消磁电路、磁调制系统及剩余电流装置制造方法
消磁电路、磁调制系统及剩余电流装置制造方法
【专利摘要】消磁电路，包括一个待消磁器件（10）、一个绕组（20）、一个采样电阻（30）、一个激励电压源（40）、一个阈值发生单元（50）和一个换向控制单元（60）。绕组设置在待消磁器件上。采样电阻可输出采样电压信号。激励电压源可输出激励电压。阈值发生单元它可输出一个随时间减小的换向阈值信号。换向控制单元可判断采样电压信号与换向阈值信号的关系而改变反转电压信号的极性及大小，且该激励电压源藉由反转电压信号极性和大小的改变来控制激励电压的极性和大小的改变。消磁电路拥有闭环反馈回路，能自动工作在很高的频率，其消磁过程最短只需要若干毫秒。
【专利说明】
消磁电路、磁调制系统及剩余电流装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种消磁电路，使用该消磁电路的磁调制系统和使用该消磁电路的剩余电流装置。
【背景技术】
[0002]导磁材料在磁场中磁化之后会具有剩磁，对于变压器和电感的磁芯材料,流过绕组的浪涌电流也会造成剩磁。对于一些含有磁芯的测量系统来说，剩磁现象会造成一定的测量误差。现有的消磁方式主要是通过加热导磁材料，以及在导磁材料的绕组上通过交流电产生振幅逐渐缩小的交流磁场。加热导磁材料通常被应用于磁芯材料的生产，但无法消除导磁材料在应用过程中出现的剩磁；通交流电产生振幅逐渐缩小的交流磁场的方式消磁，需要很长的消磁时间。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种消磁电路，以实现对导磁材料的快速消磁。
[0004]本发明的另一个目的是提供使用该消磁电路的磁调制系统。
[0005]本发明的再一个目的是提供使用该磁调制系统的剩余电流装置。
[0006]本发明提供了一个消磁电路，包括一个待消磁器件、一个绕组、一个采样电阻、一个激励电压源、一个阈值发生单元和一个换向控制单元。待消磁器件可由一个交流磁场消磁。绕组设置在待消磁器件上。采样电阻与绕组串联，它可输出代表其上压降的采样电压信号。激励电压源与绕组和采样电阻串联，它可输出产生交流磁场的激励电压。阈值发生单兀它可输出一个随时间减小的换向阈值信号。换向控制单兀可输入米样电压信号和换向阈值信号，且其可输出一个反转电压信号至激励电压源，换向控制单元可判断采样电压信号与换向阈值信号的关系而改变反转电压信号的极性及大小，且该激励电压源藉由反转电压信号极性和大小的改变来控制激励电压的极性和大小的改变。
[0007]消磁电路通过使待消磁器件的饱和深度随着时间变浅使得待消磁器件消磁，其拥有闭环反馈回路，因此能自动工作在很高的频率(几百甚至几千Hz)，其消磁过程最短只需要若干晕秒。
[0008]在消磁电路的再一种示意性的实施方式中，采样电压信号的绝对值等于换向阈值信号，换向控制单元改变反转电压信号极性。
[0009]在消磁电路的另一种示意性的实施方式中，若采样电压信号绝对值的微分值等于换向阈值信号，换向控制单元改变反转电压信号极性。
[0010]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，阈值发生单元50包括复数个由电阻并联的并联电路，且阈值发生单元50可以通过选择性地使得并联电路的复数个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变换向阈值信号的大小。
[0011]在消磁电路的又一种不意性的实施方式中，阈值发生单兀包括由第一电阻和第一受控开关串联连接的第一支路；由第二电阻和第二受控开关串联连接的第二支路；由第三电阻和第三受控开关串联连接的第三支路；由第四电阻和第四受控开关串联连接的第四支路；第一支路、第二支路、第三支路和第四支路并联连接，其中:第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关和第四受控开关的连接点电性连接于地电位，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的连接点电性连接第五电阻，第五电阻电性连接于第一供电电位，换向阈值信号为第五电阻未与第一供电电位连接一端的电位；和第一控制器，其可分别控制第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关和第四受控开关的接通和关断。
[0012]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，值发生单元包括复数个串联的电阻，且阈值发生单元可以通过选择性地旁路掉该多个串联电阻中的一个或多个来改变换向阈值信号的大小。
[0013]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，阈值发生单元包括串联连接的第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，第九电阻未与第八电阻连接的一端可电性连接于地电位；与第六电阻并联的第六受控开关、与第七电阻并联的第七受控开关、与第八电阻并联的第八受控开关和与第九电阻并联的第九受控开关；第十电阻，其一端电性连接于一个第二供电电位，另一端电性连接于第六电阻未与第七电阻电性连接的一端，换向阈值信号为第十电阻与第六电阻连接点的电位；第二控制器，其分别控制第六受控开关、第七受控开关、第八受控开关和第九受控开关的接通和关断。
[0014]本发明还提供了一种磁调制系统，包括上述消磁电路和一个滤波器。滤波器输入端接收采样电压信号，且输出滤除了采样电压信号中叠加的激励电压的滤波电压信号，该滤波电压信号可代表磁调制系统所测量的待测电流的大小。
[0015]在磁调制系统的又一种不意性的实施方式中，磁调制系统包括一个放大器，其输入端接收滤波电压信号，且输出滤波电压信号经放大的放大电压信号。
[0016]在磁调制系统的又一种不意性的实施方式中，激励电压源可输入米样电压信号，且激励电压为米样电压信号与反转电压信号之和。。
[0017]本发明还提供了一种剩余电流装置，包括上述磁调制系统和一个处理器。处理器可输入滤波电压信号，且依据滤波电压信号判断导体中待测电流的大小。
[0018]在剩余电流装置的又一种示意性的实施方式中，处理器可输出一个预设在其中的阈值改变信号至阈值发生单元，阈值发生单元依据阈值改变信号控制换向阈值信号随时间减小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0020]图1用于说明消磁电路一种示意性实施方式的结构示意图。
[0021]图2用于说明阈值发生单元一种示意性实施方式的结构示意图。
