CN106908636A - 一种新型磁路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型磁路结构，包括线圈骨架和插装在所述线圈骨架内的叠片铁芯，其特征在于：所述叠片铁芯由若干叠片上下叠合而成，每一叠片均由第一叠片单体和第二叠片单体对接拼合而成的环状物，且第一叠片单体的一端和第二叠片单体的一端紧密贴合，而第一叠片单体的另一端和第二叠片单体的另一端之间形成有能够设置霍尔元件的气隙，并且，相邻的叠片之间的气隙对齐，但紧密贴合处相互错开。与现有技术相比，本发明的优点在于：这样磁路结构使得上下叠片间更加紧密的贴合且叠片组装后形状规则，避免产生应力，同时磁路更加的均衡，此外，通过在绕制好线圈的线圈骨架中插装叠片铁芯，使绕制线圈更加简单。

Description

一种新型磁路结构
技术领域
本发明涉及一种磁路结构，具体涉及到应用于霍尔传感器上的一种新型磁路结构。
背景技术
霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。为了提高传感器的性能，利用一个补偿绕组产生磁场，通过闭环控制，使其与被测电流产生的磁场大小相等，方向相反，达到互相抵消的效果，补偿绕组中的电流正比与被测电流的大小，这种传感器，被称为闭环式或磁平衡式霍尔电流传感器，由于一次绕组与二次绕组产生的磁通互相抵消，宏观上看，霍尔电流传感器的铁心中的磁通为零，因此，闭环式霍尔电流传感器也称零磁通霍尔电流传感器。常见霍尔传感器的磁路结构为单气隙叠片对插式铁芯装配形成的磁路，该磁路主要应用于方形母排穿心孔的霍尔效应电流传感器，其工作原理为：当电流传感器进行测量电流时，穿心孔中的母排上电流形成磁场聚集在铁芯上，通过气隙中的霍尔元件进行测量并输出相应的信号，经过后端电路处理形成二次输出，从而达到测量的目的。
如图1和2所示的现有技术的磁路结构，该磁路结构的铁芯在叠片对插的过程中，由于相互交错，会在其两侧产生较大的间隙，容易产生漏磁，使得气隙一侧的铁芯叠片厚度为另一侧的一半，两侧存在较大的差异，导致传感器两侧铁芯上磁路分布不均衡。同时对插完之后形状也不规则，容易使铁芯产生应力，影响产品的性能。另一方面，由于叠片后的铁芯呈现扇形，不利于与铁芯配合的线圈和骨架的结构设计，而且叠片铁芯对插后两侧铁芯会明显发生倾斜，相比中间处于水平位置的铁芯，会产生一定的应力，两侧铁芯插装较困难，影响铁芯插装的效率，降低产品生产效率。此外，无气隙处线圈骨架内孔径为有气隙处线圈骨架内孔径的一倍，导致该线圈内阻大于有气隙处线圈内阻，从而影响传感器的电路测量范围和线性度。综上所述，有待于对磁路结构作进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种线圈绕制简单、磁路叠片之间无间隙、叠片组装后形状规则且磁路均衡的新型磁路结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种新型磁路结构，包括线圈骨架和插装在所述线圈骨架内的叠片铁芯，其特征在于：所述叠片铁芯由若干叠片上下叠合而成，每一叠片均为由第一叠片单体和第二叠片单体对接拼合而成的环状物，且第一叠片单体的一端和第二叠片单体的一端紧密贴合，而第一叠片单体的另一端和第二叠片单体的另一端之间形成有能够设置霍尔元件的气隙，并且，相邻的叠片之间的气隙对齐，但紧密贴合处相互错开。
再改进，第一叠片单体为L型，所述第二叠片单体为U型。
进一步改进，线圈骨架包括第一线圈骨架和第二线圈骨架，第一线圈骨架和第二线圈骨架均包括有用于缠绕线圈的缠绕架和设置在缠绕架两侧的侧翼，缠绕架中空以形成容纳叠片铁芯的容置腔，容置腔的内侧面上沿长度方向延伸有能够将叠片铁芯限位固定在容置腔内的多个限位筋。
进一步改进，多个限位筋平行设置。
再改进，每个侧翼的外侧向外延伸设置有能够夹紧叠片铁芯端部的夹槽，第二线圈骨架的夹槽位于第一叠片单体与第二叠片单体的紧密贴合处。
进一步改进，夹槽的上下两侧的外侧壁上分别设置有加强部。
进一步改进，容置腔的内侧面的限位筋延伸至所述夹槽的内侧壁上。
进一步改进，第一线圈骨架上设置有容纳霍尔元件的容纳部，第一线圈骨架安装在带有气隙的一侧，第二线圈骨架安装在另一侧并与第一线圈骨架相对设置。
最后，容纳部的顶部设置有供霍尔元件的连接线伸出的出线槽。
与现有技术相比，本发明的优点在于：插装在线圈骨架中的叠片铁芯由若干叠片上下叠合而成，每一叠片均为由第一叠片单体和第二叠片单体对接拼合而成的环状物，且第一叠片单体的一端和第二叠片单体的一端紧密贴合，而第一叠片单体的另一端和第二叠片单体的另一端之间形成有能够设置霍尔元件的气隙，并且，相邻的叠片之间的气隙对齐，但紧密贴合处相互错开。这样磁路结构使得上下叠片间更加紧密的贴合且叠片组装后形状规则，避免产生应力，同时磁路更加的均衡，此外，通过在绕制好线圈的线圈骨架中插装叠片铁芯，使绕制线圈更加简单。
附图说明
图1为现有技术的叠片铁芯的结构示意图；
图2为图1叠片铁芯的叠装方式的结构示意图；
图3为本发明实施例的结构示意图；
图4为图1中第二骨架的结构示意图；
图5为图1中叠片铁芯的结构示意图；
图6为图3中叠片铁芯在叠装方式的结构示意图；
图7为图5的左视图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图3所示的新型磁路结构包括线圈骨架2和插装在线圈骨架2内的叠片铁芯1，如图5和图6所示，该叠片铁芯1由若干叠片11上下叠合而成，每一叠片均为L型第一叠片单体111和U型第二叠片单体112对接拼合而成的环状物，且第一叠片单体111的一端和第二叠片单体112的一端紧密贴合，而第一叠片单体111的另一端和第二叠片单体112的另一端之间形成有能够设置霍尔元件的气隙3，并且，相邻的叠片11之间的气隙3对齐，但紧密贴合处相互错开，若干叠片叠合进行装配至所需厚度之后，则形成磁路结构，此外，在本实施例中，首先对线圈骨架2绕制线圈，通过在绕制好线圈的线圈骨架2内插装叠片铁芯1，这样的设计使得线圈的绕制更加简单。
如图4所示的固定叠片铁芯的线圈骨架2包括第一线圈骨架21和第二线圈骨架22，第一线圈骨架21和第二线圈骨架22均包括有用于缠绕线圈的缠绕架211和设置在缠绕架211两侧的侧翼212，缠绕架211中空以形成容纳叠片铁芯的容置腔213，容置腔213的内侧面上沿长度方向延伸有能够压紧叠片铁芯1的多个限位筋216且多个限位筋216平行设置，如图7所示，这样的叠装方式使得上下叠片间贴合紧密，无间隙，叠片组装后形状规则匀称，避免铁芯产生应力。同时第一线圈骨架21上设置有容纳霍尔元件的容纳部215，第一线圈骨架21安装在带有气隙11的一侧，第二线圈骨架22安装在另一侧并与第一线圈骨架21相对设置，这样的设计减小了磁路结构的体积和重量，更加满足用户的需求，在本实施例中，容纳部215的顶部设置有供霍尔元件的连接线伸出的出线槽200。
每个侧翼212的外侧向外延伸设置有能够压紧叠片铁芯1两侧的夹槽23，第二线圈骨架22的夹槽23位于第一叠片单体111与第二叠片单体112的紧密贴合处，使得上下叠片更加紧密的贴合，夹槽23的上下两侧的外侧壁上分别设置有加强部231。线圈骨架的容置腔213的内侧壁上的限位筋延伸至夹槽23的内侧壁上，本实施例中，第二线圈骨架22的夹槽23的上下两侧壁的外侧分别设置有两个加强部231，且平行设置；在第一线圈骨架21的夹槽23的上下两侧壁的外侧分别设置有一个加强部231，而这样加强部232的存在进一步增加夹槽23对紧密贴合处的压紧力，使得叠片之间更加紧密的贴合。

