直流用电设备在电力电子系统中非常常见,实现直流电实时可靠的电流检测对系统的安全稳定性运行有着不可忽视的作用。而随着碳化硅、氮化镓材料的宽禁带半导体器件在用电设备中愈来愈广的应用趋势,直流电中的动态电流频率不断增大,因此提高电流传感器的检测频率成为了众多学者的研究课题。本文提出了一种基于梯度磁场检测的巨磁阻直流传感器,相较于传统的直流传感器具有检测频带宽的特点。基于梯度磁场检测的磁梯度计巨磁阻芯片在齿轮编码等方面的应用已被广泛熟知,但是在调研文献中未曾见到应用于电流检测的先例。本文详细介绍了磁梯度计巨磁阻芯片的检测原理、内部结构、芯片特性等,为其在电流检测方面的应用提供理论依据。随后对巨磁阻的检流方式进行分析,提出了基于梯度磁场检测的巨磁阻检流方案,相对于其他类型电流传感器具有检测频带宽的特点。由于所采用的巨磁阻芯片对梯度磁场敏感,对绝对磁场不敏感,因此有必要确立基于梯度磁场检测的巨磁阻电流传感器设计方法。本文针对所提出的电流传感器给出了详细设计流程及设计方法,包括了结构设计、磁设计以及硬件电路设计三大部分。在结构设计中,本文在考虑绝缘需求和巨磁阻检测位置调整需求的同时,实现了装置的固定。在磁设计部分,本文给出了完整的磁设计参考步骤,在磁环缺口位置构建梯度磁场,并给出了磁环缺口最优边界的数学推导,采用NSGA-Ⅱ算法进行了寻优,在寻优结果中根据加工难度、磁饱和程度等标准选择了最优的工作点,完成了磁环缺口处磁场的设计。在硬件电路设计部分,为了满足大多数应用场景的需求,本文对巨磁阻输出信号进行了放大处理。为了充分发挥巨磁阻芯片的宽频检测能力,使电流传感器能够面向高频化的需求,本文对硬件电路的高频抗干扰设计进行了分析,从消除感性耦合噪声以及避免电路振荡等方面进行了理论推导及电路仿真。在观测实验现象的基础上建立了磁耦合噪声模型,并将此理论应用于PCB布板,采用了叠层布线的方式消除了磁耦合噪声。为了避免放大电路振荡,建立了考虑寄生参数的放大电路振荡模型,分析了寄生参数对放大器的影响,并给出了补偿方案参考。在仿真时对PCB板进行了寄生参数提取,并将寄生参数带入到电路中进行仿真,从而判断PCB板抗干扰设计的合理性。由于模拟电路在较高频率时对寄生效应敏感的特点,为了寻求应用于高频电流传感器的最优设计,避免电路未知振荡,本文还对独立运放搭建的放大电路和集成运放搭建的放大电路两种方案分别进行了仿真及实验对比。结果表明集成运放搭建放大电路的方案具有良好的输入输出特性,不易发生振荡,调试简单。独立运放搭建放大电路的方案带宽更宽,但调试困难,容易受寄生参数影响发生振荡,在实际应用中可配合滤波器使用,两种方案均实现了宽频直流电流的检测。