CN112424617A - 具有集成的主导体的电流传感器 - Google Patents

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Abstract

电流传感器包括绝缘体(10)、包括中央通道(18)和磁路间隙(22)的磁芯(6)、位于磁路间隙中的磁场检测器(8)、以及金属板引线框导体装置(4)，该金属板引线框导体装置包括用于携载待测量电流的主导体(14)和用于将磁场检测器连接至外部电路的次级导体(16)，该主导体包括延伸穿过磁芯的中央通道的中央部分(15)、从中央部分的相对两端延伸的侧向延伸臂(13)、以及用于连接至外部导体的连接端(17)，次级导体包括多个导体，每个导体包括基本上与主导体的中央部分对准的感测单元连接片(21)和用于连接到外部电路的连接端(19)，绝缘体包括围绕主导体的中央部分(15)的内部包覆模制部分(20)，并形成相对于引线框导体装置定位和绝缘的磁芯引导件(32)。绝缘体还包括包覆模制在内部包覆模制部分、磁芯、磁场传感器、引线框导体装置的中央部分上的外部包覆模制部分(34)。

Description

具有集成的主导体的电流传感器
技术领域
本发明涉及一种电流传感器，所述电流传感器包括磁芯和在磁芯气隙中的磁场检测器，用于测量在延伸通过磁芯的中央通道的主导体中流动的电流。
背景技术
电流传感器应用在用于监测或控制电气装置和系统的多种应用中，并且在许多应用中，在降低这些部件的制造成本以及还在电路中实施和使用这些部件的成本方面具有重要优势。
尽管出于成本和/或尺寸的原因而未对某些电流传感器提供有磁芯，但是与设置有围绕主导体的磁芯的传感器相比，这通常降低了传感器的可靠性和/或灵敏度和/或精度和/或工作范围。因此，许多用于电流感测应用的电流传感器包括由高磁导率磁性材料制成的磁芯，该磁芯围绕中央孔口，携载待测量电流的主导体穿过该中央孔口。然而，困难的是提供一种特别紧凑的具有磁芯的电流传感器来最小化和/或减小安装有这些部件的装置的重量。还存在有许多应用，其中电流传感器安装在电路板上，进而需要遵守要求特别紧凑布置的预定连接封装布局或表面积限制或高度限制。取决于主导体的电压幅值，这可能导致难以在主导体与磁场检测器电路的电导体之间实现所需的电气爬电距离。
WO2017/067849中描述了满足上述紧凑性、精确测量和经济制造要求的可安装在PCB上的电流传感器。在该传感器中，引线框导体装置与外壳基座包覆模制在一起，然后磁场感测单元安装在导体装置上，并通过引线接合而连接到该导体装置上。在外壳盖安装在磁芯与检测器上方并夹在外壳基座上之前，将磁芯插入在主导体和磁场感测器上方。外壳的内部可以未填充(包含空气)，或者可以填充有绝缘灌封材料。尽管磁芯由外壳盖和基座保持，但是在振动或机械冲击的情况下，磁芯和外壳之间仍可能发生小运动，从而在传感器中产生应力，这可能导致故障或气隙相对于磁场感测器运动，从而影响传感器精度。此外，鉴于小的分离距离，尤其在大电流测量应用中，可能难以避免主导体与磁芯或磁场检测器之间的电弧起痕。在热应力和机械应力下，外壳基座和盖的变形也可能加剧这种问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于安装在电路板上的电流传感器，该电流传感器具有集成的主导体、磁场检测器和磁芯，该电流传感器准确且可靠，还非常紧凑且坚固，尤其是在受到机械应力和热应力时亦是如此。
有利的是，提供一种在主导体和磁场检测器的导体之间具有高耐电痕性的电流传感器。
有利的是，提供一种具有较大工作范围的电流传感器。
有利的是，提供一种重量轻的电流传感器。
有利的是，提供一种易于实施并且使用经济的电流传感器。
通过提供根据权利要求1的电流传感器和制造根据权利要求11的电流传感器的方法，实现了本发明的目的。
本文公开了一种电流传感器，该电流传感器包括绝缘体、包括中央通道和磁路间隙的磁芯、位于磁路间隙中的磁场检测器、以及金属板引线框导体装置，该金属板引线框导体装置包括用于携载待测量电流的主导体和用于将磁场检测器连接到外部电路的次级导体。主导体包括延伸穿过磁芯的中央通道的中央部分、从中央部分的相对两端延伸的侧向延伸臂、以及用于连接至外部导体的连接端。次级导体包括多个导体，每个导体包括与主导体的中央部分在同一平面内基本对准的感测单元连接片、以及用于与外部电路连接的连接端。绝缘体包括内部包覆模制部分，该内部包覆模制部分围绕主导体的中央部分并且形成磁芯引导件，该磁芯引导件使磁芯相对于引线框架导体装置定位并且绝缘。
绝缘体还包括模制在内部包覆模制部分、磁芯、磁场感测器和引线框导体装置的中央部分上的外部包覆模制部分。
本文还公开了一种制造电流传感器的方法，该方法包括：
a)在由金属板条制成的引线框中冲压或蚀刻出引线框导体装置的坯件，所述坯件通过桥附接件连接至引线框金属板条，
b)包覆模制主导体的中央部分和次级导体的一些部分，以形成内部包覆模制部分，
c)随后将感测单元安装在引线框导体装置上，并且将感测单元连接至次级导体的感测连接片，