[0022]图3用于说明阈值发生单元另一种示意性实施方式的结构示意图。
[0023]图4用于说明磁调制系统一种示意性实施方式的结构示意图。
[0024]图5用于说明剩余电流装置一种示意性实施方式的结构示意图。
[0025]标号说明
[0026]10待消磁器件
[0027]20 绕组
[0028]30采样电阻
[0029]40激励电压源
[0030]50阈值发生单元
[0031]51第一控制器
[0032]52第二控制器
[0033]60换向控制单元
[0034]80滤波器
[0035]82放大器
[0036]84处理器。
【具体实施方式】
[0037]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
[0038]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0039]在本文中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。
[0040]图1用于说明消磁电路一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，消磁电路包括一个待消磁器件10、一个绕组20、一个采样电阻30、一个激励电压源40、一个阈值发生单元50和一个控制单元60。
[0041]其中，待消磁器件10可通过交变磁场消磁，图中所示待消磁器件10为磁环，但消磁电路并不局限于对磁环消磁，还可以对其他的导磁元件消磁。绕组20设置在磁环10上，当绕组20中通过由激励电压Vext产生的激励电流Iext时，磁环10上产生交变磁场。采样电阻30、绕组20串联连接和激励电压源40串联连接，且由激励电压源40的激励电压产生的激励电流Iext流经采样电阻30和绕组20。当采样电阻30中通过激励电流Iext时，它可输出一个米样电压信号Sv,米样电压信号Sv可反映米样电阻30上的压降值。
[0042]阈值发生单元50可输出一个换向阈值信号St，换向阈值信号St可随时间减小。在一种示意性实施方式中，阈值发生单元50可以包括多个电阻并联的并联电路，且阈值发生单元50可以通过选择性地使得多个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变换向阈值信号St的大小。例如，如图2所示，阈值发生单元50包括一个第一控制器51、一个第一电阻R1、一个第二电阻R2、一个第三电阻R3、一个第四电阻R4、一个第五电阻R5、一个第一受控开关S1、一个第二受控开关S2、一个第三受控开关S3和一个第四受控开关S4。其中，第一电阻R1、一个第二电阻R2、一个第三电阻R3和一个第四电阻R4并联连接。第一受控开关SI串接于第一电阻R1，第二受控开关S2串接于第二电阻R2，第三受控开关S3串接于第三电阻R3，第四受控开关S4串接于第四电阻R4。第五电阻R5—端可电性连接于一个第一供电电位Vsi，另一端可分别电性连接于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4中未与第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4电性连接的一端。第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4未与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4连接的一端可电性连接于地电位。第一控制器51可分别控制第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4接通和关断。换向阈值信号St为第五电阻R5未与第一供电电位Vsi连接一端的电位。还可以改变使用的电阻数量，以变化换向阈值信号的变化速度。
[0043]采用如图2所示的阈值发生单元，在消磁电路工作的初始时刻，第一受控开关SI闭合，第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4断开。第一电阻Rl和第五电阻R5串联,此时换向阈值信号St最大,且换向阈值信号St为第一电阻Rl的压降。经过一个时间间隔后，第一受控开关SI和第二受控开关S2闭合，第三受控开关S3和第四受控开关S4断开。第一电阻Rl和第二电阻R2并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻Rl和第二电阻R2并联后的压降，相比第一电阻Rl的压降有所降低。再经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2和第三受控开关S3闭合，第四受控开关S4断开。第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3并联后的压降，相比第一电阻Rl和第二电阻R2并联后的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4闭合，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4并联后的压降，此时换向阈值信号St最小。
[0044]在另一种实施方式中，阈值发生单元50可以包括多个串联的电阻，且阈值发生单元50可以通过选择性地旁路掉该多个串联电阻中的一个或多个来改变换向阈值信号的大小。例如，如图3所不，阈值发生单兀50包括一个第二控制器52、一个第六电阻R6、一个第七电阻R7、一个第八电阻R8、一个第九电阻R9、一个第十电阻R10、一个第六受控开关S6、一个第七受控开关S7、一个第八受控开关S8和一个第九受控开关S9。其中，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9串联。第六受控开关S6与第六电阻并联；第七受控开关S7与第七电阻R7并联；第八受控开关S8与第八电阻R8并联；第九受控开关S9与第九电阻R9并联。第十电阻RlO—端电性连接于一个第二供电电位Vs2，另一端电性连接于第六电阻R6未与第七电阻R7电性连接的一端。第九电阻R9未与第八电阻R8连接的一端可电性连接于地电位。第二控制器52可分别控制第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9的接通和关断。换向阈值信号St为第十电阻RlO未与第二供电电位Vs2连接一端的电位。还可以改变使用的电阻数量，以变化换向阈值信号的变化速度。虽然图3中显示第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9串联连接，但第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9只需要分别与第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9并联即可。
