CN110324958A - 噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于，包括：中心核心板，在分为一侧部以及另一侧部且在一侧中心部贯通形成环路的基板上形成有闭环环绕上述环路的闭环金属膜；覆盖板，以与上述基板相同的形状形成且对称粘贴在上述中心核心板的两侧；零序电流互感器核心部，利用相互连接到在上述覆盖板的环路部分形成的印刷电路图案以及上述覆盖板的导通孔在上述覆盖板的环路部分形成线圈并利用上述环路部分形成环形核心；以及，零序电流互感器电路部，形成于上述中心核心板的基板另一侧部且用于对上述零序电流互感器核心部的电流变化进行检测。

Description

噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板
技术领域
本发明涉及一种零序电流互感器(ZCT)，尤其涉及一种在基板上以印刷电路图案形成零序电流互感器(ZCT)以及电路部并解决因此而导致的噪声问题的噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)。
背景技术
零序电流互感器(ZCT，zero current transformer)是一种用于对使用电器时因为漏电事故而导致的漏电电流进行检测的装置，能够通过与接地继电器进行组合而制造出漏电短路装置。
零序电流是指在三相交流电路的各相电流中同相包含的大小相同的电流，当初级电流中不包含零序分时，零序电流的各相的向量将达到平衡即合将成为“0”。
零序电流互感器(ZCT)是初级电流线路贯通到内缘的环形线圈，当初级电流中包含因为漏电而导致的零序电流时，将生成与零序电流对应的磁通量并因此在环形线圈中形成感应电流。
通常，零序电流互感器(ZCT)表示环形线圈本身，但是在广义上包括用于对感应电流进行放大输出的电路部。
现有技术方式下的零序电流互感器(ZCT)是通过在环形的铁芯上缠绕线圈而形成互感器，并与用于对在上述线圈中形成的感应电流进行检测并将其转换成电压信号之后传递到控制部的零序电流互感器(ZCT)电路部连接。
因为如上所述的现有技术方式下的零序电流互感器(ZCT)是通过在环形的铁芯上缠绕线圈的方式制作，因此其制造工程较为复杂，而且所缠绕的线圈之间的间隔误差会造成电气特性不稳定的问题，并因此进一步导致检测准确性的下降。
为了解决如上所述的问题，在韩国专利注册第10-1708736号中公开的“配备有多层印刷电路板核心结构的电流检测元件”提供了一种检测准确性稳定且能够实现生产自动化的零序电流互感器(ZCT)。
但是，在上述韩国专利注册第10-1708736号中所公开的零序电流互感器(ZCT)是在较宽的平板形印刷电路板上以印刷电路图案形成线圈，因此会因为核心的电气裸露而导致所受到的噪声影响较大的问题。
此外，在韩国公开专利第10-2017-0139917号“漏电断路器印刷电路板的组装方法”中介绍了一种通过对检查漏电断路器的功能即泄漏电流检测功能时所需要的测试电路部的构成进行整合而能够利用与现有的组装方法相比较少的作业工程以及不需要手动作业的步骤对漏电断路器印刷电路板进行组装的方法。
上述发明能够通过采用电路元件的整合构成而减少组装到漏电断路器印刷电路板的部件数量，而组装到漏电断路器印刷电路板的部件数量的减少能够使得用于安装部件的工程数量的减少并借此简化组装工程，通过组装工程的简化能够进一步实现制造成本的降低，而且组装到漏电断路器印刷电路板的部件数量的减少能够使得漏电断路器印刷电路板的内部空间的增加并借此延长部件和图案相互之间的绝缘距离，从而最终实现漏电断路器的绝缘性能的改善。
但是，韩国公开专利第10-2017-0139917号如在说明书中图示的附图所示，具有元件的大小较大尤其是因为在整个电路中必须使用电感线圈而无法实现平板形电路的问题。
在韩国注册专利第10-1198281号“用于防止因为漏电断路器的噪声而导致的错误的漏电检测装置”是一种能够防止因为微细噪声而导致的漏电断路器的错误工作而在实际发生泄漏电流时确保漏电断路器正常工作并切断电源的装置。
因为零序电流互感器在如上所述的漏电断路器等中作为电流检测传感器进行使用，因此必须具有较强的噪声屏蔽特性，但是直至目前为止并没有开发出能够满足上述需求的具有较强的噪声屏蔽特性的零序电流互感器(ZCT)装置。
先行技术文献
专利文献
(专利文献1)韩国专利注册第10-1708736号“配备有多层印刷电路板结构的电流检测元件”
