改进的电流监视器提供比例电压输出

初的版本采用了一个电流互感器，其次级绕组构成了振荡器储能电路的一部分。在正常情况下，流过电流互感器的单匝初级绕组的直流电可防止电路振荡，直到初级电流停止为止。尽管该电路充当电源中断检测器，但当您添加一些组件时，其工作原理适用于测量应用。该改进的电路可提供的线性电压输出，该输出与流经电流检测变压器 T 1初级绕组的直流电流成正比（图 1）。此外，该电路还提供了作为交流电流传感器的可能性。

为了提高性能，该设计保留了原来的振荡电路概念，并在电流互感器中添加了 PLL 电路和一个附加绕组，电流互感器的次级形成 LC 振荡器的谐振电路。PLL集成了 74HC4046 IC 1 ，可测量由 Q 1及其相关组件组成的 LC 振荡器的频率 ，并将其与固定频率的内部 VCO（压控振荡器）进行比较。PLL 的相位比较器输出驱动由 Q 2 和 Q 3组成的电流源，该电流源又将电流馈送到电流检测变压器磁芯上的附加绕组。

添加的绕组会在铁芯中感应出磁通量，从而降低其磁导率和电感，并提高 LC 振荡器的频率。当振荡器的频率与 VCO（参考）频率匹配时，电路达到平衡状态。通过补偿线圈的电流增加或减少可以平衡流经测量线圈的直流电流产生的任何附加磁通量。

在PLL的频率跟踪范围内，通过补偿线圈的电流波形与被测电流的波动具有相同的形状。1比250的匝数比也表示变压器T 1中的电流比，对于2.5A的初级电流建立10mA的次级电流。如果 PLL 电路的增益足够并且铁氧体磁芯的工作区域避免饱和，则电路的闭环配置会将磁芯的磁通量保持在恒定值，从而限度地减少磁芯材料非线性的影响。

测量电阻器R 5两端的电压差 表明电路的输出电压与补偿电流成线性比例，并且R 5的电阻缩放电压输出。对于 R 5为 100Ω 的情况，1V 输出对应于 2.5A 的初级侧电流。当单匝初级绕组中的电流为零时，通过将电位器 R 11调节 至设定工作点来校准电路的范围。R 5上 2V 的压降 设置 +5 至 –5A 的测量范围。为了适应其他测量范围，您可以改变 T 1的匝数比或通过使用不同的 R 5 和 R 11值来改变补偿电流。使用稳压良好的电源为电路提供电源。您可以用使用微控制器备用处理资源的软件 PLL 仿真例程来替换 74HC4046。