CN102818924A - 一种控制器电流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器电流传感器，第一磁环（1）具有气隙（9），第二磁环（2）具有气隙（10）；第一导电体（3）穿过第一磁环（1），第二导电体（4）穿过第二磁环（2）；第一霍尔元件（7）置于第一磁环（1）的气隙（9）中，第二霍尔元件（8）置于第二磁环（2）的气隙（10）中，第一霍尔元件（7）和第一磁环（1）形成闭合磁路，第二霍尔元件（8）和第二磁环（2）形成闭合磁路；第一导电体（3）和第二导电体中（4）通过三相交流电其中的两相。用于实现电动汽车控制器的电流采集。发明旨在实现电流的非接触采集，提供一种结构简单，实用可靠，成本低廉，体积小，易操作的电流传感器结构。

Description

一种控制器电流传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种用于控制器上的电流传感器。 

背景技术

目前控制器电流采集技术日趋成熟，逐步向市场化迈进，各个厂商之间的竞争日益激烈，如何降低成本，提升性能变得越来越重要。传统的电流传感器存在以下问题：1.体积大，不利于安装和缩小控制器体积；2.成本高，多采用集成的电流传感器，成本较高；3.一般为单路电流采集，如果用于交流电机控制器，至少需要两到三路电流采集，就需要几个传感器共同使用，再一次提高了成本。所以目前的控制器电流传感器需要进行改进设计。 

发明内容

本发明旨在克服现有技术中的不足，提供一种结构简单，实用可靠，成本低廉，体积小，易操作的电流传感器结构。 

本发明是采取以下技术方案实现的：第一磁环、第二磁环、第一导电体、第二导电体、印刷电路板，其特征在于：所述印刷电路板具有处理电路、第一霍尔元件、第二霍尔元件；第一磁环具有气隙，第二磁环具有气隙；第一导电体穿过第一磁环，第二导电体穿过第二 磁环；第一霍尔元件置于第一磁环的气隙中，第二霍尔元件置于第二磁环的气隙中，第一霍尔元件和第一磁环形成闭合磁路，第二霍尔元件和第二磁环形成闭合磁路；第一导电体和第二导电体中通过三相交流电其中的两相。 

第一磁环、第二磁环、第一导电体、第二导电体、印刷电路板固定于外围电路板上。第一磁环的横截面的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、半圆形中的一种；第二磁环的横截面的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、半圆形中的一种。 

第一磁环和第一霍尔元件所形成的磁路的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形中的一种；第二磁环和第二霍尔元件所形成的磁路的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形中的一种。第一磁环形状和第二磁环的材质为硅钢片、金属粉末、金属合金、铁氧体、非晶合金中的一种或几种组合。第一霍尔元件和第二霍尔元件为线性霍尔元件。处理电路对第一霍尔元件和第二霍尔元件所产生的霍尔电位差进行处理。 

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下几个方面： 

1.体积小，可以根据控制器的印刷电路板设计适合的电流采集装置，与控制器融为一体，最大限度的节省空间。 

2.成本低，所述电流传感器相比目前市场上多采用的集成式电流传感器来讲成本降低很多，且可以根据控制器的精度需求使用复杂或简单的电流采集装置。 

3.带宽可定制，电流采集装置的带宽可以根据磁性组件的材料，霍尔器件和处理电路性能的不同而改变。 

4.该电流传感器可以多路电流采集，节约成本和空间。 

附图说明

图1是该发明的控制器电流传感器的结构图示意图； 

图2是该发明的印刷电路板的结构示意图； 

图3是该发明的磁环的结构示意图。 

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述，以下关于本发明的实施方式的描述只是示例性，并不是为了限制本发明的所要保护的主题，对于本发明所描述的实施例还存在更多的技术内容在权利要求范围内的变化，都属于本发明所需要保护的主题。 

如附图1至附图3，其中1是第一磁环，2是第二磁环，3是第一导电体，4是第二导电体，5是印刷电路板，6是处理电路，7是第一霍尔元件，8是第二霍尔元件，9是气隙，10是气隙，11是外围电路板。 

