CN102854359B - 电流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供电流传感器，该电流传感器具备：由磁性体构成的圆环状的铁芯；以及卷绕于铁芯的线圈，能够检测到在一次导体中流动的电流的变化。在线圈的两末端之间，作为电压限制元件的两个齐纳二极管以极性互相相反的方式串联连接。端子台沿铁芯的外周面突出设置于铁芯配置板的周缘的一部分。齐纳二极管安装于端子台。壳体具备：外形形成为圆筒形且厚度方向上的一面开口的用于收纳铁芯的主体部；以及主体部的外周壁的一部分突出而形成为凸状的收纳部。端子台收纳于收纳部。

Description

电流传感器

技术领域

本发明涉及电流传感器，该电流传感器具备供线圈卷绕的圆环状的铁芯，能够检知到在穿过于铁芯的一次导体中流动的电流。

背景技术

以往，提供有如下电流传感器：该电流传感器具备供线圈卷绕的圆环状的铁芯，能够检测到在穿过于铁芯的一次导体中流动的电流的变化(例如，参照日本专利公开11-121259号公报)。

如图7所示，该文献中所记载的电流传感器具备壳体80，该壳体80收纳圆环状的铁芯20、以及卷绕于铁芯20的线圈。作为铁芯20，例如能够使用环形铁芯等。并且，沿铁芯20的外周面设置有端子台60。在端子台60安装有两根连接线70，该两根连接线70与线圈的两末端电连接。

然而，在上述这样的电流传感器的线圈两末端之间连接有测定电路等电路。根据在一次导体中流动的电流的变化，会在线圈的两末端之间产生超过电路的容许电压的电压并将该电压施加于电路。在该情况下，存在电路发生故障、或进行错误动作的担忧。因此，为了防止超过容许电压的电压被施加于电路，考虑使电压限制元件与线圈的两末端之间连接，该电压限制元件将线圈的两末端之间的输出电压限制在电路的容许电压以下。作为电压限制元件，例如能够使用齐纳二极管(Zener diode)40。

然而，如图7所示，若使齐纳二极管40沿与铁芯20的开口面正交且通过该开口面的中心的中心线与铁芯20重叠配置，则电流传感器整体的厚度会增大。并且，当将这样的电流传感器收纳于壳体80内时，壳体80的厚度也会增大。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电流传感器，该电流传感器具备电压限制元件，并且该电压限制元件不会影响厚度。

本发明的电流传感器具备：由磁性体构成的圆环状的铁芯；卷绕于上述铁芯的线圈；以及电压限制元件，该电压限制元件与上述线圈的两末端连接，将上述线圈的两末端之间的输出电压限制在规定电压，上述电压限制元件以收纳于沿着中心线的方向上的上述铁芯的尺寸内的方式配置于上述铁芯的外周面侧，该中心线与上述铁芯的开口面正交且通过上述开口面的中心。

根据这样的结构，具有如下优点：虽然具备电压限制元件，但电压限制元件不会影响电流传感器的厚度。

优选地，在该电流传感器中，具备将外部与上述线圈电连接的端子台，上述端子台以收纳于上述铁芯的上述尺寸内的方式配置于上述铁芯的外周面侧，在与上述铁芯的上述中心线正交的面内与上述铁芯对置，上述电压限制元件安装于上述端子台。

优选地，在该电流传感器中，具备收纳上述铁芯的壳体，收纳上述端子台的收纳部在与上述铁芯的上述中心线正交的面内突出设置于上述壳体。

优选地，在该电流传感器中，上述端子台具备：朝远离上述铁芯的方向突出的一对突出片；以及中央台，该中央台朝远离上述铁芯的方向突出，并供上述电压限制元件安装，上述中央台配置于上述一对突出片之间，以使一对间隙在沿着上述铁芯的上述中心线的方向上形成，所述一对间隙用于供与上述线圈的两末端分别连接的两根连接线穿过。

附图说明

对本发明的优选的实施方式进行更加详细的叙述。通过以下的详细记述以及附图能够更好地理解本发明的其它特征及优点。

图1是本发明的实施方式的电流传感器的立体图。

图2是本发明的实施方式的电流传感器的主视图。

图3是本发明的实施方式的电流传感器的侧视图。

图4是示出本发明的实施方式的电流传感器的主要部分的俯视图。

图5是本发明的实施方式的电流传感器的电路图。

图6是本发明的实施方式的电流传感器的封装(potting)后的立体图。

图7是现有例的电流传感器的侧视图。

具体实施方式

以下所说明的电流传感器构成为：线圈卷绕于由磁性材料构成的圆环状的铁芯，能够检知到在穿过于铁芯的一次导体中流动的电流的变化。因电流在一次导体中流动而使得线圈成为二次导体，从而该电流传感器会在线圈的两末端之间产生感应电动势。