(专利文献2)韩国公开专利第10-2017-0139917号“漏电断路器印刷电路板的组装方法”
(专利文献3)韩国注册专利第10-1198281号“用于防止因为漏电断路器的噪声而导致的错误的漏电检测装置”
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决如上所述的现有问题而提供一种能够通过在印刷电路板上以印刷电路图案形成零序电流互感器(ZCT)的同时杜绝电气裸露而强化其外部噪声屏蔽特性，且能够在形成零序电流互感器(ZCT)电路部构成元件中所必须的电感线圈时采用平板形结构的噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)。
技术方案
为了达成如上所述的目的，本发明的噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，其特征在于，包括：中心核心板，在分为一侧部以及另一侧部且在一侧中心部贯通形成环路的基板上形成有闭环环绕上述环路的闭环金属膜；覆盖板，以与上述基板相同的形状形成且对称粘贴在上述中心核心板的两侧；零序电流互感器(ZCT)核心部，利用相互连接到在上述覆盖板的环路部分形成的印刷电路图案以及上述覆盖板的导通孔在上述覆盖板的环路部分形成线圈并利用上述环路部分形成环形核心；以及，零序电流互感器(ZCT)电路部，形成于上述中心核心板的基板另一侧部且用于对上述零序电流互感器(ZCT)核心部的电流变化进行检测。
其中，上述噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，其特征在于：上述中心核心板在基板的另一侧部两侧面形成通过以导通孔贯通连接而形成电感线圈的印刷电路图案，从而将上述零序电流互感器(ZCT)电路部实现在平面上为宜。
此外，上述噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，其特征在于：在上述覆盖板的两侧面层叠粘接以与上述基板相同的形状形成且在表面形成有金属薄膜涂层的噪声屏蔽板为宜。
此外，上述噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，其特征在于：上述金属薄膜涂层在上述环路的形成部中开路形成，从而不会对零序电流互感器(ZCT)核心部的电流检测灵敏度造成电磁干预为宜。
此外，上述噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，其特征在于：上述金属薄膜涂层还在噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)整体侧面中围绕上述环路的形成方向并维持开路的侧面上形成，从而提升噪声屏蔽效果为宜。
有益效果
本发明的效果在于提供一种能够通过在印刷电路板上以印刷电路图案形成零序电流互感器(ZCT)的同时杜绝电气裸露而强化其外部噪声屏蔽特性，且能够在形成零序电流互感器(ZCT)电路部构成元件中所必须的电感线圈时采用平板形结构的噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)。
附图说明
图1是本发明的分解斜视图。
图2是本发明的中心核心板的斜视结构图。
图3是本发明的覆盖板的斜视结构图。
图4是本发明的零序电流互感器(ZCT)部分的组装斜视图。
图5是本发明的组装斜视图。
图6是在本发明的噪声屏蔽板中形成的金属薄膜涂层的一实施例的斜视图。
图7以及图8是本发明的金属薄膜涂层的另一实施例的斜视图。
[符号说明]
1：基板
1-1：环路
1-2：平板部
10：平板形零序电流互感器(ZCT)
20：噪声屏蔽板
100：中心核心板
101：闭环金属膜
110：覆盖板
111：印刷电路图案部
120：零序电流互感器(ZCT)核心部
130：零序电流互感器(ZCT)电路部
131：电感线圈
200、200-1：金属薄膜涂层
210：未涂层部
具体实施方式
接下来，将结合附图对本发明进行说明。在对本发明进行说明的过程中，当判定对相关的公知技术或构成的具体说明可能会导致本发明的要旨变得不清晰时，将省略与其相关的详细说明。
此外，后续适用的术语实在考虑到在本发明中的功能的前提下做出定义的术语，可能会根据使用者、应用者的意图或惯例等发生变化，应以对本发明进行说明的本说明书中的整体内容为基础进行定义。
