CN110850138A - 电流感测模块 - Google Patents

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Abstract

一种电流感测模块，用以测量一电流。电流感测模块包含一导电基板、一框架、一电路板以及一磁感测器。导电基板具有两个端部以及至少一槽孔。电流自一端部流向另一端部。槽孔沿电流的流向延伸。框架具有两个侧部以及一底部，其中底部连接两个侧部而形成开放式环形结构。两个侧部相互平行或对称。两个侧部的至少其中之一设置于至少一槽孔中，使得两个侧部环绕电流的部分路径。两个侧部的两个端部之间存在间隙。电路板相对导电基板设置。磁感测器连接于电路板。磁感测器位于两个侧部间的空间中，而非位于间隙中。磁感测器感测电流且产生对应的第一电流感测信号。

Description

电流感测模块
技术领域
本发明涉及一种电流感测模块，尤其涉及一种装设有框架以准确地测量电流的电流感测模块。
背景技术
在很多的实际应用中，电流皆须被准确地测量与监控。举例而言，车辆大都装设有电池，以提供各种功能所需的电力，例如启动引擎或电子元件，此时，便需对电流进行测量与监控，以确保正常运作与行车安全。若电流无法被准确地测量，车辆的行车安全将会受到影响。因此，如何提升电流感测模块的可靠度，便成为一个重要的研究课题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种装设有框架以准确地测量电流的电流感测模块，以解决上述问题。
根据一实施例，本发明的电流感测模块用以测量一电流。电流感测模块包含一导电基板、一框架、一电路板以及一磁感测器。导电基板具有两个端部以及至少一槽孔。电流自两个端部的其中之一流向两个端部的其中另一。至少一槽孔沿电流的流向延伸。框架具有两个侧部以及一底部，其中底部连接两个侧部而形成一开放式环形结构。两个侧部相互平行或对称。两个侧部的至少其中之一设置于至少一槽孔中，使得两个侧部环绕电流的部分路径。两个侧部的两个端部之间存在一间隙。电路板相对导电基板设置。磁感测器连接于电路板。磁感测器位于两个侧部间的空间中，而非位于间隙中。磁感测器感测电流且产生对应的一第一电流感测信号。
根据另一实施例，本发明的电流感测模块用以测量一电流。电流感测模块包含一导电基板、一框架、一电路板以及一磁感测器。导电基板具有两个端部。电流自两个端部的其中之一流向两个端部的其中另一。框架环绕导电基板。框架具有两个端部相对面。电流通过两个端部相对面间的空间而产生一磁通量。框架由晶格大小介于350μm与600μm间的透磁合金制成。电路板相对导电基板设置。磁感测器连接于电路板且位于两个端部相对面之间。
综上所述，磁感测器位于框架内部。由于框架可对磁感测器增加磁通量，稳定磁场，且减低外界干扰，因此，磁感测器所感测到的电流会更加准确。由此，即可有效提升电流感测模块的可靠度。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的电流感测模块的立体图。
图2为图1中的电流感测模块的爆炸图。
图3为图1中的电流感测模块沿X-X线的剖面图。
图4为根据本发明一实施例的电流感测模块的功能方块图。
图5为图1中的电流感测模块设置于壳体中的立体图。
图6为根据本发明另一实施例的电流感测模块的剖面图。
图7为根据本发明另一实施例的电流感测模块的立体图。
图8为图7中的电流感测模块的爆炸图。
图9为图7中的电流感测模块沿Y-Y线的剖面图。
图10为根据本发明另一实施例的电流感测模块的功能方块图。
图11为根据本发明另一实施例的电流感测模块的剖面图。
图12为根据本发明另一实施例的电流感测模块的立体图。
图13为图12中的电流感测模块的爆炸图。
图14为图12中的电流感测模块沿Z-Z线的剖面图。
附图标记如下：
1、1'、3、3'、3” 电流感测模块
2 壳体
10、30 导电基板
12、32 框架
14、34 电路板
16、36 磁感测器
18、38 第一测量电路
20、40 第二测量电路
21、41、43 连接器
22、42 温度感测器
24、44 磁性结构
100a、100b、300a、300b 端部
102、140、340 槽孔
104、304 电流感测电阻
106、306 感测部
120、320 侧部
122、322 底部
324 端部相对面
342 开口
d1、d2、d3 长度