如图1至图4所示，本实施方式的电流传感器在圆筒状的壳体81收纳有由磁性材料构成的铁芯21、以及卷绕于铁芯21的线圈31(参照图5)。在本实施方式中，铁芯21例如采用环形铁芯。线圈31的两末端分别与两根连接线71、72的一端部电连接，连接线71、72的另一端部与连接器73电连接。连接器73例如与测定电路92(参照图5)连接，该测定电路92对在穿过于铁芯21的一次导体91中流动的电流进行测定。

例如当沿着图1中的上下方向将铁芯21剖开时，该铁芯21的截面形成为矩形状。并且，以交替地通过铁芯21的外侧与内侧的方式将线圈31卷绕于铁芯21。

在电流传感器设置有圆板状的铁芯配置板51。铁芯配置板51的外径与铁芯21的外径大致相等，如图4所示，在铁芯配置板51的中央部设置有圆形的贯通孔52，该圆形的贯通孔52具有与铁芯21的内径大致相等的直径。在铁芯配置板51上配置铁芯21。并且，使连接线71、72与线圈31电连接的端子台61连续一体地形成于铁芯配置板51的周围的一部分。铁芯配置板51及端子台61由绝缘性材料形成。

如图1所示，端子台61以收纳于沿着与铁芯21的开口面正交且通过该开口面的中心的中心线L1的方向(也就是说，图1的上下方向)的铁芯21的尺寸内的方式配置于铁芯21的外周面侧，并在与铁芯21的中心线L1正交的面内与铁芯21对置。在端子台61安装有两个齐纳二极管41、42，该两个齐纳二极管41、42是将线圈31的两末端之间的输出电压限制在规定电压以下的电压限制元件。在端子台61中，与线圈31的两末端连接的连接线71、72还分别与齐纳二极管41、42电连接。在后文中对齐纳二极管41、42向端子台61的安装进行叙述。

在沿着铁芯21的中心线L1的方向上的端子台61的前端部(图2中的上端部)，朝远离铁芯21的方向突出的勾挂台62、63分别形成于铁芯21的周向上的两端。勾挂台62、63的与沿着铁芯21的中心线L1的方向正交的截面，形成为在铁芯21的周向上朝互相分离的方向开口的U字状(参照图4)。也就是说，勾挂台62、63分别具有保持槽64、65，该保持槽64、65分别供连接线71、72穿过。从保持槽64、65向端子台61的外部分别引出连接线71、72。

在端子台61中，在比勾挂台62更靠下方、且在勾挂台62的铁芯21的周向的内侧，形成有朝远离铁芯21的方向突出的突出片66(参照图1)。在勾挂台62与突出片66之间且在沿着铁芯21的中心线L1的方向上形成有间隙，连接线71穿过于该间隙。同样，在比勾挂台63更靠下方、且在勾挂台63的铁芯21的周向的内侧，形成有朝远离铁芯21的方向突出的突出片67。在勾挂台63与突出片67之间且在沿着铁芯21的中心线L1的方向上形成有间隙，连接线72穿过于该间隙。

并且，在突出片66与突出片67之间，形成有朝远离铁芯21的方向突出的矩形箱状的中央台68。在突出片66及突出片67、与中央台68之间分别形成有间隙，连接线71、72分别穿过于该间隙。

在端子台61中的铁芯配置板51的附近部位(图2中的下端部)，连接线71、72分别与线圈31以及齐纳二极管41、42电连接。并且，从勾挂台62的保持槽64向端子台61引入的连接线71，在从保持槽64向勾挂台62与突出片66之间的间隙穿过的部分朝铁芯21的周方弯曲。同样，从勾挂台63的保持槽65向端子台61引入的连接线72，在从保持槽65向勾挂台63与突出片67之间的间隙穿过的部分朝铁芯21的周方弯曲。由此，端子台61成为承受对连接线71、72施加的张力的张力止挡部，从而力难以到达连接线71、72与线圈31及齐纳二极管41、42的连接部分。

齐纳二极管41、42使长边方向朝向沿着铁芯21的中心线L1的方向、且沿铁芯21的周向并列地安装于中央台68内。并且，齐纳二极管41具有分别在沿着铁芯21的中心线L1的方向上延伸的导线43、44，该两根导线43、44被从分别设置于中央台68的上表面与下表面的贯通孔(未图示)向外侧引出。同样，齐纳二极管42也具有分别在沿着铁芯21的中心线L1的方向上延伸的导线45、46，该两根导线45、46被从分别设置于中央台68的上表面与下表面的贯通孔(未图示)向外侧引出。进而，被朝齐纳二极管41、42的一侧(图2中的上侧)引出的两根导线43、45互相电连接。另一方面，对朝齐纳二极管41、42的另一侧(图2中的下侧)引出的两根导线44、46进行如下布线：在端子台61与铁芯配置板51的连续部收纳于端子台61上、且分别与连接线71、72重叠，由此将该两根导线44、46、与连接线71、72以及线圈31电连接。

齐纳二极管41、42安装于端子台61的中央台68，由此以收纳于沿着铁芯21的中心线L1的方向上的铁芯21的尺寸内的方式配置于铁芯的外周面侧。由此，齐纳二极管41、42不会影响电流传感器整体的厚度(沿着铁芯21的中心线L1的方向上的尺寸)。

