CN116482432A - 电流传感器、电流检测电路及电源设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电流传感器、电流检测电路及电源设备，电流传感器包括：电流导线、磁传感器结构、第一信号放大单元以及第二信号放大单元。其中，电流导线适于与被测电流端口连接以接入被测电流；磁传感器结构被配置为在电流导线的上方，磁传感器结构用于感知被测电流产生的磁信号并形成电信号；第一信号放大单元用于接收磁传感器结构输出的电信号，并依据电信号一次放大以形成第一调理信号；第二信号放大单元形成第二调理信号；第一调理信号与第二调理信号分别用于表征不同量程下的被测电流大小。实现第一调理信号表征大量程电流的大小，第二调理信号表征小量程的电流大小，实现对于大、小电流双量程测量，适用广泛；同时实现拉弧电流的检测。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种电流传感器、电流检测电路及电源设备。
背景技术
电流传感器是在电气绝缘的状态下，利用电流所产生的磁场来检测电流值的一种介于高、低电压之间的界面器件。其主要分为四大类：霍尔(Hall)电流传感器、各向异性磁阻(AMR)电流传感器、巨磁阻(GMR)电流传感器、隧道结磁(TMR)电流传感器。
现有结构的电流传感器，大多只能对电流进行单一量程的测试，功能单一，测量电流范围有限，难以满足双量程电流测量的需求场合。或者，为了实现测量大小两个不同量程的电流，采用两个电流传感器，一个大量程的电流传感器一个作为小量程的电流传感器，但是采用2个传感器同时增加了体积和成本，也给使用带来不便；同时，光伏逆变器面板在室外使用时间较长时，会出现线缆老化、接触不良等现象，从而在正常使用中可能会出现电弧，严重时会出现高温起火，具有较大的安全隐患。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用多个传感器实现多量程检测，造成体积增大和成本的提高，也给使用带来不便的缺陷；同时，光伏逆变器面板在室外使用时间较长时，会出现线缆老化、接触不良等现象，从而在正常使用中可能会出现电弧，严重时会出现高温起火，具有较大的安全隐患的问题。
从而本发明提供一种电流传感器，包括：
电流导线，所述电流导线适于与被测电流端口连接以接入被测电流；
磁传感器结构，被配置为在所述电流导线的上方，所述磁传感器结构用于感知所述被测电流产生的磁信号并形成电信号；
第一信号放大单元，用于接收所述磁传感器结构输出的所述电信号，并依据所述电信号一次放大以形成第一调理信号；
第二信号放大单元，用于接收第一过滤信号并对所述第一过滤信号二次放大以形成第二调理信号；其中，所述第一过滤信号为外接第一辅助电路接收第一调理信号并对第一调理信号处理后获得的信号；
其中，所述第一调理信号与所述第二调理信号分别用于表征不同量程下的被测电流大小。
可选地，上述电流传感器，所述电流导线包括第一支臂和所述第二支臂，所述在所述第一支臂上流通的电流与所述第二支臂上流通的电流相反；
所述磁传感器结构包括第一磁传感器芯片和第二磁传感器芯片，所述磁传感器芯片用于通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，并将所述磁信号转化为电信号，所述第一磁传感器芯片设置在所述第一支臂上，所述第二磁传感器芯片设置在所述第二支臂上。
可选地，上述电流传感器，所述第一磁传感器芯片包括第一磁电阻和第三磁电阻，所述第二磁传感器芯片包括第二磁电阻和第四磁电阻；
其中，所述第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻以及第四磁电阻被构造为全桥的电桥电路。
可选地，上述电流传感器，所述第一信号放大单元和所述第二信号放大单元为可编程运算放大器。
可选地，上述电流传感器，所述可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器、译码器模块和电阻开关阵列模块，相连接的多个所述运算放大器用于对所述电信号或所述第二调理信号逐级放大，通过所述译码器模块输出的译码结果控制电阻开关阵列模块衰减输入信号的衰减量。
