一种电流检测装置

本文件涉及电流检测，尤其涉及一种电流检测装置。

背景技术：

1、自然界中的信号普遍具有频率越高，幅度越小的特点，所以越高频率处的信号需要更高灵敏度的测量装置。

2、目前常用的直流电流测量方法是电阻测流和霍尔电流传感器测流两种方法，纯交流信号可以采用ct或罗氏线圈的方式，这四种方案较为简单，但其弊端也较为明显：

3、电阻测流法优点较为简单，成本相对较低，缺点是电阻会消耗功率，大电流场合电阻功耗较大，电阻体积大，频带范围受运放增益带宽积和放大倍数影响，且输入输出不隔离，一般只能应用在低压非隔离场合；

4、霍尔电流传感器测流方法，优点是初次级隔离，电流幅值范围较宽(5-100a级别)，缺点是信号灵敏度不会很高(高于1mv)，带宽不会很高(小于400khz)。在某些应用场合(电弧测量)需要测试高频率信号的微小电流特性，这时候电阻测流方案和霍尔电流传感器方案就无法实现；

5、ct方案应用变压器中的电流变电流原理，需要电阻进行电流-电压的转换，且运放需要进行放大处理，导致其带宽和灵敏度较低；

6、罗氏线圈也是空心线圈，但采用积分方式获取电流，导致其测量只针对某一个频率点，且只用于测试大电流，小信号无法测量。

7、目前市面上销售的电流探头可以探测到100mhz，灵敏度均大于1mv，但对于uv级别的信号无法测量。

技术实现思路

1、本说明书一个或多个实施例提供了一种电流检测装置，包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一放大器205、第二放大器206和第三放大器502，第一变压器包括第一初级绕组202、第一次级绕组203、第一磁芯201和磁电转换器204，第二变压器包括第二初级绕组302、第二次级绕组303和第二磁芯301，第三变压器包括第三初级绕组402、第三次级绕组403和第三磁芯401，第二磁芯301和第三磁芯401紧密堆叠设置，第二磁芯301上还绕制有第一输出绕组304，第三磁芯401上还绕制有第二输出绕组404；

2、磁电转换器204通过第一磁芯201中的一缝隙安装在第一磁芯201中，磁电转换器204的输出端与第一放大器205的输入端连接；第一初级绕组202、第二初级绕组302和第三初级绕组402依次串联连接在电流检测电路的第一输入端和第二输入端之间，第一次级绕组203串联连接在第一放大器205的输出端和第二放大器206的反相输入端，第二放大器206输出端输出低频电流信号至第三放大器502的非反相输入端，第三次级绕组403和第二次级绕组303依次串联连接在第三放大器502的输出端和电流检测电路的输出端，第一输出绕组304和第二输出绕组404串联连接，输出高频电流信号；

3、第二磁芯301和第三磁芯401的初级绕组、次级绕组和输出绕组相互间均为串联逆向绕制。

4、进一步地，所述第二初级绕组302与第三初级绕组402匝数相同。

5、进一步地，所述第二次级绕组303与第三次级绕组403匝数相同。

6、进一步地，所述第一输出绕组304与第二输出绕组404匝数相同。

7、进一步地，所述第一初级绕组202、第二初级绕组302和第三初级绕组402匝数为一匝。

8、进一步地，所述第一初级绕组202、第二初级绕组302和第三初级绕组402匝数为多匝。

9、进一步地，所述第二次级绕组303和第三次级绕组403的匝数根据所述低频输出信号与待检测电流的关系设置。

10、进一步地，所述高频电流信号连接调理电路，所述调理电路用于将所述高频电流信号的非线性幅值恢复线性。

11、进一步地，所述调理电路包括放大电路。

12、进一步地，所述调理电路包括放大电路和积分电路。

13、本发明的有益效果如下：

14、带宽较大，可以测量>1mhz的信号；对高频信号灵敏度高，高频电流信号自动乘以信号的角频率ω，放大了高频信号的幅值，提高了信号采样时的信噪比；可以直接测量直流耦合下的高频小信号，解决了大直流背景下耦合的高频电流无法测量的问题。

15、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种电流检测装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二初级绕组302与第三初级绕组402匝数相同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二次级绕组303与第三次级绕组403匝数相同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一输出绕组304与第二输出绕组404匝数相同。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一初级绕组202、第二初级绕组302和第三初级绕组402匝数为一匝。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一初级绕组202、第二初级绕组302和第三初级绕组402匝数为多匝。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二次级绕组303和第三次级绕组403的匝数根据所述低频输出信号与待检测电流的关系设置。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高频电流信号连接调理电路，所述调理电路用于将所述高频电流信号的非线性幅值恢复线性。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调理电路包括放大电路。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调理电路包括放大电路和积分电路。

技术总结
本说明书实施例提供了一种电流检测装置，包括：包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一放大器、第二放大器和第三放大器，第一变压器包括第一初级绕组、第一次级绕组、第一磁芯和磁电转换器，第二变压器包括第二初级绕组、第二次级绕组和第二磁芯，第三变压器包括第三初级绕组、第三次级绕组和第三磁芯，第二磁芯和第三磁芯紧密堆叠设置，第二磁芯上还绕制有第一输出绕组，第三磁芯上还绕制有第二输出绕组；第二初级绕组和第三初级绕组、第二次级绕组和第三次级绕组、第一输出绕组和第二输出绕组相互间均为逆向绕制。解决了大直流背景下耦合的高频电流无法测量的问题。

技术研发人员：田春鹏,王鲁昆
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13