CN106133529B - 电流转换器 - Google Patents
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Abstract
一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器,包括壳体(4)、围绕初级导体延伸穿过其中的中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8)。壳体包括容纳磁芯的磁芯容纳腔(22)以及容纳磁场感测的连接接口部分(25),连接接口从磁芯容纳腔向外伸出以及包括与可选择性地安装至连接接口部分的分开的连接器接口元件(11)的闩锁元件互补的闩锁元件。连接器接口元件包括连接器护罩(14),连接器护罩(14)与连接端子一起形成用于可插连接至外部可插连接器的可插连接器接口,电流转换器适合在没有连接器护罩的情况下安装在外部电路板上。
Description
技术领域
本发明涉及电流转换器,包括围绕初级导体可以延伸穿过其中的中央孔径的磁路,用于测量所述初级导体中的电流。
背景技术
用于电流感测应用的电流转换器模块典型地包括由高磁导率材料制成的磁芯,该磁芯围绕使承载待测电流的初级导体穿过其中的中央孔径。磁芯可以典型地具有大致矩形或者圆形的形状以及根据配置可以设置有其中安置磁场检测器(诸如以ASIC形式的霍尔效应传感器)或者磁通门传感器的气隙。由在初级导体中流动的电流生成的磁通量由磁芯聚集以及表示初级电流。在闭环型的电流传感器中,磁场传感器在反馈环路中连接至补偿线圈(通常还称为次级线圈),该补偿线圈典型地围绕磁芯的一部分缠绕以生成趋向于抵消由初级导体生成的磁场的补偿电流。因此,补偿电流表示待测电流的镜像。次级线圈还用于开环型的电流转换器中,但是在变压器效应中用作测量集中于磁芯中的磁场的拾取线圈。
此处提到的一般术语“电流转换器”还意味着包括电流互感器,电流互感器可以被看作特殊形式的电流转换器。电流互感器可以被看作没有电子装置的闭环电流转换器。
发明内容
在各种各样的应用和装置中使用电流传感器以用于监控或者控制电装置和系统。在许多应用中,降低这种部件的制造成本以及在电路中实现和使用该部件的成本是有重要优势的。通常在提供紧凑部件以使其中安装部件的装置小型化和/或降低其中安装部件的装置的重量中也有重要优势。
鉴于电流转换器可以用于的各种具体应用和装置,提供通用连接和安装布置是有利的。
本发明的目的是提供通用的并且易于安装的电流转换器。
提供生产、安装和使用起来较为经济的电流转换器是有利的。
提供确保精确测量和可靠工作的电流转换器是有利的。
提供紧凑的、坚固(robust)的和稳定的电流转换器是有利的。
本发明的目的已经通过提供一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器实现,该电流转换器包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),初级导体延伸穿过该中央孔径,壳体包括存放磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),连接接口部分从磁芯容纳腔向外伸出以及包括第一闩锁元件,第一闩锁元件与选择性地可安装至连接接口部分的分开的连接器接口元件(11)的第一互补闩锁元件互补,连接器接口元件包括连接器护罩(14),该连接器护罩与连接端子一起形成用于可插连接至外部可插连接器的可插连接器接口,电流转换器适合在没有连接器护罩的情况下安装在外部电路板上。
