CN112834801A - 一种磁芯无护套安装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁芯无护套安装结构，包括磁芯、骨架、固定架、霍尔元件和PCB安装板，所述磁芯为带有间隙的圆环状结构，所述磁芯的外表面绕有线圈，所述磁芯卡接在骨架中，所述骨架为圆弧条状结构，所述骨架的中部设有固定凸块，所述固定凸块内部开设有容纳所述霍尔元件芯片的安装孔，所述骨架与固定架插装连接，所述固定架的底部与PCB安装板通过插针焊接固定连接，所述固定架的底部一侧开设有容纳所述霍尔元件引脚的穿孔。由本磁芯无护套安装结构组装的闭环电流传感器具有传感器量程范围大，线圈路径短，内阻小，传感器的线性范围大，抗饱和能力增强，这种结构可大大缩小电流传感器的体积，并且大大降低了制造成本。

Description

一种磁芯无护套安装结构

技术领域

本发明涉及闭环电流传感器技术领域，尤其涉及一种磁芯无护套安装结构。

背景技术

闭环电流传感器是一种应用非常广泛的电子元器件,它被应用于各种变流技术以及以电流作为控制对象的自控领域中。闭环电流传感器一般由线圈磁芯组件和线路印制板上的电路及安装固定外壳组成，线圈磁芯组件包括磁芯、线圈、上下塑料护套。现有的结构是先将软磁材料绕制成环形磁芯，呈片状的带材，通过叠放后再在磁芯上开一间隙，磁芯上下都套在塑料护套上，在塑料护套上绕制线圈组成线圈磁芯组件。然后将磁芯间隙对准已与PCB板连接好的霍尔元件装入，将组件直接焊接在PCB板上。

上述这种结构存在以下问题：磁芯上加上下两个护套，磁环截面增加，线圈路径长，内阻大，传感器线性范围下，抗饱和能力差。为减小线圈内阻，加粗线径，这样就会增大传感器体积和重量，不利于传感器小型化，又消耗更多铜材，产品成本增加。并且线圈磁芯组件的磁芯间隙中插入霍尔元件时，无法保证安装一致性，影响了传感器性能，线圈磁芯组件不易与PCB板安装固定,软磁材料成本过高，也增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁芯无护套安装结构，以解决上述背景技术中遇到的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种磁芯无护套安装结构，包括磁芯、骨架、固定架、霍尔元件和PCB安装板，所述磁芯为带有间隙的圆环状结构，所述磁芯的外表面绕有线圈，所述磁芯卡接在骨架中，所述骨架为圆弧条状结构，所述骨架的中部设有固定凸块，所述固定凸块内部开设有容纳所述霍尔元件芯片的安装孔，所述骨架与固定架插装连接，所述固定架的底部与PCB安装板通过插针焊接固定连接，所述固定架的底部一侧开设有容纳所述霍尔元件引脚的穿孔。

上述方案中，所述磁芯靠近间隙的两侧开设有定位缺口，所述骨架的一侧开设有卡槽，所述骨架通过卡槽与所述磁芯卡接，所述卡槽的内部设有与所述定位缺口相匹配的定位卡口。

上述方案中，所述固定凸块的内部两侧分别开设有针孔，所述骨架通过大头针穿入所述针孔内，两个所述大头针分别连接线圈的两个输出端。

上述方案中，所述固定架的内侧开设有安装槽，所述固定架通过安装槽与所述骨架插装连接，所述固定架的两侧设有容纳所述大头针本体的避让槽。

上述方案中，所述磁芯的外表面套装有将线圈包绕在内部的热缩套管。

上述方案中，所述磁芯通过骨架垂直安装在所述固定架内。

上述方案中，所述磁芯通过骨架平行安装在所述固定架内。

上述方案中，所述磁芯通过丝材加工而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、磁芯的整体式结构有利于线圈的绕制和定位，无塑料护套的线圈磁芯中环形磁芯的截面形状为圆形，使得在同一线径条件下，可绕线圈匝数多，传感器量程范围大，线圈路径短，内阻小，传感器的线性范围大，抗饱和能力增强，这种结构可大大缩小电流传感器的体积。磁芯上装热缩套管，去掉现有用塑料上下护套结构，降低了生产成本。磁芯可采用丝材磁芯材料，电流传感器响应速度快，单个成本可以之前的2.4元降低至0.4元，实现低成本方案。

