一款基于磁通门芯片的开环电流传感器

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1、第26卷第20期电子设计工程2018年10月Vol.26No.20ElectronicDesignEngineeringOct.2018一款基于磁通门芯片的开环电流传感器徐东海，朱胜平，王臻，李敏，任浩，倪大成（宁波中车时代传感技术有限公司浙江宁波315021）摘要：本文介绍了一款新型的高灵敏度磁通门芯片的新型开环式电流传感器，它具有体积小，重量轻，成本低，安装维护方便等优点。本文简要介绍了该电流传感器工作原理以及与传统霍尔电流传感器的比较，对其设计方案进行了着重阐述，通过理论分析、仿真计算以及结合实际样机测试数据，对传感器的测试误差进行了简要分析。关键词：高灵敏度；磁通门芯片；开环

2、；电流传感器中图分类号：TP212.1文献标识码：A文章编号：1674-6236（2018）20-0188-06Fluxgatechipbasedopen⁃loopcurrenttransducerXUDong⁃hai，ZHUSheng⁃ping，WANGZhen，LIMin，RENHao，NIDa⁃cheng（NingboCRRCTimesTransducerTechniqueCo.，Ltd，Ningbo315021，China）Abstract:Thispapermainlyfocusonanewkindoffluxgatechipbasedopen-loopcurrenttra

3、nsducer，whichhasadvantagesofcompactness，highsensitivity，lightweight，lowcostandsimplicityofinstallation.Inthispaper，firstly，theprincipleofthecurrenttransducer，aswellasthereasonwhyitgainsascendancyovertraditionalhallcurrenttransducer，willbeintroduced.Afterthat，thedesignmethodofthiscurrenttransduc

4、erwillbeshownindetail.Finally，thetransducerwillbeanalyzedunderitscorrespondingcalculations，simulationsandexperimentdata.Keywords:highsensitivity；fluxgatechip；open-loop；currenttransducer传统的霍尔直放式电流传感器是应用霍尔原理1传感器工作原理介绍的开环电流传感器，适合于对交流、直流和脉动电流的隔离精确测量。具有精度高、线性好、反应时间1.1传感器工作原理快、电流过载能力强等特点，广泛应用于城轨地铁、本开

5、环电流传感器主要由原边母排，磁通门芯铁路机车、风电、光伏、变频器、UPS等电流精密检测片以及印制板电路组成，其中磁通门芯片以及印制[1-2]应用领域。板电路被密封在外壳之中，原边母排中开有一定直随着轨道交通行业等领域的发展程度不断提径大小的圆孔，磁通门芯片位于圆孔中心两侧，如图高，对传感器的要求也在不断提高，小型化、智能化、1所示。低成本、安装维护方便是传感器以后的主流发展方[3]向，这就对传感器设计开发提出了更高的要求。[4-6]文中介绍了一款新型的高灵敏度磁通门芯片的新型开环式电流传感器，它具有体积小，重量轻，成本低，安装维护方便等优点。本文简要介绍了该电流传感器工作原理以及与传

6、统霍尔电流传感器的比较，对其设计方案进行了着重阐述，通过理论分图1磁通门芯片位置示意图析、仿真计算以及结合实际样机测试数据，对传感器当原边母排通入一定电流时，磁通门感应芯片的测试误差进行了简要分析。会感受其中磁感应强度大小，并转化成电流信号Iout收稿日期：2018-01-24稿件编号：201801122输出，该电流信号经过采样电阻Rm转化成电压信号作者简介：徐东海（1986—），男，浙江海宁人，工程师。研究方向：电流电压传感器。-188-徐东海，等一款基于磁通门芯片的开环电流传感器Vm，并最终经过运算放大器放大输出相应电压Vout，2传感器设计方案如图2所示，其中Iout=B∙GF

7、lux；2.1原边母排设计Vm=Rm∙Iout；本开环电流传感器实际使用的感应芯片精度较[7-11]V=V∙G；高，能对微弱磁场进行感应并输出相应信号，无outmampGFlux：磁通门芯片增益，12.2mA/mT；需采用其他软磁材料进行聚磁，故本方案主要采用Rm：增益电阻，可根据实际需求调整；在母排中心开孔，通过高灵敏度感应芯片直接感应Gamp：磁通门芯片内部运放增益，4V/V；母排中心孔附近磁场强度并输出相应信号，如图1所示。2.2磁场分布研究母排的孔