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比較各個鐵芯的矩形比及磁導率參數可知，鐵基納米晶不僅磁導率高、磁飽和強度大且矩形比高，可保證鐵芯飽和激磁電流閾值較小，易于進入正負交替飽和狀態，因此本文選擇了鐵基納米晶作為鐵芯材料。磁芯材料的尺寸取決于一次穿心導體的幾何尺寸，鐵芯形狀選擇為環形鐵芯形狀。經查閱相關資料，本文考慮配網用500A母排尺寸及傳感器纏繞各個繞組及加裝外殼尺寸后的內徑裕量，終設計環形鐵芯C1及C2內徑大小d：75mm，外徑大小D：85mm，縱向高度h：10mm。同時鐵芯截面面積SC及平均磁路長度le滿足下式：在磁通門傳感器的設計中，通常會采用一個激勵磁場，這個磁場會持續振蕩，從而可以等效為消磁磁場。廈門車規級電流傳感器報...

式（3－3）表明新型交直流電流傳感器靈敏度與終端測量電阻 RM 阻值成正比，與 反饋繞組匝數 NF 成反比。負號沒有實際意義，表示輸出與輸入信號反相。同時，由于環形鐵芯 C1 與環形鐵芯 C2 工作在完全相反的激磁狀態，采樣電阻 RS2 上的交直流采樣電壓信號 VRS2 中的交直流電流信號理論上與 VRS1 幅值相同，而方向相 反。下一節將具體介紹反向激磁的環形鐵芯 C2 在系統中的具體作用。新型交直流傳感器是基于 PI 比例積分放大電路進行誤差控制的，理論上比例積分 環節將會保證系統穩態誤差為 0，而實際上閉環交直流傳感器工作的電磁環境更為復雜， 在輸入端除了一次繞組 WP 中交直流...

IP<0 時激磁電壓波形 Vex 及激磁電流波形，圖中紅色曲線 為 IP=0 時激磁電流波形。為方便下一節對自激振蕩磁通門傳感器建模，將零點選擇為激磁電流達到反向充電電流 I-m 時刻，此時激磁電壓恰好發生翻轉。當一次電流 IP<0，即為負向直流偏置，其在鐵芯 C1 中產生恒定的去磁直流磁通， 鐵芯 C1 磁化曲線將向右發生平移使鐵芯 C1 進入負向飽和區的閾值電流變小。 且負向飽 和閾值電流滿足 I-th1=I-th-βIp，此時新的振蕩過程將不同于原 IP=0 時自激振蕩過程，由于 負向飽和閾值電流 I-th1 小于原負向激磁閾值電流 I-th，從而導致負半周波自激振蕩過程將 不會在原...

導致正半周波自激振蕩過程將不會在原 t5 時刻進入飽和區，而是略 有延后，即鐵芯 C1 工作點將滯后進入負向飽和區 C；而在正向飽和區 A 及負向飽和區 C 中，激磁電流峰值仍然滿足 I+m=-I-m=Im=ρVOH/RS，且非線性電感時間常數未發生變化， 因此鐵芯 C1 飽和區自激振蕩階段， 激磁電流由 I+th1 正向增大至 I+m 的時間間隔增大， 而 激磁電流由 I-th1 負向增大至 I-m 的時間間隔減小。 由上述分析可知，測量正向直流時鐵 芯工作點的特征為： 鐵芯 C1 工作在正向飽和區 B 的時間大于工作在負向飽和區 C 的時 間，使激磁電流 iex 波形上出現了正負半周波...

磁通門電流傳感器是一種基于磁調制原理的高精度電流傳感器，具有以下優點： 高精度測量：磁通門電流傳感器能夠準確測量直流、交流和脈沖等復雜信號的電流值，測量范圍寬，精度高，過載能力強。 快速響應：磁通門電流傳感器具有快速的響應時間，能夠及時響應并測量電流的變化。 寬電流測量范圍：磁通門電流傳感器的測量范圍較寬，可以適應不同電流值的測量需求。 抗干擾能力強：磁通門電流傳感器具有抗電磁干擾的能力，能夠在復雜的環境中穩定工作。 線性好：磁通門電流傳感器的輸出信號與輸入電流成線性關系，方便進行信號處理和計算。為了減小零點漂移，可以采取以下措施：選擇具有低零點漂移的霍爾電流傳感器。常州磁通門電流傳感器廠家...

