CN109001518A - 电流传感器 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种电流传感器，包括：设置在第一汇流条和第二汇流条之间的分流电阻器；以及通过第一汇流条、第二汇流条和分流电阻器连接的紧固件。第一汇流条具有第一通孔，第二汇流条具有第二通孔，并且分流电阻器具有第三通孔。第一通孔、第二通孔和第三通孔彼此对齐，使得紧固件穿过第一至第三通孔。

Description

电流传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月7日提交的韩国专利申请第10-2017-0070586号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种感测从电源流向负载的电流的电流传感器。

背景技术

此部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

用于检测电流的电流传感器包括分流电阻(shunt resistance)型电流传感器、电流互感器(CT)、霍尔效应电流传感器等。

在这些电流传感器中，分流电阻型电流传感器由于其高精度和低价格而被广泛使用。分流电阻型电流传感器在电路中具有作为低电阻电阻器的分流电阻器，以测量电流，并且配置为基于分流电阻器的两端之间的电压差测量电流值。

现有技术中的分流电阻型电流传感器包括与电源连接的输入汇流条、与负载连接的输出汇流条以及连接在输入汇流条和输出汇流条之间的分流电阻器。

逆变器与电源连接，并且输入汇流条与逆变器的功率模块连接。分流电阻器通过钎焊(brazing)与输入汇流条和输出汇流条连接，并且感测线熔焊(welding)至分流电阻器的各两端。感测线具有与逆变器的栅极板连接的连接器。分流电阻器可通过将连接器连接至栅极板的电流感测电路而与栅极板的电流感测电路电连接。

当从电源通过输入汇流条供给的电流流过分流电阻器时，电压值可以根据分流电阻器的电阻而变化，因此可以感测流过汇流条的电流。

然而，由于现有技术中的分流电阻型电流传感器具有分流电阻器通过钎焊连接在输入汇流条和输出汇流条之间并且感测线熔焊到分流电阻器的两端的结构，所以电流传感器的组装过程可能复杂，这导致制造成本增加。

此外，由于分流电阻器和感测线通过钎焊和熔焊安装，所以现有技术中的分流电阻型电流传感器难以返工。

此外，在现有技术中的分流电阻型电流传感器中，由于电流传感器通过连接器连接至逆变器的栅极板(gate board)，所以连接器的分离或移动可导致测量质量的劣化。

发明内容

本公开的一方面提供一种易于组装的电流传感器。并且，可以降低制造成本，即使分流电阻器组装不正确，也便于返工，并且提高电连接质量。

本公开要解决的技术问题不限于上述问题，本领域中的技术人员可以从下面的描述中清楚地理解本文未提到的任何其它技术问题。

本公开的一方面中，一种电流传感器可以包括：设置在第一汇流条和第二汇流条之间的分流电阻器；以及通过第一汇流条、第二汇流条和分流电阻器连接的紧固件。第一汇流条具有第一通孔，第二汇流条具有第二通孔，并且分流电阻器具有第三通孔。第一通孔、第二通孔和第三通孔彼此对齐，使得紧固件穿过第一至第三通孔。

分流电阻器可以具有配置为与第一汇流条电连接的第一连接表面；以及配置为与第二汇流条电连接的第二连接表面。

由绝缘材料制成的绝缘垫圈可以设置在紧固件和与紧固件相邻的汇流条之间。

紧固件可以具有头部，以及配置为从头部延伸的紧固件的螺纹部。

紧固件的螺纹部可以具有小于第一通孔的内径、第二通孔的内径以及第三通孔的内径的外径。

分流电阻器可以通过第一感测线和第二感测线与电流感测电路电连接。

第一感测线可以与分流电阻器的第一连接表面连接，并且第二感测线可以与分流电阻器的第二连接表面连接。

第一分流电阻垫圈可以与第一感测线的一端连接为一体。第一分流电阻垫圈可以具有使紧固件穿过的通孔。第一分流电阻垫圈可以设置在第一汇流条和分流电阻器的第一连接表面之间。

第一感测线的另一端可以通过锡焊(soldering)与电流感测电路连接。

第二分流电阻垫圈可以与第二感测线的一端连接为一体。第二分流电阻垫圈可以具有使紧固件穿过的通孔。第二分流电阻垫圈可以设置在第二汇流条和分流电阻器的第二连接表面之间。

