PCB空心线圈型电子式电流互感器设计 Design of Electronic Current Transformer Based on PCB of Air Core Coil.pdfVIP

第49卷 第8期 蠢珏 ‘ Vo1．49 No．8 2012年 8月 ~uaust 2012 PCB空 心线 圈型 电子 式 电流 互 感 器 设St 柏淑 红 (成都电子机械高等专科学校，四川 成都 610027) 摘要：提出了一种新型的基于PCB空心线圈型电子式电流互感器的设计方法。 关键词 ：电流互感器；PCB；设计 中图分类号 ：TM452 文献标识码 ：B 文章编号 ：1001—8425(2012)08—0009—05 DesignofElectronicCurrentTransformerBasedon PCBofAirCoreCoiI ． BAIShu—hong (ChengduElectromechanicalCollege，Chengdu610027，China) Abstract：Thedesignmethod oftheelectroniccurrenttransformerbasedonPCB ofaircore coilispresented． Keywords：Currenttransformer；PCB；Design 量。本文 中笔者提出了一种新型的设计方案，增大了 1引言 互感系数和抗干扰能力，并且将二次线圈嵌入在开 随着电力传输容量的不断增长和电网电压的提 槽的一次导体 中，提高了系统的稳定性 。模拟元器件 高，对 电力设备提出了小型化、自动化和高可靠性的 信号处理中容易受温度的影响，本文 中信号处理用 要求 。传统电磁式结构的互感器已经越来越不能适 数字积分代替模拟积分，用数字滤波代替模拟滤波， 应这个发展趋势，暴露出很多缺点，并且随着微机保 提高了测量精度。 护装置在电力系统中的应用 ，保护和测控设备不再 2PCB平面空心线圈的结构原理 需要高功率输出的电流互感器。随着电力电子技术 和光纤技术等的发展 ，新型电子式互感器涌现出来。 2．1 二次线圈与一次导体形状设计 基于 Rogowski线 圈的电流互感器 以其线性度 PCB空心线圈的结构见图 1。每层 PCB上设有 好、无磁饱和、测量频率范围宽、动态范围大及结构 简单等优点成为互感器研究的热点 卅。但由于手工 绕制的线圈不均匀，不适用于批量生产，并且在小电 流的测量过程 中，互感系数较小 ，测量误差较大3[卅。 画 基于印制电路板 (PCB)空心线圈的电流互感器得到 了越来越多的关注。其根据结构分为两种。第一种为 (a)传感线圈原理示意图 穿心式，即将二次线圈布置为环状结构，一次导体在 线圈中心穿过[5--6]，这样虽然能够保证线圈的绕制密 度均匀，但由于很难保证一次导体位置不变，且每一 啪 块 PCB板上有数个过孔，使安装拆卸不方便。第二 种为平面空心线圈，文献[7]介绍了一种方案 ，但 由 (b)上层板示意图 (c)下层板示意图 于需将一次导体做成曲线的形状，布置结构困难 ，并 图 1 PCB平面型 Rogowski线 圈的示意图 且互感系数小，测量精度不高，只适用于小 电流的测