G 间隙
H 高度
I 电流
S 空间
W 宽度
X-X、Y-Y、Z-Z 剖面线
具体实施方式
请参阅图1至图4，图1为根据本发明一实施例的电流感测模块1的立体图，图2为图1中的电流感测模块1的爆炸图，图3为图1中的电流感测模块1沿X-X线的剖面图，图4为根据本发明一实施例的电流感测模块1的功能方块图。
如图1至图3所示，电流感测模块1包含一导电基板10、一框架12、一电路板14以及一磁感测器16。导电基板10具有两个端部100a、100b以及至少一槽孔102。于此实施例中，导电基板10具有两个槽孔102，但不以此为限。电流感测模块1用以测量一电流I，其中电流I自端部100a流向另一端部100b。两个槽孔102沿电流I的流向延伸。
导电基板10可为一总线(bus bar)或一分流器(shunt)，视实际应用而定。当导电基板10为总线时，导电基板10的电阻率差值可介于1.59×10-8Ωm至1.1×10-7Ωm的预定范围之间，其中导电基板10可由银、铜、金、铝、钨、黄铜、铁、铂或其组合制成。
于此实施例中，导电基板10可还包含一电流感测电阻104以及两个感测部106，其中电流感测电阻104连接于两个端部100a、100b间的电流路径而形成一分流器。于此实施例中，电流感测电阻104的电阻率可为端部100a、100b的电阻率的10至100倍。两个感测部106设置于电流感测电阻104的相对两侧。
框架12具有两个侧部120以及一底部122，其中底部122连接两个侧部120而形成一开放式环形结构(例如，U形或C形)。两个侧部120相互平行或对称。框架12的两个侧部120设置于导电基板10的两个槽孔102中，使得两个侧部120环绕电流I的部分路径。于此实施例中，导电基板10被两个侧部120环绕的一比例可介于50％与90％之间，但不以此为限。举例而言，如图3所示，导电基板10可被框架12的两个侧部120划分为具有长度d1、d2、d3的三个部分，其中具有长度d2的部分被两个侧部120环绕。因此，d2/(d1+d2+d3)可介于50％与90％之间。此外，两个侧部120的两个端部(于本实施例为顶端)之间存在一间隙G，进而于框架12的两端之间形成一开口。于另一实施例中，导电基板10亦可只具有单一槽孔120。此时，一个侧部120设置于单一槽孔120中，且另一个侧部120设置于导电基板10外部，以环绕电流I的部分路径。
磁感测器16连接于电路板14，且电路板14相对导电基板10设置。于此实施例中，电路板14可具有两个槽孔140。框架12的两个侧部120通过电路板14的两个槽孔140，使得电路板14设置于导电基板10上方。此时，磁感测器16位于框架12的两个侧部120间的空间S中，而非位于间隙G中。换言之，磁感测器16位于框架12内部。于此实施例中，磁感测器16可为霍尔感测器(Hall sensor)、磁阻(magnetoresistive，MR)感测器、巨磁阻(giantmagnetoresistive，GMR)感测器、穿隧磁阻(tunnel magnetoresistive，TMR)感测器、异向磁阻(anisotropic magneto-resistive，AMR)感测器或其它类似感测器。
由此，当电流I自端部100a流向另一端部100b时，磁感测器16便会感测到电流I所产生的磁场变化且产生对应的一第一电流感测信号。此外，在导电基板10的两个感测部106之间也会产生对应电流I的一第二电流感测信号。
如图4所示，电流感测模块1可还包含一第一测量电路18以及一第二测量电路20，其中第一测量电路18可连接于磁感测器16，且第二测量电路20可连接于导电基板10的电流感测电阻104。于此实施例中，第一测量电路18与第二测量电路20可耦接于单一连接器21，如图4所示。然而，于另一实施例中，第一测量电路18与第二测量电路20亦可分别耦接于各自独立的连接器。第一测量电路18与第二测量电路20可于其中一个故障时独立运作。换言之，若第一测量电路18与第二测量电路20的其中之一失效或故障，第一测量电路18与第二测量电路20的其中另一仍然可以正常运作。需说明的是，虽然第一测量电路18与第二测量电路20可具有各自独立的控制器、模拟数字转换器等元件，各自独立的控制器亦可于正常运作时相互传输数据与协同运作。
