一種基于磁調(diào)制的直流漏電流傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電子電力設(shè)備的絕緣監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于磁調(diào)制的直流漏電流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子電力設(shè)備中，需要對(duì)直流絕緣狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，防止漏電，以保護(hù)電子設(shè)備以及人身安全。目前多采用直流漏電流傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。現(xiàn)有技術(shù)的直流漏電流傳感器主要基于磁調(diào)制原理，在高磁導(dǎo)的環(huán)形磁芯上繞以線(xiàn)圈，在一次線(xiàn)圈中通以激勵(lì)信號(hào)，對(duì)磁芯進(jìn)行激磁，被檢測(cè)直流電流穿過(guò)磁芯中心。被測(cè)直流信號(hào)為零時(shí)，二次線(xiàn)圈的感應(yīng)電壓為波形對(duì)稱(chēng)的電壓信號(hào)；被測(cè)直流電流信號(hào)不為零時(shí)，被測(cè)直流電流信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)使磁芯中的磁場(chǎng)發(fā)生偏磁，使二次線(xiàn)圈的感應(yīng)電壓波形發(fā)生變化，原本對(duì)稱(chēng)的感應(yīng)電壓信號(hào)變得不對(duì)稱(chēng)，處理這一不對(duì)稱(chēng)信號(hào)可以得到反映被測(cè)直流信號(hào)大小和相位的檢測(cè)信號(hào)。通常處理這一信號(hào)的電路包括帶通濾波、相敏檢波、倍頻電路和低通濾波等電路，截取感應(yīng)電壓信號(hào)的二次諧波，對(duì)所截取的二次諧波進(jìn)行直流整流輸出直流信號(hào)?，F(xiàn)有的使用這一技術(shù)的直流漏電流傳感器可以得到較好的測(cè)量效果，但是其信號(hào)處理電路復(fù)雜，干擾較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種基于磁調(diào)制的直流漏電流傳感器，其目的在于采用半波激勵(lì)，簡(jiǎn)化現(xiàn)有磁調(diào)制直流漏電流傳感器的信號(hào)處理電路，由此解決現(xiàn)有技術(shù)的直流漏電流傳感器信號(hào)處理電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，干擾較大的問(wèn)題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于磁調(diào)制的直流漏電流傳感器，所述直流漏電流傳感器包括振蕩電路、二極管、雙磁芯差動(dòng)單元、第一濾波器、儀用放大器、相敏檢波器、第二濾波器和直流信號(hào)輸出端口 ；
[0005]所述振蕩電路第一輸出端連接二極管輸入端，二極管的輸出端連接雙磁芯差動(dòng)單元的輸入端，第一濾波器的輸入端連接雙磁芯差動(dòng)單元的輸出端；儀用放大器的輸入端連接第一濾波器的輸出端；相敏檢波器的第一輸入端連接儀用放大器的輸出端，相敏檢波器的參考端連接振蕩電路第二輸出端；相敏檢波電路的輸出端連接第二濾波器的輸入端，第二濾波器的輸出端連接直流信號(hào)輸出端口；
[0006]所述振蕩電路的第一輸出端輸出的波形信號(hào)，經(jīng)過(guò)二極管整形后獲得半波；所述振蕩電路的第二輸出端輸出的波形信號(hào)用作所述相敏檢波器的參考信號(hào)，所述參考信號(hào)的頻率與相敏檢波器的輸入信號(hào)的頻率相同；
[0007]所述半波作為激勵(lì)信號(hào)通入雙磁芯差動(dòng)單元對(duì)磁芯進(jìn)行激磁；待測(cè)導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)雙磁芯差動(dòng)單元，雙磁芯差動(dòng)單元生成檢測(cè)信號(hào)輸出到第一濾波器；
[0008]所述第一濾波器用于對(duì)所述檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波，輸出基頻信號(hào)，所述基頻指振蕩電路輸出信號(hào)的頻率；
[0009]所述儀用放大器對(duì)所述基頻信號(hào)進(jìn)行放大，并降低噪聲干擾；
[0010]所述相敏檢波器對(duì)放大后的基頻信號(hào)進(jìn)行檢波；相敏檢波器的參考信號(hào)由振蕩電路直接提供，省略了參考信號(hào)生成電路，避免了參考信號(hào)產(chǎn)生電路工作時(shí)對(duì)直流漏電流傳感器的干擾；
[0011]所述第二濾波器用于對(duì)相敏檢波器輸出的信號(hào)進(jìn)行平滑濾波。
[0012]優(yōu)選的，所述雙磁芯差動(dòng)單元包括第一磁芯、第二磁芯、一次繞組線(xiàn)圈和二次繞組線(xiàn)圈；一次繞組線(xiàn)圈反串環(huán)繞在第一磁芯和第二磁芯上，二次繞組正串環(huán)繞在第一磁芯和第二磁芯上；所述磁芯采用坡莫合金磁環(huán)；