[0045]采用如图3所示的阈值发生单元，在消磁电路工作的初始时刻，第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9断开。第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St最大，且换向阈值信号St为第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降。经过一个时间间隔后，第六受控开关S6闭合，其余受控开关断开。第六电阻R6被短路，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降，相比第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降有所降低。再经过一个时间间隔后，第六受控开关S6和第七受控开关S7闭合，其余受控开关断开。第六电阻R6和第七电阻R7被短路，第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第八电阻R8和第九电阻R9的压降，相比第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2和第三受控开关S3闭合，第四受控开关S4断开，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8被短路，第九电阻R9与第10电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第10电阻RlO的压降，此时换向阈值信号St最小，第八电阻R8和第九电阻R9的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，所有受控开关都闭合，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9被短路，此时换向阈值信号St最小，且换向阈值信号St为零。
[0046]对于图2和图3所示的阈值发生单元，换向阈值信号变化的时间间隔，即各个受控开关的动作间隔为消磁电路的预设值，可以根据需要调整时间间隔的大小，以调整换向阈值信号随时间减小的快慢。各个受控开关的开关顺序也不局限于此，可以根据需要调整。受控开关可采用继电器和模拟开关。
[0047]换向控制单兀60可输入米样电压信号Sv和换向阈值信号St,且换向控制单兀60可输出一个反转电压信号S。至激励电压源40。翻转电压信号S。具有正负极性，且激励电压源40所输出激励电压的极性及大小由翻转电压信号S。的极性决定。换向控制单元60可判断采样电压信号Sv与换向阈值信号St的关系而改变反转电压信号S。极性和大小。
[0048]在换向控制单兀60判断米样电压信号Sv与换向阈值信号St关系的一种实施方式中，换向控制单元60将采样电压信号Sv的绝对值与换向阈值信号St比较，若采样电压信号Sv的绝对值等于换向阈值信号St，换向控制单元60改变反转电压信号S。极性，且减小反转电压信号S。的大小，使得反转电压信号S。的绝对值等于换向阈值信号St。采样电压信号Sv的绝对值与磁场强度的大小呈线性关系，因此可以用于判断磁芯的激励深度。
[0049]在换向控制单元60判断采样电压信号Sv与换向阈值信号St关系的另一种实施方式中，换向控制单元60将采样电压信号Sv绝对值的微分值与换向阈值信号St比较，若采样电压信号Sv绝对值的微分值等于换向阈值信号St，换向控制单元60改变反转电压信号S。极性且减小反转电压信号S。的大小，使得反转电压信号S。绝对值的微分值等于换向阈值信号St。采样电压信号Sv绝对值的微分值可反应磁场强度的大小，因此可用于判断磁芯的激励深度。
[0050]消磁电路通过使待消磁器件的饱和深度随着时间变浅使得待消磁器件消磁。对于传统的开环消磁系统，由于消磁的激励电流是固定的，其频率必须足够低，使得消磁电流能够上升到足够大小的值。对于消磁电路，其拥有闭环反馈回路，因此能自动工作在很高的频率(几百甚至几千Hz)，其消磁过程最短只需要若干毫秒。
[0051]图4用于说明磁调制系统一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，磁调制系统包括上述消磁电路和一个滤波器80。滤波器80的输入端接收米样电压信号Sv,且输出滤波电压信号Sf。其中滤波电压信号Sf滤除了采样电压信号Sv中叠加的激励电压VMt，且滤波电压信号Sf反映了待测电流的具体大小。
[0052]如图4所示，当磁调制系统用于测量穿设在磁环中的导体12上通过的待测电流时，换向阈值信号保持一个定值，且由于磁调制系统具有消磁的功能，在测量待测电流前和完成测量后，可以自动减小磁芯的剩余磁场强度，从而减小因剩余磁场强度引起的测量误差，提闻了磁调制系统的可罪性和精度。
[0053]如图4所示，在磁调制系统一种示意性实施方式中，磁调制系统包括一个信号放大器82,它的输入端可输入滤波电压信号Sf,且信号放大器可放大滤波电压信号Sf的信号强度后，输出一个放大电压信号Sa。通过设置放大器,可将放大器的输出的放大电压信号Sa的动态范围，与后续将接收该放大电压信号Sa的处理电路的输入动态范围相匹配，以此提高检测的分辨率和精度。
[0054]如图4所示，在磁调制系统的一种示意性实施方式中，激励电压源40的输入端除了输入反转电压信号St外,还可输入米样电压信号Sv,且激励电压Vext的大小等于米样电压信号Sv与反转电压信号St之和。由于绕组与采样电阻串联，使得本来应加载在绕组上的电压部分落在了采样电阻上，这导致落在绕组上的电压随着激励电流的变化而变化，使对待测电流的测量结果线性度变差，通过将采样电阻上的电压补偿在激励电压上，绕组上的电压不受激励电流大小影响。
[0055]图5用于说明剩余电流装置的一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，剩余电流装置包括上述磁调制系统和一个处理器84。其中，处理器84可输入放大电压信号Sa (放大电压信号Sa由滤波电压信号Sf经放大器放大后得到)，且依据放大电压信号Sa判断导体中待测电流的大小，由此作出保护动作以切断剩余电流。
