磁通门电流传感器

磁通门电流传感器的工作原理是基于易饱和磁芯（如铁或镍合金、坡莫合金等）的特性，用激励使之交变饱和，利用该交变磁场的饱和效应测量外部电流磁场的变化。

如下图磁通门电流传感器原理图所示，磁通门传感器由振荡器作为激励（通常振荡器为方波），作用在T2和T2’使之在正负饱和间来回切换。当穿过磁芯的电流IP作用在磁场时，会导致T2与T2’磁芯的磁导率发生变化，改变磁芯饱和点的对称性，从而影响IE流向T2和T2’的电流大小的变化，通过峰差检波、解调、以及功率放大等电路驱动补偿线圈NS产生补偿电流IS使得聚磁磁芯中的磁通与IP原边电流产生的磁通相互抵消，使得整个磁通门电流传感器系统偏置磁场IP*NP+IS*NS=0，原边电流产生的磁通与补偿电路产生的磁通总和趋近于“零”即所谓的“零磁通”状态，与因此磁通门电流传感器也是零磁通电流传感器。

图1

磁通门电流传感器原理图[1]

磁通门电流传感器相比传统霍尔电流传感器有什么优势？

1

抗干扰能力更强

在磁路结构上磁通门传感器不需要像霍尔电流传感器那样在磁芯上开一个气隙放置霍尔传感器。磁芯在气隙处导磁率急剧下降的现象，开气隙后更容易受到外部磁场的影响。磁通门结构的电流传感器磁路更加流畅，不容易受到外部磁场的干扰，因此磁通门电流传感器的抗干扰能力更强。

2

线性度好

磁通门的磁芯完整，传统霍尔电流传感器开气隙后磁滞损耗明显增加。这是因为气隙会导致磁场分布不均匀，使材料在磁化过程中需要消耗更多的能量来克服气隙的影响。由于传统霍尔电流传感器存在磁滞损耗，使其线性度相对较差，在测量大电流的情况下容易出现非线性误差。因此在需要准确测量大电流的场合，磁通门电流传感器更加可靠。

3

温漂低

传统霍尔电流传感器温度稳定性相对较差，温度变化会对其测量精度产生较大的影响。而磁通门电流传感器温度稳定性较好。因此在温度变化较大的场合，磁通门电流传感器更加合适。

4

零点漂移低

磁通门电流传感器的输出电流可以控制在±20uA以内甚至更低。

参考文献

[1]《JJF（苏）268-2024磁通门电流传感器校准规范》