一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路的制作方法

专利检索2025-05-29  24


本技术涉及电流检测,具体地说,是一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路。


背景技术:

1、磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁率磁芯在交变磁场的饱和激励下,其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的。利用这种现象来测量电流所产生的磁场,从而间接的达到测量电流的目的。磁通门传感器具有分辨力高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场的分量和适于在速运动系统中使用等特点。

2、现有的磁通门传感器电路有双电源供电和单电源供电两种实现方案。通常由自检电路,励磁电路,滤波放大电路等电路组成。单电源供电方案下,还需要增加恒压源电路以提供中点电压,作为虚拟地使用。相比于霍尔原理传感器,基于磁通门原理的电流传感器具有更高的灵敏性和测量精度,且磁通门探头稳定性更好。

3、现有的磁通门传感器的励磁电路如图1所示,由比较器、放大器与共射极推挽电路组成的励磁电路。该方案在±12v的高电压供电时表现良好,但是在5v供电条件下,由于励磁的电压较低且共射极电路相对较高的输出阻抗,会出现方波电压轻微跌落的情况,影响检测准确性。


技术实现思路

1、本实用新型的一个目的在于提供一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其励磁震荡电路产生的方波励磁信号质量较高。

2、为达到以上目的,本实用新型采用的技术方案为:一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路,包括中点恒压源电路、励磁震荡电路、滤波放大电路和自检电路,所述励磁震荡电路包括两个比较器电路和共集电极推挽电路;两个所述比较器电路的输出端分别与所述共集电极推挽电路的两个基极对应连接,以使得所述共集电极推挽电路在所述比较器电路的驱动下持续产生方波。

3、作为一种优选,所述共集电极推挽电路包括共集电极相连的三极管q3和三极管q4;所述三极管q3和所述三极管q4的共集电极通过电感电路与两个所述比较器电路的输入端进行连接;所述三极管q3和所述三极管q4均进行偏置设置。

4、作为一种优选,所述三极管q3和所述三极管q4的发射极和基极之间通过阻容元件进行连接以形成偏置。

5、作为一种优选,所述阻容元件为电阻和电容。

6、作为一种优选,所述三极管q3的发射极与电源vcc连接,所述三极管q4的发射极与gnd连接,所述三极管q3的集电极和所述三极管q4的集电极均通过阻容元件与所述电感电路的a端相连。

7、作为一种优选,两个所述比较器电路分别与所述三极管q3的基极和所述三极管q4的基极连接,且比较器电路和共集电极推挽电路之间还通过阻容元件连接有电源。

8、作为一种优选,所述电感电路包括电感l1,所述电感l1通过a端与所述共集电极推挽电路的共集电极进行连接,同时电感l1的a端电压作为比较器的输入参考;共集电极推挽电路的共集电极电压在经过电感l1后于b端作为比较器的输入参考。

9、作为一种优选,所述滤波放大电路包括若干个二阶有源滤波器,得以对电感电路的b端所产生的信号进行滤波处理。

10、作为一种优选,所述滤波放大电路包括两个二阶有源滤波器,得以进行滤波处理。

11、作为一种优选,两个所述二阶有源滤波器包括前级滤波电路和后级滤波电路,所述后级滤波电路的滤波器与gnd连接。

12、与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:

13、(1)电路更加简洁,得以减少一个放大器单元的使用,且避免了共射极推挽电路输出阻抗较大的问题,产生的方波质量更好,避免方波电压跌落的现象出现;

14、(2)采用多级滤波器分离接不同参考地的方案,避免了传统滤波放大电路中点恒压源尖峰作为参考地时对输出信号的干扰,提高了输出信号的质量,提升了信噪比。



技术特征:

1.一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路,包括中点恒压源电路、励磁震荡电路、滤波放大电路和自检电路,其特征在于,所述励磁震荡电路包括两个比较器电路和共集电极推挽电路;两个所述比较器电路的输出端分别与所述共集电极推挽电路的两个基极对应连接,以使得所述共集电极推挽电路在所述比较器电路的驱动下持续产生方波。

2.根据权利要求1所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述共集电极推挽电路包括共集电极相连的三极管q3和三极管q4;所述三极管q3和所述三极管q4的共集电极通过电感电路与两个所述比较器电路的输入端进行连接;所述三极管q3和所述三极管q4均进行偏置设置。

3.根据权利要求2所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述三极管q3和所述三极管q4的发射极和基极之间通过阻容元件进行连接以形成偏置。

4.根据权利要求3所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述阻容元件为电阻和电容。

5.根据权利要求2所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述三极管q3的发射极与电源vcc连接,所述三极管q4的发射极与gnd连接,所述三极管q3的集电极和所述三极管q4的集电极均通过串联的阻容元件与所述电感电路的a端相连。

6.根据权利要求2所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,两个所述比较器电路分别与所述三极管q3的基极和所述三极管q4的基极连接,且比较器电路和共集电极推挽电路之间还通过阻容元件连接有电源。

7.根据权利要求2所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述电感电路包括电感l1,所述电感l1通过a端与所述共集电极推挽电路的共集电极进行连接,同时电感l1的a端电压作为比较器的输入参考;共集电极推挽电路的共集电极电压在经过电感l1后于b端作为比较器的输入参考。

8.根据权利要求1-6中任一所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述滤波放大电路包括若干个二阶有源滤波器,得以对电感电路的b端所产生的信号进行滤波处理。

9.根据权利要求8所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,所述滤波放大电路包括两个二阶有源滤波器,得以进行滤波处理。

10.根据权利要求8所述的基于磁通门原理的单电源电流检测电路,其特征在于,两个所述二阶有源滤波器包括前级滤波电路和后级滤波电路,所述后级滤波电路的滤波器与gnd连接。


技术总结
本技术公开了一种基于磁通门原理的单电源电流检测电路,包括中点恒压源电路、励磁震荡电路、滤波放大电路和自检电路,励磁震荡电路包括两个比较器电路和共集电极推挽电路;两个比较器电路的输出端分别与共集电极推挽电路的两个基极对应连接,以使得共集电极推挽电路在比较器电路的交替驱使下持续产生方波。其励磁震荡电路更加简洁,得以减少一个放大器单元的使用,且避免了共射极推挽阻抗较大的问题,产生的方波质量更好,避免电压跌落的现象出现。

技术研发人员:王一鸣,许颇,陈泓涛
受保护的技术使用者:锦浪科技股份有限公司
技术研发日:20230926
技术公布日:2024/5/29
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