d)随后将磁芯安装在内部包覆模制部分上，并且可选地用分配量的胶水或用夹子将其固定，
e)随后围绕磁芯、感测单元和内部包覆模制部分包覆模制外部包覆模制部分；
f)可选地，随后对引线框的暴露部分进行电镀；
g)随后冲压并形成主导体的连接端和次级导体的连接端；
h)随后，将传感器从引线框金属板条上分离。
在一种有利的实施方式中，内部包覆模制部分通过热塑性聚合物的注射成型形成。
在一种有利的实施方式中，外部包覆模制部分通过热固性聚合物的传递成型形成。
内部包覆模制部分(30)包括热塑性聚合物或由热塑性聚合物构成。
在一种有利的实施方式中，热塑性聚合物选自包括PPS(聚苯硫醚)、LCP(液晶聚合物)、PA(聚酰胺)的组。
外部包覆模制部分包括热固性聚合物或由热固性聚合物构成。
在一种有利的实施方案中，热固性聚合物是半导体级环氧模塑料。
在一种有利的实施方式中，内部包覆模制部分包括包覆模制在主导体的中央部分上的主要部分，该包覆模制部分包括磁芯引导件侧向引导边缘，该磁芯引导件侧向引导边缘与所述磁芯的支部的相对侧边接合，用于将磁芯的支部相对于引导框导体装置侧向地定位。磁芯引导件可以进一步包括基层，该基层布置成供磁芯的侧向支部抵靠定位。
在一种有利的实施方式中，内部包覆模制部分由所述主要部分和所述磁芯引导件构成。
在一种实施方式中，在引导框导体装置的与抵靠安装并连接磁场检测器的感测单元的一侧相反的一侧上，磁芯引导件还包括基层，该基层从主要部分延伸并且部分地在次级导体之上延伸。
在一种有利的实施方式中，在引线框导体装置的抵靠安装有磁场检测器的感测单元的一侧上，磁芯的支部与内部包覆模制部分之间隔开一间隙，所述间隙以外部包覆模制部分的材料填充。
在一种有利的实施方式中，外部包覆模制部分完全包封磁芯和内部包覆模制部分。
在一种有利的实施方式中，感测单元经由接合线连接装置而连接至次级导体。
在一种实施方式中，感测单元在引线框导体装置的面对电流传感器的安装表面的下侧上安装到引线框导体装置上。在另一种实施方式中，感测单元在引线框导体装置的背离电流传感器的安装表面的上侧上安装在引线框导体装置上。
附图说明
通过权利要求书、具体实施方式和附图将清楚本发明的其他目的和有利特征，其中：
图1a和图1b是根据本发明的实施方式的电流传感器的立体图。
图1c和图1d是根据本发明的第一实施方式的电流传感器的局部剖视立体图。
图2a和图2b是图1c至图1d的电流传感器的磁芯和引线框导体装置的从相反两侧观察的分解立体图；
图3a和3b是图1c至图1d的电流传感器的磁芯和引线框导体装置的从相反两侧观察的平面剖面图；
图3c是图1c至图1d的电流传感器的磁芯和引线框导体装置的侧视图；
图4a至图4d以立体图示出了根据本发明的实施方式的电流传感器的制造步骤；
图4e是图4a的引线框和电流传感器的俯视图，以剖视示出了外部包覆模制部分；
图5a和图5b是分别示出根据图4b和图4c的制造步骤的平面图；
图6a是根据本发明的第二实施方式的电流传感器的立体图，其以局部剖切示出了外部包覆模制部分；
图6b是沿图6a的线6b-6b截取的截面图；
图6a是沿图6b的线6c-6c截取的截面图，其中移除了外部包覆模制部分的上部部分；
图7a和7b是图6a至图6c的电流传感器的磁芯和引线框导体装置的分解立体图。
具体实施方式
参照附图，示出了根据本发明的实施方式的电流传感器，该电流传感器包括绝缘体10、包括中央通道18和磁路间隙22的磁芯6、位于磁路间隙22中的磁场检测器8、以及由引线框制成的导体装置4。引线框导体装置4包括用于携载待测量电流的主导体14以及用于连接至磁场检测器8的导体16。本发明的电流传感器特别适合于开环电流测量。
主导体14包括中央部分15、从中央部分15的相对端部延伸的侧向延伸臂13、以及位于延伸臂的自由端处的用于连接至外部导体的连接端17，其中待测电流流过该外部导体。特别地，外部导体可以连接至设置有用于与连接端17连接的导电触点的电路板(未示出)。导电触点可以例如为用于连接端17的表面安装连接的导电接触片的形式。主导体14的中央部分15延伸穿过磁芯的中央通道18。
磁芯呈大体U形，由端部支部6a和从该端部支部6a延伸至自由端24的侧向支部6b、6c形成，磁路间隙22靠近自由端24形成在侧向支部6b、6c之间。
磁芯6用作位于磁路间隙22中的磁场检测器8的磁通量集中器。由在主导体中流动的电流产生的磁通量通过磁路间隙22集中。磁芯由具有高导磁率的磁性材料制成，这样的磁性材料的例子为FeSi或NiFe合金、MnZn或其他铁氧体、纳米晶体材料和非晶材料。与不具有磁芯的电流传感器(例如其中磁场检测器位于主导体附近而没有磁通量集中器)相比，根据本发明的实施方式的磁芯增加了信号电平并提供了对抗外部磁场的良好抗扰性。
在一种有利的实施方式中，侧向支部的自由端24在侧向支部的外侧上设有斜切部25，该斜切部减少了所需的磁性材料的量并减小了边缘场。
引线框导体装置4被冲压或蚀刻并由单件金属板制成，由此，主导体的中央部分15和磁场检测器导体16的主要部分基本上对准并在同一主平面内延伸，并且具有与形成导体装置的金属板的厚度对应的基本上相同的厚度。主导体14的连接端17和磁场检测器导体16的连接端19可以弯折到主平面之外，以提供用于连接至外部电路、特别是用于连接至外部电路板的接触片的端子。