本发明的目的已经通过提供一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器实现,该电流转换器包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),初级导体延伸穿过该中央孔径,壳体包括存放磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),转换器还包括导体模块(5),该导体模块包括存放U形导体线圈部分(3)的绝缘支撑件(12),绝缘支撑件还包括第二闩锁元件(28a),该第二闩锁元件配置为接合壳体上设置的互补闩锁凸肩(28b)以围绕电流转换器的分支固定导体模块,其中绝缘支撑件包括导体安装通道并且导体安装通道包括配置为将U形导体线圈部分扣紧在导体安装通道中的卡扣突出部(27),可变的数量的导体线圈部分被可插入地安装至绝缘支撑件,该数量根据电流转换器的工作范围进行选择。
本发明的目的已经通过提供一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器实现,该电流转换器包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),初级导体延伸穿过该中央孔径,壳体包括存放磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),转换器还包括与壳体分开的支撑元件(7),支撑元件包括基板(38)并且使间隔距离(H1)的一对定位壁(40)从支撑元件横向地延伸,距离(H1)与电流转换器的壳体的相对横向侧之间的高度(H2)基本上相对应,支撑元件配置为允许电流转换器的壳体插入在支撑件的定位壁之间,其中定位壁包括第三闩锁元件(42a),该第三闩锁元件配置为接合在壳体的横向侧上设置的第三互补闩锁元件(42b),壳体包括在沿着转换器的分支的多个位置处的多个第三互补闩锁元件(42b),以使得能够在不同位置处将支撑元件固定到壳体上。
以下实施例阐述了本发明实施例的各种有利特征:
根据一个实施例,电流转换器还包括导体模块(5),该导体模块包括存放U形导体线圈部分(3)的绝缘支撑件(12),绝缘支撑件还包括第二闩锁元件(28a),该第二闩锁元件配置为接合在壳体上设置的互补闩锁凸肩(28b)以围绕电流转换器的分支固定导体模块。
根据一个实施例,其中绝缘支撑件包括导体安装通道,该导体安装通道包括配置为将U形导体线圈部分扣紧在导体安装通道中的卡扣突出部(27),可变的数量的导体线圈部分被可插入地安装至绝缘支撑件,该数量根据电流转换器的工作范围进行选择。
根据一个实施例,其中连接器护罩提供围绕并且保护连接端子的护罩壁部分(49),连接器护罩还包括具有孔(46)的内支撑壁部分(45),孔配置为容纳以及引导连接端子。
根据一个实施例,其中磁芯具有围绕中央孔径的大致矩形形状以及包括定位在连接磁芯的分支(6a、6b)的拐角区域中的磁场回路间隙(16)。
根据一个实施例,其中连接器护罩以相对于分支中的一个分支成20°和45°之间的角度(β)从拐角区域向外伸出。
根据一个实施例,其中磁场回路间隙被配置为将磁场装置的磁场检测器(10)以相对于分支中的一个分支成20°与45°之间的角度(β)容纳在磁场回路间隙中。
根据一个实施例,其中连接端子具有配置用于连接至电路板的电路迹线的弯曲端部分(34)。
根据一个实施例,其中导体模块的第二闩锁元件设置在导体模块的相对并行分支上并且接合在壳体的相对横向侧上设置的第二互补闩锁元件,导体模块被配置为可旋转地插入穿过中央孔径以及围绕磁芯的分支。
根据一个实施例,其中壳体连接接口部分包括与分开的连接器接口元件上的互补极化元件(44)可协作的极化元件。
根据一个实施例,还包括与壳体分开的支撑元件(7),支撑元件包括基板(38)并且使间隔距离(H1)的一对定位壁(40)从支撑元件横向地延伸,距离(H1)与电流转换器的壳体的相对横向侧之间的高度(H2)基本上相对应,支撑元件配置为允许电流转换器的壳体插入在支撑件的定位壁之间,其中定位壁包括第三闩锁元件(42a),该第三闩锁元件配置为接合在壳体的横向侧上设置的第三互补闩锁元件(42b),其中壳体包括在沿着转换器的分支的多个位置处的多个第三互补闩锁元件(42b),以使得能够在不同位置处将支撑元件固定至壳体上。
根据一个实施例,其中支撑元件包括配置为允许支撑件插入在磁路孔径中的宽度(W),以使得基板抵靠在磁路孔径的内面上。
