CN106443119B - 电力感应器 - Google Patents

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Abstract

电力感应器包括芯部和绕组。绕组具有至少两个部分，一个部分由纯铜制成，另一个部分由低TCR(电阻温度系数)合金制成，其中合金部分用于形成电流传感器。两个部分连结以提供整体绕组。感应器可以提供精确的电流检测传感器，同时最小化绕组的总电阻。

Description

电力感应器
技术领域
本发明涉及诸如用于电源和其它大电流应用中的电力感应器的领域。
背景技术
电力感应器包括芯部和绕组。因为绕组需要良好的导电性能，通常纯铜被选择为绕组的材料。
在实际应用中，必要的可以是检测流过电力感应器的电流，以实现电流监控和/或系统保护。但是，因为纯铜的电阻温度系数(TCR)高，所以由纯铜制成的绕组的等同直流电阻(DCR)随着温度变化而较多地变化，如此难以在操作温度的正常范围中，精确地检测流过感应器的电流。
中国专利200410062281.X给出了使用镍铜合金或锰铜合金的低电阻温度系数材料作为绕组材料的方法。该方法克服了由纯铜制成的绕组的缺点，并且可以获得更精确的绕组的直流电阻。然而，诸如镍铜合金或锰铜合金的低电阻温度系数材料的电阻率高于纯铜。为获得某个等同电阻直流电阻，由诸如镍铜合金或锰铜合金的低电阻温度系数材料制成的绕组的横截面将较多地大于由纯铜制成的绕组的横截面。针对被限制尺寸的感应器，必要的可以是增加芯部的窗口，并且减少芯部的有效横截面(Ae)，增加感应器的功率损耗。
发明内容
公开的电力感应器包括芯部和绕组。绕组具有至少两个部分，一个部分由纯铜制成，另一个部分由低TCR(电阻温度系数)合金制成，其中合金部分用于形成电流传感器。两个部分连结以提供整体绕组。感应器可以提供精确的电流检测传感器，同时最小化绕组的总电阻。
附图说明
根据本发明的特定实施例的以下描述，前述的和其它的目的、特性和优点将是显而易见的，如图所示。
图1是感应器的透视图；
图2是图1的感应器的分解透视图；
图3是感应器的透视图；
图4是图3的感应器的分解透视图；
图5是感应器的透视图；
图6是图5的感应器的分解透视图；
图7是感应器的透视图；
图8是图7的感应器的分解透视图；
图9是感应器的透视图；
图10是图9的感应器的分解透视图；
图11是感应器绕组的透视图。
具体实施方式
图1-11示出了数个示例性实施例。图1-10示出了组装和分解的五个不同的感应器，而图11仅示出了用于感应器的绕组，省略了芯部。相同的附图标记用于表示文件中的相同或类似的部件，即使实施例具有大致不同的构造。例如，在所有视图中，每个实施例都包括以附图标记3识别的相应绕组，即使绕组3的特定构造在多个实施例中是不同的。
电力感应器1包括芯部2和绕组3。绕组3具有至少两个部分，一个部分4由纯铜制成，另一个部分5由诸如锰铜合金(即，以商标售卖的合金)或某些镍铜合金(例如，以商标售卖的高镍比例合金)的低TCR(电阻温度系数)合金制成。纯铜部分4和合金部分5的一个端部分别地具有端子6和端子7，并且纯铜部分4和合金部分5的另一个端部通过导电黏合剂焊接至一起或黏附至一起，以形成具有连接部8的组合。感应电流在端子6和端子7之间流动。感测引导部9也被限定至所述组合，其中感测引导部9的一个端部是检测端子10。感测引导部9是与合金部分5相同的低电阻温度系数材料。在图8-10的实施例中，感应器的支撑引导部11也被示出。
在这些实施例中，精确的低电阻温度系数电流传感器形成在所述连接部8和端子7之间。电流传感器的电阻可以通过调节合金部分5的横截面积和/或长度以被调节。感测端子10和端子7之间的压降与从端子6流过感应器至端子7的电流成比例。
总体上，期望合金部分5具有比铜的电阻温度系数低许多的电阻温度系数，例如低1-2个数量级。铜具有约10-3的电阻温度系数，如此合金部分5应该具有10-4或更小的电阻温度系数。对于Manganin和Constantan合金的示例，约10-5的电阻温度系数可以被实现。
在图示的示例中，合金部分5与感测引导部9物理地并联但是隔开。合金部分具有第一宽度，并且在端子7和连接部8之间延伸，并且感测引导部9具有第二较窄宽度，并且从感测端子10延伸到连接部8。在图示的实施例中，这些宽度的比率约是5∶1。通常地，第二较窄宽度是第一宽度的二分之一或更小。更具体地，第二较窄宽度可以是第一宽度的四分之一或更小。
感应器实现电阻率和电流感测的精度的期望平衡。绕组的纯铜部分4提供甚至与合金部分5组合的整体低电阻率，而合金部分5提供比纯铜感应器更精确的电流感测。感应器可以提供精确的电流检测传感器，同时最小化绕组的总电阻。因而，对于被限制尺寸的感应器，电气性能可以以期望方式被优化。
尽管本发明的各种实施例已经被特别示出和描述，但是本领域的技术人员将理解，可以在没有脱离本发明的由随附权利要求限定的范围的情况下对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (8)