可选地，上述电流传感器，还包括基架结构，所述基架结构包括基板和框架，第一信号放大单元、所述第二信号放大单元以及磁传感器结构设置在所述基板上，所述基板设置在所述框架上，所述框架与所述基板一体成型或可拆卸连接。
可选地，上述电流传感器，还包括：设置在基板边缘处的导线引脚，每个所述电流导线的每一端分别与一个或多个所述导线引脚相连接。
本发明还提供了一种电流检测电路，包括上述的电流传感器、第一辅助电路和第二辅助电路；
其中，所述第一辅助电路设置在第一信号放大单元和所述第二信号放大单元之间，用于接收第一调理信号、对第一调理信号降噪后获得第一过滤信号向第二信号放大单元侧输出；所述第二辅助电路设置在所述第二信号放大单元的输出端侧，用于对所述第二调理信号降噪后得到第二过滤信号。
可选地，上述电流检测电路，所述第一辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤所述第一调理信号的干扰信号以获得所述第一过滤信号；
和/或，
所述第二辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤所述第二调理信号的干扰信号以获得所述第二过滤信号。
可选地，上述电流检测电路，所述第一辅助电路包括第一电阻，所述第一信号放大单元侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电阻处理后得到第一过滤信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的电流被测电流大小；
或，
所述第一辅助电路包括第一电容，所述第一信号放大单元侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电容处理后过滤得到第一过滤信号，所述第一过滤信号为交流信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的被测电流大小，且所述第二调理信号的输出电压用于判断被测电路中拉弧电流的存在与否。
本发明还提供了一种电源设备，所述电源设备包括上述的检测电路以及供电电路。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的电流传感器，包括：电流导线、磁传感器结构、第一信号放大单元以及第二信号放大单元。其中，电流导线适于与被测电流端口连接以接入被测电流；磁传感器结构被配置为在电流导线的上方，磁传感器结构用于感知被测电流产生的磁信号并形成电信号；第一信号放大单元用于接收磁传感器结构输出的电信号，并依据电信号一次放大以形成第一调理信号；第二信号放大单元用于接收第一过滤信号并对所述第一过滤信号二次放大以形成第二调理信号；其中，所述第一过滤信号为外接第一辅助电路接收第一调理信号并对第一调理信号处理后获得的信号；第一调理信号与第二调理信号分别用于表征不同量程下的被测电流大小。
此结构的电流传感器，磁传感器结构实现对于电流导线的电流感应，由第一信号放大单元实现对磁传感器结构输出电信号进行一次放大，并通过第二信号放大单元实现对第一过滤信号进行二次放大，第一信号放大单元和第二信号放大单元作为双核结构，第一信号放大单元在对电信号一次放大后获取的第一调理信号能够表征大量程电流的大小，第二信号放大单元对第一过滤信号二次放大获取的第二调理信号能够表征小量程的电流大小，进而实现对于大电流、小电流双量程测量，适用广泛，适合用于结构紧凑电力电子***中的电流检测，同时，在配合外接辅助电路的情况下，此结构的电流传感器，可以实现在光伏领域中直流拉弧检测和交流拉弧检测。
2.本发明提供的电流传感器，磁传感器结构包括至少一个磁传感器芯片，磁传感器芯片用于通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，并将磁信号转化为电信号；其中，磁传感器结构包括第一磁传感器芯片和第二磁传感器芯片，第一磁传感器芯片包括第一磁电阻和第三磁电阻，第二磁传感器芯片包括第二磁电阻和第四磁电阻，第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻以及第四磁电阻被构造为全桥电路，进而实现梯度全桥方案，抗干扰能力强。