第二感测线的另一端可以通过锡焊与电流感测电路连接。

第一汇流条可以通过逆变器与电源连接，并且第二汇流条可以与负载连接。

第一汇流条可以附接于逆变器的功率模块的绝缘基板，并且逆变器的功率模块的绝缘基板可以具有使紧固件紧固的紧固孔。

在本公开的一些形式中，可以容易地组装电流传感器，并且可以降低制造成本，即使分流电阻器组装不正确，也便于返工，并且提高电连接质量。

根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅是出于说明的目的，而并不限制本公开的范围。

附图说明

为了可以更好地理解本公开，现在将参照附图描述仅以实例的方式给出的本公开的各种形式，其中：

图1示出应用电流传感器的逆变器-电动机系统的实例；

图2是电流传感器的分解立体图；

图3是电流传感器的侧视截面图；以及

图4是电流传感器的侧视截面图。

这里描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

如下描述在本质上仅是示例性的且不旨在限制本公开、应用或用途。应当理解的是，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的部件和特征。

下面，将参照附图详细描述本公开的示例性形式。此外，将略去对公知的特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主旨。

在此可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等术语来描述本公开的元件。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件，并且这些元件的内容、序列、顺序或数量不受这些术语的限制。除非另外限定，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通常使用的字典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义相同的含义，并且不应被解释为具有理想的或过于形式的含义，除非在本发明中明确限定为具有这种含义。

如图1所示，本公开的一些实施方式中的电流传感器10可以应用于逆变器-电动机系统。

参照图1，逆变器-电动机系统可以包括电源1、由从电源1供给的电流驱动的负载2以及设置在电源1和负载2之间的逆变器3。

逆变器3可以配置为将从电源1供给的直流电流转换成交流电流，并且将转换的交流电流输出至负载2。

逆变器3可以具有用于累积和储存电荷的电容器4、用于通过开关器件(诸如绝缘栅双极型晶体管(IGBT))的切换调节目标电流的大小或频率的功率模块5、用于控制功率模块5的开关装置的栅极电压的安装有栅极驱动器的栅极板(未示出)、用于控制栅极板和功率模块5的控制板(未示出)等。

多个第一汇流条21可以与逆变器3的功率模块5连接。多个第一汇流条21可以通过逆变器3与电源1连接。

多个第二汇流条22可以通过电缆2a与负载2连接。多个电流传感器10可以分别连接在多个第一汇流条21和多个第二汇流条22之间。各电流传感器10可以感测从电源1流至负载2的电流。

电源1的直流电流可以通过逆变器3转换成交流电流。转换的交流电流可以通过相应的第一汇流条21输入至各电流传感器10。流过电流传感器10的交流电流可以通过相应的第二汇流条22输出。输出的交流电流可以输入至负载2。

第一汇流条21可以附接至逆变器3的功率模块5的绝缘基板。电流经由其从功率模块5输出的第一汇流条21，也可以定义为“功率模块5的输出汇流条”。从电流传感器10输出的电流经由其输入至负载2的第二汇流条22也可以定义为“负载2的输入汇流条”。

在本公开的一些实施方式中，如图1所示，负载2可以是三相交流电动机，并且电源1可以是高压直流(DC)电池。因此，逆变器3可以配置为将从电源1供给的高压DC转换成交流电流(AC)。

在如上所述负载2是三相交流电动机的情况下，三个第一汇流条21可以设置为输出三相直流电流，并且三个第二汇流条22和三个电流传感器10可以设置为与三个第一汇流条21相对应。

参照图2和图3，根据本公开的电流传感器10可以包括：设置在第一汇流条21和第二汇流条22之间的分流电阻器30，以及通过第一和第二汇流条21和22和分流电阻器30连结的紧固件40。

第一汇流条21可以配置为接收从电源1供给的电流。第一汇流条21可以具有第一通孔21a，紧固件40穿过第一通孔21a。

在本公开的一些实施方式中，第一汇流条21可以附接至逆变器3的功率模块5的绝缘基板6。功率模块5的绝缘基板6可以具有与第一通孔21a对齐的紧固孔7，并且在紧固孔7的内表面上可以形成与紧固件40螺纹连接的内螺纹。

第二汇流条22可以具有第二通孔22a，紧固件40穿过第二通孔22a，并且通过第二汇流条22输出的电流可以输入至负载2。

分流电阻器30可以呈具有使紧固件40穿过的第三通孔33环形形状。第一汇流条21的第一通孔21a、第二汇流条22的第二通孔22a和分流电阻器30的第三通孔33可以在紧固件40紧固的方向上与紧固孔7对齐。