2、骨架的中部的固定凸块，避免霍尔元件安装时碰到磁芯，造成损伤等品质问题。固定凸块内部开设有容纳霍尔元件芯片的安装孔，用于将霍尔元件插装在该安装孔内，保证霍尔元件装入时自动归正。本发明的骨架上有霍尔元件安装定位的安装孔,可保证霍尔元件始终位于磁芯的间隙几何中心位置上，安装一致性好，从而保证了传感器的性能一致性。

附图说明

参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明正视结构示意图；

图3为本发明侧视结构示意图；

图4为本发明仰视结构示意图；

图5为本发明爆炸结构示意图；

图6为本发明安装流程示意图。

图中标号：1-磁芯；11-间隙；12-定位缺口；13-热缩套管；2-骨架；21-卡槽；22-固定凸块；23-定位卡口；24-针孔；25-大头针；3-固定架；31-安装槽；32-避让槽；33-穿孔；4-霍尔元件；5-PCB安装板。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示本发明有关的构成。

根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例1，如图1至图6所示，一种磁芯无护套安装结构，包括磁芯1、骨架2、固定架3、霍尔元件4和PCB安装板5，磁芯1为带有间隙11的圆环状结构，磁芯1通过丝材加工而成且为一体式结构，其截面为圆形。现有带间隙11的环形磁芯1由软磁带材材料叠加组成，目前一般采用1J85材料加工。本发明可采用丝材磁芯材料，电流传感器响应速度快，单个成本可以之前的2.4元降低至0.4元，实现低成本方案。磁芯1的外表面绕有线圈，磁芯1的外表面套装有将线圈包绕在内部的热缩套管13。磁芯1上装热缩套管13，去掉现有用塑料上下护套结构，降低了生产成本。

磁芯1的整体式结构有利于线圈的绕制和定位，无塑料护套的线圈磁芯中环形磁芯1的截面形状为圆形，使得在同一线径条件下，可绕线圈匝数多，传感器量程范围大，线圈路径短，内阻小，传感器的线性范围大，抗饱和能力增强，这种结构可大大缩小电流传感器的体积。

磁芯1靠近间隙11的两侧开设有定位缺口12，定位缺口12为凹弧状结构，骨架2的一侧开设有卡槽21，骨架2通过卡槽21与磁芯1卡接，并且在卡槽21的内部还设有与定位缺口12相匹配的定位卡口23，定位卡口23为凸圆弧状结构。当骨架2通过卡槽21与磁芯1卡接固定后，定位缺口12和定位卡口23的配合使两者定位准确，固定磁芯位置准确，提高磁芯1的工作精度。

骨架2为圆弧条状结构，骨架2的中部设有固定凸块22，当骨架2通过卡槽21与磁芯1卡接固定后，固定凸块22的位置正好位于磁芯1的间隙11中。骨架2的中部的固定凸块22，避免霍尔元件4安装时碰到磁芯1，造成损伤等品质问题。固定凸块22内部开设有容纳霍尔元件4芯片的安装孔，用于将霍尔元件4插装在该安装孔内，保证霍尔元件装入时自动归正。本发明的骨架2上有霍尔元件4安装定位的安装孔,可保证霍尔元件4始终位于磁芯1的间隙11几何中心位置上，安装一致性好，从而保证了传感器的性能一致性。

固定凸块22的内部两侧分别开设有针孔24，骨架2通过大头针25穿入针孔24内，两个大头针25分别连接线圈的两个输出端。骨架2上开有两处固定大头针25的位置，用来作为线圈绕线的引出端，再作为一个整体焊接在PCB板5上，实现两者的连接。固定架3的内侧开设有安装槽31，固定架3通过安装槽31与骨架2插装连接，固定架3的两侧设有容纳大头针25本体的避让槽32，大头针25本体的针尖部位最终连接在PCB安装板5的电路上。