图1是本发明的分解斜视图，图2是本发明的中心核心板的斜视结构图，图3是本发明的覆盖板的斜视结构图，图4是本发明的零序电流互感器(ZCT)部分的组装斜视图，图5是本发明的组装斜视图，图6是在本发明的噪声屏蔽板中形成的金属薄膜涂层的一实施例的斜视图，图7以及图8是本发明的金属薄膜涂层的另一实施例的斜视图。
如图所示，本发明涉及一种噪声屏蔽强化型零序电流互感器(ZCT)内置式印刷电路板(PCB)，以形成有环路1-1的基板1层叠形成的方式构成，大体上包括：中心核心板100，形成有闭环金属膜101；覆盖板110；印刷电路图案部111、零序电流互感器(ZCT)核心部120，形成有印刷电路图案以及贯通孔；以及，噪声屏蔽板20，形成有零序电流互感器(ZCT)电路部130以及金属薄膜涂层200。
本发明是一种用于在平面印刷电路板上实现零序电流互感器(ZCT)的装置。
为此，本发明如图2以及图3所示，是由多个分为一侧部以及另一侧部且在一侧中心部贯通形成环路1-1的被分别赋予不同功能的基板1层叠形成。
即，上述基板1基本上如图2以及图3所示，是在以平面状构成的基板的一侧中心部穿孔形成闭环的印刷电路板。
本发明的中心核心板100如图2所示，在上述基板1上形成闭环围绕上述环路1-1的闭环金属膜101。
上述中心核心板100是用于形成零序电流互感器(ZCT)的环形核心的部分，上述闭环金属膜101是构成零序电流互感器(ZCT)的核心的部分。
作为上述闭环金属膜101的一实施例，能够以印刷电路图案形成，也能够通过在上述环路1-1部分形成段差的方法等形成。
此外，作为上述闭环金属膜101的原材料，能够通过使用透磁率较高的金属而使其实现环形核心的功能。
本发明的覆盖板110如图3所示，同样由上述基板1构成，且如图4所示，对称粘贴在上述中心核心板100的两侧。
上述覆盖板110是以上述中心核心板100为中心对称结合到两侧，且其数量不受限制。
如图4所示，当上述覆盖板110以上述中心核心板100为中心对称结合到两侧时，在上述环路1-1部分将形成上述闭环金属膜101被埋入到基板内部的形状。
此时为了使上述环路1-1部分形成环形线圈，通过多个贯通孔对上述中心核心板100以及覆盖板110的环路1-1部分进行贯通连接，在上述覆盖板110中通过印刷电路图案形成用于对上述贯通孔进行连接的线路。
在图2所示的印刷电路图案部111中形成有上述贯通孔以及印刷电路图案，因为其结构属于已在韩国专利注册第10-1708736等中公开的公知技术，所以在此将省略其详细的说明。
借此，本发明将通过上述环路1-1部分的上述闭环金属膜101形成环形核心，而上述印刷电路图案和贯通孔将形成环形线圈并由此构成零序电流互感器(ZCT)核心部120。
在本发明的上述中心核心板100中，基板1的另一侧部如图2所示，将维持平板部1-2的状态，在本发明中将在上述部分形成用于对上述零序电流互感器(ZCT)核心部120的电流变化进行检测的零序电流互感器(ZCT)电路部130。
因此，在上述零序电流互感器(ZCT)核心部120中由印刷电路图案以及贯通孔构成的环形线圈需要通过印刷电路图案或贯通孔连接到上述零序电流互感器(ZCT)电路部。
在如上所述构成的本发明中，如图4所示，本发明能够通过在以基板1形态层叠构成的印刷电路板上形成零序电流互感器(ZCT)核心部120以及零序电流互感器(ZCT)电路部130的全部构成而提供平板形零序电流互感器(ZCT)装置。
通常，零序电流互感器(ZCT)电路部130要求必须使用电感线圈，而本发明能够在制作上述中心核心板100时在上述电感线圈131部分平行形成多个贯通孔，并在中心核心板100的两侧部以印刷电路板形成用于对上述贯通孔进行连接的线路。
借此，能够在上述中心核心板100中以如图2所示的方式实现平面状的上述零序电流互感器(ZCT)电路部130。
但是，这种方式只能解决在零序电流互感器(ZCT)电路部130中上述电感线圈131元件为最突出的安装结构的问题，因此即使是以薄膜形态形成其他电阻元件或晶体管、电容器等元件也有可能因为其突出的安装结构而导致无法粘接上述覆盖板110的问题，所以在上述覆盖板110中同样形成用于对其进行收容的段差槽为宜。
本发明能够提供如上所述的被装配到印刷电路板上的零序电流互感器(ZCT)。
如上所述，上述覆盖板110的数量能够采用一个以上的多层构成，此时，形成上述环形线圈的贯通孔以及印刷电路图案能够采用如在一个核心上多层形成的线圈般的构成。
但是，因为由上述印刷电路图案形成的线圈的各个线路间孔隙远大于实际的线圈，因此所构成的环境将很容易受到噪声的渗透。
