專利名稱：電流互感采樣電路及其復(fù)位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于雙端拓樸電路的中的電流互感采樣電路及其復(fù)位方法。
背景技術(shù)：
常用的電流采樣電路如圖1所示，圖中的電流互感器CT的原邊兩端串接于全波整流電路的輸入母線上，電流互感器的復(fù)位電阻R1串聯(lián)于電流互感器CT的副邊兩端，第一二極管與電流采樣電阻R2相串聯(lián)，它們也串接于電流互感器CT的副邊兩端，一般情況下復(fù)位電阻R1的取值遠(yuǎn)大于R2。正常情況下，在第一或第三開關(guān)管(Q1、Q3)或者是第二或第四開關(guān)管(Q2、Q4)導(dǎo)通時(shí)，它的副邊在同步整流的電路中存在一些問題。由于同步整流允許電流的雙向流動(dòng)，所以可能會(huì)出現(xiàn)，在有一段時(shí)間里電流互感器CT的原邊電流全為負(fù)值，或者部分是負(fù)的，如圖2和圖3所示。在這段時(shí)間里電流互感器流過的電流也只有負(fù)的成分或部分是負(fù)的。而由圖中可以發(fā)現(xiàn)電流互感器的副邊反向阻抗很大，反向電流只能通過R1流動(dòng)。這就造成了在這段時(shí)間里電流互感器上在每一個(gè)原邊場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4的周期中都有很高的反向電壓。而電流互感器的正向電阻又很小，必然導(dǎo)致電流互感器在復(fù)位時(shí)正向電壓過低，而導(dǎo)致電流互感器的反向飽和和電流波形的雜亂。在電感電流全為負(fù)值期間，電流互感器上的波形如圖3所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提出一種電流互感采樣電路及其復(fù)位方法，可以消除電流尖峰，使電流互感器上的波形整齊，使輸出占空波形正常。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種電流互感采樣電路，包括電流互感器、復(fù)位電阻、開關(guān)電路和電壓鉗位電路，復(fù)位電阻接于電流互感器副邊兩端，電流互感器原邊串接在被取樣電路中，所述的電壓鉗位電路一端接地，且經(jīng)開關(guān)電路接至電流互感器副邊的一端，另一端接至電流互感器副邊的另一端。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種電流互感采樣電路復(fù)位方法，利用復(fù)位電阻與電流互感器的副邊形成回路，使電流互感器的副邊在死區(qū)時(shí)間內(nèi)復(fù)位，且在有反向電流流過時(shí)，通過控制開關(guān)電路與被采樣電路中的整流管同步導(dǎo)通，使電流互感器的副邊、開關(guān)電路與電壓鉗位電路形成鉗位回路，而電壓鉗位電路的一端接地，使得電流互感器的反向壓降被鉗在某一限定值以內(nèi)，從而保證在反向電流持續(xù)期間，電流互感器所承受的伏秒值在其額定的范圍內(nèi)。
由于采用了以上的方案，在有反向電流流過時(shí)，通過控制開關(guān)電路與被采樣電路中的整流管同步導(dǎo)通，使電流互感器的副邊、開關(guān)電路與電壓鉗位電路形成鉗位回路，而電壓鉗位電路的一端接地，使得電流互感器的反向壓降被鉗在某一限定值以內(nèi)，這樣就消除了電流尖峰。而在整流管關(guān)閉時(shí)，開關(guān)電路斷開，鉗位電路不起作用，從而使復(fù)位電阻有足夠的復(fù)位電壓復(fù)位。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)電流互感采樣電路圖；圖2是在圖1的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中電流互感器的原邊電流波形；圖3是在圖1的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例中電流互感器的副邊波形第一開關(guān)管和第二開管的驅(qū)動(dòng)波形；圖4是本發(fā)明電流互感采樣電路第一種實(shí)施例電路圖；圖5是本發(fā)明電流互感采樣電路第二種實(shí)施例電路圖；圖6是本發(fā)明電流互感采樣電路第三種實(shí)施例電路圖；圖7是本發(fā)明電流互感采樣電路第四種實(shí)施例電路具體實(shí)施例方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例一如圖4所示是本發(fā)明電流互感采樣電路的第一種實(shí)施例電路圖；所示的電流互感采樣電路包括電流互感器CT、復(fù)位電阻R1、相互并聯(lián)的第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6、第二二極管D2、第一二極管D1和采樣電阻R2，復(fù)位電阻R1接于電流互感器CT副邊兩端，電流互感器CT原邊串接在被取樣電路中，電流互感器CT的原邊串聯(lián)于被采樣電路的輸入母線上。