自激振荡宽范围双向饱和磁通门电流传感器

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电流传感器是功率电子变换器的重要组成部分,具有电流检测与反馈的作用,电流检测不仅需要精确性和快速性,而且需要具有良好的温度稳定性。针对以上问题,本文提出了一种基于双向饱和磁通门原理的新型自激振荡磁通门电流传感器,建立了传感器的数学模型,给出了传感器的设计过程,对所设计的新型传感器进行理论分析与仿真研究,设计了传感器样机,进行了实验验证。具体工作如下:1、提出一种新型电流传感器的测量方法,建立了励磁电流的前半个周期和后半个周期之间的时间差与测量电流之间的关系。这一方法能够有效抵消驱动的延迟以及功率放大器的漂移造成的误差。2、提出一种测量磁芯饱和电感的方法。基于电路谐振的原理,得出磁芯饱和时电流传感器等效电感值与谐振周期之间的关系。根据测量原理,设计了电路。通过仿真实验,验证测量方法的有效性。3、对电流传感器进行了设计,包括:传感器探头、检测电路、激励电路三个部分。在探头的设计中,选用了纳米晶合金磁芯,并对其磁滞回线进行了测试,对传感器的损耗进行了分析。检测电路部分主要由DSP以及DSP中的e CAP模块构成,通过e CAP模块采集驱动信号的上升沿和下降沿。激励电路由电压比较器、DQ触发器、驱动电路和逆变电路组成。4、开发传感器实验样机,分析被测电流大小对tS、tP、tN和tsat的影响。在25℃和105℃的情况下,对所提电流传感器的线性度、分辨率、灵敏度和不确定度进行了实验研究,验证了新型自激振荡磁通门电流传感器理论模型的正确性和实验样机设计的合理性。
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