通常，因为零序电流互感器(ZCT)是利用感应磁场原理对贯通上述环路部分的线路的泄漏电流进行感测的装置，因此即使是较小的噪声也有可能导致较大的响应。
所以，在零序电流互感器(ZCT)中噪声的屏蔽问题与装置的实用化有着密切的关联。
本发明为了解决上述问题，如图1所示，在上述覆盖板110的两侧面层叠粘接以与上述基板1相同的形状形成且在表面形成有金属薄膜涂层200的噪声屏蔽板20。
配置上述噪声屏蔽板20的目的在于防止外部噪声渗透到上述核心部分。
上述噪声屏蔽板20是通过平行金属板对本发明的零序电流互感器(ZCT)核心部120进行屏蔽，能够借助于平行金属板内部的电磁稳定性防止噪声的渗透。
此外，因为本发明是对在贯通上述环路1-1部分的线路中流动的泄漏电流进行检测，因此在上述环路1-1部分的上述金属薄膜涂层200中也有可能生成因为泄漏电流而导致的磁通量。
如上所述的磁通量可能会形成与上述零序电流互感器(ZCT)核心部120的环形线圈部分的电流方向相反方向的感应电流，因此在实际发生泄漏电流时，可能会导致零序电流互感器(ZCT)的灵敏度的下降或导致噪声的发生。
本发明为了防止如上所述的问题，如图6所示，通过配备未涂层部210而使上述金属薄膜涂层200在上述环路1-1形成部中形成开路。
此时，因为上述金属薄膜涂层200的自身路径将被切断，因此既不会对上述零序电流互感器(ZCT)核心部120的电流检测灵敏度造成电磁干预，还能够通过在上述零序电流互感器(ZCT)核心层的两侧形成平行金属板而实现电磁稳定化效果。
此外，当上述覆盖板110的数量增多而导致层叠厚度增加时，在侧面部的噪声渗透可能性也将随之增加。
为了防止在上述侧面部的噪声渗透，本发明如图7所示，在装置整体的侧面也形成上述金属薄膜涂层200-1。
此时，上述金属薄膜涂层200-1同样以开路形成为宜，这能够通过在与上述未涂层部210相接的侧面部中保留如图7所示的未涂层面或通过如图8所示的形成与上述未涂层部210连续的未涂层部的方式实现。
通过如上所述构成的本发明，能够提供在印刷电路板上以平面状形成且从源头上屏蔽噪声的稳定的零序电流互感器(ZCT)。
在上述的内容中为了对本发明进行说明而图示的附图仅为具体实现本发明的一个实施例，如图所示，为了实现本发明的要旨能够采用多种不同形态的组合。
因此，本发明并不限定于如上所述的实施例，在不脱离如下所述的权利要求书中所请求保护的本发明之要旨的范围内，具有本发明所属技术领域之一般知识的人员能够对本发明进行各种变更实施。

Claims (5)

1.一种噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于，包括：
中心核心板，在分为一侧部以及另一侧部且在一侧中心部贯通形成环路的基板上形成有闭环环绕上述环路的闭环金属膜；
覆盖板，以与上述基板相同的形状形成且对称粘贴在上述中心核心板的两侧；
零序电流互感器核心部，利用相互连接到在上述覆盖板的环路部分形成的印刷电路图案以及上述覆盖板的导通孔在上述覆盖板的环路部分形成线圈并利用上述环路部分形成环形核心；以及，
零序电流互感器电路部，形成于上述中心核心板的基板另一侧部且用于对上述零序电流互感器核心部的电流变化进行检测。
2.根据权利要求1所述的噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于：
上述中心核心板，
在基板的另一侧部两侧面形成通过以导通孔贯通连接而形成电感线圈的印刷电路图案，
从而将上述零序电流互感器电路部实现在平面上。
3.根据权利要求2所述的噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于：
在上述覆盖板的两侧面，
层叠粘接以与上述基板相同的形状形成且在表面形成有金属薄膜涂层的噪声屏蔽板。
4.根据权利要求3所述的噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于：
上述金属薄膜涂层，
在上述环路的形成部中开路形成，
从而不会对零序电流互感器核心部的电流检测灵敏度造成电磁干预。
5.根据权利要求4所述的噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板，其特征在于：
上述金属薄膜涂层，
还在噪声屏蔽强化型零序电流互感器内置式印刷电路板整体侧面中围绕上述环路的形成方向并维持开路的侧面上形成，从而提升噪声屏蔽效果。
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