磁场检测器导体16包括多个导体，每个导体包括用于连接至外部电路的连接端19和在引线框主平面中的用于连接至磁场检测器8的感测单元连接片21。磁场检测器导体包括至少一对电源端子(例如一个为电源电压Vc、另一个为接地GND)以及至少一个信号输出端子Vout。磁场检测器导体可以进一步包括基准端子Vref、接地端子以及可选地包括补充信号输出端子(例如用于过电流检测信号OCD)。
连接片21可以以不同的形状、表面积和位置设置，以便最优化地连接到感测单元26。磁场检测器8包括感测单元26和例如呈接合线27形式的连接装置。在所示的实施方式中，连接片21通过接合线连接装置27连接至磁场检测器。然而，可以在感测单元26和引线框导体装置4的连接片21之间设置本领域本身已知的其他互连装置。例如，互连装置可以包括在半导体基底和金属接触片之间的所谓的“倒装芯片(flip chip)”连接布置，从而例如焊珠将传感单元26上的连接区域与引线框导体装置4的连接片21互连。
在一种优选的实施方式中，感测单元26可以是本身在电流传感器领域中所熟知的霍尔传感器的形式，该霍尔传感器形成在半导体基底(例如，硅基底)中。然而，在本发明中也可以采用其他感测单元技术，例如磁通门型的磁场检测器或巨磁阻型的磁场感测器。在基本上平面型的半导体基底中形成的霍尔传感器鉴于其低成本性、紧凑性和坚固性而是有利的。
感测单元26也可以是多于一个半导体芯片的布置，例如与信号处理芯片相邻地设置有高灵敏度霍尔芯片。
磁场检测器导体16和主导体中央部分15有利地在同一平面(主平面)或基本相同的平面中，并且通过绝缘体10的内部包覆模制部分20保持在一起。
在图2a至图3c所示的实施方式中，绝缘体10的内部包覆模制部分20包覆模制在引线框导体装置4的次级导体的一些部分上，同时暴露出磁场检测器导体16的连接片21。内部包覆模制部分20和引线框导体装置4相对于磁场检测器导体16的连接片21呈现基本平面型安装表面。
在一种实施方式中，例如如图2a至图3c所示，感测单元26安装在引线框装置的底侧上，面对导体连接端17、19的安装平面。
内包覆模制部分20围绕主导体14的中央部分15包覆模制。内包覆模制部分20在磁芯与主导体之间提供介电绝缘层，并且可选地还可以在主导体和磁芯的中央通道之间提供定位引导，也确保了传感单元26在磁路间隙22中的正确定位。
具有本发明的内部包覆模制部分20的引线框导体装置4和磁芯6提供了特别紧凑的布置，还允许主导体相对于磁场检测器导体16良好地分离和绝缘。主导体的中央部分15可以在紧凑的连接封装布局内(即，当定位在外部电路板上时电流传感器所占的表面积)设置有较大的未减少的横截面且同时相对于磁场检测器的传感单元具有良好的绝缘隔离距离。
内部包覆模制部分20可以有利地包括磁芯引导件32，磁芯引导件32包括侧向引导边缘32b，侧向引导边缘32b侧接磁芯6的相对两侧面，以相对于引线框装置4和感测单元26将磁芯侧向定位。
内包覆模制部分20包括包覆模制在主导体14的中央部分15上的主要部分30。
在第一实施方式中，如图2a至图3c所示，内部包覆模制部分20包括次要部分31，该次要部分31从主要部分30延伸并且部分地包覆模制在次级导体16的感测单元连接片21的部分上。磁芯引导件32基本上成型在引线框导体装置4的与安装有磁场检测器的传感单元26的一侧4b相反的一侧4a上。
在图2a至图3c的所示实施方式中，磁芯引导件32包括在引线框导体装置的上侧4b上的基壁或基层32a，其呈现供磁芯的上部支部6c的内侧44抵靠定位的表面32a。基层32a提供了绝缘层，该绝缘层限定了磁芯与主导体14和次级导体16之间的距离。如图3c中最佳所见的，在基层32a的相反侧上，磁芯6的相对侧向支部6b与引线框导体装置4和内部包覆模制部分20间隔开一定的间隙35。传感单元26和接合线连接装置27位于侧向支部6b、6c的自由端之间的磁路间隙22中，该间隙以外部包覆模制部分34的材料填充。
在第二实施方式中，如图6a至图7b所示，内部包覆模制部分20不在次级导体16的感测单元的连接片21的部分上延伸，而是与之间隔开一定间隙，该间隙填充有外部包覆模制部分34。这种构造的优点是确保在主导体14和次级导体16之间的长电气爬电距离。在内部包覆模制部分20与外部包覆模制部分34之间的交接面中，特别是是在使用两种不同的材料的情况下，内包覆模制部分和外包覆模制部分的材料之间的化学结合可能是不完全的，或者使得内部爬电电流会破坏绝缘屏障。在此实施方式中，内部包覆模制部分仅围绕主导体并且与次级导体16不具有交接面，并且外部包覆模制部分34围绕次级导体16而没有沿着次级导体与内部包覆模制部分交接。因此，沿着次级导体16的部分在内部包覆模制部分与外部包覆模制部分之间没有交接面，从而避免了沿着包覆模制部分之间的交接面的爬电。
内部包覆模制部分20用于将磁芯6组装到引线框导体装置4，从而在引线框导体装置4与磁芯6之间以及在主导体与次级导体之间提供结构刚度、定位和绝缘。