[0056]如图5所示，在剩余电流装置一种示意性实施方式中，处理器84中预设有一个阈值改变信号sw，且阈值改变信号Sw可以调整阈值信号St的数值及持续时间。处理器84可输出一个阈值改变信号Sw至阈值发生单兀50,阈值发生单兀50依据阈值改变信号Sw控制换向阈值信号St随时间减小。当然，根据实际需要，处理器84也可根据其他监测量计算得出该阈值改变信号Sw。
[0057]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0058]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.消磁电路，包括: 一个可由一个交流磁场消磁的待消磁器件(10)； 一个设置在所述待消磁器件(10)上的绕组(20)； 一个与所述绕组(20)串联的米样电阻(30),它可输出代表其上压降的米样电压信号(Sv)； 一个与所述绕组(20)和所述采样电阻(30)串联的激励电压源(40)，它可输出产生所述交流磁场的激励电压(Vrart)； 其特征在于所述消磁电路还包括: 一个阈值发生单兀(50),它可输出一个随时间减小的换向阈值信号(St);和一个换向控制单兀(60),它可输入所述米样电压信号(Sv)和所述换向阈值信号(St),且其可输出一个反转电压信号(S。)至所述激励电压源(40)，所述换向控制单元(60)可判断所述采样电压信号(Sv)与所述换向阈值信号(St)的关系并由此改变所述反转电压信号(S。)的极性及大小，且该激励电压源(40)藉由所述反转电压信号(S。)极性和大小的改变来控制所述激励电压(Vext)的极性和大小的改变。
2.如权利要求1所述的消磁电路，其中若所述采样电压信号(Sv)的绝对值等于所述换向阈值信号(St)，所述换向控制单元(60 )改变所述反转电压信号(S。)极性。
3.如权利要求1所述的消磁电路，其中若所述采样电压信号(Sv)绝对值的微分值等于所述换向阈值信号(St)，所述换向控制单元(60 )改变所述反转电压信号(S。)极性。
4.如权利要求1所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括由复数个并联支路构成的并联电路，每个并联支路包括电阻，且所述阈值发生单元(50)可以通过选择性地使得所述并联电路的复数个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变所述换向阈值信号(St)的大小。
5.如权利要求4所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括: 由第一电阻(Rl)和第一受控开关(SI)串联连接的第一支路； 由第二电阻(R2)和第二受控开关(S2)串联连接的第二支路； 由第三电阻(R3)和第三受控开关(S3)串联连接的第三支路； 由第四电阻(R4)和第四受控开关(S4)串联连接的第四支路； 所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路并联连接，其中:所述第一受控开关(SI)、所述第二受控开关(S2)、所述第三受控开关(S3)和所述第四受控开关(S4)的连接点电性连接于地电位，所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)、所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)的连接点电性连接第五电阻(R5)，所述第五电阻(R5)电性连接于第一供电电位(Vsi),所述换向阈值信号(St)为所述第五电阻(R5)未与所述第一供电电位(Vsi)连接一端的电位；和 第一控制器(51)，其可分别控制所述第一受控开关(SI)、所述第二受控开关(S2)、所述第三受控开关(S3)和所述第四受控开关(S4)的接通和关断。
6.如权利要求1所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括复数个串联的电阻，且所述阈值发生单元(50)可以通过选择性地旁路掉该复数个串联电阻中的一个或多个来改变所述换向阈值信号(St)的大小。
7.如权利要求6所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括: 串联连接的第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)和第九电阻(R9)，所述第九电阻(R9)未与所述第八电阻(R8)连接的一端可电性连接于地电位； 与所述第六电阻(R6)并联的第六受控开关(S6)、与所述第七电阻(R7)并联的第七受控开关(S7)、与所述第八电阻(R8)并联的第八受控开关(S8)和与所述第九电阻(R9)并联的第九受控开关(S9)； 第十电阻(R10)，其一端电性连接于一个第二供电电位(VS2)，另一端电性连接于所述第六电阻(R6)未与所述第七电阻(R7)电性连接的一端，所述换向阈值信号(St)为所述第十电阻(RlO )与所述第六电阻(R6 )连接点的电位； 第二控制器(52)，其分别控制所述第六受控开关(S6)、所述第七受控开关(S7)、所述第八受控开关(S8)和所述第九受控开关(S9)的接通和关断。
8.磁调制系统，包括: 如权利要求1至7任意一项所述的消磁电路；和 一个滤波器(80)，其输入端接收所述采样电压信号(Sv)，且输出滤除了所述采样电压信号(Sv)中叠加的所述激励电压(Vrart)的滤波电压信号(Sf),该滤波电压信号(Sf)可代表所磁调制系统所测量的待测电流的大小。
9.如权利要求8所述的磁调制系统，其中所述磁调制系统包括一个放大器(82)，其输入端接收所述滤波电压信号(sf)，且输出所述滤波电压信号(Sf)经放大的放大电压信号(Sa)0
10.如权利要求8所述的磁调制系统，其中所述激励电压源(40)可输入所述采样电压信号(Sv)，且所述激励电压(Vrart )为所述采样电压信号(Sv)与所述反转电压信号(St)之和。
11.剩余电流装置，包括: 如权利要求8所述的磁调制系统；和 一个处理器(84)，其可输入所述滤波电压信号(Sf)，且依据所述滤波电压信号(Sf)判断所述导体中待测电流的大小。
12.如权利要求11所述的剩余电流装置，其中所述处理器(84)可输出一个预设于所述处理器(84)的阈值改变信号(Sw)至所述阈值发生单元(50)，所述阈值发生单元(50)依据所述阈值改变信号(Sw)控制所述换向阈值信号(St)随时间减小。
【文档编号】H01F13/00GK104376961SQ201310359678
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】吴迪, 杜明胜 申请人:西门子公司