被采樣電路為全波整流電路，所述的全波整流電路的各臂的整流管為第一、第二、第三和第四場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4，第二二極管D2的陽(yáng)極端接地，且經(jīng)相互并聯(lián)的第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6接至電流互感器副邊的一端，陰極端接至電流互感器副邊的另一端。全波整流電路的兩個(gè)相鄰臂的場(chǎng)效應(yīng)管Q3和Q4或Q1和Q2的柵極分別接于第六效應(yīng)管Q6和第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極以實(shí)現(xiàn)同步。第一二極管D1和采樣電阻R2相串聯(lián)，且經(jīng)相互并聯(lián)的第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6接于電流互感器CT的副邊兩端。
對(duì)于上述電路，電流互感器CT的副邊、相互并聯(lián)的第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6與第二二極管D2構(gòu)成鉗位回路，在電流互感器CT有反向電流流過時(shí)，通過控制由第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6組成的開關(guān)電路8與被采樣電路中相鄰兩臂的整流管同步導(dǎo)通，電流互感器上的反壓被陽(yáng)極接地的第二二極管D2鉗位在0.7V左右。當(dāng)原邊Q3，Q4關(guān)斷后，Q5，Q6關(guān)斷，電流互感器通過R1進(jìn)行反向復(fù)位，可以有較高的復(fù)位電壓。這樣就保證了電流互感器CT既不會(huì)因流過反向電流而導(dǎo)致過高的反向電壓，又不會(huì)在正常復(fù)位時(shí)因?yàn)闆]有足夠的復(fù)位電壓而無(wú)法復(fù)位。實(shí)際應(yīng)用效果良好。
實(shí)施例二如圖5所示，與實(shí)施例一不同之處在于，由穩(wěn)壓管D21代替第二二極管D2，構(gòu)成電壓鉗位電路7。
實(shí)施例三如圖6所示，與實(shí)施例一不同之處在于，由第三電阻R3代替第二二極管D2，構(gòu)成電壓鉗位電路7。
實(shí)施例四如圖7所示，與實(shí)施例一不同之處在于，第四電阻R4與第三二極管D3相串聯(lián)，構(gòu)成電壓鉗位電路7。
另外，上述的被采取樣電路為雙端拓樸電路，上述的實(shí)施例中該雙端拓樸電路是全橋整流電路，它還可以是半橋或推挽電路等。對(duì)于開關(guān)電路8，它也可以采用單開關(guān)管，而由與相鄰兩臂的整流管導(dǎo)通時(shí)序同步的時(shí)序驅(qū)動(dòng)。
基于上述的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法即電流互感采樣電路復(fù)位方法是利用復(fù)位電阻R1與電流互感器CT的副邊形成回路，使電流互感器CT的副邊在死區(qū)時(shí)間內(nèi)復(fù)位，且在有反向電流流過時(shí)，通過控制開關(guān)電路8與被采樣電路中的整流管同步導(dǎo)通，使電流互感器CT的副邊、開關(guān)電路8與電壓鉗位電路7形成鉗位回路，而電壓鉗位電路7的一端接地，使得電流互感器CT的反向壓降被鉗位在某一限定值以內(nèi)，從而保證在反向電流持續(xù)期間，電流互感器所承受的伏秒值在其額定的范圍內(nèi)。
上述方法的進(jìn)一步實(shí)施例是將第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6相并聯(lián)，構(gòu)成開關(guān)電路8，在電流互感器CT的副邊有反向電流流過時(shí)，選取第二二極管D2或穩(wěn)壓管D21或第二二極管D2與第三電阻R3的串聯(lián)電路或第三電阻作為電壓鉗位電路，利用第二二極管D2或穩(wěn)壓管D21的單向?qū)щ娦?，利用電阻的限流作用，形成鉗位回路。選取第一、第二、第三、第四場(chǎng)效應(yīng)管作為整流管，使第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6的開和關(guān)與全波整流橋的相鄰臂的場(chǎng)效應(yīng)管的開和關(guān)同步，可以通過將第五場(chǎng)效應(yīng)管Q5和第六場(chǎng)效應(yīng)管Q6的柵極與全波整流橋的相鄰臂的場(chǎng)效應(yīng)管的柵極相連以實(shí)現(xiàn)同步。
權(quán)利要求
1.一種電流互感采樣電路，包括電流互感器(CT)和復(fù)位電阻(R1)，復(fù)位電阻(R1)接于電流互感器(CT)副邊兩端，電流互感器(CT)原邊串接在被取樣電路中，其特征是還包括開關(guān)電路(8)和電壓鉗位電路(7)，所述的電壓鉗位電路(7)一端接地，且經(jīng)開關(guān)電路(8)接至電流互感器副邊的一端，另一端接至電流互感器副邊的另一端。