根据一个实施例,电流转换器还包括延伸穿过中央孔径的集成导体棒(1)。
根据一个实施例,其中支撑元件用于将初级导体棒固定在中央孔径内。
此处公开了用于测量初级导体中的电流的电流转换器,包括壳体、围绕初级导体延伸穿过其中的中央孔径的磁芯以及包括连接端子的磁场感测装置,壳体包括存放磁芯的磁芯容纳腔和存放磁场感测的连接接口部分。
在本发明的第一方面中,连接接口从磁芯容纳腔向外伸出以及包括与可选择性地安装至连接接口部分的分开的连接器接口元件的闩锁元件互补的闩锁元件。连接器接口元件包括连接器护罩,连接器护罩与连接端子一起形成可插连接器接口,用于可插连接至外部可插连接器。因此,电流转换器可以适合在没有连接器护罩的情况下安装在外部电路板上,以及在连接器接口元件闩锁在壳体的连接接口部分上时适合可拆卸地可插连接至外部连接器。
在本发明的第二方面中,转换器还包括导体模块,导体模包括存放U形导体线圈部分的绝缘支撑件,绝缘支撑件还包括配置为接合在壳体上设置的互补闩锁凸肩的闩锁元件,用于围绕电流转换器的分支固定导体模块。导体安装通道包括配置为将U形导体线圈部分扣紧在导体安装通道中的卡扣(clasp)突出部,可变数量的导体线圈部分可插入地安装至绝缘支撑件,根据电流转换器的工作范围选择该数量。
在本发明的第三方面中,转换器还包括与壳体分开的支撑元件,支撑元件包括基板并且使一对定位壁从其中横向地延伸,该对定位壁间隔与电流转换器的壳体的相对横向侧之间的高度基本上相对应的距离,被配置为允许电流转换器的壳体插在支撑件的定位壁之间,其中定位壁包括配置为接合在壳体的所述横向侧上设置的互补闩锁元件的闩锁元件。
在实施例中,闩锁元件可以设置在导体模块的相对并行分支上以及接合在壳体的相对横向侧上设置的互补闩锁元件,导体模块被配置为可旋转地插入穿过中央孔径以及围绕磁芯的分支。
在实施例中,连接器护罩有利地提供围绕和保护连接端子的护罩壁部分,连接器护罩还包括带有孔的内支撑壁部分,该孔配置为容纳以及引导磁场感测装置的连接端子。
在实施例中,磁芯可以具有围绕中央孔径的大致矩形形状以及包括定位在连接磁芯分支的拐角区域中的磁场回路间隙。
在实施例中,磁路间隙可以被配置为以相对于所述分支中的一个成20°与45°之间的角度(β)将磁场装置的磁场检测器容纳在其中。
在实施例中,连接端子具有弯曲端部分,配置用于连接至电路板的电路迹线。
在实施例中,壳体连接接口部分有利地包括可与分开的连接器接口元件上的互补极化元件协作的极化元件。
在实施例中,壳体可以有利地包括在沿着转换器的分支的多个位置处的多个闩锁元件以使得可以在不同位置处将支撑元件固定到壳体上。
在实施例中,支撑元件可以有利地包括宽度,配置为允许支撑件插入在磁路孔径中以使得基板抵靠在磁路孔径的内面上。
在实施例中,支撑元件可以用于将初级导体棒固定在中央孔径内。
附图说明
通过权利要求、具体实施方式和所附绘图,本发明的另外目的和有利特征将变得清晰,在绘图中:
图1a-1e是根据本发明不同实施例的电流转换器的透视图;
图2a是根据本发明实施例的电流转换器的透视分解图;
图2b是根据本发明另一个实施例的电流转换器的透视分解图;
图3是根据本发明实施例的电流转换器的壳体部分的视图;
图4a是图3中图示的壳体部分的一部分以及壳体部分中安装的磁路的一部分的视图;
图4b是类似于图4a的视图但是在壳体部分中安装有磁场感测装置;
图5a、5b是根据本发明实施例的磁场感测装置的透视图;
图6a、6b是导体模块的透视图,具体为可安装在根据本发明实施例的电流转换器的中央孔径中的初级导体模块;
图7a、7b是安装在中央孔径中的导体模块的剖面视图;
图8是根据本发明实施例的电流转换器的支撑元件的透视图;
图9是图示在不同的可用组装位置中的支撑元件的根据本发明实施例的电流转换器的透视图;
图10a是根据本发明实施例的电流转换器的连接接口部分的透视图;
图10b是根据本发明实施例的电流转换器的连接接口部分护罩的透视图;
图10c是根据本发明实施例的电流转换器的连接接口部分的剖面视图。
具体实施方式
