[其他]超小型電流互感器

無效

• 申請號: 86100498
• 申請日: 1986-01-22
• 公開（公告）號: CN86100498A
• 公開（公告）日: 1986-07-23
• 發明（設計）人: 林榮二
• 申請（專利權）人: 橫河北辰電機株式會社
• 主分類號: H01F40/06
• 分類號: H01F40/06;H01F40/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳景峻

本發明涉及一種包含頻率補償裝置、高耐壓的超小型電流互感器。

如果把從電源線中得到的電信號傳給模擬IC（集成電路），那么就要用到電流互感器充當傳遞媒介。因為這種電流互感器通常與IC共同使用-二者都裝在電路板上，所以將其制作得盡可能地小型化是最好不過的。

根據JIS（日本工業標準）或ANSI（美國國家標準學會）規定。電流互感器的原邊耐壓應為交流電壓3000伏特（1分鐘）脈沖電壓4500伏特（1×40微秒），等等。通常如圖1所示，電流互感器的原邊線圈N₁和附邊線圈N₂疊繞在一個線圈架B上。為了達到規定的高耐壓標準，原邊線圈和附邊線圈之間有一屏蔽絕緣層。然而，在這種電流互感器中是靠絕緣層來保證耐壓特性的，不可能在原邊線圈和附邊線圈之間留有充分的距離，這樣，電流互感器做得越小，以便與IC輸入配合，則使它符合耐壓標準就變得越困難。因此，目前電流互感器的尺寸不得不做得很大。

如果電流互感器做得很小，則不僅是耐壓值變低，而且頻率特性也變差。這是因為隨著電流互感器小型化程度的提高，鐵芯損耗增加了，于是導致在高于工頻的頻率范圍內特性曲線有一拐角。

本發明主要是為了解決上述問題。

本發明的目的是提供一種超小型電流互感器，它能承受標準中所規定的高電壓，并且以IC（集成電路）作為直接負載。

本發明的另一目的是提供一種超小型電流互感器，由于降低了自損耗，使其精度提高。

本發明的第三個目的是提供一種超小型電流互感器，它裝有一種能夠在很寬的頻率范圍內、對相對誤差及相位角誤差進行補償的裝置。

具體來說，本發明也就是為了提供一種超小型電流互感器，它把從電源線中得到的電信號直接傳給模擬IC，以便進行精確的測量。

圖1是普通的電流互感器的結構圖。

圖2是本發明的電流互感器的一個實施例的結構圖。

圖3是圖2所示的電流互感器的電路圖。

圖4（A）是圖3所示的電流互感器的相對誤差的特性曲線。

圖4（B）表示超小型電流互感器的特性曲線，該電流互感器具有圖3所示的電流互感器的相位角誤差。

圖5是先有技術中帶有頻率補償電路的電流互感器的一個實例的電路圖。

圖6是圖5所示電流互感器的頻率特性曲線。

圖7是本發明的帶有頻率補償電路的電流互感器的一個實施例的電路圖。

圖8是圖7電路的等效電路圖。

圖9是圖7所示電流互感器的頻率特性曲線。

圖2表示根據本發明的電流互感器T的一個實施例，符號IR代表鐵芯。鐵芯IR是由L形鐵芯片疊在一起構成的，形狀為矩形。符號B1和B2代表兩個形狀各異的線圈架。原邊線圈N₁繞在線圈架B₁上，而附邊線圈N₂繞在線圈架B₂上。繞有原邊線圈N₁的線圈架B₁套在鐵芯IR的一條腿L₁上，繞有附邊線圈N₂的線圈架B₂套在鐵芯IR的另一條腿L₂上。這幾部分構成了一個鐵芯型電流互感器。為了承受高電壓。原邊線圈架B₁與附邊線圈架B₂之間的距離（圖中以E表示）選得足夠大。如果原邊電流很大。則原邊線圈N₁用粗導線以滿足載流能力。并且在不用線圈架的情況下，使一根銅線穿過鐵芯或直接繞在鐵芯IR的腿L₁上。假如原邊電流是5安培，將線圈這樣設計，以便達到5AT（安培-匝），則原邊線圈N₁為1匝。如果是10AT，腿L₁上就要繞2匝。

對于電流互感器的特性來說，它的原邊損耗的絕對值是無關緊要的。如果線圈N₁能夠承受可允許的電流，原邊就足夠了。基于上述觀點，圖2所示電流互感器T中的原邊線圈N₁（如果線圈繞在線圈架上，那么還包括線圈架B₁所占區域）所占區域是一空間，其以AT（安培-匝）表示的允許電流限度是非常小的。因此，本發明的電流互感器的原邊部分做得非常小。

圖3中，IC代表模擬集成電路。它由運算放大器OP和電阻器R構成，電阻器接在運算放大器的（-）輸入端和輸出端之間。運算放大器OP的（+）輸入端接地。電流互感器T的附邊線圈N₂與運算放大器OP的（-）輸入端相連。這樣，模擬IC便成為電流互感器T的直接互載。