無錫納吉伏公司根據參數優化設計準則，進行了鐵芯選型并設計了相應電流檢測電路、信號解調電路、誤差控制電路及電流反饋電路，用雙鐵芯三繞組研制出新型交直流電流傳感器，相比同類產品的三鐵芯四繞組，四鐵芯六繞組等結構，成本極大降低，結構也得到簡化。利用比例直流疊加法，提出了新型交直流電流傳感器性能測試方案。進行了交流計量性能測試、直流計量性能測試以及交直流計量性能測試，測試結果表明，其電流測量誤差均小于0.05級電流互感器誤差限值。說明研制的交直流傳感器解決了一二次融合下高精度交直流電流測量問題，且交流測量與直流測量互不干擾，可以單獨作為高精度交流電流傳感器，也可作為高精度直流電流傳感器，同時亦可作為抗...

充電系統：電流傳感器在新能源汽車的充電系統中也起著關鍵作用。在充電過程中，電流傳感器可以測量充電電流的變化，并將信息反饋給充電系統。這有助于確保充電過程的安全性和效率，防止過充或欠充的情況。 動力電池故障診斷：除了監測電流變化，電流傳感器還可以用于動力電池故障診斷。當電池組件或電路出現故障時，電流傳感器的測量結果可能會有所異常。通過分析這些異常數據，可以及時發現并診斷故障，幫助維修人員采取適當的措施。 駕駛輔助系統：在一些新能源汽車中，駕駛輔助系統會使用電流傳感器來監測車輛的動態電流變化。例如，通過監測電池和電動機的電流變化，可以判斷車輛的加速、制動和轉向等行為，從而為駕駛員提供更準確的駕駛輔...

不同于傳統電流比較儀的是，新型交直流電流傳感器改進了鐵芯結構及信號解調電 路， 增加了環形鐵芯 C2 及對其進行激磁的是反向放大器 U2，其與環形鐵芯 C1 及采樣電 阻 RS1 構成反向激磁的自激振蕩磁通門傳感器，其作用是用于抵消激磁電壓在其他繞組 中產生的電磁感應紋波電流，低通濾波器 LPF 及高通濾波器 HPF 的配合使用將對采樣 信號的解調進行優化。設計的新型交直流電流傳感器為閉環零磁通交直流電流測量系統。其中交直流 電流不平衡磁勢檢測由零磁通交直流檢測器測量， 交流及直流不平衡磁勢均在同一通道 完成信號解調及信號處理。在電力系統中，電流測量對于確保電力系統的穩定運行至關重要。湖州循環...

根據自激振蕩磁通門傳感器起振過程分析可知，鐵芯工作在周期性正負交替飽和狀態是磁調制過程的必要條件。倘若一次電流過大則導致鐵芯只是工作在正向磁飽和區或只是工作在負向磁飽和區，此時鐵芯單向飽和嚴重，磁化曲線嚴重畸變，無法完成電流準確測量。因此，按照一次電流磁勢與自激振蕩磁通門電路穩態充電電流IC所對應磁勢的合成磁勢大于鐵芯C1飽和閾值電流Ith所對應磁勢的原則，當一次電流為正向時，一次電流磁勢大小滿足：一NpIp+N1Ic之N1Ith化簡式（2－43），可得一次電流Ip滿足：Ip

自激振蕩磁通門傳感器其穩定性與采樣電阻 RS 穩定性密切相關。 影響采樣電阻 RS 穩定性的主要因素為阻值精度及溫度系數。因此需要選擇溫度系數較 小， 阻值精度高的采樣電阻。在滿足同樣額定功率情形下， 由于采樣電阻越大， 功耗越 大， 因此選擇阻值較小的采樣電阻有利于解決溫升導致的穩定性變差問題， 但傳感器整 體功耗會有所增加，因此需要選擇合適的采樣電阻阻值。自激振蕩磁通門傳感器靈敏度 SD 主要取決于一次繞組匝數 Np 及激磁繞組匝數 N1 之比及采樣電阻 RS 阻值大小。選擇較大阻值的采樣電阻可以提高 自激振蕩磁通門傳感器靈敏度 SD ，但為了提高自激振蕩磁通門傳感器的線性度及穩定 性，...

