[实用新型]一种基于TMR隧道磁阻的剩余电流检测装置

说明书

一种基于TMR隧道磁阻的剩余电流检测装置，包括剩余电流检测传感器、信号处理电路，所述剩余电流检测传感器套设在主回路电源线上，剩余电流检测传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述剩余电流检测传感器包括TMR隧道磁阻传感器，所述信号处理电路包括依次连接的运算放大电路、信号调理电路、温度信号采集电路、信号处理控制电路和脱扣执行电路，所述运算放大电路与TMR隧道磁阻传感器连接用于放大TMR隧道磁阻传感器输出的信号，信号调理电路用于对运算放大电路输出的信号进行滤波和调零处理，温度信号采集电路用于检测环境温度变化，所述信号处理控制电路与信号调理电路、温度信号采集电路连接。本发明具有温度补偿功能，受温度影响小。

技术领域

本发明涉及低压断路器，具体涉及一种基于TMR隧道磁阻的剩余电流检测装置。

背景技术

低压断路器是重要的电力系统控制元件，现在市场上存在的剩余电流动作断路器大部分是通过使用零序电流互感器检测主回路的电流矢量和，以此来检测主回路是否存在漏电情况，但这种零序电流互感器由于检测精度不高且易受环境温度影响的缺点只能用来检测低频交流或脉动直流剩余电流。此外，零序电流互感铁芯存在磁饱和的问题，存在剩余电流检测范围较窄的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种精度高、可靠性高的基于TMR隧道磁阻的剩余电流检测装置。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于TMR隧道磁阻的剩余电流检测装置，包括剩余电流检测传感器、信号处理电路以及为剩余电流检测传感器、信号处理电路供电的电源电路，剩余电流检测传感器的输出端与信号处理电路的输入端连接，所述剩余电流检测传感器包括TMR隧道磁阻传感器，所述信号处理电路包括依次连接的运算放大电路、信号调理电路、温度信号采集电路、信号处理控制电路和脱扣执行电路；

所述运算放大电路的输入端与TMR隧道磁阻传感器的输出端连接，用于放大TMR隧道磁阻传感器输出的信号，信号调理电路用于对运算放大电路输出的信号进行滤波和调零处理，温度信号采集电路用于检测环境温度，所述信号处理控制电路的输入端分别与信号调理电路、温度信号采集电路的输出端连接，所述信号处理控制电路结合预设的温度变化补偿模型对所接收的信号进行补偿处理，在剩余电流超过信号处理控制电路预设的阈值后，信号处理控制电路向脱扣执行电路输出触发信号使脱扣执行电路动作。

进一步，所述运算放大电路包括差分运算放大电路和反向放大电路，差分运算放大电路的输入端与TMR隧道磁阻传感器的输出端连接，用于放大TMR隧道磁阻传感器输出的信号，所述反向放大电路与差分运算放大电路连接，反向放大电路对差分运算放大电路的输出信号进行可选增益的放大处理。

进一步，所述运算放大电路与信号处理控制电路之间连接有模拟转换开关，在信号处理控制电路的控制下，模拟转换开关对反向放大电路的增益进行可选的调节。

进一步，所述运算放大电路包括运算放大器，运算放大电路的参考电压为运算放大器供电电源电压的一半。

进一步，所述剩余电流检测传感器还包括屏蔽装置、线路板和聚磁环，TMR隧道磁阻传感器承接于线路板表面，且TMR隧道磁阻传感器垂直于聚磁环中的磁场方向设置；所述屏蔽装置设置在聚磁环的周围用于屏蔽外界干扰对TMR隧道磁阻传感器的影响。

进一步，还包括用于进行可靠性检验的模拟试验电路，所述模拟试验电路的模拟试验绕组缠绕在聚磁环上，模拟试验电路与信号处理控制电路连接并且由信号处理控制电路控制产生用于进行可靠性检验的模拟剩余电流信号。

进一步，所述剩余电流检测传感器为环形结构，线路板呈环形，环形的聚磁环与线路板平行层叠设置，在聚磁环的径向外侧壁上设有聚磁环缺口，且聚磁环缺口贯穿聚磁环朝向线路板的一侧侧面，在线路板上设有垂直凸出于线路板的连接板，连接板的侧面设有TMR隧道磁阻传感器，所述TMR隧道磁阻传感器和连接板伸入聚磁环缺口内。