CN101013144A - 霍尔电流检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种霍尔电流检测装置，用于如继电器、电动机保护器等电流检测场合，主要包括带有空气隙的环形铁心、霍尔器件和一块电路板，铁心固定在电路板上，霍尔器件放置在铁心的空气隙中并固定在电路板上，电路板上留有开口，导体从其中穿过，就实现了电流信号的检测、处理；与基于变压器原理的电流互感器相比，本发明省去了一次绕组、二次绕组，体积大大缩小了，此外，铁心中留有一定的开口，不易饱和，扩大了测量范围。此外，本发明将多个电流互感器集成在一块电路板上，实现了简单可靠的连接。

Description

霍尔电流检测装置

技术领域

本发明涉及一种霍尔电流检测装置，用来检测导体中流过的电流，属于电工检测技术领域。

背景技术

有许多装置可以用来检测导体中流过的电流。有一类电流互感器的基本原理和一般单相变压器或电压互感器的原理相同，这样的互感器主要包括三部分：铁心、一次绕组和二次绕组。其中，一次绕组和二次绕组分别绕在铁心上，此外，还有一负载(如电阻)连接在二次绕组上，通过检测负载的电压或电流来检测一次绕组的电流，由此构成电流互感器。还有一种方法用霍尔效应来做成霍尔电流互感器，当导体中流过电流时，就会在铁心中感应相应的磁场，霍尔器件放置在该磁场中，通过相应的电路可使霍尔器件输出电压信号，该电压与导体中的电流成线性关系，据此可检测出导体中的电流，此为霍尔电流互感器的工作原理。

基于变压器工作原理的电流互感器，由于使用了一次绕组和二次绕组，体积一般较大，此外，测量范围一般较小，且容易饱和。

专利文献US6,426,617公开了一种霍尔电流互感器的实现技术方案，其中铁心和霍尔器件固定在第一块电路板上，形成信号检测部分，再将这部分通过特殊的方式连接到第二块电路板上，这种连接包括电气连接和物理连接：即将检测到霍尔电压信号传送到第二块电路板上实现电气连接，将第一块电路板焊接在第二块电路板上以实现两块电路板之间的物理连接。与此带来的问题是，两块电路板的连接给制造上带来了不便。

因此，有必要对霍尔电流互感器进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种霍尔电流检测装置，该装置组件间的连接简单、可靠，整体体积小，并实现测量电流的功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：所述的霍尔电流检测装置包括电路板、铁心、霍尔器件以及固定件(如铆钉)、导体。其中，铁心固定在电路板上，铁心为环形结构并且留有一气隙，霍尔器件放置在该气隙中并且焊接在电路板上，电路板上留有开口，导体从电路板上的开口和环形铁心的开口穿过。通过检测霍尔器件的输出信号即可检测导体上的电流，由此实现霍尔互感器。

本发明的有益效果：与基于变压器原理的电流互感器相比，本发明省去了一次绕组、二次绕组，体积大大缩小了，此外，铁心中留有一定的开口，不易饱和，扩大了测量范围。此外，为了尽量缩小体积，本发明将多个电流互感器集成在一块电路板上，并实现了简单可靠的连接。该霍尔电流检测装置可用于诸如继电器、电动机保护器等电流检测场合，实现了霍尔信号的检测、处理，具有一定的经济效益。

以下结合附图和实施例对本发明作详细的说明。

附图说明

图1、图2是本发明的电流检测装置外观示意图；

图3到图5是本发明的电流检测装置的主视图、左视图、俯视图；

图6是本发明的硅钢片形状；

图7是本发明的另一实施例电流检测装置外观示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，这是本发明的电流检测装置外观示意图。

如图所示，电流检测装置主要包括电路板1、铁心2、霍尔器件3、以及用于将铁心固定在电路板上的器件4(如铆钉)。

参照图3-图5，这是本发明的电流检测装置的主视图、左视图、俯视图。

参照图6，这是本发明的铁心硅钢片形状。铁心2是一个环形的结构，由磁导率较高的物质如硅钢片2a叠加而成，硅钢片2a留有一空气隙2c，用来放置霍尔器件3，硅钢片2a还留有几个孔2b，铆钉4从孔2b穿过将硅钢片2a连接起来，组成铁心2，同时，铆钉4的另一端可焊接在电路板1的焊孔上，将铁心固定在电路板1上。

霍尔器件焊接在电路板1上，其中霍尔平面与铁心2的空气隙相平行，以此获得较强的磁场。

与环形铁心2包围的开口相对，电路板1上留有相应的开口，如图4、图5所示，导体5(虚线所示)从铁心2的开口和电路板1的开口穿过，当导体5上通有电流时，就会在铁心2中感应相应的磁场，通过霍尔器件3来检测该磁场，就可检测出产生该磁场的电流，由此实现电流的检测。

为了降低电气干扰，优选的是将铁心2接地，如将铆钉4与电路板1焊接的焊盘通过线路接地。铁心2接地后，不仅不会对铁心的导磁特性产生影响，还可以避免由导体5耦合进铁心2的电气噪声的影响，提高了抗干扰性。

在继电器、控制和保护电器中经常需要同时测量三相电流，当三相电流值出现非正常值时，相应的保护机构就要发出动作指令。为了尽量缩小电流检测装置的体积，可以将其中两个霍尔电流互感器安装在电路板1的一个面上，另一个霍尔互感器安装在电路板1的另一个面上，如图1所示。这样，电路板1的宽度减小了，环形铁心2的宽度又得到了保证，既缩小了电流检测装置的体积，又保证了足够的精度。

图7是本发明的另一种实施例，其中，三相霍尔电流互感器固定在电路板1的同一面上。

虽然本发明已参照上述的实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员，应当认识到以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述的实施例的变化、变形都将落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1、一种霍尔电流检测装置，用于继电器、电动机保护器多种电流检测场合，该装置包括电路板(1)、霍尔器件(3)、铁心(2)、固定件(4)和导体(5)，其特征在于：铁心(2)固定在电路板(1)上，霍尔器件(3)放置在铁心(2)的空气隙中并垂直电路板安装，电路板(1)上留有开口，导体(5)从其中穿过。

2、如权利要求1所述的霍尔电流检测装置，其特征在于：所述的霍尔器件(3)，其平面与铁心(2)的空气隙相平行。

3、如权利要求1所述的霍尔电流检测装置，其特征在于：所述的电路板(1)有一开口，导体(5)从铁心(2)的开口和电路板(1)的开口穿过。

4、如权利要求1所述的霍尔电流检测装置，其特征在于：所述的铁心(2)接地。

5、如权利要求1或4所述的霍尔电流检测装置，其特征在于：所述的铁心(2)，其为带有空气隙的环形铁心。

6、如权利要求1所述的霍尔电流检测装置，其特征在于：所述的霍尔电流检测装置，其中，铁心(2)和霍尔器件(3)可一起安置在电路板(1)的同一侧，也可安置在电路板(1)的不同侧。

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