于此实施例中，第一测量电路18可与磁感测器16配合，以产生第一电流感测信号。举例而言，第一测量电路18可对第一电流感测信号执行模拟数字转换、温度校正、误差校正、通信界面转换、分压、分流或其它程序。于实际应用中，第一测量电路18可包含一控制器、一模拟数字转换器、一连接器以及其它必要元件。
同理，第二测量电路20可与导电基板10的电流感测电阻104配合，以产生第二电流感测信号。举例而言，第二测量电路20可对第二电流感测信号执行模拟数字转换、温度校正、误差校正、通信界面转换、分压、分流或其它程序。于实际应用中，第二测量电路20可包含一控制器、一模拟数字转换器、一连接器以及其它必要元件。
需说明的是，第一测量电路18与第二测量电路20可共用单一连接器，以输出第一电流感测信号与第二电流感测信号。此外，若第一电流感测信号与第二电流感测信号不需转换为数字数据，上述的模拟数字转换器便可省略。
此外，电流感测模块1可还包含一温度感测器22，其中温度感测器22可连接于电路板14且热耦接至导电基板10。温度感测器22用以感测导电基板10的一温度且产生对应的一温度感测信号。接着，第二测量电路20可根据温度感测信号校正第二电流感测信号，以提升第二电流感测信号的准确度。于此实施例中，电流感测模块1可还包含一导热材料(未示出余图中)，包覆温度感测器22与导电基板10。由此，温度感测器22所感测到的温度感测信号会更加准确。
由于磁感测器16位于框架12内部，框架12可对磁感测器16增加磁通量，稳定磁场，且减低外界干扰，使得磁感测器16所感测到的电流I会更加准确。此外，由于框架12的侧部120设置于导电基板10的槽孔102中，框架12的侧部120可尽可能的靠近磁感测器16。框架12的侧部120与磁感测器16之间的距离愈短，外界干扰便愈小。由此，本发明可进一步对磁感测器16减低外界干扰。
再者，通过导电基板10的电流I会产生磁场(mT)，使得磁感测器16受磁场影响而产生第一电流感测信号(mV)。接着，通过第一电流感测信号与电流I之间的关系，便可计算出测量到的电流。磁场、第一电流感测信号与电流I之间的关系如下列公式1所示。
公式1：mT/I x mV/mT＝mV/I。
框架12的尺寸会影响传递至磁感测器16的磁场，进而造成测量误差。因此，测量误差可通过调整框架12的尺寸而降低。于此实施例中，两个侧部120间的宽度W以及磁感测器16与侧部120的端部间的高度H满足下列不等式1，使得磁感测器16所感测到的第一电流感测信号会更加准确。
不等式1：
Figure BDA0002174223580000061
于此实施例中，框架12可由晶格(grain size)大小介于350μm与600μm间的透磁合金(Permalloy或称坡莫合金，含Fe-Ni-Mo)制成，使得残磁(remanence)可进一步降低。由此，本发明即可降低残磁所造成的偏移误差。
于此实施例中，框架12可通过一导线或焊料接地至电路板14。此外，一非导电且低导热材料(例如，环氧树脂(epoxy)或硅(silicon))可填充于导电基板10与框架12之间。再者，导电基板10、框架12与电路板14可以胶体固定。
请参阅图5，图5为图1中的电流感测模块1设置于壳体2中的立体图。如图5所示，电流感测模块1可设置于一壳体2中，且导电基板10、框架12与电路板14可以胶体固定，进而形成一封装结构。
请参阅图6，图6为根据本发明另一实施例的电流感测模块1'的剖面图。电流感测模块1'与上述的电流感测模块1的主要不同之处在于，电流感测模块1'还包含两个磁性结构24，如图6所示。两个磁性结构24与电流I的流向平行，且磁感测器16位于两个磁性结构24之间。两个磁性结构24可对磁感测器16聚集磁通量，以提升磁场强度与稳定度。
请参阅图7至图10，图7为根据本发明另一实施例的电流感测模块3的立体图，图8为图7中的电流感测模块3的爆炸图，图9为图7中的电流感测模块3沿Y-Y线的剖面图，图10为根据本发明另一实施例的电流感测模块3的功能方块图。
如图7至图9所示，电流感测模块3包含一导电基板30、一框架32、一电路板34以及一磁感测器36。导电基板30具有两个端部300a、300b。电流感测模块3用以测量一电流I，其中电流I自端部300a流向另一端部300b。
导电基板30可为一总线(bus bar)或一分流器(shunt)，视实际应用而定。当导电基板30为总线时，导电基板30的电阻率差值可介于1.59×10-8Ωm至1.1×10-7Ωm的预定范围之间，其中导电基板30可由银、铜、金、铝、钨、黄铜、铁、铂或其组合制成。