3.本发明提供的电流传感器，第一信号放大单元和第二信号放大单元为可编程运算放大器。可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器、译码器模块和电阻开关阵列模块，相连接的多个运算放大器用于对电信号或第一调理信号逐级放大，通过译码器模块输出的译码结果控制电阻开关阵列模块衰减输入信号的衰减量，最终实现了放大器的增益的可编程。
4.本发明提供的电流检测电路，第一辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤第一调理信号的干扰信号以获得第一过滤信号；第二辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤第二调理信号的干扰信号以获得第二过滤信号。基于获取的第一调理信号，经过第一辅助电路可以过滤掉电路中的一些干扰信号，并吸收电路中电压尖峰，缓冲电路信号后进入第二信号放大单元的输入端侧，对于经历二次放大后的第二调理信号进行过滤，减少干扰信号对实际输出结果的影响。
5.本发明提供的电流检测电路，所述第一辅助电路包括第一电阻，所述第一信号放大单元侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电阻处理后得到第一过滤信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的电流被测电流大小；或，所述第一辅助电路包括第一电容，所述第一信号放大单元侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电容处理后过滤得到第一过滤信号，所述第一过滤信号为交流信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的电流被测电流大小，且所述第二调理信号的输出电压用于判断被测电路中拉弧电流的存在与否。通过对拉弧电流的检测，实现对于电流中是否存在拉弧电流的判断，实现对于光伏领域中直流拉弧检测和交流拉弧检测。光伏逆变器面板在室外使用时间较长时，会出现线缆老化、接触不良等现象，从而在正常使用中可能会出现电弧，严重时会出现高温起火，具有较大的安全隐患，通过拉弧检测可及时发现并排除安全隐患，有效避免了上述安全隐患的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的实施例1中电流传感器的结构示意图；
图2为本发明提供的实施例1中的电流传感器中四个磁电阻电连接示意图；
图3为本发明提供的实施例1中的电流传感器中可编程运算放大器的示意图；
图4本发明提供的实施例2中的一种电流检测电路的检测示意图；
图5本发明提供的实施例2中的另一种电流检测电路的检测示意图；
附图标记：
1-电流导线；
2-磁传感器结构；
21-第一磁传感器芯片；211-第一磁电阻；212-第三磁电阻；
22-第二磁传感器芯片；221-第二磁电阻；222-第四磁电阻；23-第一端口；24-第二端口；25-第一输出端；26-第二输出端；
31-第一信号放大单元；32-第二信号放大单元；33-运算放大器；34-译码器模块；35-电阻开关阵列模块；
4-基架结构。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种电流传感器，如图1至图3所示，包括：电流导线1、磁传感器结构2、第一信号放大单元31以及第二信号放大单元32。其中，电流导线1适于与被测电流端口连接以接入被测电流，磁传感器结构2被配置为在电流导线1的上方，磁传感器结构2用于感知被测电流产生的磁信号并形成电信号；第一信号放大单元31和第二信号放大单元32均用于放大其输入端侧输入的信号，并进行放大后输出，其中，第一信号放大单元31用于接收磁传感器结构2侧输出的电信号，并将电信号一次放大以形成第一调理信号，第二信号放大单元用于接收第一过滤信号并对所述第一过滤信号二次放大以形成第二调理信号；其中，所述第一过滤信号为外接第一辅助电路接收第一调理信号并对第一调理信号处理后获得的信号；第一调理信号与第二调理信号分别用于表征不同量程下的被测电流大小。通常来说，第一信号放大单元31用于指示大量程下电流大小，第二信号放大单元32用于指示小量程下电流大小。