【专利摘要】消磁电路，包括一个待消磁器件（10）、一个绕组（20）、一个采样电阻（30）、一个激励电压源（40）、一个阈值发生单元（50）和一个换向控制单元（60）。绕组设置在待消磁器件上。采样电阻可输出采样电压信号。激励电压源可输出激励电压。阈值发生单元它可输出一个随时间减小的换向阈值信号。换向控制单元可判断采样电压信号与换向阈值信号的关系而改变反转电压信号的极性及大小，且该激励电压源藉由反转电压信号极性和大小的改变来控制激励电压的极性和大小的改变。消磁电路拥有闭环反馈回路，能自动工作在很高的频率，其消磁过程最短只需要若干毫秒。
【专利说明】
消磁电路、磁调制系统及剩余电流装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种消磁电路，使用该消磁电路的磁调制系统和使用该消磁电路的剩余电流装置。
【背景技术】
[0002]导磁材料在磁场中磁化之后会具有剩磁，对于变压器和电感的磁芯材料,流过绕组的浪涌电流也会造成剩磁。对于一些含有磁芯的测量系统来说，剩磁现象会造成一定的测量误差。现有的消磁方式主要是通过加热导磁材料，以及在导磁材料的绕组上通过交流电产生振幅逐渐缩小的交流磁场。加热导磁材料通常被应用于磁芯材料的生产，但无法消除导磁材料在应用过程中出现的剩磁；通交流电产生振幅逐渐缩小的交流磁场的方式消磁，需要很长的消磁时间。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种消磁电路，以实现对导磁材料的快速消磁。
[0004]本发明的另一个目的是提供使用该消磁电路的磁调制系统。
[0005]本发明的再一个目的是提供使用该磁调制系统的剩余电流装置。
[0006]本发明提供了一个消磁电路，包括一个待消磁器件、一个绕组、一个采样电阻、一个激励电压源、一个阈值发生单元和一个换向控制单元。待消磁器件可由一个交流磁场消磁。绕组设置在待消磁器件上。采样电阻与绕组串联，它可输出代表其上压降的采样电压信号。激励电压源与绕组和采样电阻串联，它可输出产生交流磁场的激励电压。阈值发生单兀它可输出一个随时间减小的换向阈值信号。换向控制单兀可输入米样电压信号和换向阈值信号，且其可输出一个反转电压信号至激励电压源，换向控制单元可判断采样电压信号与换向阈值信号的关系而改变反转电压信号的极性及大小，且该激励电压源藉由反转电压信号极性和大小的改变来控制激励电压的极性和大小的改变。
[0007]消磁电路通过使待消磁器件的饱和深度随着时间变浅使得待消磁器件消磁，其拥有闭环反馈回路，因此能自动工作在很高的频率(几百甚至几千Hz)，其消磁过程最短只需要若干晕秒。
[0008]在消磁电路的再一种示意性的实施方式中，采样电压信号的绝对值等于换向阈值信号，换向控制单元改变反转电压信号极性。
[0009]在消磁电路的另一种示意性的实施方式中，若采样电压信号绝对值的微分值等于换向阈值信号，换向控制单元改变反转电压信号极性。
[0010]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，阈值发生单元50包括复数个由电阻并联的并联电路，且阈值发生单元50可以通过选择性地使得并联电路的复数个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变换向阈值信号的大小。
[0011]在消磁电路的又一种不意性的实施方式中，阈值发生单兀包括由第一电阻和第一受控开关串联连接的第一支路；由第二电阻和第二受控开关串联连接的第二支路；由第三电阻和第三受控开关串联连接的第三支路；由第四电阻和第四受控开关串联连接的第四支路；第一支路、第二支路、第三支路和第四支路并联连接，其中:第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关和第四受控开关的连接点电性连接于地电位，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的连接点电性连接第五电阻，第五电阻电性连接于第一供电电位，换向阈值信号为第五电阻未与第一供电电位连接一端的电位；和第一控制器，其可分别控制第一受控开关、第二受控开关、第三受控开关和第四受控开关的接通和关断。
[0012]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，值发生单元包括复数个串联的电阻，且阈值发生单元可以通过选择性地旁路掉该多个串联电阻中的一个或多个来改变换向阈值信号的大小。
[0013]在消磁电路的又一种示意性的实施方式中，阈值发生单元包括串联连接的第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻，第九电阻未与第八电阻连接的一端可电性连接于地电位；与第六电阻并联的第六受控开关、与第七电阻并联的第七受控开关、与第八电阻并联的第八受控开关和与第九电阻并联的第九受控开关；第十电阻，其一端电性连接于一个第二供电电位，另一端电性连接于第六电阻未与第七电阻电性连接的一端，换向阈值信号为第十电阻与第六电阻连接点的电位；第二控制器，其分别控制第六受控开关、第七受控开关、第八受控开关和第九受控开关的接通和关断。
[0014]本发明还提供了一种磁调制系统，包括上述消磁电路和一个滤波器。滤波器输入端接收采样电压信号，且输出滤除了采样电压信号中叠加的激励电压的滤波电压信号，该滤波电压信号可代表磁调制系统所测量的待测电流的大小。
[0015]在磁调制系统的又一种不意性的实施方式中，磁调制系统包括一个放大器，其输入端接收滤波电压信号，且输出滤波电压信号经放大的放大电压信号。
[0016]在磁调制系统的又一种不意性的实施方式中，激励电压源可输入米样电压信号，且激励电压为米样电压信号与反转电压信号之和。。
[0017]本发明还提供了一种剩余电流装置，包括上述磁调制系统和一个处理器。处理器可输入滤波电压信号，且依据滤波电压信号判断导体中待测电流的大小。
[0018]在剩余电流装置的又一种示意性的实施方式中，处理器可输出一个预设在其中的阈值改变信号至阈值发生单元，阈值发生单元依据阈值改变信号控制换向阈值信号随时间减小。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
[0020]图1用于说明消磁电路一种示意性实施方式的结构示意图。
[0021]图2用于说明阈值发生单元一种示意性实施方式的结构示意图。
[0022]图3用于说明阈值发生单元另一种示意性实施方式的结构示意图。
[0023]图4用于说明磁调制系统一种示意性实施方式的结构示意图。