参照附图以及更具体地参照图2a和图2b,根据本发明实施例的电流转换器2包括壳体4、安装在壳体中的磁芯6和磁场感测装置8。
在变型中,电流转换器可以是开环型的以及磁场感测装置可以包括磁通量密度传感器(诸如,霍尔元件),该磁通量密度传感器可以放置在软磁芯6中形成的磁路间隙16中。
在另一个变型中,电流转换器可以是开环型的,包括充当拾取线圈的次级绕组,该拾取线圈拾取由初级导体中流动的电流生成的在磁芯中循环的磁场信号以测量低频电流和DC电流。
在又另一个变型中,转换器可以是无源电流互感器型的,具有软磁芯6以及围绕磁芯的分支或者一部分的电流互感器线圈。
在又另一个变型中,电流转换器可以是闭环型的以及围绕磁芯的分支缠绕的次级线圈充当补偿线圈,补偿线圈被驱动以抵消由在初级导体中流动的电流生成的在磁芯中循环的磁场信号。在该变型中,磁场感测装置8可以安装在磁芯6的磁路间隙16中。闭环型电流转换器的工作原理本身在本领域中众所周知,其中由承载待测电流的初级导体生成的磁场由磁场感测装置8拾取,磁场感测装置的信号被处理以在次级线圈中生成电流,该次级线圈设法产生抵消由初级导体生成的磁场的相反磁场。因此,驱动次级线圈抵消磁芯中的磁场所需要的电流表示初级电流的镜像(即,与待测初级电流成比例)。
电流转换器还可以包括在安装在壳体中或者壳体外部的电路板上形成的信号处理电路,电流转换器安装在该壳体上。
电流转换器可以包括电连接器或者电连接引线或者电缆,用于连接至接收测量信号以及根据变型为电流转换器供应电力的外部电路。
软磁芯可以由铁氧体(ferrite)或者层压软铁或者具有高磁导率和低矫顽力(coercive force)的其它材料制成。
电流转换器2包括穿过转换器的中心以及配置为允许电流导体1、3延伸穿过其中的磁路孔径9。电流导体中的至少一个用来承载待测初级电流。根据变型,电流导体可以包括用于承载次级电流的次级电流导体,该次级电流可以是补偿电流,补偿电流在闭环传感器配置中配置为抵消由初级导体生成的磁场。次级导体还可以形成拾取线圈的一部分以测量变压器效应中的高频电流。电流导体还可以包括两个初级导体部分,用于测量差动电流。
在变型中,电流导体可以包括初级导体棒1,初级导体棒1延伸穿过磁路孔径以便提供用于连接至承载待测电流的外部导体的连接端。
在某些实施例中,电流转换器可以不设置预先安装至转换器的初级导体部分,在操作地点穿过磁路孔径9插入承载待测电流的导体。
在某些实施例中,电流导体还可以包括围绕磁芯6的分支安装以及延伸穿过磁路孔径9的导体线圈部分3,导体线圈部分3具有大致U形的形状。
导体线圈部分3可以有利地形成导体模块5的一部分,该导体模块5包括具有其中存放导体线圈部分3的导体安装通道26的绝缘支撑件12。导体安装通道26可以设置有卡扣或者收缩(pinch)突出部27,配置为将U形导体线圈部分3扣紧在导体安装通道26中。具有卡扣突出部的预成型导体安装通道使选定量的U形导体线圈部分3(从一个到多个,占据所有可用位置)能够组装在绝缘支撑件中。这允许容易地配置围绕磁芯缠绕的绕组数量而不需要修改或者重新设计绝缘支撑件12和壳体4。绝缘支撑件12还包括具有闩锁突出部或者凸肩29的闩锁元件28a,闩锁元件28a配置为接合在壳体4上设置的互补闩锁凸肩28b以用于将导体模块固定在电流转换器分支的周围。在变型中,然而,还可以提供其中导体线圈部分由绝缘支撑件包覆成型(overmold)的导体模块。
如图7a和图7b中明显可见的,可以穿过磁路孔径9插入导体模块5的U形导体线圈部分的端部以及使模块5围绕壳体4旋转并且夹持到壳体4上。闩锁元件28a设置在导体模块5的相对并行分支上以及接合设置在壳体相对横向侧上的互补闩锁元件28b。
壳体4可以在转换器分支中的任何一个上或者多个分支上设置有闩锁元件28b以使得可以围绕转换器的不同分支夹持导体模块5。
在变型(未示出)中,可以将多个导体模块夹到电流转换器上。例如,可以将导体模块5夹在电流转换器的相对并行分支上。这允许提供围绕电流转换器的磁路安装的多个线圈。例如,一个线圈可以充当次级线圈以及另一个充当初级线圈,或者两个线圈承载差动电流测量布置中的初级导体,或者两个线圈可以是相同初级电流导体的部分,另外的线圈用来提高例如电流测量的灵敏度。