誤差控制電路由PI環節構成，其直流開環增益越大越好，同時要求所選擇運算放大器失調電壓小，單位增益帶寬大，選用OP27G高精密運放。誤差控制電路輸出直接連接PA功率放大電路，以驅動其輸出反饋電流IF。常見的功率放大電路包括集成功率放大電路以及三極管等功率器件搭建的A類，B類，AB類，D類，H類功率放大電路[9,50]。在基于磁通門原理的直流電流測量的類似方案中，為了通過降低功率放大電路的功耗以改善整個系統的運行功耗，D類功率放大電路，H類功率放大電路常有出現，但該類功率放大電路輸出紋波較大，因此對反饋電流中交直流測量帶來誤差。為了減小功率放大電路環節的輸出紋波，本文選擇了傳統AB類功率放大電路，...

上世紀初，羅格夫斯基提出了一種可以用空心線圈測量磁場強度的方法，并且發表了論文：TheMeasurementofMagnetMotiveForce，這種線圈被命名為羅氏線圈。在后來的研究中，Cooper的人證明了可以用羅氏線圈來測量脈沖電流，為后來的應用奠定了基礎。初期因為羅氏線圈對電流測量的精度問題，人們對羅氏線圈并不重視，直到上世紀60年代科學家改進了羅氏線圈的結構，從而提高了對電流測量精度，羅氏線圈重新得到了重視。到上世紀80年代，羅氏線圈的研究越發成熟，基本上實現了系列化和產業化，它的應用也得到了進一步的推廣。羅氏線圈具有其獨特的結構，所以不需要考慮鐵芯所引起的問題，相比于傳統電磁式電...

根據前述假設，Im<>τ1，因此式（2－31）進一步化簡得：T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)（2－32）根據式（2－27）（2－30）（2－32）可求得激磁電壓信號Vex在一個周波內平均電壓Vav滿足：Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout（2－33）根據前述假設Ith<

一階低通濾波器及高通濾波器的截止頻率f0為：f0=采樣電阻Rs2后接高通濾波器用于獲取高于50Hz的反向激磁電流中無用高頻分量。將高通濾波器HPF濾波后信號V’Rs2與采樣電阻Rs1上電壓信號疊加后合成電壓信號VR12完成信號解調，VR12中有用低頻信號為直流分量及工頻50Hz交流，故低通濾波器LPF截止頻率應大于50Hz，通過參數設計，實際LPF的截止頻率設計為59Hz。設計HPF的截止頻率為59Hz，以完成對采樣電阻Rs2上的激磁電壓信號的采樣并通過HPF取出其反向無用高頻分量。將磁調制器與磁積分器結合，研制用于質子同步器系統中粒子流檢測的寬頻電流互感器，擴展了電流測量帶寬。廈門漏電保護電...

反饋繞組匝數 NF 越大，終端測量電阻 RM 阻值越小， 新型交直流電流傳感器穩態誤差越小， 但式（3－20）忽略了反饋繞組的線電阻， 當匝數 較大時， 線電阻不可忽略。因此本文在設計選擇較大匝數反饋繞組后， 選擇阻值較小的 終端測量電阻 RM 阻值以減小新型交直流電流傳感器穩態誤差。同時綜合考慮反饋電流 峰值、溫度特性等，選擇大功率低溫度系數的電阻。在對交直流電流傳感器的誤差傳遞函數模型建立時， 為了簡化計算并未考慮新型交 直流傳感器的磁性誤差及容性誤差。鐵芯器件的磁性誤差主要原因是繞組設計的不 對稱性， 鐵芯的漏磁通，外部的電磁干擾等其他因素導致的磁通不對稱，主鐵芯磁通不 對稱性導致了一...