于此实施例中，导电基板30可还包含一电流感测电阻304以及两个感测部306，其中电流感测电阻304连接于两个端部300a、300b间的电流路径而形成一分流器。于此实施例中，电流感测电阻304的电阻率可为端部300a、300b的电阻率的10至100倍。两个感测部306设置于电流感测电阻304的相对两个侧。
框架32环绕导电基板30。于此实施例中，框架32具有两个侧部320以及一底部322，其中底部322连接两个侧部320而形成一开放式环形结构。两个侧部320相互平行或对称。此外，框架32具有两个端部相对面324，其中两个端部相对面324分别由两个侧部320提供。框架32可为多片(层)堆叠结构，但不以此为限。
磁感测器36连接于电路板34，且电路板34相对导电基板30设置。于此实施例中，电路板34可具有一槽孔340。框架12的两个侧部120的其中之一通过电路板34的槽孔340，使得导电基板30位于电路板34与框架32的底部322之间。此时，磁感测器36位于框架32内部。于此实施例中，磁感测器36可为霍尔感测器(Hall sensor)、磁阻(magnetoresistive，MR)感测器、巨磁阻(giant magnetoresistive，GMR)感测器、穿隧磁阻(tunnelmagnetoresistive，TMR)感测器、异向磁阻(anisotropic magneto-resistive，AMR)感测器或其它类似感测器。
由此，当电流I自端部300a流向另一端部300b时，电流I便会通过框架32的两个端部相对面324间的空间而产生一磁通量，使得磁感测器36感测到电流I所产生的磁场变化且产生对应的一第一电流感测信号。此外，在导电基板30的两个感测部306之间也会产生对应电流I的一第二电流感测信号。
如图10所示，电流感测模块3可还包含一第一测量电路38以及一第二测量电路40，其中第一测量电路38可连接于磁感测器36，且第二测量电路40可连接于导电基板30的电流感测电阻304。于此实施例中，第一测量电路38与第二测量电路40可分别耦接于各自独立的连接器41、43，如图10所示。然而，于另一实施例中，第一测量电路38与第二测量电路40亦可耦接于单一连接器。第一测量电路38与第二测量电路40可于其中一个故障时独立运作。换言之，若第一测量电路38与第二测量电路40的其中之一失效或故障，第一测量电路38与第二测量电路40的其中另一仍然可以正常运作。需说明的是，虽然第一测量电路38与第二测量电路40可具有各自独立的控制器、模拟数字转换器等元件，各自独立的控制器亦可于正常运作时相互传输数据与协同运作。
于此实施例中，第一测量电路38可与磁感测器36配合，以产生第一电流感测信号。举例而言，第一测量电路38可对第一电流感测信号执行模拟数字转换、温度校正、误差校正、通信界面转换、分压、分流或其它程序。于实际应用中，第一测量电路38可包含一控制器、一模拟数字转换器、一连接器以及其它必要元件。
同理，第二测量电路40可与导电基板30的电流感测电阻304配合，以产生第二电流感测信号。举例而言，第二测量电路40可对第二电流感测信号执行模拟数字转换、温度校正、误差校正、通信界面转换、分压、分流或其它程序。于实际应用中，第二测量电路40可包含一控制器、一模拟数字转换器、一连接器以及其它必要元件。
需说明的是，第一测量电路38与第二测量电路40可共用单一连接器，以输出第一电流感测信号与第二电流感测信号。此外，若第一电流感测信号与第二电流感测信号不需转换为数字数据，上述的模拟数字转换器便可省略。
此外，电流感测模块3可还包含一温度感测器42，其中温度感测器42可连接于电路板34且热耦接至导电基板30。温度感测器42用以感测导电基板30的一温度且产生对应的一温度感测信号。接着，第二测量电路40可根据温度感测信号校正第二电流感测信号，以提升第二电流感测信号的准确度。于此实施例中，电流感测模块3可还包含一导热材料(未示出余图中)，包覆温度感测器42与导电基板30。由此，温度感测器42所感测到的温度感测信号会更加准确。
由于磁感测器36位于框架32内部，框架32可对磁感测器36增加磁通量，稳定磁场，且减低外界干扰，使得磁感测器36所感测到的电流I会更加准确。于此实施例中，框架32可由晶格大小介于350μm与600μm间的透磁合金(Permalloy)制成，使得残磁(remanence)可进一步降低。由此，本发明即可降低残磁所造成的偏移误差。