[0024]图5用于说明剩余电流装置一种示意性实施方式的结构示意图。
[0025]标号说明
[0026]10待消磁器件
[0027]20 绕组
[0028]30采样电阻
[0029]40激励电压源
[0030]50阈值发生单元
[0031]51第一控制器
[0032]52第二控制器
[0033]60换向控制单元
[0034]80滤波器
[0035]82放大器
[0036]84处理器。
【具体实施方式】
[0037]为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表示相同的部分。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
[0038]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0039]在本文中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”、“第八”、“第九”、“第十”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。
[0040]图1用于说明消磁电路一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，消磁电路包括一个待消磁器件10、一个绕组20、一个采样电阻30、一个激励电压源40、一个阈值发生单元50和一个控制单元60。
[0041]其中，待消磁器件10可通过交变磁场消磁，图中所示待消磁器件10为磁环，但消磁电路并不局限于对磁环消磁，还可以对其他的导磁元件消磁。绕组20设置在磁环10上，当绕组20中通过由激励电压Vext产生的激励电流Iext时，磁环10上产生交变磁场。采样电阻30、绕组20串联连接和激励电压源40串联连接，且由激励电压源40的激励电压产生的激励电流Iext流经采样电阻30和绕组20。当采样电阻30中通过激励电流Iext时，它可输出一个米样电压信号Sv,米样电压信号Sv可反映米样电阻30上的压降值。
[0042]阈值发生单元50可输出一个换向阈值信号St，换向阈值信号St可随时间减小。在一种示意性实施方式中，阈值发生单元50可以包括多个电阻并联的并联电路，且阈值发生单元50可以通过选择性地使得多个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变换向阈值信号St的大小。例如，如图2所示，阈值发生单元50包括一个第一控制器51、一个第一电阻R1、一个第二电阻R2、一个第三电阻R3、一个第四电阻R4、一个第五电阻R5、一个第一受控开关S1、一个第二受控开关S2、一个第三受控开关S3和一个第四受控开关S4。其中，第一电阻R1、一个第二电阻R2、一个第三电阻R3和一个第四电阻R4并联连接。第一受控开关SI串接于第一电阻R1，第二受控开关S2串接于第二电阻R2，第三受控开关S3串接于第三电阻R3，第四受控开关S4串接于第四电阻R4。第五电阻R5—端可电性连接于一个第一供电电位Vsi，另一端可分别电性连接于第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4中未与第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4电性连接的一端。第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4未与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4连接的一端可电性连接于地电位。第一控制器51可分别控制第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4接通和关断。换向阈值信号St为第五电阻R5未与第一供电电位Vsi连接一端的电位。还可以改变使用的电阻数量，以变化换向阈值信号的变化速度。
[0043]采用如图2所示的阈值发生单元，在消磁电路工作的初始时刻，第一受控开关SI闭合，第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4断开。第一电阻Rl和第五电阻R5串联,此时换向阈值信号St最大,且换向阈值信号St为第一电阻Rl的压降。经过一个时间间隔后，第一受控开关SI和第二受控开关S2闭合，第三受控开关S3和第四受控开关S4断开。第一电阻Rl和第二电阻R2并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻Rl和第二电阻R2并联后的压降，相比第一电阻Rl的压降有所降低。再经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2和第三受控开关S3闭合，第四受控开关S4断开。第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3并联后的压降，相比第一电阻Rl和第二电阻R2并联后的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2、第三受控开关S3和第四受控开关S4闭合，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4并联后与第五电阻R5串联，此时换向阈值信号St为第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4并联后的压降，此时换向阈值信号St最小。
[0044]在另一种实施方式中，阈值发生单元50可以包括多个串联的电阻，且阈值发生单元50可以通过选择性地旁路掉该多个串联电阻中的一个或多个来改变换向阈值信号的大小。例如，如图3所不，阈值发生单兀50包括一个第二控制器52、一个第六电阻R6、一个第七电阻R7、一个第八电阻R8、一个第九电阻R9、一个第十电阻R10、一个第六受控开关S6、一个第七受控开关S7、一个第八受控开关S8和一个第九受控开关S9。其中，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9串联。第六受控开关S6与第六电阻并联；第七受控开关S7与第七电阻R7并联；第八受控开关S8与第八电阻R8并联；第九受控开关S9与第九电阻R9并联。第十电阻RlO—端电性连接于一个第二供电电位Vs2，另一端电性连接于第六电阻R6未与第七电阻R7电性连接的一端。第九电阻R9未与第八电阻R8连接的一端可电性连接于地电位。第二控制器52可分别控制第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9的接通和关断。换向阈值信号St为第十电阻RlO未与第二供电电位Vs2连接一端的电位。还可以改变使用的电阻数量，以变化换向阈值信号的变化速度。虽然图3中显示第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9串联连接，但第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9只需要分别与第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9并联即可。
