CN113125831A - 具有双厚度导体的电流传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有双厚度导体的电流传感器，其包括双厚度导体和磁传感器，所述双厚度导体用于为被测定电流提供流经通道，所述双厚度导体包括第一厚度导体和第二厚度导体，所述第一厚度导体的厚度大于所述第二厚度导体的厚度；所述磁传感器位于所述双厚度导体的周围，其根据所述双厚度导体中电流产生的磁场来检测所述被测定电流。与现有技术相比，本发明不仅可以承载更高的电流，而且不会降低电流的探测精度。

Description

具有双厚度导体的电流传感器
【技术领域】
本发明涉及电流传感器技术领域，尤其涉及一种具有双厚度导体的电流传感器。
【背景技术】
用于测量电流大小的电流传感器广泛应用于各种电子设备中。现有技术中的一种电流传感器，其内部集成有一个U字形状的导体，导体周围放置两个磁电阻传感器，使被测电流流经传感器内部集成的U字形状的导体，由两个磁电阻传感器对导体中电流产生的磁场进行差分测量，从而达到探测(或检测)被测电流的目的。
但是，对于电流传感器来说，为了承载更高的电流，需要增大导体的厚度，工艺因素决定导体的宽度和间距都要相应地增大，从而使得磁传感器单元的距离变大，不利于外界磁场影响的消除，因而降低了电流的探测精度。
因此，有必要提出一种改进的技术方案来克服上述问题。
【发明内容】
本发明的目的之一在于提供一种具有双厚度导体的电流传感器，其不仅可以承载更高的电流，而且不会降低电流的探测精度。
根据本发明的一个方面，本发明提供一种电流传感器，其包括双厚度导体和磁传感器，所述双厚度导体用于为被测定电流提供流经通道，所述双厚度导体包括第一厚度导体和第二厚度导体，所述第一厚度导体的厚度大于所述第二厚度导体的厚度；所述磁传感器位于所述双厚度导体的周围，其根据所述双厚度导体中电流产生的磁场来检测所述被测定电流。
进一步的，所述第一厚度导体包括相对且间隔设置的电流输入脚和电流输出脚，所述第二厚度导体连接所述电流输入脚和电流输出脚，所述被测定电流依次流过所述电流输入脚、所述第二厚度导体和电流输出脚。
进一步的，所述第二厚度导体包括第一连接部、第二连接部和U型导体，所述U型导体的一端经第一连接部与所述电流输入脚相连，所述U型导体的另一端经第二连接部与所述电流输出脚相连。
进一步的，所述第二厚度导体还包括旁路导体，所述旁路导体的一端经第一连接部与所述电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端经第二连接部与所述电流输出脚相连。
进一步的，所述被测定电流从所述电流输入脚进入，经过第一连接部，分流到U型导体和旁路导体，再汇流到第二连接部，由电流输出脚流出。
进一步的，所述U型导体包括第一腿部、第二腿部和第三连接部，所述第一腿部、第二腿部位于所述第三连接部的同一侧，所述第一腿部的一端与所述第一连接部相连，其另一端与所述三连接部的一端相连；所述第二腿部的一端与所述第二连接部相连，其另一端与所述第三连接部的另一端相连。
进一步的，所述磁传感器包括第一磁传感器单元和第二磁传感器单元，所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元位于所述U型导体的周围，以形成差分输出。
进一步的，所述磁传感器为磁电阻传感器，所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第一腿部和第二腿部的上方；或所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第一腿部和第二腿部的下方。
进一步的，所述磁传感器为为霍尔传感器，所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第三连接部的前方和后方。
进一步的，所述双厚度导体承载的被测定电流超过100安培。
与现有技术相比，本发明中的电流传感器设置有双厚度导体，所述双厚度导体包括第一厚度导体和第二厚度导体，所述第一厚度导体的厚度大于所述第二厚度导体的厚度。这样，本发明中的电流传感器不仅可以承载更高的电流，而且不会降低电流的探测精度。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明在一个实施例中的具有双厚度导体的电流传感器的俯视图；
图2为沿图1的A-A剖面线的剖面示意图；
图3为本发明在另一个实施例中的具有双厚度导体的电流传感器的俯视图；
图4为沿图3的B-B剖面线的剖面示意图；
图5为图1所示的双厚度导体101的立体透视图。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
请参考图1所示，其为本发明在一个实施例中的具有双厚度导体的电流传感器的俯视图。图1所示的具有双厚度导体的电流传感器包括双厚度导体101和磁传感器102。
请参考图5所示，其为图1中的双厚度导体101的立体透视图。图1和图5所示的双厚度导体101用于为被测定电流I提供流经通道，使被测定电流I能够流过所述双厚度导体101。所述双厚度导体101包括第一厚度导体101a和第二厚度导体101b，所述第一厚度导体101a的厚度大于所述第二厚度导体101b的厚度。
在图1和图5所示的实施例中，所述第一厚度导体101a包括相对且间隔设置的电流输入脚103和电流输出脚104。所述第二厚度导体101b连接所述电流输入脚103和所述电流输出脚104。所述被测定电流I依次流过所述电流输入脚103、所述第二厚度导体101b和所述电流输出脚104。