固定架3的底部与PCB安装板5通过插针焊接固定连接，固定架3的底部一侧开设有容纳霍尔元件4引脚的穿孔33，漏出的霍尔元件4引脚最后焊接在PCB板5上。

在本实施例中，如图1所示，磁芯1通过骨架2垂直安装在固定架3内，这种结构下磁芯1与PCB安装板5为垂直安装结构。当本发明的磁芯1以及组件与PCB板5安装结构为垂直安装时，与线圈引出端相连接的两个引脚固定在骨架2的大头针25上，骨架2的结构装入相配合的固定架3中。与固定架3配套使用不仅可大大提高生产效率，而且可保证电流传感器性能的一致性。

实施例2，与实施例1不同的时：磁芯1通过骨架2平行安装在固定架3内，这种结构下磁芯1与PCB安装板5为平行安装结构。此时，骨架2依然为圆弧条状结构，骨架2的中部设有固定凸块22，卡槽21位于骨架2的顶部，骨架2通过卡槽21与磁芯1卡接，容纳霍尔元件4芯片的安装槽位于骨架2的底部。而固定架3依然为直角状结构，只是在固定架3的侧面开设了与骨架2插装的安装槽31，固定架3的底部依然与PCB安装板焊接固定。

安装制造时请参阅图6，图6(1)中磁芯1采用丝材加工成圆形，在磁芯1上设置定位缺口12，并在磁芯1且1mm的间隙11用来插入霍尔元件4，再将热缩套管13装入磁芯1；图6(2)中将磁芯1装入骨架2内，磁芯1上的定位缺口12卡入定位卡口23内，使磁芯1的位置定位一致性准确；图6(3)中将大头针25插入骨架2的针孔24中，并且磁芯的外侧绕制线圈，线圈的两个输出端分别缠在两个大头针25的底部位置，采用浸锡使得线圈与大头针25牢靠连接；图6(4)中将霍尔元件4装入骨架2的安装槽内，安装槽与霍尔元件4为0.1mm的紧配合关系，保证了霍尔元件4安装一致性；图6(5)中将含磁芯1的线圈组件装入固定架3，用于支撑固定线圈组件整体垂直装在PCB板5的安装关系；图6(6)中将装有磁芯1的线圈和骨架2的固定架3组件安装在PCB板5上，通过焊接方式使其成为一个整体组件。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，并不用于限定本发明保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：包括磁芯(1)、骨架(2)、固定架(3)、霍尔元件(4)和PCB安装板(5)，所述磁芯(1)为带有间隙(11)的圆环状结构，所述磁芯(1)的外表面绕有线圈，所述磁芯(1)卡接在骨架(2)中，所述骨架(2)为圆弧条状结构，所述骨架(2)的中部设有固定凸块(22)，所述固定凸块(22)内部开设有容纳所述霍尔元件(4)芯片的安装孔，所述骨架(2)与固定架(3)插装连接，所述固定架(3)的底部与PCB安装板(5)通过插针焊接固定连接，所述固定架(3)的底部一侧开设有容纳所述霍尔元件(4)引脚的穿孔(33)。

2.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述磁芯(1)靠近间隙(11)的两侧开设有定位缺口(12)，所述骨架(2)的一侧开设有卡槽(21)，所述骨架(2)通过卡槽(21)与所述磁芯(1)卡接，所述卡槽(21)的内部设有与所述定位缺口(12)相匹配的定位卡口(23)。

3.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述固定凸块(22)的内部两侧分别开设有针孔(24)，所述骨架(2)通过大头针(25)穿入所述针孔(24)内，两个所述大头针(25)分别连接线圈的两个输出端。

4.根据权利要求3所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述固定架(3)的内侧开设有安装槽(31)，所述固定架(3)通过安装槽(31)与所述骨架(2)插装连接，所述固定架(3)的两侧设有容纳所述大头针(25)本体的避让槽(32)。

5.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述磁芯(1)的外表面套装有将线圈包绕在内部的热缩套管(13)。

6.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述磁芯(1)通过骨架(2)垂直安装在所述固定架(3)内。

7.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述磁芯(1)通过骨架(2)平行安装在所述固定架(3)内。

8.根据权利要求1所述的一种磁芯无护套安装结构，其特征在于：所述磁芯(1)通过丝材加工而成。

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