在一种优选的实施方式中，内部包覆模制部分20由热塑性聚合物形成，该热塑性聚合物优选地被注射成型在引线框导体装置4上，而同时该引线框导体装置4在制造过程中仍形成为坯件并且连接于引线框40。鉴于注射成型工艺的快速性(包括注射后热塑性材料的硬化速率、以及以经济的方式使引线框通过注射模具的便易性)，该工艺对于批量生产是非常有利的。在将磁场检测器8安装并互连到次级导体上之前，可以非常好地自动进行对内部包覆模制部分20的包覆模制(例如，与施加胶带相对照)，并在磁场检测器芯片以及次级侧的其他导电部分附近提供完全围绕主引线的绝缘层。
在一种变型中，可以可替选地使用利用热固性塑料(例如，环氧树脂模塑料)的传递成型工艺来形成内部包覆模制部分20。
引线框40由金属板条41形成，该金属板条41在冲压模具中被冲压以冲裁掉金属条的一些部分而形成在冲压和成型过程中附接于金属条的引线框导体装置及其附接件的坯件形状，并且这种冲压工艺本身是本领域已知的；对于相对较低的生产量，蚀刻工艺可能更经济。
磁芯6和感测单元26在引线框导体装置仍附接于引线框40的同时被组装到引线框导体装置。引线框40因此可以通过注射成型、传递成型或压缩成型模具来形成内部包覆模制部分20。在一种实施方式中，内部包覆模制部分可以有利地由热塑性材料制成。
在一种变型中，内部包覆模制部分也可以在传递成型工艺中由热固性材料制成。
如图2b最佳所示的，在第一实施方式中，内部包覆模制部分20包括在基层32a中的开口33。开口33与安装在引线框导体装置4的相反侧4a上的感测单元26相对地定位。开口33可用于避免在模制过程中材料在引线框导体装置4的传感单元26所定位并抵靠接合的表面部分上溢流。
在制造过程中，在引线框导体装置4连接至引线框40的情况下，在将感测单元26连接至次级导体16并将磁芯6安装在内部包覆模制部分上之后，将上述组件送入具有基本上与外部包覆模制部分34的外壳对应的模腔的传递成型模具中，并且将热固性聚合物注射到该模腔中以填充所述腔进而形成外部包覆模制部分。与热塑性聚合物相比，热固性聚合物通常可以具有低得多的粘度，进而有利地填充感测单元26周围的接合线27之间以及导体引线装置的导体14、16之间的空间以及还填充到磁芯6与各导体之间的空间中，其中具有相对较低的流体动力。因此，热固性聚合物在紧凑且坚固的布置中于引线框导体装置之间、特别是于主导体与次级导体之间以及于主导体与磁芯和传感单元之间形成极佳的绝缘屏障。特别地，热固性的外部包覆模制部分34提供了磁芯6在引线框导体装置4上的特别坚固而稳定的固定。此外，内部包覆模制件的形成、感测单元至引线框的连接、磁芯在引线框装置上的模制、以及随后的外部包覆模制部分的包覆模制可以有利地在引线框导体装置形成为仍附接于引线框的坯件的同时进行，以利于各部件的精确组装和生产过程的效率。
如在图4a和5a中最佳地所见的，引线框导体装置为平面形状，其中主导体和次级导体在金属板条41的平面中。在形成外部包覆模制部分34之后，可以在将电流传感器2从引线框金属条41上分离之前将主导体14和次级导体16从金属板条41上分离(图4b和4c)并弯折成它们的最终形状(图4d)。
如图4a所示，引线框导体装置经由多个桥附接件42a、42b、42c连接至引线框40，所述桥附接件包括主导体桥附接件42a、次级导体桥附接件42b和传感器支撑附接件42c。此外，引线框导体装置经由导体端部附接件43a、43b(即主导体端部附接件43a和次级导体端部附接件43b)连接至引线框。在随后的步骤中，如图4b所示，通过各种相关的冲裁模45将主导体和次级导体从引线框条41上切下，如图5a和5b最佳所示的。
在上述的冲压以及随后的成型和组装步骤期间，次级导体与引线框条41之间以及主导体与引线框条41之间的各种桥附接件42a、42b用于稳定并提供引线框导体装置的牢固定位。
然后可以将主导体和次级导体弯折成其最终形状，如图4d所示，以便在传感器保持连接于引线框条41的情况下连接至外部电路板。在随后的步骤中，可以通过分离传感器支撑附接件42c而将传感器从引线框条41切下。
因此，可以以有效、准确且经济的制造过程提供具有引线框导体装置的特别坚固、绝缘良好且紧凑的传感器。
所使用的附图标记清单
电流传感器2
引线框导体装置4
主导体14
侧向延伸臂13
中央部分15
(电路板)连接端17
次级(磁场检测器)导体16
(电路板)连接端19
感测单元连接片21
磁芯6
中央通道18
磁路间隙22
端部支部6a
侧向支部6b、6c
自由端24
磁场检测器8
感测单元26
连接装置(接合线)27
绝缘体10
内包覆模制部分20
主要部分30
次要部分31
磁芯引导件32
基座32a
开口33
侧向引导部32b
外部包覆模制部分34
引线框40
金属板条41
桥附接件42
主导体桥附接件42a
次级导体桥附接件42b
传感器支撑附接件42c
导体端部附接件43
主导体端43a
次级导体端43b
冲压(冲裁)模45
外部电路板
接触盘

Claims (13)