如图1所示，电流导线1包括第一支臂和所述第二支臂，在第一支臂上流通的电流与第二支臂上流通的电流相反；具体在本实施例中提供的电流传感器中，电流导线1采用U形电流导线，第一支臂和第二支臂分别为U形电流导线的两个支臂，待检测电流从电流导线1的第一支臂流进，从第二支臂流出。在其他可选的实施方式中，电流导向的形状可以为V字形或凵字形，只要保证在第一支臂和第二支臂上流经电流的流向不同即可。
如图1所示，磁传感器结构2包括第一磁传感器芯片21和第二磁传感器芯片22，每个磁传感器芯片均在电流导线通入被测电流时，通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，并将磁信号转化为电信号。在本实施例中，第一磁传感器芯片21设置在第一支臂上，第二磁传感器芯片22设置在第二支臂上，第一磁传感器芯片21和第二磁传感器芯片22相对U形电流导线对称设置。通常来说，磁传感器芯片的设置个数为偶数，因而在其他可选的实施方式中，磁传感器芯片的个数可以选用四个、六个、八个或是更多，只要磁传感器芯片能够相对位于U型导线两侧对称设置即可。
具体在本实施例中，第一磁传感器芯片21包括第一磁电阻211和第三磁电阻212，第二磁传感器芯片22包括第二磁电阻221和第四磁电阻222。值得注意的是，图1中所显示的各个磁电阻在对应芯片的具***置仅为示意，实际各个芯片上的磁电阻的实际安装位置可依据使用需求进行相应调整和改变。
本实施例中，第一磁电阻211、第二磁电阻221、第三磁电阻212和第四磁电阻222的物理性质相同且磁场敏感方向相同，由于通入被测电流的电流导线1周围产生磁场，U形电流导线的在两臂处产生的磁场分别对于第一磁电阻211、第二磁电阻221、第三磁电阻212和第四磁电阻222产生作用，进而使得四个磁电阻的阻值发生变化，进而产生输出电压(即为电信号)，进而实现梯度全桥方案，抗干扰能力强。
如图2所示为四个磁电阻的电连接示意图，第一磁电阻211、第二磁电阻221、第三磁电阻212和第四磁电阻222共同构成一个全桥的电桥结构。第一端口23和第二端口24之间通入驱动电压，第一输出端25和第二输出端26为输出端口，由于磁电阻的阻值随外磁场变化，同时U形电流导线的两臂电流方向相反、且数值相等，因此，第一磁电阻211和第二磁电阻221的阻值发生相反变化，第三磁电阻212和第四磁电阻222的阻值也发生相反变化，同时，位于左侧壁上的第一磁传感器芯片21的第一磁电阻211和第三磁电阻212的阻值变化相同，位于右侧壁上的第二磁传感器芯片22的第二磁电阻221和第四磁电阻222的阻值变化相同，因此，电桥的两个输出端口之间产生输出电压。磁电阻为各向异性电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件，巨磁电阻元件或磁性隧道结元件可以为纳米级厚度的多层膜结构，使得电流传感器尺寸小，并且电流传感器的灵敏度高，也大大降低了成本。本实施例中，磁感元件具体采用TMR隧道磁阻元件。
在其他可选的实施方式中，每个磁传感器芯片上只设置一个磁电阻，此时，两个磁电阻可以构成半桥的电桥结构，同样满足抗干扰能力强的需求。
在本实施例中，第一信号放大单元31和第二信号放大单元32为可编程运算放大器。如图3所示，可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器33、译码器模块34和电阻开关阵列模块35，对于第一信号放大单元31来说，第一信号放大单元31中相连接的多个运算放大器33用于对电信号逐级放大以形成第一调理信号，对于第二信号放大单元32来说，第二信号放大单元32中相连接的多个运算放大器对第一过滤信号逐级放大以形成第二调理信号，而后分别通过译码器模块34输出的译码结果控制电阻开关阵列模块35衰减输入信号的衰减量，最终实现了放大器的增益的可编程。具体在本实施例中，采用三个运算放大器，gain DAC用于设置磁传感器结构2的供电参数，Zero DAC用于配置产品参数。全桥电路第一输出端25和第二输出端26分别与VIP和VIN端口电连接，磁传感器结构侧的输出电压随感应磁场的变化而发生变化，第一信号放大单元31对输出电压进行调理，并输出归一化标准模拟信号，例如2.5±2V。第二信号放大单元32通过设置不同放大比例系数，在第一信号放大单元31输出基础上，进一步进行放大，从而实现双量程的输出。