于此实施例中，框架32可通过一导线或焊料接地至电路板34。此外，一非导电且低导热材料(例如，环氧树脂(epoxy)或硅(silicon))可填充于导电基板30与框架32之间。再者，导电基板30、框架32与电路板34可以胶体固定。
请参阅图11，图11为根据本发明另一实施例的电流感测模块3'的剖面图。电流感测模块3'与上述的电流感测模块3的主要不同之处在于，电流感测模块3'还包含两个磁性结构44，如图11所示。两个磁性结构44与电流I的流向平行，且磁感测器36位于两个磁性结构44之间。两个磁性结构44可对磁感测器36聚集磁通量，以提升磁场强度与稳定度。
请参阅图12至图14，图12为根据本发明另一实施例的电流感测模块3”的立体图，图13为图12中的电流感测模块3”的爆炸图，图14为图12中的电流感测模块3”沿Z-Z线的剖面图。电流感测模块3”与上述的电流感测模块3的主要不同之处在于，电流感测模块3”的框架32为C形，如图12至图14所示。此外，电流感测模块3”的电路板34具有一开口342，且磁感测器36横越开口342。开口342对应框架32的两个端部相对面324间的间隙，使得间隙的磁通量可通过电路板34的开口342。通过C形框架32，本发明可简化组装程序与缩短间隙距离，进而缩减电流感测模块3”的尺寸。
综上所述，磁感测器位于框架内部。由于框架可对磁感测器增加磁通量，稳定磁场，且减低外界干扰，因此，磁感测器所感测到的电流会更加准确。由此，即可有效提升电流感测模块的可靠度。此外，第一测量电路可连接于磁感测器，且第二测量电路可连接于导电基板的电流感测电阻，其中第一测量电路与第二测量电路可其中一个故障时独立运作。由此，若第一测量电路与第二测量电路的其中之一失效或故障，第一测量电路与第二测量电路的其中另一仍然可以正常运作。当本发明的电流感测模块应用于一车辆系统时，即可大幅提升车辆系统的安全性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (25)

1.一种电流感测模块，用以测量一电流，该电流感测模块包含：
一导电基板，具有两个端部以及至少一槽孔，该电流自该两个端部的其中之一流向该两个端部的其中另一，该至少一槽孔沿该电流的流向延伸；
一框架，具有两个侧部以及一底部，该底部连接该两个侧部而形成一开放式环形结构，该两个侧部相互平行或对称，该两个侧部的至少其中之一设置于该至少一槽孔中，使得该两个侧部环绕该电流的部分路径，该两个侧部的两个端部之间存在一间隙；
一电路板，相对该导电基板设置；以及
一磁感测器，连接于该电路板，该磁感测器位于该两个侧部间的空间中，而非位于该间隙中，该磁感测器感测该电流且产生对应的一第一电流感测信号。
2.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该导电基板为一总线，且该导电基板的电阻率差值介于1.59×10-8Ωm至1.1×10-7Ωm的预定范围之间。
3.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该导电基板还包含一电流感测电阻以及两个感测部，该电流感测电阻的电阻率为该端部的电阻率的10至100倍，该电流感测电阻连接于该两个端部间的电流路径而形成一分流器，该两个感测部设置于该电流感测电阻的相对两个侧，且在该两个感测部之间产生对应该电流的一第二电流感测信号。
4.如权利要求3所述的电流感测模块，还包含：
一第一测量电路，连接于该磁感测器；以及
一第二测量电路，连接于该电流感测电阻；
其中，该第一测量电路与该第二测量电路其中一个故障时独立运作。
5.如权利要求4所述的电流感测模块，还包含一温度感测器，连接于该电路板且热耦接至该导电基板，该温度感测器感测该导电基板的一温度且产生对应的一温度感测信号。
6.如权利要求5所述的电流感测模块，其中该第二测量电路根据该温度感测信号校正该第二电流感测信号。
7.如权利要求5所述的电流感测模块，还包含一导热材料，包覆该温度感测器与该导电基板。
8.如权利要求1所述的电流感测模块，还包含二磁性结构，该磁感测器位于该两个磁性结构之间。
9.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该两个侧部间的宽度W以及该磁感测器与该侧部的该端部间的高度H满足下列不等式：
