由于高頻大功率電力電子設(shè)備應(yīng)用的增加，這些設(shè)備中可能會(huì)產(chǎn)生交直流復(fù)合的復(fù)雜電流波形，包含直流、低頻交流和高達(dá)幾十千赫茲以上的高頻成分。高頻電力電子系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)依賴于整流、逆變、濾波等環(huán)節(jié)，逆變器的作用在系統(tǒng)中尤其重要。逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾種形式：帶工頻變壓器的逆變器、帶高頻變壓器的逆變器和無變壓器的逆變器三種基本形式。將隔離變壓器置于逆變器和輸入電路之間，可實(shí)現(xiàn)前后級(jí)電路的電氣隔離，防止直流電流分量注入到后級(jí)電路中。但是這樣會(huì)造成變壓器本身?yè)p耗增大，效率明顯降低，而且由于變壓器的加入提高了系統(tǒng)整體成本，增大了電路體積。無變壓器型逆變器則由于其成本較帶變壓器型明顯降低，效率得到提高而越來越受到人們的很多關(guān)注。但是由于逆變器輸出的交流中可能含有直流成分制，因此這種情況下要求電流傳感器能夠測(cè)量較小的直流成分。由于逆變器中的功率開關(guān)管的高頻開關(guān)特性，濾波電感中的電流會(huì)在指定輸出電流頻率的基礎(chǔ)上波動(dòng)，可能含有與基頻相比大很多的高頻紋波。因此，同時(shí)可以測(cè)量直流微小電流，低頻及高頻交流的電流傳感器的研究十分必要。在高速電力電子變換器、電機(jī)控制、電磁兼容性測(cè)試等領(lǐng)域，需要測(cè)量和監(jiān)控高頻電流。合肥粒子加速器電流傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

電流精密測(cè)量研究一直以來都是計(jì)量領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向之一。測(cè)量電流基本的原理是法拉第電磁感應(yīng)原理，由此發(fā)展出電流互感器。而研究發(fā)現(xiàn)電流互感器正常工作時(shí)，需要?jiǎng)?lì)磁電流對(duì)主鐵芯進(jìn)行磁化，而鐵芯磁化曲線具有非線性特征，因此勵(lì)磁電流也表現(xiàn)出非線性特征。非線性勵(lì)磁電流為電流互感器誤差的根本原因。一開始基于電流互感器結(jié)構(gòu)對(duì)交流精密測(cè)量提出改進(jìn)措施的是南斯拉夫尼古拉特斯拉（Insititue Nikola Tesla）研究所，其結(jié)合指零儀提出交流比較儀結(jié)構(gòu)，通過外加電流源對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行補(bǔ)償，使得一二次安匝平衡，然后完成電流互感器精度的提升，其研究成果用于電流互感器的計(jì)量性能測(cè)試。1950 年之后，加拿大學(xué)者 N.L.Kuster 等，通過對(duì)原有比較儀結(jié) 構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，研制出了比例精度高于0.1ppm 的交流比較儀。隨后1964 年，N.L.Kuster 和 W.J.M.Moore 在原有交流比較儀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其與傳統(tǒng)電磁式電流互 感器結(jié)構(gòu)結(jié)合，提出了補(bǔ)償式電流比較儀概念，所研制的寬量程補(bǔ)償式交流比較儀在 5A 至1200A量程內(nèi)，比例精度達(dá)到 5ppm。合肥粒子加速器電流傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)電流傳感器工作時(shí)，激勵(lì)線圈中加載一固定頻率、固定波形的交變電流進(jìn)行激勵(lì)使磁芯往復(fù)磁化達(dá)到飽和。

當(dāng)一二次磁勢(shì)平衡時(shí)，環(huán)形鐵芯C1及C2磁勢(shì)平衡方程滿足：NPIP+NFIF=0（3－1）由式（3－1）可知，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時(shí)，一次電流與反饋電流成比例，比例系數(shù)為NF/NP。即通過測(cè)量反饋繞組中的電流幅值大小即可對(duì)一次交直流電流幅值進(jìn)行測(cè)量，反饋電流的相位與一次電流相位相反。實(shí)際新型交直流傳感器通過測(cè)量串接在反饋繞組中的終端測(cè)量電阻RM上的終端測(cè)量電壓信號(hào)VRM間接完成反饋電流測(cè)量，終端測(cè)量電壓信號(hào)VRM與一次電流IP滿足：I=IF=NNR（3－2）式（3－2）表明終端測(cè)量電壓信號(hào)VRM與一次電流IP成比例，其中負(fù)號(hào)表示兩者相位相反。同時(shí)根據(jù)式（3－2）可得新型交直流電流傳感器的靈敏度SD1為：dVRMNPRMD1dIPNF

