实际电源系统中有些电流的形式比较复杂,由于电源系统中的负载特性的变化,可能会引起电流的波形的变化。复杂电流波形可以看成多个不同频率的电流叠加而成的。常见的复杂电流有交流电流叠加一个脉动的直流电流、直流电流叠加脉冲电流和电源中的负载电流等。复杂的电流波形可以经过傅里叶分解,对各个频率的分量进行的分别测量。进行叠加的各个分量具有不同的频率,电流形式上为复杂波形,也就是说电流具有较宽的频带。为了精确测量具有宽频带的电流,就需要设计宽频带的电流传感器。如图2.1 所示几种复杂电流波形的形式。

目前针对复杂电流波形的测量方法一般采用对被测电流的进行分段线性化处理。
实际使用的电磁原理的电流传感器主要有电流调制型和电压调制型。在对复杂电流进行测量时,可以对复杂电流进行傅里叶分解,在保证精度的基础上,忽略分解后的部分高次谐波,当电压型调制的传感器的激励频率远大于保留下来的高次谐波的频率,可以对被测复杂波形做分段线性化处理,最后可以测量复杂电流波形。电压调制型的电流传感器的结构如图2.2 所示。

需要说明的是,电压调制型电流传感器不能对电流变化剧烈的的复杂电流波形进行准确的测量。因为此时激励电压的频率不容易做到远远的大于被测电流分解后的保留谐波的频率。当被测电流的在极短的时间中变化的很大的值,即被测电流具有很高的高频分量时,电压调制型电流往往不能使用。另一方面,若被测电流波形中的较大值和较小值得差距很大,此时就不能既保证对小电流的测量精度,保证对较大电流的测量准确性,所以在测量的复杂电流的波形时,电压调制型电流传感器并不是适用于各种场合。
电源系统中在一些情况下会产生很大的脉冲电流,脉冲电流的存在时间短,但是会对整个电源系统造成极大的损害,此时电流即为图2.1 中(b)所示。此时的电流的波形的属于复杂的电流波形,同时电流波形变化剧烈。本文中主要针对这样的情况,设计了新型电流传感器。为了有效的防止脉冲电流对开关电源系统造成的损害,必须有效快速的检测脉冲电流。与此同时还需要对开关电源中正常工作时的交直流电流进行精确的测量,以保证对电源系统中的工作状态的控制。实际的电源系统中,脉冲电流要比正常工作状态下的交直流电流高出许多,甚至相差几个数量级,一般的电流传感器不能既保证对正常状态下的交直流的测量精度,同时又可以快速精确的测量突发的脉冲电流,所以研究可以同时测量脉冲电流和正常工作电流的电流传感器具有非常实用的意义。