本实施例中，电流传感器整体采用标准SOIC16封装，当然在其他可选的实施方式中也可以采用其他的封装方式进行封装。电流传感器还包括基架结构4，基架结构4包括基板和框架，第一信号放大单元31、第二信号放大单元32以及磁传感器结构2设置在基板上，基板设置在框架上，框架与基板一体成型或可拆卸连接，具体成型方式可以依据实际使用需求进行选用。并且在第一信号放大单元31和第二信号放大单元32选用可编程运算放大器的情况下，还可根据客户端使用情况灵活变通，适用性广泛。
电流传感器还包括：设置在基板边缘处的导线引脚，每个电流导线1的每一端分别与一个或多个导线引脚相连接。具体来说，电流导线的一端可以连接一个导线引脚，当然也可以连接多个导线引脚，只要保证能够实现导线引脚向电流导线侧导引电流即可。
本实施例中提供的电流传感器，磁传感器结构2实现对于电流导线1的电流感应，由第一信号放大单元31实现对磁传感器结构2输出电信号进行一次放大，并通过第二信号放大单元32实现对第一过滤信号进行二次放大，第一信号放大单元31和第二信号放大单元32作为双核结构，第一信号放大单元31在对电信号一次放大后获取的第一调理信号能够表征大量程电流的大小，第二信号放大单元32对第一过滤信号二次放大获取的第二调理信号能够表征小量程的电流大小，进而实现对于大电流、小电流双量程测量，适用广泛，适合用于结构紧凑电力电子***中的电流检测，同时，在配合外接辅助电路的情况下，此结构的电流传感器，可以实现在光伏领域中直流拉弧检测和交流拉弧检测。
实施例2
本实施例中提供了一种电流检测电路，包括实施例1中提供的电流传感器、第一辅助电路和第二辅助电路；其中，第一辅助电路设置在第一信号放大单元31和第二信号放大单元32之间，第一辅助电路用于接收第一调理信号、对第一调理信号降噪后获得第一过滤信号向第二信号放大单元32侧输出；第二辅助电路设置在第二信号放大单元32的输出端侧，用于对第二调理信号降噪后得到第二过滤信号。
第一辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤第一调理信号的干扰信号以获得第一过滤信号；第二辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤第二调理信号的干扰信号以获得第二过滤信号；具体来说，滤波电路可以通过电阻结构和电容结构的中的单个结构或是二者配合构成。
本实施例中提供的电流检测电路，基于获取的第一调理信号，经过第一辅助电路可以过滤掉电路中的一些干扰信号，并吸收电路中电压尖峰，缓冲电路信号后进入第二信号放大单元的输入端侧，对于经历二次放大后的第二调理信号进行过滤，减少干扰信号对实际输出结果的影响。
如图3为电流检测电路的一种具体的检测方式：本实施例中，第一辅助电路为第一电阻，电流传感器为双核输出传感器，两个输出分别为Vout1和Vout2，其中，Vout1为第一调理信号，Vout2为第二调理信号，Vout2可检测交直流电路到中微小的拉弧信号；PGA1对应于第一信号放大单元31，PGA2对应于第二信号放大单元32，第一信号放大单元31和第二信号放大单元32可以根据需求设置产品的不同放大倍数；TMR信号为磁传感器结构2输出的电信号。
具体测量方式如下：在电流传感器内部磁传感器结构2通过隧道磁电阻效应检测到电流产生的磁场后将电信号传输至第一信号放大单元31上，经过第一信号放大单元31一次放大后输出Vout1，Vout1可用于检测大量程的交直流信号；同时，Vout1信号可经过外部辅助电路中的第一电阻处理后返回电流传感器内部进入第二信号放大单元32的输入端进行二次放大，并从第二信号放大单元32的输出侧输出Vout2，Vout2可用于检测小量程的交直流信号。可编程放大器可根据需求设置产品不同放大倍数，例如：PGA1对应的放大后的参数为2.5V±2V@20A，其中，20A为产品电流量程，2V为产品在20A满量程时对应的增益，PGA2设定放大倍数为10倍，则信号经过PGA2放大后为2.5V±2V@2A，即满量程对应2A，此时，电流传感器可检测20A电流信号以及检测2A的微小电流信号；值得注意的是，电流传感器的满量程输出电压为2.5V+2V(正向增益)或者2.5V-2V(负向增益)。
