CN101556862A - 一种高频脉冲电流互感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于开关电源中的脉冲电流互感器，包括一个或多个基本相同的单元，每个单元包括一个开路的磁芯和与之配合形成闭合磁路的衔铁，其特征在于在所述磁芯上绕制有绕组，并设有信号输出引脚，在所述磁芯和衔铁之间设置有金属导电片。本发明将信号绕组绕制在一个开路的磁芯上，便于机械化绕制，然后再将一个衔铁覆盖其上，形成磁通的回路，提高互感器的电感量，降低漏感，减少外部磁场对互感器的干扰。金属导电片连接到被采样电流的回路，这样被采样电流信号则穿过磁芯和衔铁之间的空间，在绕组上感应出电流信号，并由信号输出引脚将感应信号输出。由于本发明无须任何骨架，因此加工非常简单，制造成本较低。

Description

一种高频脉冲电流互感器
技术领域
本发明涉及一种用于开关电源中的脉冲电流互感器。
背景技术
高频脉冲电流互感器广泛应用于开关电源中，一般用于开关频率脉冲电流的检测，作为控制，驱动或者保护信号。常用的脉冲电流互感器都采用环形磁芯，或者采用有骨架的磁芯，将信号绕组绕制在磁环上或者骨架上，被采样的电流信号则穿过磁环或者在骨架上绕若干圈。这样就能在信号绕组上获得需要的脉冲电流信号。
这样的实现方法比较复杂，尤其是采用磁环作互感器时，当互感器信号绕组的圈数多达数百圈时，需要人工绕制，成本很高。而当采用骨架时，虽然信号绕组相对磁环的绕制方法要简单，但是被采样电流的绕组处理比较麻烦，需要特别成型处理。而且组装时必须三维方向进行，如果采用自动化，则生产线需要的自动化机械很复杂，成本很高，因此需要采用人工进行组装。
为了降低人工成本，必须简化互感器信号绕组的制作，简化组装的过程。本发明采用无需骨架的互感器信号绕组的绕制方法，绕制工艺不受圈数限制，并且需要根据生产线自动化的特点，设计可以全自动化组装的结构。
发明内容
本发明主要为了解决现有的电流互感器的制程复杂、成本高的问题，而提出一种结构简单的脉冲电流互感器，旨在简化制造程序、降低制造成本。
解决上述问题采用的技术方案是：一种脉冲电流互感器，包括一个或多个基本相同的单元，每个单元包括一个开路的磁芯和与之配合形成闭合磁路的衔铁，其特征在于在所述磁芯上绕制有绕组，并设有信号输出引脚，在所述磁芯和衔铁之间设置有金属导电片。
本发明将信号绕组绕制在一个开路的磁芯上，便于机械化绕制，然后再将一个衔铁覆盖其上，形成磁通的回路，提高互感器的电感量，降低漏感，减少外部磁场对互感器的干扰。金属导电片连接到被采样电流的回路，这样被采样电流信号则穿过磁芯和衔铁之间的空间，在绕组上感应出电流信号，并由信号输出引脚将感应信号输出。由于本发明无须任何骨架，因此加工非常简单，制造成本较低。
根据本发明，所述的磁芯可以是任何形式的开路结构，优选为磁棒、磁片或“工”形磁芯。
根据本发明，所述的衔铁可以是能够与磁芯形成闭合磁路的任何形式的结构，优选为磁棒、磁片或“工”形磁芯。
根据本发明，所述的金属导电片可以是任何形式的结构，优选为平片状、“U”形片或“L”形片。所述的金属导电片可以是任何具有良好导电性能的金属，优选铜片或银片。
根据本发明，所述的信号输出引脚采用表贴或直插的方式设置在所述的基础磁芯上。
根据本发明，所述的衔铁上也设置有绕组，构成单路采样双路信号输出电路。
根据本发明，多个基本相同的单元上下叠放设置，构成集成式双电流互感器或多电流互感器。相邻单元之间共用同一衔铁，可进一步简化结构。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是现有的环形互感器的结构示意图。
图2是现有的采用E型磁芯和骨架的互感器的结构示意图。其中图2(A)是爆炸图，图2(B)是一个角度的轴测图，图2(C)是另一个角度的轴测图。
图3是本发明平面棒形和平面工型磁芯的结构示意图。
图4是本发明的采用平面“工”形磁芯和衔铁、单路采样单路输出的电流互感器实施方式的结构示意图。
图5是本发明的采用平面“工”形磁芯、磁片形衔铁、单路采样单路输出的电流互感器实施方式的结构示意图。
图6是本发明的信号输出引脚采用表贴封装方式与磁芯连接的实施方式的结构示意图。
图7是本发明的双信号绕组互感器的实施方式的结构示意图。
图8是本发明的集成式双电流互感器实施方式的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，现有的环形互感器，磁芯1呈闭合的环形结构，将信号绕组3绕制在环形磁芯1上，被采样的电流信号1则穿过环形磁芯1，这样就能在信号绕组上获得需要的脉冲电流信号。