傳統的電流互感器或交流比較儀，當一次電流為交直流混合電流時，一次電流中的 直流分量并不適用于電磁感應原理， 因此全部的直流分量用于鐵芯勵磁，致使鐵芯進入 飽和區， 此時電流互感器二次側電流出現畸變， 導致一二次安匝失去平衡，交流誤差顯 著增大。非線性鐵芯材料在直流分量下均會產生磁飽和問題，為了實現交直流電流 測量， 需對一次電流中直流分量在鐵芯中產生的直流磁勢進行補償， 平衡鐵芯中直流磁 勢使鐵芯磁飽和問題得到解決， 此時交流比較儀部分可實現交流精密測量[38] 。因此，實 現交直流電流精密測量的關鍵就是構建一二次交直流磁勢平衡，通過磁勢閉環實現主鐵 芯零磁通工作狀態。而傳統自激...

電流傳感器的工作原理有多種，其中一種是通過分流器來工作的。分流器其實是一個具有已知歐姆值的電阻器。當電流通過分流器時，就會在分流器上產生一個電壓，這個電壓與通過的分流器的電流成正比。這就是歐姆定律的應用，即電壓等于電阻乘以電流。利用這個原理，我們可以準確地測量交流和直流電流。 另外一種測量電流的方法是使用磁場。霍爾效應電流傳感器就是利用磁場來測量電流的一種設備。當電流通過一個導體時，會產生一個垂直于導體表面的磁場，這個磁場會產生一個與磁場強度成比例的電壓。這個電壓可以使用安培定律來計算流過導體的電流量。 電流傳感器的種類很多，有不同的測量技術，初級電流也會因波形、脈沖類型、隔離和電流強度等因素...

無錫納吉伏公司基于鐵磁材料的三折線分段線性化模型，對自激振蕩磁通門傳感器起振原理及數學模型進行推導，并探討了其在直流測量及交直流檢測的適應性，針對自激振蕩磁通門傳感器的各項性能指標，包括線性度、量程、靈敏度、帶寬、穩定性等進行了較為深入的研究。（2）結合傳統電流比較儀閉環結構，設計了基于雙鐵芯結構自激振蕩磁通門傳感器的新型交直流電流傳感器，并對其解調電路進行相應改進。通過磁勢平衡方程及相關電路理論，分析了改進結構及解調電路對傳統單鐵芯自激振蕩磁通門傳感器線性度的影響。并通過構建新型交直流電流傳感器穩態誤差數學模型，明確了交直流穩態誤差與傳感器電路設計參數及雙鐵芯結構零磁通交直流檢測器之間的定性...

傳統的電流互感器或交流比較儀，當一次電流為交直流混合電流時，一次電流中的 直流分量并不適用于電磁感應原理， 因此全部的直流分量用于鐵芯勵磁，致使鐵芯進入 飽和區， 此時電流互感器二次側電流出現畸變， 導致一二次安匝失去平衡，交流誤差顯 著增大。非線性鐵芯材料在直流分量下均會產生磁飽和問題，為了實現交直流電流 測量， 需對一次電流中直流分量在鐵芯中產生的直流磁勢進行補償， 平衡鐵芯中直流磁 勢使鐵芯磁飽和問題得到解決， 此時交流比較儀部分可實現交流精密測量[38] 。因此，實 現交直流電流精密測量的關鍵就是構建一二次交直流磁勢平衡，通過磁勢閉環實現主鐵 芯零磁通工作狀態。而傳統自激...

無錫納吉伏公司結合自激振蕩磁通門技術與傳統電流比較儀結構，設計了新型交直流電流傳感器。通過分析新型交直流傳感器的誤差來源，對傳統單鐵芯自激振蕩磁通門傳感器進行改進，提出了雙鐵芯結構自激振蕩磁通門傳感器，同時對解調電路進行了優化。并建立了新型交直流電流傳感器穩態誤差模型，為優化設計參數以減小交直流比例誤差提供理論依據。依據上述研究，通過鐵芯選型、繞組設計、零磁通交直流檢測器電路、誤差控制電路、電流反饋電路和電磁屏蔽設計，研制了一臺500A雙鐵芯三繞組低成本交直流電流傳感器樣機。傳統磁通門電流傳感器常用偶次諧波檢測法來檢測被測電流值。湘潭高線性度電流傳感器廠家當一次電流 IP>0，即為正向直流偏置...

