一种单片机控制的时间差型直流漏电流传感器
发布时间：2021-08-01 19:08
通过对传统磁调制时间差型直流漏电流传感器的分析,提出了一种基于单片机（MCU,Microprogrammed Control Unit）控制检测的性能改善方案。该方案采用单片机控制全桥结构以驱动磁回路,单片机检测磁调制产生的时间差值信号,并实现电路的零磁通反馈控制。电路工作在单电源下,可以适应较宽的电源电压变化。实验电路获得了较高的测试精度。
【文章来源】：电子器件. 2020,43(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
传统时间差型磁调制电路基本结构 以及检测点和比较点电压变化波形
针对以上问题,本文提出了一种改善方案,基本思想是:用全桥结构驱动磁回路,电路只需要工作在单电源下,从而解决电源对称性的要求。电路即便不采用任何稳压手段,也可以获得良好的电源电压抑制性能。驱动和检测电路的基本结构如图2(a)所示。首先在磁回路绕组W上增加了一只限流电阻RW,磁回路由K1-K4四只开关构成的全桥电路进行驱动,开关K1、K4和K2、K3,必须交替导通,开关的控制信号独立,为一组反相的方波;全桥结构的下端接入电阻R做信号检测;与R并联的稳压二极管DZ的作用有两方面,一是在开关倒向时为磁回路电流IW提供续流通路,二是对检测点电压进行钳位,以使检测点电压符合后续检测电路的输入要求。在本文中,检测点电压信号是直接输入单片机做比较以产生中断信号,参见图3,检测点电压必须钳制在3.3 V以内。
驱动和检测电路的基本结构如图2(a)所示。首先在磁回路绕组W上增加了一只限流电阻RW,磁回路由K1-K4四只开关构成的全桥电路进行驱动,开关K1、K4和K2、K3,必须交替导通,开关的控制信号独立,为一组反相的方波;全桥结构的下端接入电阻R做信号检测;与R并联的稳压二极管DZ的作用有两方面,一是在开关倒向时为磁回路电流IW提供续流通路,二是对检测点电压进行钳位,以使检测点电压符合后续检测电路的输入要求。在本文中,检测点电压信号是直接输入单片机做比较以产生中断信号,参见图3,检测点电压必须钳制在3.3 V以内。在一个开关周期内,开关控制波形及检测电流的电压波形变化如图2(b)所示。磁回路材料所经历的状态和传统电路相同:在线性状态时,电流的时间变化率很低,检测电压的变化接近平直;在饱和状态时,则随时间迅速增加。
【参考文献】：
期刊论文
[1]相位差磁调制直流漏电流传感器误差分析[J]. 戚继飞,阳桂蓉,罗志强. 自动化与仪器仪表. 2018(09)
[2]宽范围双向饱和磁通门电流传感器[J]. 杨晓光,高丽敬,李丛丛,金双双,高灵虎,徐林亮. 中国电机工程学报. 2018(07)
[3]相位差磁调制原理在直流小电流传感器中的应用[J]. 邹琼,王嘉,徐莎. 兵工自动化. 2014(05)
[4]一种测量漏电流双磁芯磁通门探头研究[J]. 郑剑斌,董纪清,陈为,陈媛冰. 电源学报. 2014(02)
[5]磁饱和式传感器在漏电保护器上的应用研究[J]. 钱伟康,程国苗. 测控技术. 2013(10)
[6]磁调制式直流漏电流互感器[J]. 王尧,李奎,郭志涛,岳大为,牛峰. 电工电能新技术. 2012(02)
[7]新型非晶磁芯巨磁阻抗效应弱电流传感器[J]. 鲍丙豪,赵湛,董钢,蒋峰. 电子器件. 2006(04)
[8]一种新式磁调制直流电流测量方法[J]. 向小民,曾维鲁,高学军. 华中理工大学学报. 1998(12)
[9]直流电流互感器和电压互感器原理[J]. 赵铭凯. 山西电力技术. 1994(04)
本文编号：3316084
【文章来源】：电子器件. 2020,43(03)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
传统时间差型磁调制电路基本结构 以及检测点和比较点电压变化波形
针对以上问题,本文提出了一种改善方案,基本思想是:用全桥结构驱动磁回路,电路只需要工作在单电源下,从而解决电源对称性的要求。电路即便不采用任何稳压手段,也可以获得良好的电源电压抑制性能。驱动和检测电路的基本结构如图2(a)所示。首先在磁回路绕组W上增加了一只限流电阻RW,磁回路由K1-K4四只开关构成的全桥电路进行驱动,开关K1、K4和K2、K3,必须交替导通,开关的控制信号独立,为一组反相的方波;全桥结构的下端接入电阻R做信号检测;与R并联的稳压二极管DZ的作用有两方面,一是在开关倒向时为磁回路电流IW提供续流通路,二是对检测点电压进行钳位,以使检测点电压符合后续检测电路的输入要求。在本文中,检测点电压信号是直接输入单片机做比较以产生中断信号,参见图3,检测点电压必须钳制在3.3 V以内。
驱动和检测电路的基本结构如图2(a)所示。首先在磁回路绕组W上增加了一只限流电阻RW,磁回路由K1-K4四只开关构成的全桥电路进行驱动,开关K1、K4和K2、K3,必须交替导通,开关的控制信号独立,为一组反相的方波;全桥结构的下端接入电阻R做信号检测;与R并联的稳压二极管DZ的作用有两方面,一是在开关倒向时为磁回路电流IW提供续流通路,二是对检测点电压进行钳位,以使检测点电压符合后续检测电路的输入要求。在本文中,检测点电压信号是直接输入单片机做比较以产生中断信号,参见图3,检测点电压必须钳制在3.3 V以内。在一个开关周期内,开关控制波形及检测电流的电压波形变化如图2(b)所示。磁回路材料所经历的状态和传统电路相同:在线性状态时,电流的时间变化率很低,检测电压的变化接近平直;在饱和状态时,则随时间迅速增加。
【参考文献】：
期刊论文
[1]相位差磁调制直流漏电流传感器误差分析[J]. 戚继飞,阳桂蓉,罗志强. 自动化与仪器仪表. 2018(09)
[2]宽范围双向饱和磁通门电流传感器[J]. 杨晓光,高丽敬,李丛丛,金双双,高灵虎,徐林亮. 中国电机工程学报. 2018(07)
[3]相位差磁调制原理在直流小电流传感器中的应用[J]. 邹琼,王嘉,徐莎. 兵工自动化. 2014(05)
[4]一种测量漏电流双磁芯磁通门探头研究[J]. 郑剑斌,董纪清,陈为,陈媛冰. 电源学报. 2014(02)
[5]磁饱和式传感器在漏电保护器上的应用研究[J]. 钱伟康,程国苗. 测控技术. 2013(10)
[6]磁调制式直流漏电流互感器[J]. 王尧,李奎,郭志涛,岳大为,牛峰. 电工电能新技术. 2012(02)
[7]新型非晶磁芯巨磁阻抗效应弱电流传感器[J]. 鲍丙豪,赵湛,董钢,蒋峰. 电子器件. 2006(04)
[8]一种新式磁调制直流电流测量方法[J]. 向小民,曾维鲁,高学军. 华中理工大学学报. 1998(12)
[9]直流电流互感器和电压互感器原理[J]. 赵铭凯. 山西电力技术. 1994(04)
本文编号：3316084
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