[0045]采用如图3所示的阈值发生单元，在消磁电路工作的初始时刻，第六受控开关S6、第七受控开关S7、第八受控开关S8和第九受控开关S9断开。第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St最大，且换向阈值信号St为第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降。经过一个时间间隔后，第六受控开关S6闭合，其余受控开关断开。第六电阻R6被短路，第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降，相比第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降有所降低。再经过一个时间间隔后，第六受控开关S6和第七受控开关S7闭合，其余受控开关断开。第六电阻R6和第七电阻R7被短路，第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第八电阻R8和第九电阻R9的压降，相比第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，第一受控开关S1、第二受控开关S2和第三受控开关S3闭合，第四受控开关S4断开，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8被短路，第九电阻R9与第10电阻RlO串联，此时换向阈值信号St为第10电阻RlO的压降，此时换向阈值信号St最小，第八电阻R8和第九电阻R9的压降进一步下降。又经过一个时间间隔后，所有受控开关都闭合，第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9被短路，此时换向阈值信号St最小，且换向阈值信号St为零。
[0046]对于图2和图3所示的阈值发生单元，换向阈值信号变化的时间间隔，即各个受控开关的动作间隔为消磁电路的预设值，可以根据需要调整时间间隔的大小，以调整换向阈值信号随时间减小的快慢。各个受控开关的开关顺序也不局限于此，可以根据需要调整。受控开关可采用继电器和模拟开关。
[0047]换向控制单兀60可输入米样电压信号Sv和换向阈值信号St,且换向控制单兀60可输出一个反转电压信号S。至激励电压源40。翻转电压信号S。具有正负极性，且激励电压源40所输出激励电压的极性及大小由翻转电压信号S。的极性决定。换向控制单元60可判断采样电压信号Sv与换向阈值信号St的关系而改变反转电压信号S。极性和大小。
[0048]在换向控制单兀60判断米样电压信号Sv与换向阈值信号St关系的一种实施方式中，换向控制单元60将采样电压信号Sv的绝对值与换向阈值信号St比较，若采样电压信号Sv的绝对值等于换向阈值信号St，换向控制单元60改变反转电压信号S。极性，且减小反转电压信号S。的大小，使得反转电压信号S。的绝对值等于换向阈值信号St。采样电压信号Sv的绝对值与磁场强度的大小呈线性关系，因此可以用于判断磁芯的激励深度。
[0049]在换向控制单元60判断采样电压信号Sv与换向阈值信号St关系的另一种实施方式中，换向控制单元60将采样电压信号Sv绝对值的微分值与换向阈值信号St比较，若采样电压信号Sv绝对值的微分值等于换向阈值信号St，换向控制单元60改变反转电压信号S。极性且减小反转电压信号S。的大小，使得反转电压信号S。绝对值的微分值等于换向阈值信号St。采样电压信号Sv绝对值的微分值可反应磁场强度的大小，因此可用于判断磁芯的激励深度。
[0050]消磁电路通过使待消磁器件的饱和深度随着时间变浅使得待消磁器件消磁。对于传统的开环消磁系统，由于消磁的激励电流是固定的，其频率必须足够低，使得消磁电流能够上升到足够大小的值。对于消磁电路，其拥有闭环反馈回路，因此能自动工作在很高的频率(几百甚至几千Hz)，其消磁过程最短只需要若干毫秒。
[0051]图4用于说明磁调制系统一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，磁调制系统包括上述消磁电路和一个滤波器80。滤波器80的输入端接收米样电压信号Sv,且输出滤波电压信号Sf。其中滤波电压信号Sf滤除了采样电压信号Sv中叠加的激励电压VMt，且滤波电压信号Sf反映了待测电流的具体大小。
[0052]如图4所示，当磁调制系统用于测量穿设在磁环中的导体12上通过的待测电流时，换向阈值信号保持一个定值，且由于磁调制系统具有消磁的功能，在测量待测电流前和完成测量后，可以自动减小磁芯的剩余磁场强度，从而减小因剩余磁场强度引起的测量误差，提闻了磁调制系统的可罪性和精度。
[0053]如图4所示，在磁调制系统一种示意性实施方式中，磁调制系统包括一个信号放大器82,它的输入端可输入滤波电压信号Sf,且信号放大器可放大滤波电压信号Sf的信号强度后，输出一个放大电压信号Sa。通过设置放大器,可将放大器的输出的放大电压信号Sa的动态范围，与后续将接收该放大电压信号Sa的处理电路的输入动态范围相匹配，以此提高检测的分辨率和精度。
[0054]如图4所示，在磁调制系统的一种示意性实施方式中，激励电压源40的输入端除了输入反转电压信号St外,还可输入米样电压信号Sv,且激励电压Vext的大小等于米样电压信号Sv与反转电压信号St之和。由于绕组与采样电阻串联，使得本来应加载在绕组上的电压部分落在了采样电阻上，这导致落在绕组上的电压随着激励电流的变化而变化，使对待测电流的测量结果线性度变差，通过将采样电阻上的电压补偿在激励电压上，绕组上的电压不受激励电流大小影响。
[0055]图5用于说明剩余电流装置的一种示意性实施方式的结构示意图。如图所示，剩余电流装置包括上述磁调制系统和一个处理器84。其中，处理器84可输入放大电压信号Sa (放大电压信号Sa由滤波电压信号Sf经放大器放大后得到)，且依据放大电压信号Sa判断导体中待测电流的大小，由此作出保护动作以切断剩余电流。
