于 所述電壓輸出電路，所述環(huán)狀的巨磁電阻感應(yīng)到穿過所述巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場， 所述磁場令所述巨磁電阻的電阻值發(fā)生改變，進(jìn)而所述電壓輸出電路的輸出電壓發(fā)生改 變。
[0025] 具體的，如圖1和圖2所示，所述電壓輸出電路為電橋，電橋包括電阻Rl至4,其 中，電阻Rl為環(huán)狀的巨磁電阻，電阻Rl至3為普通電阻。
[00%] 巨磁電阻是一種磁敏元件，當(dāng)其感受到磁場時，其電阻值將發(fā)生變化，其電阻值與 磁場強(qiáng)度成線性關(guān)系。
[0027] 根據(jù)安培環(huán)路定律，在電流產(chǎn)生的磁場中，磁場強(qiáng)度H沿任意閉合曲線的積分等 于此閉合曲線所包圍的所有電流的代數(shù)和。如圖3所示，若積分曲線是圓形，設(shè)半徑為r，則 有：
?？芍艌鰪?qiáng)度H與電流強(qiáng)度I成比例，通過檢測磁場強(qiáng)度的大小 可W檢測電流的大小。
[00測如圖1和圖2所示，電阻Rl為環(huán)狀的巨磁電阻，將需要測量電流的導(dǎo)線 從環(huán)中穿過，當(dāng)導(dǎo)線中流過電流時，電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度在環(huán)形的巨磁電阻中的 積分符合安培環(huán)路定律，可得：
，而磁場強(qiáng)度可W被巨磁電阻檢測 到，當(dāng)磁場強(qiáng)度變化時，巨磁電阻的阻值發(fā)生變化。由于電阻Rl為電橋電路中的 一個電阻，當(dāng)電阻Rl發(fā)生變化時，電橋兩橋臂中點(diǎn)的電壓將發(fā)生變化，其差值為：
，該差值通過調(diào)理電路可W獲得。
[0029] 本實(shí)施例的電壓輸出電路包括巨磁電阻，將巨磁電阻制成環(huán)狀，環(huán)狀的巨磁電阻 感應(yīng)到穿過所述巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場，利用巨磁電阻的電阻值受周圍環(huán)境的磁場 變化非常大，并且其電阻值與磁場強(qiáng)度成線性關(guān)系的特點(diǎn)，可使得電壓輸出電路的輸出電 壓的大小反應(yīng)該磁場的大小，由于磁場的大小與產(chǎn)生該磁場的電流大小成比例，因此，電壓 輸出電路的輸出電壓的大小間接地反應(yīng)出待測電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)對回路中電流的檢 。由于環(huán)狀的巨磁電阻的體積可W做得很小，進(jìn)而可將電壓輸出電路的體積做得很小，降 低了外部磁場對電壓輸出電路的干擾，并且占用空間小，由于節(jié)省了磁環(huán)，巧妙地通過改變 巨磁電阻的形狀，使得巨磁電阻既可用于產(chǎn)生巨磁電阻效應(yīng)，又可用于感應(yīng)電流W產(chǎn)生磁 場，一物兩用，降低了成本。
[0030] 具體的，所述電橋的電阻R4可設(shè)為巨磁電阻，所述電阻R4也設(shè)為環(huán)狀，所述待測 電流的回路同時穿過兩個環(huán)狀的巨磁電阻，由于電橋中有兩個電阻的電阻值都產(chǎn)生變化， 因此，電橋兩橋臂中點(diǎn)的電壓將發(fā)生較大的變化，可提高檢測精度。
[0031] 具體的，所述環(huán)狀的巨磁電阻由多個普通的巨磁電阻串接形成所述環(huán)狀，普通的 巨磁電阻通過導(dǎo)線串接，可降低成本。
[0032] 進(jìn)一步的，所述普通的巨磁電阻在環(huán)上均勻分布，感應(yīng)電流的效果比較好。
[0033] 具體的，所述電壓輸出電路的電壓輸出端接調(diào)理電路，經(jīng)調(diào)理電路的信號可W直 接輸入到控制電路進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。
[0034] 具體的，所述調(diào)理電路包括差分電路和濾波電路，所述差分電路的輸入端接所述 電壓輸出電路的輸出端，所述差分電路的輸出端接所述濾波電路，利用差分電路可獲取電 橋兩橋臂中點(diǎn)的電壓的差值。
[0035] 具體的，如圖2所示，所述差分電路包括電阻RU電阻R5、電阻R7、電阻R8、電容 Cl、電容C3和比較器UlB。
[0036] 實(shí)施例2。
[0037] 本實(shí)施例的一種電流檢測裝置，如圖2所示，本實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相 同，不同之處在于：所述電壓輸出電路為分壓電路，所述分壓電路包括所述巨磁電阻和一個 普通電阻，電路簡單，節(jié)省成本。
[0038] 具體的，所述電壓輸出電路的電壓輸出端接降壓電路，所述降壓電路的輸出端接 調(diào)理電路，由于經(jīng)調(diào)理電路的信號要輸入到控制電路進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，而分壓電路的輸出端在 不測電流的時候也是存在電壓的，而控制電路比如DSP，其要求輸入的電壓小于3. 3V，需將 該電壓進(jìn)行降壓處理后再送到控制電路。
[0039] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電流檢測裝置，其特征在于：包括電壓輸出電路，所述電壓輸出電路包括巨磁 電阻，所述巨磁電阻設(shè)為環(huán)狀，所述巨磁電阻設(shè)有兩個端部，所述兩個端部接于所述電壓輸 出電路，所述環(huán)狀的巨磁電阻感應(yīng)到穿過所述巨磁電阻的待測電流產(chǎn)生磁場，所述磁場令 所述巨磁電阻的電阻值發(fā)生改變，進(jìn)而所述電壓輸出電路的輸出電壓發(fā)生改變。2. 如權(quán)利要求1所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述電壓輸出電路為分壓電 路，所述分壓電路包括所述巨磁電阻和一個普通電阻。3. 如權(quán)利要求1所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述電壓輸出電路為電橋。4. 如權(quán)利要求3所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述電橋還包括第二個巨磁 電阻，所述第二個巨磁電阻設(shè)為環(huán)狀，兩個所述巨磁電阻在所述電橋中為對角設(shè)置，所述待 測電流的回路同時穿過兩個環(huán)狀的巨磁電阻。5. 如權(quán)利要求1或4任意一項(xiàng)所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述環(huán)狀的巨 磁電阻由多個普通的巨磁電阻串接形成所述環(huán)狀。6. 如權(quán)利要求5所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述普通的巨磁電阻在環(huán)上 均勻分布。7. 如權(quán)利要求2所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述電壓輸出電路的電壓輸 出端接降壓電路，所述降壓電路的輸出端接調(diào)理電路。8. 如權(quán)利要求3所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述電壓輸出電路的電壓輸 出端接調(diào)理電路。9. 如權(quán)利要求7或8所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述調(diào)理電路包括差分 電路和濾波電路，所述差分電路的輸入端接所述電壓輸出電路的輸出端，所述差分電路的 輸出端接所述濾波電路。10. 如權(quán)利要求9所述的一種電流檢測裝置，其特征在于：所述差分電路包括電阻R1、 電阻R5、電阻R7、電阻R8、電容C1、電容C3和比較器U1B。
【文檔編號】G01R19/00GK105988034SQ201510062947
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月6日
【發(fā)明人】陳書生
【申請人】廣東易事特電源股份有限公司