1.一种电流传感器，其包括绝缘体(10)、具有中央通道(18)和磁路间隙(22)的磁芯(6)、位于所述磁路间隙中的磁场检测器(8)、以及金属板引线框导体装置(4)，所述金属板引线框导体装置(4)包括用于携载待测量电流的主导体(14)和用于将所述磁场检测器连接至外部电路的次级导体(16)，所述主导体包括延伸穿过所述磁芯的所述中央通道的中央部分(15)、从所述中央部分的相对两端延伸的侧向延伸臂(13)、以及用于连接至外部导体的连接端(17)，所述次级导体包括多个导体，所述多个导体中的每个导体包括基本上与所述主导体的所述中央部分对准的感测单元连接片(21)和用于连接到外部电路的连接端(19)，所述绝缘体包括围绕所述主导体的所述中央部分(15)的内部包覆模制部分(20)，其特征在于，所述绝缘体还包括包覆模制在所述内部包覆模制部分、所述磁芯、所述磁场感测器、所述引线框导体装置的中央部分上的外部包覆模制部分(34)，并且，所述内部包覆模制部分(30)包括热塑性聚合物或由热塑性聚合物构成，而所述外部包覆模制部分(34)包括热固性聚合物或由热固性聚合物构成。
2.根据前述权利要求所述的电流传感器，其中，所述热塑性聚合物选自包括PPS(聚苯硫醚)、LCP(液晶聚合物)、PA(聚酰胺)的组。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器，其中，所述热固性聚合物是半导体级环氧树脂模塑料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器，其中，所述内部包覆模制部分包括包覆模制在所述主导体的所述中央部分(15)上的主要部分(30)，所述主要部分包括磁芯引导件(32)，所述磁芯引导件包括侧向引导边缘(32b)，所述侧向引导边缘接合所述磁芯的支部的相对的侧面，以便相对于所述引线框导体装置侧向定位所述磁芯的支部。
5.根据前述权利要求所述的电流传感器，其中，所述磁芯引导件(32)包括基层(32a)，所述基层布置为供所述磁芯的侧向支部(6b)抵靠定位。
6.根据紧邻的前述两个权利要求中的任一项所述的电流传感器，其中，所述内部包覆模制部分由所述主要部分(30)和所述磁芯引导件(32)构成。
7.根据紧邻的前述三个权利要求中的任一项所述的电流传感器，其中，所述磁芯引导件(32)设置在所述引线框导体装置的与所述磁场检测器(8)的感测单元(26)所抵靠安装并连接的侧(4a)相反的一侧(4b)上。
8.根据前述权利要求所述的电流传感器，其中，在所述引线框导体装置上的所述磁场检测器(8)的所述感测单元(26)所抵靠安装的所述侧(4a)上，所述磁芯的支部(6b)与所述内部包覆模制部分(30)分开一间隙(35)，所述间隙用所述外部包覆模制部分(34)的材料填充。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器，其中，所述外部包覆模制部分完全封装所述磁芯和所述内部包覆模制部分。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器，其中，所述感测单元(26)经由接合线连接装置(27)连接至所述次级导体(16)。
11.制造根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器的方法，包括：
a)在由金属板条(41)制成的引线框(40)中冲压或蚀刻出所述引线框导体装置(4)的坯件，所述坯件通过桥附接件(42a，42b，42c)连接至所述由金属板条制成的引线框；
b)包覆模制所述主导体的中央部分(15)和所述次级导体的各部分，以形成所述内部包覆模制部分(30)；
c)随后将感测单元(26)安装在所述引线框导体装置上并将所述感测单元连接至所述次级导体(16)的感测单元连接片(21)，
d)随后将所述磁芯(6)安装在所述内部包覆模制部分(20)上，并且可选地用分配量的胶水或用夹子将所述磁芯固定；
e)随后围绕所述磁芯、所述感测单元和所述内部包覆模制部分(21)包覆模制所述外部包覆模制部分(34)；
f)可选地，随后对所述引线框的暴露部分进行电镀；
g)随后冲压并形成所述主导体和所述次级导体的所述连接端(17、19)；
h)随后将所述传感器从所述由金属板条制成的引线框上分离。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述内部包覆模制部分通过热塑性聚合物的注塑成型而形成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述外部包覆模制部分通过热固性聚合物的传递成型形成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114487556A (zh) * 2022-02-09 2022-05-13 蚌埠希磁科技有限公司 一种电流传感器