如图4为电流检测电路的另一种具体的检测方式：本实施例中，第一辅助电路为电容，电流传感器为双核输出传感器，两个输出分别为Vout3和Vout4，其中，Vout3为对应的第一调理信号，Vout4为对应的第二调理信号，Vout4可检测交直流电路到中微小的拉弧信号；PGA1对应于第一信号放大单元31，PGA2对应于第二信号放大单元32，第一信号放大单元31和第二信号放大单元32可以根据需求设置产品的不同放大倍数；TMR信号为磁传感器结构2输出的电信号。
具体测量方式如下：在电流传感器内部磁传感器结构2通过隧道磁电阻效应检测到电流后将电信号传输至第一信号放大单元31上，经过第一信号放大单元31一次放大后输出Vout3，Vout3可用于检测大量程的交直流信号；同时，Vout3信号可经过外部辅助电路中外接的电容处理后过滤掉直流信号形成第一过滤信号，再返回到电流传感器内部，第一过滤信号进入第二信号放大单元32的输入端进行二次放大，并从第二信号放大单元的输出侧输出Vout4，Vout4可用于检测小量程的交流信号。可编程放大器可根据需求设置产品不同放大倍数，例如：PGA1对应的放大后的参数为2.5V±2V@20A，即满量程为20A，PGA2设定放大倍数为100倍，则信号经过PGA2放大后为2.5V±[email protected]，即满量程对应0.2A，此时，电流传感器可检测20A电流信号以及检测0.2A的微小电流信号。值得注意的是，电流传感器的满量程输出应为2.5V+2V(正向增益)或者2.5V-2V(负向增益)
在此示例中，若被测电流为DC 20A+AC 0.2A，其中，AC 0.2A为拉弧电流，则经过图5所示的电流检测电路后，当待测电流经过第一调理信号经过电容后被过滤，也即DC 20A被过滤，因此，从电容侧输出的第一过滤信号只有AC 0.2A的拉弧电流，因此待测电流在通过如图5中所示的电流检测电路后，交流信号0.2A通过PGA21和PGA2后，Vout4的满量程电压输出为2.5V+2V(正向增益)或者2.5V-2V(负向增益)，从而实现了拉弧电流的检测。通过对拉弧电流的检测，实现对于电流中是否存在拉弧电流的判断，实现对于光伏领域中直流拉弧检测和交流拉弧检测，减小了危险事件发生的概率。光伏逆变器面板在室外使用时间较长时，会出现线缆老化、接触不良等现象，从而在正常使用中可能会出现电弧，严重时会出现高温起火，具有较大的安全隐患，通过拉弧检测可及时发现并排除安全隐患，有效避免了上述安全隐患的发生，
实施例3
本实施例中提供了一种电源设备，包括实施例2中提供的检测电路以及供电电路。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (11)
1.一种电流传感器，其特征在于，包括：
电流导线(1)，所述电流导线(1)适于与被测电流端口连接以接入被测电流；
磁传感器结构(2)，被配置为在所述电流导线(1)的上方，所述磁传感器结构(2)用于感知所述被测电流产生的磁信号并形成电信号；
第一信号放大单元(31)，用于接收所述磁传感器结构(2)输出的所述电信号，并依据所述电信号一次放大以形成第一调理信号；
第二信号放大单元(32)，用于接收第一过滤信号并对所述第一过滤信号二次放大以形成第二调理信号；其中，所述第一过滤信号为外接第一辅助电路接收第一调理信号并对第一调理信号处理后获得的信号；
其中，所述第一调理信号与所述第二调理信号分别用于表征不同量程下的被测电流大小。
2.根据权利要求1中所述的电流传感器，其特征在于，
所述电流导线包括第一支臂和第二支臂，在所述第一支臂上流通的电流与所述第二支臂上流通的电流相反；
所述磁传感器结构(2)包括第一磁传感器芯片(21)和第二磁传感器芯片(22)，所述磁传感器芯片用于通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，并将所述磁信号转化为电信号，所述第一磁传感器芯片(21)设置在所述第一支臂上，所述第二磁传感器芯片(22)设置在所述第二支臂上。