可围绕电流转换器的分支分开安装的导体模块5的优点是转换器可以根据应用设置有或者不设置导体线圈部分3,以及另外可以通过在导体安装通道26中安装期望数量的导体线圈部分3来容易地修改导体线圈部分的数量以通过简单并且成本有效的方式改变电流转换器的测量范围。此外,不同导体模块可以设置有例如较大数量的导体通道而不需要对电流转换器的壳体进行任何重新设计或者修改。此外如可以在示出根据本发明的电流转换器的不同变型的图1a至1e中看到的,转换器可以:
-不配备有延伸穿过磁路孔径9的电流导体(图1a、1b),或者
-电流转换器可以配备有预先组装的初级导体棒1,初级导体棒1延伸穿过磁路孔径9以及借助于支撑元件7固定至转换器(参见图1c),或者
-导体模块5可以预先组装至电流转换器的壳体(图1d),或者
-导体棒1和导体模块5两者可以与电流转换器的壳体预先组装在一起(图1e),或者
-电流转换器可以设置有两个或者更多个预安装导体模块(未示出)。
电流转换器还可以包括与壳体4分开以及可与壳体4分开的支撑元件7,支撑元件包括基板38以及使一对定位元件或者定位壁40从其中横向地延伸,该对定位元件或者壁40间隔距离H1,距离H1与电流转换器的壳体4的相对横向侧之间的高度H2基本上相对应。这允许电流转换器的壳体插在支撑件的定位壁40之间,其中定位壁可以设置有固定或者闩锁元件42a,固定或者闩锁元件42a配置为接合在壳体4的侧壁上设置的互补固定或者闩锁元件42b。如图9图示的,可以在沿着转换器分支中的任何一个分支或者每一个分支的各种位置上设置壳体上的闩锁元件42b,使得可以在不同位置处将支撑元件7固定到壳体上。通过示例的方式,如图1a所示,支撑元件7安装在转换器壳体的长分支中的一个上以及在图1b中安装在短分支中的一个上,使得转换器可以以各种取向安装在外部支撑件上或者安装在装置内。
支撑元件7可以有利地设置有宽度W,配置为允许支撑件插入在磁路孔径9中以使得基板38抵靠在磁路孔径的内面上。在该配置中,如图1c图示的,支撑元件7可以例如用于将初级导体(尤其是初级导体棒1)固定在中央孔径内。然而,可以注意到,代替支撑中央导体棒,支撑元件7还可以被配置为以延伸穿过中央孔径的棒的形式将转换器固定至支撑元件。
支撑元件7可以设置有各种固定接口,用于将电流转换器安装至外部支撑件或者用于将导体棒1固定地组装在中央孔径9中。在图示的实施例中,固定设备采用孔或者多个孔41的形式以容纳螺栓、螺钉或者铆钉穿过其中。技术人员理解,可以将本身在本领域中众所周知的许多其它固定设备集成在基板38中,用于将支撑件7固定至外部装置。
现在参考图2a至图5b,在图示的实施例中,磁芯6设置有插入磁场感测装置8的磁路间隙16(还通常称为“气隙”)。
在图示的实施例中,磁场感测装置包括连接至连接端子18的磁场检测器10(其可以是例如以ASIC(专用集成电路)形式的霍尔效应传感器),磁场检测器和连接端子由电介质支撑主体20支撑。可以有其它电路部件21安装在电介质支撑主体上以及连接至磁场检测器与连接端子或者连接在磁场检测器与连接端子之间。这些电路部件可以是例如电容器、电感器或者电阻器,例如可以用作用于测量信号预处理的滤波器。连接端子18可以具有各种配置,以及在图示的示例中,连接端子形成由电介质支撑主体20包覆成型的冲压并且成型的引线框架30的一部分。电介质支撑主体可以包括横向定位元件30a,横向定位元件30a接合在壳体4中设置的互补定位元件30b中以将磁场感测装置牢固地定位和锚定(anchor)在壳体内。锚定元件确保例如在将转换器安装在外部电路板上期间或者在将外部可插连接器耦合至电流转换器期间施加在端子18上的连接力由磁场感测装置支撑,同时允许一定量的弯曲(give)以防止永久性变形或者断裂以及还允许壳体部件之间的热膨胀。互补定位元件30a、30b还确保磁场检测器10准确地定位在磁场回路间隙16内。