電流傳感器在新能源汽車中的應(yīng)用確實(shí)非常重要，它們幫助監(jiān)測(cè)和管理多個(gè)系統(tǒng)，以確保車輛的安全和高效運(yùn)行。以下是關(guān)于電流傳感器在新能源汽車中應(yīng)用的更多細(xì)節(jié)： 電池管理系統(tǒng)（BMS）：在新能源汽車中，電池的充電和放電過程都涉及到大電流的流動(dòng)。電流傳感器可以測(cè)量并反饋這些電流的變化，幫助BMS更精確地控制電池的充放電過程。此外，通過監(jiān)測(cè)電流變化，BMS還可以判斷電池的健康狀態(tài)，預(yù)測(cè)電池的續(xù)航里程，并防止電池過充或過放。 電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)：在新能源汽車的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，電流傳感器的主要作用是測(cè)量電動(dòng)機(jī)的工作電流。這有助于控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)電流變化調(diào)整電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)更精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制。此外，通過監(jiān)測(cè)電流變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的故障或過載情況，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。磁通門電流傳感器還可以用于測(cè)量其他復(fù)雜的電流信號(hào)，例如在電子電路中，進(jìn)行故障診斷和電路優(yōu)化。

近年來，隨著精密電子電路的發(fā)展，在微弱電流測(cè)量領(lǐng)域，自激振蕩磁通門技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，不同于傳統(tǒng)磁調(diào)制器式磁通門傳感器，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需外加激磁電源，供電部分直接取自電子電路。其靈敏度不受自激振蕩頻率限制，自身線性度可通過優(yōu)化鐵磁參數(shù)提高，然后結(jié)合傳統(tǒng)電流比較儀結(jié)構(gòu)，成為本文交直流電流精密測(cè)量的新方案。無錫納吉伏公司基于高精度交直流電流測(cè)量方法的適應(yīng)性及自激振蕩磁通門技術(shù)理論研究，提出新型交直流電流檢測(cè)方法，主要完成交直流電流的高精度測(cè)量方法研究及裝置研制，致力于解決一二次融合背景下交直流電流計(jì)量失準(zhǔn)的問題，同時(shí)通過設(shè)計(jì)合適鐵磁參數(shù)及相關(guān)電路達(dá)到高精度交直流電流測(cè)量要求，為抗直流電流互感器及交直流電流傳感器的溯源提供一種新思路。磁場(chǎng)穩(wěn)定性：由于激勵(lì)磁場(chǎng)是持續(xù)振蕩的，它可以有效地抵消外部磁場(chǎng)的干擾，從而保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。長(zhǎng)沙車規(guī)級(jí)電流傳感器

這種復(fù)雜電流波形可能包含直流、低頻以及高頻交流。合肥粒子加速器電流傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在t1≤t≤t2期間，電路初始條件iex(t1)仍滿足式（2－7），且此時(shí)鐵芯C1工作在線性區(qū)A，激磁電感為L(zhǎng)，鐵芯C1回路電壓滿足：vex=VOH=Vout。此時(shí)回路電壓方程為：Vout=iex(t)*Rsum+L根據(jù)式(2－7)、(2－9)，可得t1≤t≤t2內(nèi)，激磁電流iex表達(dá)式為：t-t1iex(t)=IC(1-eτ1)-（Ith-βIp1)eτ2（2－9）（2－10）此階段激磁電感由l變?yōu)長(zhǎng)，因此鐵芯C1回路放放電時(shí)間常數(shù)τ2滿足τ2=L/Rsum。在t2時(shí)刻，鐵芯C1激磁電流iex達(dá)到正向飽和閾值電流I+th1，其滿足I+th1=I+th+βIp1，可得t2時(shí)刻激磁電流終值iex(t2)滿足：合肥粒子加速器電流傳感器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)