CN116373209A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 宁波中车时代传感技术有限公司 一种塑封电流检测装置的制作方法及塑封电流检测装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112526192A (zh) * 2020-11-23 2021-03-19 宁波中车时代传感技术有限公司 一种一体化芯片式电流传感器及其制造方法
CN112992808A (zh) * 2021-02-09 2021-06-18 宁波中车时代传感技术有限公司 一种磁场探测传感装置及其磁通门芯片封装结构
CN116068239A (zh) * 2023-03-30 2023-05-05 宁波中车时代传感技术有限公司 一种电流传感器的封装结构及封装工艺

Citations (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060219436A1 (en) * 2003-08-26 2006-10-05 Taylor William P Current sensor
CN101305291A (zh) * 2005-10-07 2008-11-12 比兰科公司 电流和磁场传感器及所述传感器的控制方法和磁芯
CN101806821A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 株式会社东海理化电机制作所 电流传感器
CN101834055A (zh) * 2009-03-09 2010-09-15 乾坤科技股份有限公司 电子装置及扼流器
CN102004180A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 株式会社东海理化电机制作所 电流传感器及其中使用的传感器组件的制造方法
US20120038352A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-16 Klaus Elian Sensor Package and Method of Manufacturing Thereof
JP2012098266A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Kohshin Electric Corp 電流センサ
CN102749491A (zh) * 2011-04-21 2012-10-24 Abb股份有限公司 具有磁芯的电流传感器
CN102967745A (zh) * 2011-07-28 2013-03-13 真空融化两合公司 电流传感器装置
CN103048516A (zh) * 2011-10-12 2013-04-17 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
CN103575957A (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 通用电气公司 高效能量收集器及其方法
CN103884897A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 爱信精机株式会社 电流传感器以及制造该电流传感器的方法
CN103959073A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 莱姆知识产权公司 电流传感器
CN104007305A (zh) * 2013-02-20 2014-08-27 爱信精机株式会社 电流传感器
US20140253100A1 (en) * 2011-07-13 2014-09-11 Lem Intellectual Property Sa Electrical current sensor with grounded magnetic core
JP2014202737A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 甲神電機株式会社 電流センサ
CN104124041A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 甲神电机株式会社 磁性铁芯及具备该磁性铁芯的磁性平衡式电流传感器
CN104730479A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 比亚迪股份有限公司 电流传感器的检测装置和方法
CN105182038A (zh) * 2015-08-07 2015-12-23 宁波华宇电子有限公司 一种霍尔电流传感器
CN105372473A (zh) * 2014-08-08 2016-03-02 通用电气公司 用于感测穿过导体的电流的传感器装置和方法
EP3026445A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-01 LEM Intellectual Property SA Electrical current transducer with electrostatic shield