参照图2a、2b、图5a、5b和图10a至10c,图示了磁场感测装置8与外部电路(未示出)之间的连接接口的两个不同实施例。在图2a以及图4a、5a、5b的实施例中,磁场感测装置的连接端子18用来连接(尤其是焊接连接)至外部电路板(未示出)。在图示的实施例中,连接端子以引脚端子的形式。在第一实施例中,引脚端子具有弯曲端部分34,用于穿过印刷电路板的镀通孔插入。然而,弯曲端部分34可以具有其它配置,例如适合于表面安装焊接连接至电路板上的电路迹线。表面安装和镀通孔类型的电路板连接本身在本领域中众所周知。
用于安装在外部电路板上以及连接至外部电路板的实施例非常适合于包括提供连接端的导体线圈部分3的转换器配置,该连接端还被配置用于安装在电路板上,如图1d、1e所示。图示的导体线圈部分3的连接端以引脚端子的形式,然而,还可以设置有表面安装连接端。
在用于连接至外部电路板的电流转换器变型中,磁芯6有利地包括磁场回路间隙16,定位在连接磁芯的分支6a、6b的拐角区域中。在图示的实施例中,磁芯具有大致矩形的形状,其中相对的第一和第二分支6a、6b比相对的第三和第四分支6c、6d长。在该具体示例性配置中,可以相对于第一分支6a成角度β设置磁路间隙16,从而允许磁场感测装置8相对于第一分支6a成20与40°之间的角度β取向,围绕该第一分支6a安装导体线圈部分3。在该具体示例中,如图3图示的,该角度β可以是例如大约30°。该配置允许连接端子18的弯曲端部分34与初级导体线圈部分3尽可能远地隔开,从而在磁场感测装置8的端子与初级导体之间提供大的爬电距离(creepage distance)。此外,连接端子18的端部部分的弯曲配置提供一定的灵活性,允许在外部电路板的平面中的一定位移,例如用以吸收电流转换器与电路板之间的一些热膨胀差异以及还允许电流转换器更容易地组装和连接至电路板。
在第二实施例中,如在图2b以及图10a至10c中明显图示的,磁场感测装置的连接端子18可以被配置用于可拆卸地可插连接至信号处理或者控制装置(未示出)的外部连接器。在图示的实施例中,连接端子18以引脚端子的形式,但是它们还可以具有本身在本领域中已知的其它形状以供作为可插连接器中的端子使用。在该实施例中,电流转换器2还可以设置有连接器接口元件11,该连接器接口元件11包括配置用于组装在壳体4的连接接口部分25上的连接器护罩14。可分开安装的连接器护罩14允许电流转换器容易地适合于可插连接或者电路板安装而不必重新设计或者修改壳体4。
连接器护罩14有利地提供适合于连接至互补外部连接器的特定连接接口以及还提供围绕并且因此保护连接端子18的护罩壁部分49。连接器护罩还可以包括带有孔46的内支撑壁部分45,该孔46配置为容纳和引导连接端子18。这提供更刚性的结构,用于支撑更适合于可插连接的连接端子引脚,而对于电路板连接而言,支撑壁部分45的缺少允许更大的灵活性,提高端子与电路板之间的连接可靠性。连接器护罩14可以设置有极化元件44(例如以狭槽形式),极化元件44与壳体上的互补极化元件(例如以凸缘(rib)或者突出部形式)协作,其确保护罩以正确取向安装在壳体连接器接口部分25上。连接器护罩上和壳体上的互补闩锁或者固定元件48a、48b可以被设置为在组装期间将护罩锁定至壳体。
现在参考图2a、图2b和图3,在有利实施例中,壳体4被设置为第一壳体部分4a和第二壳体部分4b,第一壳体部分4a和第二壳体部分4b可以在将磁芯和磁场感测装置组装在其中之后固定在一起,为了有成本效率以及容易组装,磁芯和磁场感测装置以及壳体部分的组装全都沿轴向方向A执行。第一壳体部分4a包括芯容纳腔22和感测装置容纳腔24。感测装置容纳腔可以有利地定位在连接壳体两个分支的拐角中。芯容纳腔22可以设置有定位突出部32(以轴向定向的凸缘形式),提供与磁芯内面51的轻微干涉配合以确保在组装期间将磁芯无游隙固定在壳体内。
第二壳体部分4b设置有将具有组装的磁芯6和磁场感测装置8的第一壳体部分4a容纳在其中的互补腔。第一和第二壳体部分4a、4b上的互补闩锁53a、53b允许壳体部分在组装期间牢固地夹在一起。除夹持设备以外或者作为夹持设备的替换,还可以采用壳体部分之间的其它固定方式,例如超声波焊接、用粘合剂键合或者通过围绕壳体部分设置机械夹具或者甚至通过将两个部分拧紧或者铆接在一起。