分流电阻器30可以具有配置为与第一汇流条21电连接的第一连接表面31，以及配置为与第二汇流条22电连接的第二连接表面32。

在本公开的一些实施方式中，紧固件40可以是具有头部41和螺纹部42的螺栓。紧固件40的螺纹部42可以穿过第一汇流条21的第一通孔21a、分流电阻器30的第三通孔33以及第二汇流条22的第二通孔22a。第一汇流条21、分流电阻器30以及第二汇流条22可以通过将紧固件40的螺纹部42紧固到功率模块5的绝缘基板6的紧固孔7中，在紧固件40紧固的方向上被按压。

如上所述，通过紧固紧固件40，第一汇流条21、分流电阻器30和第二汇流条22可以在被按压的同时固定在一起。因此，可以稳定地确保第一汇流条21和分流电阻器30之间的电连接以及第二汇流条22和分流电阻器30之间的电连接，并且可以非常容易地组装分流电阻器30。此外，可以使电流传感器10的布局和大小紧凑，从而降低制造成本。

特别地，由于通过紧固紧固件40将分流电阻器30固定在第一汇流条21和第二汇流条22之间，所以即使分流电阻器30组装不正确，也易于重新组装。

由绝缘材料制成的绝缘垫圈70可以插入在紧固件40和与其相邻的任何一个汇流条21或22之间，以使紧固件40与相邻的汇流条绝缘。例如，如图3和图4所示，由绝缘材料制成的绝缘垫圈70可以插入在紧固件40的头部41的底表面和第二汇流条22的顶表面之间。绝缘垫圈70可以中断电流从第一汇流条21、第二汇流条22和分流电阻器30流至紧固件40，从而提高了电流感测的精确性。

紧固件40的螺纹部42的外径d4可以小于第一通孔21a的内径d1、第二通孔22a的内径d2以及第三通孔33的内径d3。因此，紧固件40的螺纹部42可以不直接接触第一和第二汇流条21和22以及分流电阻器30，从而可以防止电流从第一汇流条21、第二汇流条22以及分流电阻器30流至紧固件40，并且因此可以提高电流感测的精确性。

第一通孔21a的内径d1可以与第二通孔22a的内径d2相同，并且分流电阻器30的第三通孔33的内径d3可以与第一通孔21a的内径d1和第二通孔22a的内径d2相同或不同。

分流电阻器30的两面可以通过第一和第二感测线51和52与逆变器3的栅极板8的电流感测电路电连接。

第一感测线51可以与分流电阻器30的第一连接表面31连接，并且第二感测线52可以与分流电阻器30的第二连接表面32连接。

第一分流电阻垫圈53可一体地连接至第一感测线51的一端。第一分流电阻垫圈53可以呈具有使紧固件40的螺纹部42穿过的通孔53a环形形状。第一分流电阻垫圈53可以插入在第一汇流条21与分流电阻器30的第一连接表面31之间。第一分流电阻垫圈53可以通过将紧固件40的螺纹部42紧固至绝缘基板6的紧固孔7，牢固地与第一汇流条21和分流电阻器30的第一连接表面31紧密接触。可以通过第一分流电阻垫圈53稳定地确保第一汇流条21和分流电阻器30的第一连接表面31之间的电连接。

第二分流电阻垫圈54可一体地连接至第二感测线52的一端。第二分流电阻垫圈54可以呈具有使紧固件40的螺纹部42穿过的通孔54a的环形形状。第二分流电阻垫圈54可以插入在第二汇流条22与分流电阻器30的第二连接表面32之间。第二分流电阻垫圈54可以通过将紧固件40的螺纹部42紧固至绝缘基板6的紧固孔7，牢固地与第二汇流条22和分流电阻器30的第二连接表面32紧密接触。可以通过第二分流电阻垫圈54稳定地确保第二汇流条22和分流电阻器30的第二连接表面32之间的电连接。

紧固件40的螺纹部42的外径d4可以小于第一分流电阻垫圈53的通孔53a的内径d5和第二分流电阻垫圈54的通孔54a的内径d6。因此，紧固件40的螺纹部42可以不直接接触第一和第二分流电阻垫圈53和54，从而可以防止电流从第一和第二分流电阻垫圈53和54流至紧固件40，因此可以提高电流感测的精确度。