Claims (9)

1.一种新型磁路结构，包括线圈骨架(2)和插装在所述线圈骨架(2)内的叠片铁芯(1)，其特征在于：所述叠片铁芯(1)由若干叠片(11)上下叠合而成，每一叠片均由第一叠片单体(111)和第二叠片单体(112)对接拼合而成的环状物，且第一叠片单体(111)的一端和第二叠片单体(112)的一端紧密贴合，而第一叠片单体(111)的另一端和第二叠片单体(112)的另一端之间形成有能够设置霍尔元件的气隙(3)，并且，相邻的叠片(11)之间的气隙(3)对齐，但紧密贴合处相互错开。
2.根据权利要求1所述的新型磁路结构，其特征在于：所述第一叠片单体(111)为L型，所述第二叠片单体(112)为U型。
3.根据权利要求1或2所述的新型磁路结构，其特征在于：所述线圈骨架(2)包括第一线圈骨架(21)和第二线圈骨架(22)，所述第一线圈骨架(21)和第二线圈骨架(22)均包括有用于缠绕线圈的缠绕架(211)和设置在缠绕架(211)两侧的侧翼(212)，所述缠绕架(211)中空以形成容纳叠片铁芯的容置腔(213)，所述容置腔(213)的内侧面上沿长度方向延伸有能够将叠片铁芯(1)限位固定在容置腔内的多个限位筋(216)。
4.根据权利要求3所述的新型磁路结构，其特征在于：多个所述限位筋(216)平行设置。
5.根据权利要求4所述的新型磁路结构，其特征在于：每个所述侧翼(212)的外侧向外延伸设置有能够夹紧所述叠片铁芯(1)端部的夹槽(23)，所述第二线圈骨架(22)的夹槽(23)位于所述第一叠片单体(111)与第二叠片单体(112)的紧密贴合处。
6.根据权利要求5所述的新型磁路结构，其特征在于：所述夹槽(23)的上下两侧的外侧壁上分别设置有加强部(231)。
7.根据权利要求6所述的新型磁路结构，其特征在于：所述容置腔(213)的内侧面的限位筋(216)延伸至所述夹槽(23)的内侧壁上。
8.根据权利要求4至7所述的任一权利要求的新型磁路结构，其特征在于：所述第一线圈骨架(21)上设置有容纳霍尔元件的容纳部(215)，所述第一线圈骨架(21)安装在带有气隙(11)的一侧，所述第二线圈骨架(22)安装在另一侧并与第一线圈骨架(21)相对设置。
9.根据权利要求8所述的新型磁路结构，其特征在于：所述容纳部(215)的顶部设置有供霍尔元件的连接线伸出的出线槽(200)。
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