1.一种电力感应器，包括：
芯部；和
绕组，所述绕组具有连结到一起的两个部分，一个部分是具有第一导电端子并且由纯铜制成的铜部分，另一个部分是具有第二导电端子并且由低电阻温度系数合金制成的合金部分，其中合金部分包括与所述第一导电端子和所述第二导电端子分离的感测端子，以能使合金部分用作用于感测流过绕组的电流的电流传感器；
其中，铜部分和合金部分中的每个都具有两个相应的端部，各个部分的第一端部包括相应导电端子，并且各个部分的第二端部被连结到一起，铜部分和合金部分的第一端部具有横向延伸的结合部分，所述芯部设置有凹槽以接纳所述铜部分和合金部分的结合部分；
合金部分具有第一宽度，并且在所述第二导电端子和合金部分连结铜部分的连接部之间延伸；并且
电力感应器包括低电阻温度系数合金的感测引导部，感测引导部具有第二较窄宽度，并且从感测端子延伸到连接部。
2.根据权利要求1所述的电力感应器，其中：
合金部分包括镍铜合金或锰铜合金。
3.根据权利要求1所述的电力感应器，其中：
第二端部通过焊接缝被连结。
4.根据权利要求1所述的电力感应器，其中：
第二端部通过导电黏合剂被连结。
5.根据权利要求1所述的电力感应器，还包括位于连结到一起的第二端部处的支撑端子，以在安装在基板上时为该电力感应器提供物理支撑。
6.根据权利要求1所述的电力感应器，其中：
感测端子和所述第二导电端子之间的电压降与在该电力感应器的所述第一导电端子和所述第二导电端子之间流动的电流的幅度成比例。
7.根据权利要求1所述的电力感应器，其中：
第二较窄宽度是第一宽度的二分之一或更小。
8.根据权利要求7所述的电力感应器，其中：
第二较窄宽度是第一宽度的四分之一或更小。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719262A (zh) * 2004-07-05 2006-01-11 乾坤科技股份有限公司 可作电流检测的电感线圈
CN201570364U (zh) * 2009-09-21 2010-09-01 江苏思源赫兹互感器有限公司 电子式电流互感器
CN102640233A (zh) * 2009-12-03 2012-08-15 兴亚株式会社 分流电阻器及其制造方法
CN102792584A (zh) * 2010-03-04 2012-11-21 伯斯有限公司 具有电流感测的平面音频放大器输出电感器
CN104078194A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 通用电气公司 具有一体化电流感测元件的磁性装置及其组装方法
CN104204820A (zh) * 2012-01-13 2014-12-10 埃尔贝克斯视象株式会社 用于采用低欧姆合金导体的设备和用于简化耗用电流数据检索的方法
CN104767405A (zh) * 2014-01-06 2015-07-08 百富(澳门离岸商业服务)有限公司 使用受调制次级侧同步整流的功率转换器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8018310B2 (en) 2006-09-27 2011-09-13 Vishay Dale Electronics, Inc. Inductor with thermally stable resistance
CN102763178B (zh) * 2010-02-19 2014-12-31 村田电源 大电流电感器组件
US9171667B2 (en) 2013-03-27 2015-10-27 General Electric Company Magnetic device having integrated current sensing element and methods of assembling same
CN105097188B (zh) * 2014-05-13 2018-10-09 台达电子企业管理（上海）有限公司 电感器及具有该电感器的变换器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1719262A (zh) * 2004-07-05 2006-01-11 乾坤科技股份有限公司 可作电流检测的电感线圈
CN201570364U (zh) * 2009-09-21 2010-09-01 江苏思源赫兹互感器有限公司 电子式电流互感器
CN102640233A (zh) * 2009-12-03 2012-08-15 兴亚株式会社 分流电阻器及其制造方法
CN102792584A (zh) * 2010-03-04 2012-11-21 伯斯有限公司 具有电流感测的平面音频放大器输出电感器
CN104204820A (zh) * 2012-01-13 2014-12-10 埃尔贝克斯视象株式会社 用于采用低欧姆合金导体的设备和用于简化耗用电流数据检索的方法
CN104078194A (zh) * 2013-03-27 2014-10-01 通用电气公司 具有一体化电流感测元件的磁性装置及其组装方法
CN104767405A (zh) * 2014-01-06 2015-07-08 百富(澳门离岸商业服务)有限公司 使用受调制次级侧同步整流的功率转换器

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