可以在组装磁场感测装置8和磁芯6之后在第一壳体部分的腔22内填充灌封材料,或者根据变型和应用,可以不提供任何灌封材料。
容纳感测装置的壳体的连接器接口部分25可以有利地伸到由壳体的邻接正交分支形成的壳体的大致外围以外。这一方面有利地允许连接器接口元件插到或者安装在伸出的连接器接口部分25上,以及另一方面使磁场感测装置8的连接端子18延伸至外部电路板的表面,同时增大初级导体与感测装置端子之间的爬电距离。
附图中使用的标记列表
电流转换器2
延伸穿过磁路孔径1、3的电流导体
初级导体棒1
导体线圈部分3(初级和/或次级)
初级导体
初级导体棒1(根据变型)
导体线圈部分3(根据变型)
次级线圈(根据变型)
导体线圈部分3
导体模块5
绝缘支撑件12
导体安装通道26
收缩突出部
闩锁元件28
闩锁突出部/凸肩
导体线圈部分3(根据变型,初级和/或次级)
壳体4
第一壳体部分4a
固定(闩锁)元件53a
芯容纳腔22
定位突出部32
→凸缘
感测装置容纳腔24
第二壳体部分4b
固定(闩锁)元件53b
导体模块闩锁元件28b
支撑元件闩锁元件42b
连接器接口部分25
固定(闩锁)元件48b
支撑元件7
基板38
固定设备(例如,螺钉孔)
定位/壁40
固定(闩锁)元件42a
连接器接口元件11
连接器护罩14
护罩壁部分49
极化元件44
连接端子引导壁45
连接端子引导孔46
固定(闩锁)元件48a
磁芯6
第一分支6a
第二分支6b
第三分支6c
第四分支6d
内面51
磁路间隙16
磁路孔径9
磁场感测装置8
磁场检测器10
ASIC→霍尔效应传感器
引线框架(冲压并且成型)30
锚定元件31
连接端子18
引脚端子
弯曲端部分34(用于电路板连接)(变型)
电介质支撑主体20→包覆成型
定位元件30
电路部件21
→例如电容器、电感器、电阻器电路板(未示出)(一些变型)
Claims (16)
1.一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器,包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),所述初级导体延伸穿过该中央孔径,所述壳体包括存放所述磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),连接接口部分从所述磁芯容纳腔向外伸出以及包括第一闩锁元件,所述第一闩锁元件与选择性地可安装至所述连接接口部分的分开的连接器接口元件(11)的第一互补闩锁元件互补,所述连接器接口元件包括连接器护罩(14),该连接器护罩与所述连接端子一起形成用于可插连接至外部可插连接器的可插连接器接口,所述电流转换器适合在没有连接器护罩的情况下安装在外部电路板上。
2.根据权利要求1所述的电流转换器,还包括导体模块(5),该导体模块包括存放U形导体线圈部分(3)的绝缘支撑件(12),所述绝缘支撑件还包括第二闩锁元件(28a),该第二闩锁元件配置为接合在所述壳体上设置的互补闩锁凸肩(28b)以围绕所述电流转换器的分支固定所述导体模块。
3.根据权利要求2所述的电流转换器,其中所述绝缘支撑件包括导体安装通道,该导体安装通道包括配置为将所述U形导体线圈部分扣紧在所述导体安装通道中的卡扣突出部(27),可变的数量的导体线圈部分被可插入地安装至所述绝缘支撑件,该数量根据所述电流转换器的工作范围进行选择。
4.根据权利要求1、2和3中任一项所述的电流转换器,其中所述连接器护罩提供围绕并且保护所述连接端子的护罩壁部分(49),所述连接器护罩还包括具有孔(46)的内支撑壁部分(45),所述孔配置为容纳以及引导所述连接端子。
5.根据权利要求1所述的电流转换器,其中所述磁芯具有围绕所述中央孔径的大致矩形形状以及包括定位在连接所述磁芯的分支(6a、6b)的拐角区域中的磁场回路间隙(16)。
6.根据权利要求5所述的电流转换器,其中所述连接器护罩以相对于所述分支中的一个分支成20°和45°之间的角度(β)从所述拐角区域向外伸出。