目前針對復雜電流波形的測量方法一般采用對被測電流的進行分段線性化處理。實際使用的電磁原理的電流傳感器主要有電流調制型和電壓調制型。在對復雜電流進行測量時，可以對復雜電流進行傅里葉分解，在保證精度的基礎上，忽略分解后的部分高次諧波，當電壓型調制的傳感器的激勵頻率遠大于保留下來的高次諧波的頻率，可以對被測復雜波形做分段線性化處理，然后可以測量復雜電流波形。電壓調制型電流傳感器不能對電流變化劇烈的復雜電流波形進行準確的測量。因為此時激勵電壓的頻率不容易做到遠遠的大于被測電流分解后的保留諧波的頻率。當被測電流的在極短的時間中變化的很大的值，即被測電流具有很高的高頻分量時，電壓調制型電流往往不能使用。另...

根據前述假設，Im<>τ1，因此式（2－31）進一步化簡得：T=TP+TN=(IC一4Ith(I)th(β(IC)Ip(一)I(h)(τ2Ith(一)Ip1)（2－32）根據式（2－27）（2－30）（2－32）可求得激磁電壓信號Vex在一個周波內平均電壓Vav滿足：Vav=Vout=ICβ一II(p1)thVout（2－33）根據前述假設Ith<

Ve為合成電壓信號VR12經低通濾波后的誤差電壓信號。設計電路參數R1=R2，R4=R5。Q1為NPN型功率放大三極管，型號為TIP110，Q2為PNP型功率放大三極管，型號為TIP117。AB類功率放大輸出端串接反饋繞組WF及終端測量電阻RM形成反饋閉環。反饋繞組匝數NF直接影響新型交直流傳感器的比例系數，NF越大，交直流電流傳感器靈敏度越低，線性區量程也越大，另外PA功率放大電路的輸出電流能力也制約了反饋繞組匝數NF不能設計過小，但反饋繞組匝數NF過大，其漏感也越大，分布電容參數越大，系統磁性及容性誤差將會增大。因此需要綜合考慮靈敏度、功放帶載能力及量程等要求，所設計反饋繞組匝數NF=10...

t7時刻起鐵芯C1工作點回移至線性區A，非線性電感L仍繼續充電，此時激磁感抗ZL較大，激磁電流iex緩慢由I-th繼續增大，直至在t8時刻增大為0。t5～t8期間，構成了激磁電流iex的負半周波TN。至此0～t8期間構成了RL自激振蕩電路一個完整的周波，通過上述分析可知，在一個完整的振蕩周期內，激磁鐵芯C1工作點在線性區A、正向飽和區B及負向飽和區C之間，由A→B→A→C→A來回振蕩。就物理本質而言，磁通門傳感器正是利用磁性材料非線性的特點，完成了自激振蕩的起振過程[16]。這同時也表明，在使用自激振蕩磁通門傳感器時，需要滿足正負大充電電流Im大于鐵芯C1激磁電流閾值Ith的約束條件，即自激振...

磁通門傳感器是一種根據電磁感應現象加以改造的變壓器式的器件，只是它的變壓器效應是用于對外界被測磁場進行調制。它的基本原理可以由法拉第電磁感應定律進行解釋。磁通門傳感器是采用某些高導磁率，低矯頑力的軟磁材料（例如坡莫合金）作為磁芯，磁芯上纏繞有激勵線圈和感應線圈。在激勵線圈中通入交變電流，則在其產生的激勵磁場的作用下，感應線圈中產生由外界環境磁場調制而成的感應電勢。該電勢包含了激勵信號頻率的各個偶次諧波分量，通過后續的各種傳感器信號處理電路，利用諧波法對感應電勢進行檢測處理，使得該電勢與外界被測磁場成正比。又因為磁通門傳感器的磁芯只有工作在飽和狀態下才能獲得較大的信號，所以該傳感器又稱為磁飽和傳...