10.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该导电基板被该两个侧部环绕的一比例介于50％与90％之间。
11.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该框架通过一导线或焊料接地至该电路板。
12.如权利要求1所述的电流感测模块，其中该框架由晶格大小介于350μm与600μm间的透磁合金制成。
13.如权利要求1所述的电流感测模块，其中一非导电且低导热材料填充于该导电基板与该框架之间。
14.一种电流感测模块，用以测量一电流，该电流感测模块包含：
一导电基板，具有两个端部，该电流自该两个端部的其中的一流向该两个端部的其中另一；
一框架，环绕该导电基板，该框架具有两个端部相对面，该电流通过该两个端部相对面间的空间而产生一磁通量，该框架由晶格大小介于350μm与600μm间的透磁合金制成；
一电路板，相对该导电基板设置；以及
一磁感测器，连接于该电路板且位于该两个端部相对面之间。
15.如权利要求14所述的电流感测模块，其中该导电基板为一总线，且该导电基板的电阻率差值介于1.59×10-8Ωm至1.1×10-7Ωm的预定范围之间。
16.如权利要求14所述的电流感测模块，其中该导电基板还包含一电流感测电阻以及两个感测部，该电流感测电阻的电阻率为该端部的电阻率的10至100倍，该电流感测电阻连接于该两个端部间的电流路径而形成一分流器，该两个感测部设置于该电流感测电阻的相对两侧，且在该两个感测部之间产生对应该电流的一第二电流感测信号。
17.如权利要求16所述的电流感测模块，还包含：
一第一测量电路，连接于该磁感测器；以及
一第二测量电路，连接于该电流感测电阻；
其中，该第一测量电路与该第二测量电路其中一个故障时独立运作。
18.如权利要求17所述的电流感测模块，还包含一温度感测器，连接于该电路板且热耦接至该导电基板，该温度感测器感测该导电基板的一温度且产生对应的一温度感测信号。
19.如权利要求18所述的电流感测模块，其中该第二测量电路根据该温度感测信号校正该第二电流感测信号。
20.如权利要求18所述的电流感测模块，还包含一导热材料，包覆该温度感测器与该导电基板。
21.如权利要求14所述的电流感测模块，还包含两个磁性结构，该磁感测器位于该两个磁性结构之间。
22.如权利要求14所述的电流感测模块，其中该框架具有两个侧部以及一底部，该底部连接该两个侧部而形成一开放式环形结构，该两个侧部相互平行或对称，该导电基板位于该电路板与该底部之间。
23.如权利要求14所述的电流感测模块，其中该框架为C形，该电路板具有一开口，且该磁感测器横越该开口。
24.如权利要求14所述的电流感测模块，其中该框架通过一导线或焊料接地至该电路板。
25.如权利要求14所述的电流感测模块，其中一非导电且低导热材料填充于该导电基板与该框架之间。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102258813B1 (ko) * 2018-11-20 2021-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 복합형 전류 측정장치
EP3690450A1 (en) * 2019-01-30 2020-08-05 LEM International SA Current transducer with magnetic field detector module
CN115362355A (zh) * 2020-03-30 2022-11-18 艾思玛太阳能技术股份公司 用于温度测量的设备和用于电流求取的设备
JP7155191B2 (ja) * 2020-04-13 2022-10-18 矢崎総業株式会社 電流センサ
JP7523190B2 (ja) 2020-08-20 2024-07-26 ヴィシェイ デール エレクトロニクス エルエルシー 抵抗器、電流検出抵抗器、電池分流器、分流抵抗器、およびこれらの製造方法
TWI769049B (zh) * 2021-08-11 2022-06-21 威剛科技股份有限公司 電流感測模組
FR3135529B1 (fr) 2022-05-10 2024-04-19 Vitesco Technologies Capteur de courant haute intensité, notamment pour batterie de véhicule automobile électrique ou hybride