3.根据权利要求2中所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁传感器芯片(21)包括第一磁电阻(211)和第三磁电阻(212)，所述第二磁传感器芯片(22)包括第二磁电阻(221)和第四磁电阻(222)；
其中，所述第一磁电阻(211)、第二磁电阻(221)、第三磁电阻(212)以及第四磁电阻(222)被构造为全桥的电桥电路。
4.根据权利要求1中所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一信号放大单元和所述第二信号放大单元为可编程运算放大器。
5.根据权利要求4中所述的电流传感器，其特征在于，
所述可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器(33)、译码器模块(34)和电阻开关阵列模块(35)，相连接的多个所述运算放大器(33)用于对所述电信号或所述第一过滤信号逐级放大，通过所述译码器模块(34)输出的译码结果控制电阻开关阵列模块(35)衰减输入信号的衰减量。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
还包括基架结构(4)，所述基架结构(4)包括基板和框架，第一信号放大单元(31)、所述第二信号放大单元(32)以及磁传感器结构(2)设置在所述基板上，所述基板设置在所述框架上，所述框架与所述基板一体成型或可拆卸连接。
7.根据权利要求6中所述的电流传感器，其特征在于，
还包括：设置在基板边缘处的导线引脚，每个所述电流导线(1)的每一端分别与一个或多个所述导线引脚相连接。
8.一种电流检测电路，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电流传感器、第一辅助电路和第二辅助电路；
其中，所述第一辅助电路设置在第一信号放大单元(31)和所述第二信号放大单元(32)之间，所述第一辅助电路用于接收第一调理信号、对第一调理信号降噪后获得第一过滤信号向第二信号放大单元(32)侧输出；所述第二辅助电路设置在所述第二信号放大单元(32)的输出端侧，用于对所述第二调理信号降噪后得到第二过滤信号。
9.根据权利要求8中所述的电流检测电路，其特征在于，
所述第一辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤所述第一调理信号的干扰信号以获得所述第一过滤信号；
和/或，
所述第二辅助电路包括滤波电路，滤波电路用于过滤所述第二调理信号的干扰信号以获得所述第二过滤信号。
10.根据权利要求9中所述的电流检测电路，其特征在于，
所述第一辅助电路包括第一电阻，所述第一信号放大单元(31)侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电阻处理后得到第一过滤信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元(32)获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的电流被测电流大小；
或，
所述第一辅助电路包括第一电容，所述第一信号放大单元(31)侧输出第一调理信号，所述第一调理信号用于检测输出大量程下的被测电流的大小，所述第一调理信号经由第一电容处理后过滤得到第一过滤信号，所述第一过滤信号为交流信号，所述第一过滤信号经由第二信号放大单元(32)获得所述第二调理信号，所述第二调理信号用于检测小量程下的被测电流大小，且所述第二调理信号的输出电压用于判断被测电路中拉弧电流的存在与否。
11.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括权利要求8或9中所述的检测电路以及供电电路。
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