参照图2，是另一种现有的脉冲电流互感器结构，包括一对E型磁芯1和一个线圈骨架6，先将信号绕组3绕制在线圈骨架6，再将加工成特定形状的金属导电片2套在绕组3上，然后将线圈骨架6组件插入其中一个E型磁芯1的中心柱内，最后将另一个E型磁芯1插入线圈骨架6，并与第一个E型磁芯1对合形成闭合磁路。
上述现有技术的缺陷前面已经描述过了，在此不再赘述。
参照图3，本发明脉冲电流互感器的磁芯及其结构的结构示意图。本发明的磁芯可以是任何形式的开路结构，优选为磁棒(如图3(A)所示)、磁片或“工”形磁芯(如图3(B)所示)。图3(C)是“工”形磁芯1绕制绕组3及安装上信号输出引脚4后的组件的结构示意图。
参照图4，本发明的单路采样单路输出的电流互感器的实施例，包括一对呈平面的“工”字形的磁芯1和衔铁5，所述的磁芯1上绕制有绕组3，信号输出引脚4通过直插式连接到磁芯1上，所述的磁芯1和衔铁5上下叠放，形成一个闭合的磁路，在所述磁芯1和衔铁5之间设置有“U”金属导电铜片2。所述的金属导电铜片2连接到被采样电流的回路，因此其上流过的电流即为被采样电流信号。
参照图5，本发明单路采样单路输出的电流互感器的另一实施方式，与图4实施方式不同之处在于衔铁5采用磁片结构，其余结构与图4实施方式相同。
参照图6，本发明单路采样单路输出的电流互感器的又一实施方式，与图4实施方式不同之处在于信号输出引脚4采用表贴封装方式与磁芯1连接，其余结构与图4实施方式相同。
参照图7，本发明单路采样双路输出的电流互感器的实施方式，与图4实施方式不同之处在于衔铁5上也绕制有绕组3，并设有信号输出引脚4，并且金属导电铜片2为一平片，其余结构与图4实施方式相同。
参照图8，本发明集成式双电流互感器的实施方式，包括一对“工”字形的磁芯1-1、1-2、一对金属导电铜片2-1、2-2和一个面片形衔铁5，在每个“工”字形的磁芯1-1、1-2均绕制有一个绕组3-1、3-2，一对信号输出引脚4-1通过直插方式固定在磁芯1-1上，另一对信号输出引脚4-2也通过直插方式固定在磁芯1-2上，磁芯1-2、金属导电铜片2-2、衔铁5、金属导电铜片2-1、磁芯1-1自上而下依次叠放。这样，由磁芯1-2、金属导电铜片2-2、衔铁5、绕组3-2和信号输出引脚4-2构成一个电流互感器；由磁芯1-1、金属导电铜片2-1、衔铁5、绕组3-1和信号输出引脚4-1构成另一个电流互感器，两个电流互感器共用一个衔铁5，形成一个集成式双电流互感器。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是发明的保护范围。
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种高频脉冲电流互感器，包括一个或多个基本相同的单元，每个单元包括一个开路的磁芯(1)和与之配合形成闭合磁路的衔铁(5)，其特征在于在所述磁芯(1)上绕制有绕组(3)，并设有信号输出引脚(4)，在所述磁芯(1)和衔铁(5)之间设置有金属导电片(2)。
2、如权利要求1所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的磁芯(1)为磁棒、磁片或“工”形结构磁芯。
3、如权利要求1所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的衔铁(5)为磁棒、磁片或“工”形结构磁芯。
4、如权利要求1所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的金属导电片(2)为平片状、“U”形片或“L”形片。
5、如权利要求1所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的金属导电片(2)为铜片或银片。
6、如权利要求1所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的信号输出引脚(4)采用表贴或直插的方式设置在所述的磁芯(1)上。
7、如权利要求1-6任何一项所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于所述的衔铁(5)上也设置有绕组(3)，构成单路采样双路信号输出电路。
8、如权利要求1-6任何一项所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于多个基本相同的单元上下叠放设置，构成集成式双电流互感器或多电流互感器。
9、如权利要求8所述的一种高频脉冲电流互感器，其特征在于相邻单元之间共用同一衔铁(5)。
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