由于高頻大功率電力電子設備應用的增加，這些設備中可能會產生交直流復合的復雜電流波形，包含直流、低頻交流和高達幾十千赫茲以上的高頻成分。高頻電力電子系統的實現依賴于整流、逆變、濾波等環節，逆變器的作用在系統中尤其重要。逆變器的拓撲結構有以下幾種形式：帶工頻變壓器的逆變器、帶高頻變壓器的逆變器和無變壓器的逆變器三種基本形式。將隔離變壓器置于逆變器和輸入電路之間，可實現前后級電路的電氣隔離，防止直流電流分量注入到后級電路中。但是這樣會造成變壓器本身損耗增大，效率明顯降低，而且由于變壓器的加入提高了系統整體成本，增大了電路體積。無變壓器型逆變器則由于其成本較帶變壓器型明顯降低，效率得到提高而越來越受到...

電源系統中在一些情況下會產生很大的脈沖電流，脈沖電流的存在時間短，但是會對整個電源系統造成極大的損害。此時的電流的 波形的屬于復雜的電流波形，同時電流波形變化劇烈。無錫納吉伏公司針對這樣的情況，設計了新型電流傳感器。為了有效的防止脈沖電流對開關電源系統造成的損害，必須有效快速的檢測脈沖電流。與此同時還需要對開關電源中正常工作時的交直流電流進行精確的測量，以保證對電源系統中的工作狀態的控制。實際的電源系統中，脈沖電流要比正常工作狀態下的交直流電流高出許多，甚至相差幾個數量級，一般的電流傳感器不能既保證對正常狀態下的交直流的測量精度，同時又可以快速精確的測量突發的脈沖電流，所以研究可以同時測量脈沖...

精確的電流檢測是保證電源性能及其安全可靠運行的必要條件。目前多種電流檢測的方法并存，一般可以分為隔離式和非隔離式兩種。非隔離式主要是指分流電阻。電隔離式主要包括霍爾電流傳感器（Hall-transducer），羅氏線圈（Rogowski Coil），電流互感器（Current transformer），磁通門傳感器（Fluxgate current sensor），巨磁阻傳感器（GMR current sensor）等。分流器適用于各種電流的測量，但是在大電流作用下發熱嚴重，導致測量誤差，若要滿足測量精度，分流器的體積和成本就會增大，因此分流器多應用于允許誤差范圍較大的場合。磁場穩定性：由于激...

VRS1 為采樣電阻 RS1 上電壓信號，V’RS2 為采樣電阻 RS2 上電壓信號 經高通濾波器 HPF 處理后的電壓信號，當 HPF 時間常數設置合理， 可有效濾除采樣電 阻 RS2 上電壓信號中無用低頻分量，因此在 V’RS2 保留反向的無用高頻分量 VH2 。若參 數設置合理，而高頻無用交流分量 VH1 和無用高頻分量 VH2 恰好幅值大小相同，則理論 上通過高通濾波器 HPF 即完成了無用高頻分量的濾除，從而獲得更為純凈的有用低頻 信號。然而實際電路無法保證環形鐵芯 C1 與 C2 及其附加電路一致性，因此無法完成無 用高頻分量完全消除。設計中，新型交直流電流傳感器增加低通濾波器 ...

無錫納吉伏研制的新型交直流測量傳感器包括電流檢測、信號解調、誤差控制、電流反饋等多個模塊，可建立基于各模塊的系統誤差模型和誤差傳遞函數，為各個模塊參數優化設計及進一步減小系統穩態測量誤差提供理論依據。首先對各模塊進行數學建模，其中電流檢測模塊包含兩個非線性環形鐵芯，環形鐵芯C1與C2始終工作在完全相反的激磁狀態，而環形鐵芯C1與C2材料參數一致，電路參數也保持一致，若從系統的觀點將兩個鐵芯看做一個整體，當系統穩定時雖然單個鐵芯的工作狀態相反，但整體上看兩者均工作在零磁通狀態下，也就是說當系統達到穩態，此時雖然鐵芯C1和C2分別都是非線性磁性元件，而整體上激磁磁通為0，整體可以看作工作在線性區的...