如图1至图3，第一磁环1、第二磁环2、第一导电体3、第二导电体4、印刷电路板5固定在外围电路板11上，第一导电体3穿过磁环并设置于磁环的中心点的位置，第二导电体4穿过磁环并设置于磁环的中心点的位置。第一磁环1具有气隙9，第二磁环2具有气隙10，印刷电路5上焊接有第一霍尔元件7和第二霍尔元件8以及处理电路，第一霍尔元件7和第二霍尔元件8分别位于印刷电路板5的同一侧非对角线的两个角上。在将磁环固定与 外围电路板11上时，需是两个磁环的气隙相对，使得印刷电路板5在固定与外围电路板11上时，第一霍尔元件7可以置于气隙9中并与第一磁环1形成闭合磁路，第二霍尔元件8可以置于气隙10中并与第二磁环2形成闭合回路。 

本控制器电流传感器用于测试控制器中的三相交流电，因为对于三相交流电，我们只需要测试其中的两相便可得知第三相电流大小与方向，故为了节约成本和空间，第一导电体3和第二导电体4分别通过三相交流电中的两相。第一导电体3和第二导电体4可以是与三相交流电路相接而使其通过电流，也可以直接作为三相交流电的接线柱。 

第一霍尔元件7和第二霍尔元件8与处理电路5相连接，当导电体中通过电流时，第一霍尔元件7感应其与第一磁环1形成的闭合磁路中的磁场从而产生电位差，第二霍尔元件8感应其与第二磁环2形成的闭合磁路中的磁场从而产生电位差。处理电路采集到第一霍尔元件7和第二霍尔元件8上的电位差并进行处理，从而反映第一导电体3和第二导电体4中的电流大小及方向。 

第一磁环1和第二磁环2由硅钢片或金属粉末或金属合金或铁氧体或非晶合金材料组成，也可由几种材料组合组成，气隙9和气隙10的宽度根据印刷电路板5与霍尔元件的厚度和相适应，按照可将印刷电路板5上的霍尔元件恰好置于其中也气隙的两个截面与霍尔元件的距离小于3-5mm为准。 

在实际应用中，闭合磁路可为矩形或其他形状，磁环的截面可采用适合放置霍尔元件的多种形状，考虑到截面效应，第一磁环1和第二磁环2的截面的大小稍大于放置于其气隙中的霍尔元件的大小。在 以上的实施例中，我们列举的为第一磁环1和第二磁环2为横截面的形状为矩形，磁环与霍尔元件所形成的闭合磁路为圆形时的情况。而对于权利要求书提及的关于磁环的其他形状，其原理和结构与该实施例一致，故为描述简洁，只对这一实施例进行描述。 

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。 

Claims (7)

1.一种控制器电流传感器，包括：第一磁环（1）、第二磁环（2）、第一导电体（3）、第二导电体（4）、印刷电路板（5），其特征在于：所述印刷电路板（5）具有处理电路（6）、第一霍尔元件（7）、第二霍尔元件（8）；第一磁环（1）具有气隙（9），第二磁环（2）具有气隙（10）；第一导电体（3）穿过第一磁环（1），第二导电体（4）穿过第二磁环（2）；第一霍尔元件（7）置于第一磁环（1）的气隙（9）中，第二霍尔元件（8）置于第二磁环（2）的气隙（10）中，第一霍尔元件（7）和第一磁环（1）形成闭合磁路，第二霍尔元件（8）和第二磁环（2）形成闭合磁路；第一导电体（3）和第二导电体中（4）通过三相交流电其中的两相。

2.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：第一磁环（1）、第二磁环（2）、第一导电体（3）、第二导电体（4）、印刷电路板（5）固定于外围电路板（11）上。

3.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：所述第一磁环（1）的横截面的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、半圆形中的一种；第二磁环（2）的横截面的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形、半圆形中的一种。

4.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：所述第一磁环（1）和第一霍尔元件（7）所形成的磁路的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形中的一种；第二磁环（2）和第二霍尔元件（8）所形成的磁路的形状为矩形、圆形、椭圆形、三角形、菱形中的一种。

5.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：所述第一磁环（1）形状和第二磁环（2）的材质为硅钢片、金属粉末、金属合金、铁氧体、非晶合金中的一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：所述第一霍尔元件（7）和第二霍尔元件（8）为线性霍尔元件。

7.根据权利要求1所述的控制器电流传感器，其特征在于：所述处理电路（6）对第一霍尔元件（7）和第二霍尔元件（8）所产生的霍尔电位差进行处理。

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