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闭环巨磁阻电流传感器的结构与工作原理

最近更新时间:2020-05-26 19:57:06

闭环巨磁阻电流传感器的结构示意图图如图 2.4 所示,主要由原边被测电流、磁环、线圈、巨磁阻传感器、放大电路、功率放大电路、反馈电阻等部分构成。与开环电流传感器相比多了一个电流反馈回路。

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2.4 闭环巨磁阻电流传感器的结构

通电导线穿过磁环,流过的电流大小为 IPIP的四周会产生磁场,该磁场会由磁环聚集起来,处于磁环间隙的巨磁阻传感器会感应到磁场的变化,会输出一个相应的差分电压,但是该电压较小,需要经过运算放大器进行放大,但是此时的电压信号功率较小,不足以驱动负载,需要将放大的电压信号进行功率放大。此时功率放大器的输出有一个反馈电流 IS输出,驱动线圈等负载,反馈电流 IS流过反馈线圈会感生出一个与被测电流感生的磁场方向相反的磁场,由于两个磁场的方向相反,会彼此抵消,使得巨磁阻传感器感应到的总磁场减小,巨磁阻传感器输出电压不断减小为零,整个系统达到平衡状态。此时 IS不会再发生变化,通过

测量反馈电流 IS的大小即可知道被测电流 IP的大小。

平衡状态的建立一般在一微秒内完成,当被测电流再次发生变化时,平衡被打破,磁场差会使得巨磁阻传感器输出不再为零,反馈电流 IS会再次得到补偿,补偿后的 IS感生的磁场产生相应的变化,使平衡状态再次被建立。从系统角度看 IP·NP=IS·NS, IP= IS·NS/ NP,其中NP NS分别是分别是被测电流和放反馈线圈的匝数。在巨磁阻电流传感器中,被测电流的匝数 NP=1。通过测量反馈线圈中的小电流代入相应的公式计算出被测电流的值。

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