在本公开的一些实施方式中，第一感测线51的另一端可以通过焊锡(solder)9与逆变器3的栅极板8的电流感测电路连接，并且第二感测线的另一端52可以通过焊锡9与逆变器3的栅极板8的电流感测电路连接。因此，栅极板8的电流感测电路可以精确地感测流过分流电阻器30的电流。由于如上所述，第一感测线51的另一端和第二感测线52的另一端锡焊至栅极板8的电流感测电路，所以可以提高第一和第二感测线51和52的电接触质量，并且缩短第一和第二感测线51和52。此外，由于第一感测线51的另一端和第二感测线52的另一端锡焊至栅极板8的电流感测电路，所以栅极板8可以容易且简单地安装在逆变器3的功率模块5中，并且分流电阻器30可以容易且简单地安装在第一汇流条21和第二汇流条22之间。

在本公开的一些实施方式中，第一连接器61可以安装在第一感测线51的另一端和第二感测线52的另一端上，并且第二连接器62可以安装在逆变器3的栅极板8的电流感测电路上。第一和第二感测线51和52的第一连接器61可以通过卡扣(snap-fit)连接可移除地连接至栅极板8的第二连接器62。因此，栅极板8的电流感测电路可以精确地感测流过分流电阻器30的电流。

如上所述，第一感测线51和第二感测线52可以分别与第一分流电阻垫圈53和第二分流电阻垫圈54连接成一体，并且第一分流电阻垫圈53和第二分流电阻垫圈54可以通过紧固紧固件40牢固地与分流电阻器30的两面紧密接触。因此，可以稳定地确保分流电阻器30和栅极板8的电流感测电路之间的电连接。

在本公开的一些实施方式中，电流传感器10可以安装在电动车辆、混合动力电动车辆等的逆变器-电动机系统中，以感测供给至电动机的电流，从而适当地控制电动机的电流。

本公开的说明本质上仅是示例性的，因此，不脱离本公开的实质的改变意在本公开的范围内。这种改变不被认为是脱离本公开的精神和范围。

Claims (13)

1.一种电流传感器，包括：

设置在第一汇流条和第二汇流条之间的分流电阻器；以及

通过所述第一汇流条、所述第二汇流条和所述分流电阻器连接的紧固件，

其中所述第一汇流条具有第一通孔，所述第二汇流条具有第二通孔，并且所述分流电阻器具有第三通孔，以及

其中所述第一通孔、所述第二通孔和所述第三通孔彼此对齐，使得所述紧固件穿过所述第一通孔至第三通孔。

2.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述分流电阻器包括：

配置为与所述第一汇流条电连接的第一连接表面；以及

配置为与所述第二汇流条电连接的第二连接表面。

3.如权利要求2所述的电流传感器，其中绝缘垫圈由绝缘材料制成，并且设置在所述紧固件和与所述紧固件相邻的所述汇流条之间。

4.如权利要求3所述的电流传感器，其中所述紧固件包括：

头部；以及

配置为从所述头部延伸的所述紧固件的螺纹部。

5.如权利要求4所述的电流传感器，其中所述紧固件的螺纹部具有小于所述第一通孔的内径、所述第二通孔的内径以及所述第三通孔的内径的外径。

6.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述分流电阻器通过第一感测线和第二感测线与电流感测电路电连接。

7.如权利要求6所述的电流传感器，其中所述第一感测线与所述分流电阻器的第一连接表面连接，并且

所述第二感测线与所述分流电阻器的第二连接表面连接。

8.如权利要求7所述的电流传感器，其中第一分流电阻垫圈与所述第一感测线的一端连接为一体，

所述第一分流电阻垫圈具有使所述紧固件穿过的通孔，并且

所述第一分流电阻垫圈设置在所述第一汇流条和所述分流电阻器的第一连接表面之间。

9.如权利要求8所述的电流传感器，其中所述第一感测线的另一端通过锡焊与所述电流感测电路连接。

10.如权利要求7所述的电流传感器，其中第二分流电阻垫圈与所述第二感测线的一端连接为一体，

所述第二分流电阻垫圈具有使所述紧固件穿过的通孔，并且

所述第二分流电阻垫圈设置在所述第二汇流条和所述分流电阻器的第二连接表面之间。

11.如权利要求10所述的电流传感器，其中所述第二感测线的另一端通过锡焊与所述电流感测电路连接。

12.如权利要求1所述的电流传感器，其中所述第一汇流条通过逆变器与电源连接，并且

所述第二汇流条与负载连接。

13.如权利要求12所述的电流传感器，其中所述第一汇流条附接于所述逆变器的功率模块的绝缘基板，并且

所述逆变器的功率模块的绝缘基板具有用于紧固所述紧固件的紧固孔。