CN105938154A (zh) * 2015-03-06 2016-09-14 株式会社田村制作所 电流传感器装置
US20170010310A1 (en) * 2014-03-24 2017-01-12 Lem Intellectual Property Sa Current transducer
EP3159705A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-26 LEM Intellectual Property SA Current transducer with integrated primary conductor
CN206401158U (zh) * 2017-01-21 2017-08-11 安徽君华舜义恩佳非晶材料有限公司 一种设置有接线槽的电流互感器
CN107958773A (zh) * 2017-10-25 2018-04-24 江苏南瑞泰事达电气有限公司 一种可回收利用的12kV电流互感器
CN207281153U (zh) * 2017-09-20 2018-04-27 上海英恒电子有限公司 电流传感器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19811566A1 (de) 1998-03-17 1999-09-23 Robert Seuffer Gmbh & Co Vorrichtung zum Messen von elektrischem Strom
US6976901B1 (en) * 1999-10-27 2005-12-20 Strasbaugh In situ feature height measurement
JP2003043074A (ja) 2001-07-26 2003-02-13 Asahi Kasei Corp 電流検出装置及びその製造方法
JP3896590B2 (ja) * 2002-10-28 2007-03-22 サンケン電気株式会社 電流検出装置
JP2006166528A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Yazaki Corp 電気接続箱
JP2007171156A (ja) 2005-11-22 2007-07-05 Asahi Kasei Corp 電流検出素子及びその製造方法
JP5598559B2 (ja) * 2012-05-01 2014-10-01 ミツミ電機株式会社 電流センサ
EP3332421B1 (en) * 2015-08-07 2024-01-03 Vishay Dale Electronics, LLC Electrical device having a molded body for high voltage applications and manufacturing method thereof

Patent Citations (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060219436A1 (en) * 2003-08-26 2006-10-05 Taylor William P Current sensor
CN101305291A (zh) * 2005-10-07 2008-11-12 比兰科公司 电流和磁场传感器及所述传感器的控制方法和磁芯
CN101806821A (zh) * 2009-02-16 2010-08-18 株式会社东海理化电机制作所 电流传感器
CN101834055A (zh) * 2009-03-09 2010-09-15 乾坤科技股份有限公司 电子装置及扼流器
CN102004180A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 株式会社东海理化电机制作所 电流传感器及其中使用的传感器组件的制造方法
US20120038352A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-16 Klaus Elian Sensor Package and Method of Manufacturing Thereof
JP2012098266A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Kohshin Electric Corp 電流センサ
CN102749491A (zh) * 2011-04-21 2012-10-24 Abb股份有限公司 具有磁芯的电流传感器
US20140253100A1 (en) * 2011-07-13 2014-09-11 Lem Intellectual Property Sa Electrical current sensor with grounded magnetic core