2.如權(quán)利要求1所述的電流互感采樣電路，其特征是所述的電壓鉗位電路(7)是第二二極管(D2)或穩(wěn)壓管(D21)或第三電阻(R3)或第四電阻(R4)與第三二極管(D3)的串聯(lián)電路。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電流互感采樣電路，其特征是所述的開關(guān)電路(8)包括相互并聯(lián)的第五場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)和第六場(chǎng)效應(yīng)管(Q6)，第五場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)和第六場(chǎng)效應(yīng)管(Q6)的控制端分別與被取樣電路的兩個(gè)相鄰臂上的整流管同步。
4.如權(quán)利要求3所述的電流互感采樣電路，其特征是所述的被采取樣電路為全橋或半橋或推挽電路，電流互感器(CT)的原邊串聯(lián)于被采樣電路的輸入母線上。
5.如權(quán)利要求4所述的電流互感采樣電路，其特征是所述的全橋電路的各臂分別串接有第一、第二、第三和第四場(chǎng)效應(yīng)管(Q1、Q2、Q3、Q4)，其中兩個(gè)相鄰臂的場(chǎng)效應(yīng)管(Q3和Q4或Q1和Q2)的柵極分別接于第六效應(yīng)管(Q6)和第五場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)的柵極。
6.如權(quán)利要求5所述的電流互感采樣電路，其特征是還包括第一二極管(D1)和采樣電阻(R2)，它們相串聯(lián)，且經(jīng)開關(guān)電路接于電流互感器(CT)的副邊兩端。
7.一種電流互感采樣電路復(fù)位方法，利用復(fù)位電阻(R1)與電流互感器(CT)的副邊形成回路，使電流互感器(CT)的副邊在死區(qū)時(shí)間內(nèi)復(fù)位，其特征是在有反向電流流過時(shí)，通過控制開關(guān)電路(8)與被采樣電路中的整流管同步導(dǎo)通，使電流互感器(CT)的副邊、開關(guān)電路(8)與電壓鉗位電路(7)形成鉗位回路，而電壓鉗位電路(7)的一端接地，使得電流互感器(CT)的反向壓降被鉗在某一限定值以內(nèi)，從而保證在反向電流持續(xù)期間，電流互感器所承受的伏秒值在其額定的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的電流互感采樣方法，其特征是將第五場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)和第六場(chǎng)效應(yīng)管(Q6)相并聯(lián)，構(gòu)成開關(guān)電路(8)，在電流互感器(CT)的副邊有反向電流流過時(shí)，選取第二二極管(D2)或穩(wěn)壓管(D21)或第二二極管(D2)與第三電阻(R3)的串聯(lián)電路或第三電阻作為電壓鉗位電路，利用第二二極管(D2)或穩(wěn)壓管(D21)的單向?qū)щ娦?，利用電阻的限流作用，形成鉗位回路。
9.如權(quán)利要求8所述的電流互感采樣方法，其特征是選取第一、第二、第三、第四場(chǎng)效應(yīng)管(Q1、Q2、Q3、Q4)作為整流管，使第五場(chǎng)效應(yīng)管(Q5)和第六場(chǎng)效應(yīng)管(Q6)的開和關(guān)與全橋的相鄰臂的場(chǎng)效應(yīng)管的開和關(guān)同步。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電流互感采樣電路及其復(fù)位方法，包括電流互感器、復(fù)位電阻、開關(guān)電路和電壓鉗位電路，復(fù)位電阻接于電流互感器副邊兩端，電流互感器原邊串接在被取樣電路中，所述的電壓鉗位電路一端接地，且經(jīng)開關(guān)電路接至電流互感器副邊的一端，另一端接至電流互感器副邊的另一端。由于采用了以上的方案，在有反向電流流過時(shí)，通過控制開關(guān)電路與被采樣電路中的整流管同步導(dǎo)通，使電流互感器的副邊、開關(guān)電路與電壓鉗位電路形成鉗位回路，而電壓鉗位電路的一端接地，使得電流互感器的反向壓降被鉗在某一限定值以內(nèi)，這樣就消除了電流尖峰。并且在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，開關(guān)電路關(guān)閉，將電流互感器和電壓鉗位電路斷開，保證有足夠的復(fù)位電壓。
文檔編號(hào)G01R19/00GK1514253SQ03140169
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月15日
發(fā)明者梁永濤, 徐光偉 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司