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867725A1 (en) * 1997-03-24 1998-09-30 Nana Electronics Co., Ltd. Current sensor
US20030227284A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-11 Richard Marasch Hall effect conductor/core method and apparatus
WO2006087342A1 (de) * 2005-02-16 2006-08-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Einrichtung zur erfassung elektrischer ströme
US20150309080A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Tyco Electronics Amp Korea Ltd Hybrid Current Sensor Assembly
WO2018100778A1 (ja) * 2016-12-01 2018-06-07 株式会社村田製作所 電流センサ及び電流センサユニット

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426617B1 (en) * 1999-09-28 2002-07-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. Hall effect current sensor system packaging
TW578915U (en) * 2003-04-03 2004-03-01 Ta I Technology Co Ltd Current sensing resistor having common reference point
DE202013011690U1 (de) * 2013-04-05 2014-02-26 Isabellenhütte Heusler Gmbh & Co. Kg Messwiderstand
EP3159706A4 (en) * 2014-06-20 2018-03-21 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Current detection device
JP6791180B2 (ja) * 2018-03-01 2020-11-25 Tdk株式会社 センサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0867725A1 (en) * 1997-03-24 1998-09-30 Nana Electronics Co., Ltd. Current sensor
US20030227284A1 (en) * 2002-06-11 2003-12-11 Richard Marasch Hall effect conductor/core method and apparatus
WO2006087342A1 (de) * 2005-02-16 2006-08-24 Continental Teves Ag & Co. Ohg Einrichtung zur erfassung elektrischer ströme
US20150309080A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Tyco Electronics Amp Korea Ltd Hybrid Current Sensor Assembly
WO2018100778A1 (ja) * 2016-12-01 2018-06-07 株式会社村田製作所 電流センサ及び電流センサユニット

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