[0056]如图5所示，在剩余电流装置一种示意性实施方式中，处理器84中预设有一个阈值改变信号sw，且阈值改变信号Sw可以调整阈值信号St的数值及持续时间。处理器84可输出一个阈值改变信号Sw至阈值发生单兀50,阈值发生单兀50依据阈值改变信号Sw控制换向阈值信号St随时间减小。当然，根据实际需要，处理器84也可根据其他监测量计算得出该阈值改变信号Sw。
[0057]应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0058]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.消磁电路，包括: 一个可由一个交流磁场消磁的待消磁器件(10)； 一个设置在所述待消磁器件(10)上的绕组(20)； 一个与所述绕组(20)串联的米样电阻(30),它可输出代表其上压降的米样电压信号(Sv)； 一个与所述绕组(20)和所述采样电阻(30)串联的激励电压源(40)，它可输出产生所述交流磁场的激励电压(Vrart)； 其特征在于所述消磁电路还包括: 一个阈值发生单兀(50),它可输出一个随时间减小的换向阈值信号(St);和一个换向控制单兀(60),它可输入所述米样电压信号(Sv)和所述换向阈值信号(St),且其可输出一个反转电压信号(S。)至所述激励电压源(40)，所述换向控制单元(60)可判断所述采样电压信号(Sv)与所述换向阈值信号(St)的关系并由此改变所述反转电压信号(S。)的极性及大小，且该激励电压源(40)藉由所述反转电压信号(S。)极性和大小的改变来控制所述激励电压(Vext)的极性和大小的改变。
2.如权利要求1所述的消磁电路，其中若所述采样电压信号(Sv)的绝对值等于所述换向阈值信号(St)，所述换向控制单元(60 )改变所述反转电压信号(S。)极性。
3.如权利要求1所述的消磁电路，其中若所述采样电压信号(Sv)绝对值的微分值等于所述换向阈值信号(St)，所述换向控制单元(60 )改变所述反转电压信号(S。)极性。
4.如权利要求1所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括由复数个并联支路构成的并联电路，每个并联支路包括电阻，且所述阈值发生单元(50)可以通过选择性地使得所述并联电路的复数个并联支路中的一个或多个导通或切断来改变所述换向阈值信号(St)的大小。
5.如权利要求4所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括: 由第一电阻(Rl)和第一受控开关(SI)串联连接的第一支路； 由第二电阻(R2)和第二受控开关(S2)串联连接的第二支路； 由第三电阻(R3)和第三受控开关(S3)串联连接的第三支路； 由第四电阻(R4)和第四受控开关(S4)串联连接的第四支路； 所述第一支路、第二支路、第三支路和第四支路并联连接，其中:所述第一受控开关(SI)、所述第二受控开关(S2)、所述第三受控开关(S3)和所述第四受控开关(S4)的连接点电性连接于地电位，所述第一电阻(R1)、所述第二电阻(R2)、所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)的连接点电性连接第五电阻(R5)，所述第五电阻(R5)电性连接于第一供电电位(Vsi),所述换向阈值信号(St)为所述第五电阻(R5)未与所述第一供电电位(Vsi)连接一端的电位；和 第一控制器(51)，其可分别控制所述第一受控开关(SI)、所述第二受控开关(S2)、所述第三受控开关(S3)和所述第四受控开关(S4)的接通和关断。
6.如权利要求1所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括复数个串联的电阻，且所述阈值发生单元(50)可以通过选择性地旁路掉该复数个串联电阻中的一个或多个来改变所述换向阈值信号(St)的大小。
7.如权利要求6所述的消磁电路，其中所述阈值发生单元(50)包括: 串联连接的第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)和第九电阻(R9)，所述第九电阻(R9)未与所述第八电阻(R8)连接的一端可电性连接于地电位； 与所述第六电阻(R6)并联的第六受控开关(S6)、与所述第七电阻(R7)并联的第七受控开关(S7)、与所述第八电阻(R8)并联的第八受控开关(S8)和与所述第九电阻(R9)并联的第九受控开关(S9)； 第十电阻(R10)，其一端电性连接于一个第二供电电位(VS2)，另一端电性连接于所述第六电阻(R6)未与所述第七电阻(R7)电性连接的一端，所述换向阈值信号(St)为所述第十电阻(RlO )与所述第六电阻(R6 )连接点的电位； 第二控制器(52)，其分别控制所述第六受控开关(S6)、所述第七受控开关(S7)、所述第八受控开关(S8)和所述第九受控开关(S9)的接通和关断。
8.磁调制系统，包括: 如权利要求1至7任意一项所述的消磁电路；和 一个滤波器(80)，其输入端接收所述采样电压信号(Sv)，且输出滤除了所述采样电压信号(Sv)中叠加的所述激励电压(Vrart)的滤波电压信号(Sf),该滤波电压信号(Sf)可代表所磁调制系统所测量的待测电流的大小。
9.如权利要求8所述的磁调制系统，其中所述磁调制系统包括一个放大器(82)，其输入端接收所述滤波电压信号(sf)，且输出所述滤波电压信号(Sf)经放大的放大电压信号(Sa)0
10.如权利要求8所述的磁调制系统，其中所述激励电压源(40)可输入所述采样电压信号(Sv)，且所述激励电压(Vrart )为所述采样电压信号(Sv)与所述反转电压信号(St)之和。
11.剩余电流装置，包括: 如权利要求8所述的磁调制系统；和 一个处理器(84)，其可输入所述滤波电压信号(Sf)，且依据所述滤波电压信号(Sf)判断所述导体中待测电流的大小。
12.如权利要求11所述的剩余电流装置，其中所述处理器(84)可输出一个预设于所述处理器(84)的阈值改变信号(Sw)至所述阈值发生单元(50)，所述阈值发生单元(50)依据所述阈值改变信号(Sw)控制所述换向阈值信号(St)随时间减小。
【文档编号】H01F13/00GK104376961SQ201310359678
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月16日 优先权日:2013年8月16日
【发明者】吴迪, 杜明胜 申请人:西门子公司
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