[0013]所述一次繞組線(xiàn)圈的輸入端作為雙磁芯差動(dòng)單元的輸入端，連接二極管的輸出端；一次繞組線(xiàn)圈的輸出端經(jīng)過(guò)一個(gè)限流電阻接地；二次繞組的一端接地，另一端作為雙磁芯差動(dòng)單元的輸出端，輸出感應(yīng)電壓接入到第一濾波器。
[0014]優(yōu)選的，所述相敏檢波器單元包括依次連接的過(guò)零比較器、電子開(kāi)關(guān)電路和正反相比例運(yùn)算放大器。
[0015]優(yōu)選的，所述相敏檢波器單元電子開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)時(shí)，所述相敏檢波器為反相比例運(yùn)算放大器，輸入與輸出信號(hào)相位相反；所述開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，相敏檢波器為正相比例運(yùn)算放大器，輸入與輸出信號(hào)相位相同；達(dá)到對(duì)輸入的基頻信號(hào)進(jìn)行檢波的作用。
[0016]優(yōu)選的，所述振蕩電路為方波振蕩電路、正弦波振蕩電路和鋸齒波振蕩電路中的任一種。
[0017]優(yōu)選的，所述第一濾波器為帶通濾波器或低通濾波器。
[0018]優(yōu)選的，所述第一濾波器為四階巴特沃思帶通濾波器。
[0019]優(yōu)選的，儀用放大器增益可調(diào)，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻大小調(diào)節(jié)放大器的增益。
[0020]總體而言，通過(guò)本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0021](I)由于本實(shí)用新型采用半波激勵(lì)，使得相敏檢波器的輸入信號(hào)正好與振蕩電路的輸出信號(hào)同頻，而相敏檢波器恰好需要一個(gè)與其輸入信號(hào)同頻的參考信號(hào)以保證其檢波，因此相敏檢波器的參考信號(hào)可由振蕩電路直接提供，從而省略倍頻電路等參考信號(hào)產(chǎn)生電路，避免參考信號(hào)產(chǎn)生電路工作時(shí)對(duì)傳感器的干擾，達(dá)到降低干擾，提高靈敏度的作用，還可降低傳感器成本；
[0022](2) 二次繞組線(xiàn)圈輸出端的檢測(cè)信號(hào)在經(jīng)過(guò)第一濾波器后得到的基頻信號(hào)幅值大，在經(jīng)過(guò)儀用放大器放大后，更易于檢出，提高了傳感器的靈敏度；
[0023](3)由于本實(shí)用新型采用半波激勵(lì)，在半波激勵(lì)下，檢測(cè)信號(hào)濾波頻率為基波頻率，對(duì)于基波利用相應(yīng)頻率的低通濾波器也可以達(dá)到濾波效果，因此在本發(fā)明的優(yōu)選方案里，第一濾波器采用低通濾波器，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化電路并降低成本；
[0024](4)本實(shí)用新型優(yōu)選方案里的儀用放大器電路具有很高的共模抑制比，利用其高共模抑制比將基頻信號(hào)從噪聲中分離出來(lái)，放大基頻信號(hào)的同時(shí)降低噪聲，提高了傳感器的靈敏度；
[0025](5)在本實(shí)用新型的優(yōu)選方案里，振蕩電路可靈活選用正弦波振蕩電路、鋸齒波振蕩電路和方波振蕩電路中的任一種；采用正弦波振蕩電路時(shí)，正弦波振蕩電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電路成本低；采用鋸齒波振蕩電路利于電路的故障分析；采用方波振蕩電路時(shí)，產(chǎn)生的方波經(jīng)過(guò)二極管后得到半方波，半方波作為磁芯的激勵(lì)可以得到較好的靈敏度；
[0026](6)本實(shí)用新型的優(yōu)選方案采用四階巴特沃思帶通濾波器作為第一濾波器，由于四階巴特沃思帶通濾波器總增益是各級(jí)增益的乘積，因此總的幅頻響應(yīng)曲線(xiàn)消除了峰值，使得四階電路幅頻響應(yīng)的平坦部分得到擴(kuò)展，選擇其作為濾波電路可以對(duì)檢測(cè)信號(hào)在基頻范圍內(nèi)較好的濾除雜波；
[0027](7)本實(shí)用新型的直流信號(hào)輸出端口，對(duì)第二濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行緩沖，并提供本實(shí)用新型直流漏電流傳感器對(duì)外的輸出接口。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型直流漏電流傳感器實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖2本實(shí)用新型實(shí)施例的相敏檢波器的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例1的直流漏電流傳感器基本電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括方波振蕩電路1、二極管2、一次繞組線(xiàn)圈8、二次繞組線(xiàn)圈9、兩個(gè)磁芯、帶通濾波器3、儀用放大器4、相敏檢波器5、低通濾波器6、直流信號(hào)輸出口 7 ;雙磁芯采用高磁導(dǎo)低飽和的坡莫合金，一次繞組線(xiàn)圈8反串環(huán)繞在磁芯上，二次繞組線(xiàn)圈9正串環(huán)繞在磁芯上。