并且，如图5所示，以使极性互相相反的方式将齐纳二极管41、42串联连接。由此，即使当在一次导体91中流动的电流的变化大时，也能够防止超过规定电压的电压施加于与线圈31的两末端之间连接的电路(图5中的测定电路92)，根据齐纳二极管41、42的击穿电压来规定该规定电压。

如图1所示，本实施方式的铁芯21与铁芯配置板51形成为一体而收纳于壳体81。壳体81具备外形形成为圆筒状、且底面的一方开口的主体部82。在主体部82的外周壁的一部分，具备朝主体部82的外侧突出而形成为凸状的收纳部83。以铁芯配置板51与主体部82的底壁对置的方式在主体部82收纳铁芯21与铁芯配置板51。在收纳部83收纳端子台61，从收纳部83的开口部分将连接线71、72引出。

如图6所示，为了保护壳体81内使其不受外力及湿气等的影响，利用填充到达壳体81的开口的底面的绝缘性的合成树脂84进行封装。作为合成树脂84，例如采用环氧树脂等。

虽然对本发明的几个优选实施方式进行了记述，但是在不脱离本发明的本来的精神及范围、亦即权利要求书的情况下，能够由本领域技术人员进行各种修正及变形。

Claims (2)

1.一种电流传感器，其特征在于，

所述电流传感器具备：

由磁性体构成的圆环状的铁芯；

卷绕于所述铁芯的线圈；以及

电压限制元件，该电压限制元件与所述线圈的两末端连接，将所述线圈的两末端之间的输出电压限制在规定电压，

所述电压限制元件以收纳于沿着中心线的方向上的所述铁芯的尺寸内的方式配置于所述铁芯的外周面侧，该中心线与所述铁芯的开口面正交且通过所述开口面的中心，

所述电流传感器具备将外部与所述线圈电连接的端子台，所述端子台以收纳于所述铁芯的所述尺寸内的方式配置于所述铁芯的外周面侧，所述端子台在与所述铁芯的所述中心线正交的面内与所述铁芯对置，所述电压限制元件安装于所述端子台，

所述端子台具备：

朝远离所述铁芯的方向突出的一对突出片；

中央台，该中央台朝远离所述铁芯的方向突出，并供所述电压限制元件安装；以及

一对勾挂台，所述一对勾挂台朝远离所述铁芯的方向突出，

所述中央台配置于所述一对突出片之间，以使一对间隙在沿着所述铁芯的所述中心线的方向上形成，所述一对间隙用于供与所述线圈的两末端分别连接的两根连接线穿过，

所述一对勾挂台具有供所述两根连接线分别穿过的一对保持槽，

所述一对突出片形成在比所述一对勾挂台更靠下方、且在所述一对勾挂台的所述铁芯的周向的内侧，

从所述一对勾挂台的所述一对保持槽向所述端子台引入的所述两根连接线，在从所述一对保持槽向所述一对勾挂台与所述一对突出片之间的间隙穿过的部分朝所述铁芯的周向弯曲。

2.一种电流传感器，其特征在于，

所述电流传感器具备：

由磁性体构成的圆环状的铁芯；

卷绕于所述铁芯的线圈；以及

电压限制元件，该电压限制元件与所述线圈的两末端连接，将所述线圈的两末端之间的输出电压限制在规定电压，

所述电压限制元件以收纳于沿着中心线的方向上的所述铁芯的尺寸内的方式配置于所述铁芯的外周面侧，该中心线与所述铁芯的开口面正交且通过所述开口面的中心，

所述电流传感器具备将外部与所述线圈电连接的端子台，所述端子台以收纳于所述铁芯的所述尺寸内的方式配置于所述铁芯的外周面侧，所述端子台在与所述铁芯的所述中心线正交的面内与所述铁芯对置，所述电压限制元件安装于所述端子台，

所述电流传感器具备收纳所述铁芯的壳体，收纳所述端子台的收纳部在与所述铁芯的所述中心线正交的面内突出设置于所述壳体，

所述端子台具备：

朝远离所述铁芯的方向突出的一对突出片；

中央台，该中央台朝远离所述铁芯的方向突出，并供所述电压限制元件安装；以及

一对勾挂台，所述一对勾挂台朝远离所述铁芯的方向突出，

所述中央台配置于所述一对突出片之间，以使一对间隙在沿着所述铁芯的所述中心线的方向上形成，所述一对间隙用于供与所述线圈的两末端分别连接的两根连接线穿过，

所述一对勾挂台具有供所述两根连接线分别穿过的一对保持槽，

所述一对突出片形成在比所述一对勾挂台更靠下方、且在所述一对勾挂台的所述铁芯的周向的内侧，

从所述一对勾挂台的所述一对保持槽向所述端子台引入的所述两根连接线，在从所述一对保持槽向所述一对勾挂台与所述一对突出片之间的间隙穿过的部分朝所述铁芯的周向弯曲。