7.根据权利要求5所述的电流转换器,其中磁场回路间隙被配置为将磁场装置的磁场检测器(10)以相对于所述分支中的一个分支成20°与45°之间的角度(β)容纳在所述磁场回路间隙中。
8.根据权利要求7所述的电流转换器,其中所述连接端子具有配置用于连接至电路板的电路迹线的弯曲端部分(34)。
9.一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器,包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),所述初级导体延伸穿过该中央孔径,所述壳体包括存放所述磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),转换器还包括导体模块(5),该导体模块包括存放U形导体线圈部分(3)的绝缘支撑件(12),所述绝缘支撑件还包括第二闩锁元件(28a),该第二闩锁元件配置为接合所述壳体上设置的互补闩锁凸肩(28b)以围绕所述电流转换器的分支固定所述导体模块,其中所述绝缘支撑件包括导体安装通道并且所述导体安装通道包括配置为将所述U形导体线圈部分扣紧在所述导体安装通道中的卡扣突出部(27),可变的数量的导体线圈部分被可插入地安装至所述绝缘支撑件,该数量根据所述电流转换器的工作范围进行选择。
10.根据权利要求2-3和9中的任一项所述的电流转换器,其中所述导体模块的所述第二闩锁元件设置在所述导体模块的相对并行分支上并且接合在所述壳体的相对横向侧上设置的第二互补闩锁元件,所述导体模块被配置为可旋转地插入穿过所述中央孔径以及围绕所述磁芯的分支。
11.根据权利要求1-3和9中的任一项所述的电流转换器,其中所述壳体连接接口部分包括与所述分开的连接器接口元件上的互补极化元件(44)可协作的极化元件。
12.根据权利要求1-3和9中的任一项所述的电流转换器,还包括与所述壳体分开的支撑元件(7),所述支撑元件包括基板(38)并且使间隔距离(H1)的一对定位壁(40)从所述支撑元件横向地延伸,所述距离(H1)与所述电流转换器的壳体的相对横向侧之间的高度(H2)基本上相对应,所述支撑元件配置为允许所述电流转换器的壳体插入在支撑件的所述定位壁之间,其中所述定位壁包括第三闩锁元件(42a),该第三闩锁元件配置为接合在所述壳体的所述横向侧上设置的第三互补闩锁元件(42b),其中所述壳体包括在沿着所述转换器的分支的多个位置处的多个所述第三互补闩锁元件(42b),以使得能够在不同位置处将所述支撑元件固定至所述壳体上。
13.一种用于测量初级导体中的电流的电流转换器,包括壳体(4)、围绕中央孔径(9)的磁芯(6)以及包括连接端子(18)的磁场感测装置(8),所述初级导体延伸穿过该中央孔径,所述壳体包括存放所述磁芯的磁芯容纳腔(22)以及存放磁场感测装置的连接接口部分(25),转换器还包括与所述壳体分开的支撑元件(7),所述支撑元件包括基板(38)并且使间隔距离(H1)的一对定位壁(40)从所述支撑元件横向地延伸,所述距离(H1)与所述电流转换器的壳体的相对横向侧之间的高度(H2)基本上相对应,所述支撑元件配置为允许所述电流转换器的壳体插入在支撑件的所述定位壁之间,其中所述定位壁包括第三闩锁元件(42a),该第三闩锁元件配置为接合在所述壳体的所述横向侧上设置的第三互补闩锁元件(42b),所述壳体包括在沿着所述转换器的分支的多个位置处的多个所述第三互补闩锁元件(42b),以使得能够在不同位置处将所述支撑元件固定到所述壳体上。
14.根据权利要求13所述的电流转换器,其中所述支撑元件包括配置为允许所述支撑件插入在磁路孔径中的宽度(W),以使得所述基板抵靠在所述磁路孔径的内面上。
15.根据权利要求13所述的电流转换器,还包括延伸穿过所述中央孔径的集成导体棒(1)。
16.根据权利要求15所述的电流转换器,其中所述支撑元件用于将初级导体棒固定在所述中央孔径内。
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