CN102967745A (zh) * 2011-07-28 2013-03-13 真空融化两合公司 电流传感器装置
CN103048516A (zh) * 2011-10-12 2013-04-17 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
CN103959073A (zh) * 2011-10-26 2014-07-30 莱姆知识产权公司 电流传感器
CN103575957A (zh) * 2012-07-20 2014-02-12 通用电气公司 高效能量收集器及其方法
CN103884897A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 爱信精机株式会社 电流传感器以及制造该电流传感器的方法
CN104007305A (zh) * 2013-02-20 2014-08-27 爱信精机株式会社 电流传感器
JP2014202737A (ja) * 2013-04-03 2014-10-27 甲神電機株式会社 電流センサ
CN104124041A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 甲神电机株式会社 磁性铁芯及具备该磁性铁芯的磁性平衡式电流传感器
CN104730479A (zh) * 2013-12-18 2015-06-24 比亚迪股份有限公司 电流传感器的检测装置和方法
US20170010310A1 (en) * 2014-03-24 2017-01-12 Lem Intellectual Property Sa Current transducer
CN105372473A (zh) * 2014-08-08 2016-03-02 通用电气公司 用于感测穿过导体的电流的传感器装置和方法
EP3026445A1 (en) * 2014-11-28 2016-06-01 LEM Intellectual Property SA Electrical current transducer with electrostatic shield
CN105938154A (zh) * 2015-03-06 2016-09-14 株式会社田村制作所 电流传感器装置
CN105182038A (zh) * 2015-08-07 2015-12-23 宁波华宇电子有限公司 一种霍尔电流传感器
EP3159705A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-26 LEM Intellectual Property SA Current transducer with integrated primary conductor
CN206401158U (zh) * 2017-01-21 2017-08-11 安徽君华舜义恩佳非晶材料有限公司 一种设置有接线槽的电流互感器
CN207281153U (zh) * 2017-09-20 2018-04-27 上海英恒电子有限公司 电流传感器
CN107958773A (zh) * 2017-10-25 2018-04-24 江苏南瑞泰事达电气有限公司 一种可回收利用的12kV电流互感器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶蔚生;文玉梅;李平;孙长河;: "用于双芯电线无线监测的自全式电流传感器", 仪器仪表学报, no. 05, 15 May 2016 (2016-05-15) *
贾腾;: "直流大电流精确测量技术综述", 通信电源技术, no. 05 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114487556A (zh) * 2022-02-09 2022-05-13 蚌埠希磁科技有限公司 一种电流传感器
CN114487556B (zh) * 2022-02-09 2023-01-20 蚌埠希磁科技有限公司 一种电流传感器
CN116373209A (zh) * 2023-06-05 2023-07-04 宁波中车时代传感技术有限公司 一种塑封电流检测装置的制作方法及塑封电流检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020011732A1 (en) 2020-01-16
US20210141004A1 (en) 2021-05-13
CN112424617B (zh) 2024-03-12
US11609248B2 (en) 2023-03-21
JP2021524591A (ja) 2021-09-13
EP3821262A1 (en) 2021-05-19
JP7387706B2 (ja) 2023-11-28

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