在图1和图5所示的实施例中，所述第二厚度导体101b包括第一连接部105、第二连接部106、U型导体107和旁路导体108。所述U型导体107的一端经第一连接部105与所述电流输入脚103相连，所述U型导体107的另一端经第二连接部106与所述电流输出脚104相连。所述旁路导体108的一端经第一连接部105与所述电流输入脚103相连，所述旁路导体108的另一端经第二连接部106与所述电流输出脚104相连。也就是说，电流输入脚103和U型导体107以及旁路导体108通过第一连接部105相连，电流输出脚104和U型导体107以及旁路导体108通过第二连接部106相连。
在图1和图5所示的具体实施例中，所述第二厚度导体101b位于所述第一厚度导体101a的一侧；所述第一连接部105和第二连接部106相对设置，且所述电流输入脚103和所述电流输出脚104分别位于所述第一连接部105和第二连接部106的一侧，所述U型导体107位于所述第一连接部105和第二连接部106的另一侧；所述旁路导体108位于所述第一连接部105和第二连接部106之间。
在图1和图5所示的具体实施例中，U型导体107包括第一腿部107a，第二腿部107b，以及位于第一腿部107a和第二腿部107b之间的第三连接部107c，其中，第一腿部107a和第二腿部107b位于第三连接部107c的同一侧。所述第一腿部107a的一端(其作为所述U型导体107的一端)与所述第一连接部105相连，其另一端与所述第三连接部107c的一端相连；所述第二腿部107b的一端(其作为所述U型导体107的另一端)与所述第二连接部106相连，其另一端与所述第三连接部107c的另一端相连。
被测定电流I由电流输入脚103流入，流经第一连接部105，分流到U型导体107和旁路导体108，再汇流到第二连接部106，由电流输出脚104流出。U型导体107中的电流I1、旁路导体108中的电流I2以及被测定电流I满足I1+I2＝I。
所述磁传感器102位于所述双厚度导体101的周围，其根据所述双厚度导体101中电流产生的磁感应强度(或磁场)来检测所述被测定电流I。
在图1所示的实施例中，磁传感器102为磁电阻传感器，其包括第一磁传感器单元102a和第二磁传感器单元102b，第一磁传感器单元102a和第二磁传感器单元102b分别位于所述第一腿部107a和第二腿部107b的上方。在另一个实施例中，第一磁传感器单元102a和第二磁传感器单元102b分别位于所述第一腿部107a和第二腿部107b的下方。
请参考图2所示，其为沿图1的A-A剖面线的剖面示意图。被测定电流I在第一磁传感器单元102a产生磁场H11，在第二磁传感器单元102b产生磁场-H12。第一磁传感器单元102a的信号输出为V11＝(H11I+H0)S，其中，H0为外界磁场，S为磁电阻传感器相对于磁场的灵敏度；第二磁传感器单元102b的信号输出为V12＝(-H12I+H0)S。磁传感器102的信号输出为V11-V12＝(H11+H12)SI。
综上可知，图1所示的双厚度导体电流传感器的技术优势：一方面，较薄的U型导体107使得第一磁传感器单元102a和第二磁传感器单元102b距离很近，可以很好地消除外界磁场的影响，从而提高电流的探测精度；另一方面，较厚的第一厚度导体101a和旁路导体108使得双厚度导体101的电阻很小，可以承载超过100安培以上的电流。
请参考图3所示，其为本发明在另一个实施例中的具有双厚度导体的电流传感器的俯视图。图3所示的具有双厚度导体的电流传感器包括双厚度导体101和磁传感器202。
图3所示的双厚度导体101与图1所示的双厚度导体101的结构相同，具体请参见上文对图1中的双厚度导体101的表述，在此不再赘述。
图3所示的磁传感器202与图1所示的磁传感器102不同。图3所示的磁传感器202为霍尔传感器，其包括第一磁传感器单元202a和第二磁传感器单元202b，第一磁传感器单元202a和第二磁传感器单元202b，分别位于所述U型导体107的第三连接部107c的前侧(其为所述第一腿部107a和第二腿部107b所在侧)和后侧(其为与所述第一腿部107a和第二腿部107b相对的一侧)。
请参考图4所示，其为沿图3的B-B剖面线的剖面示意图。被测定电流I在第一磁传感器单元202a产生磁场H21，在第二磁传感器单元202b产生磁场-H22。第一磁传感器单元202a的信号输出为V21＝(H21I+H0)S，其中H0为外界磁场，S为霍尔传感器相对于磁场的灵敏度；第二磁传感器单元202b的信号输出为V22＝(-H22I+H0)S。磁传感器202的信号输出为V21-V22＝(H21+H22)SI。
综上可知，图3所示的双厚度导体电流传感器的技术优势：一方面，较薄的U型导体107使得第一磁传感器单元202a和第二磁传感器单元202b距离很近，可以很好地消除外界磁场的影响，从而提高电流的探测精度；另一方面，较厚的第一厚度导体101a和旁路导体108使得双厚度导体101的电阻很小，可以承载超过100安培以上的电流。
在本发明中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电流传感器，其特征在于，其包括双厚度导体和磁传感器，
所述双厚度导体用于为被测定电流提供流经通道，所述双厚度导体包括第一厚度导体和第二厚度导体，所述第一厚度导体的厚度大于所述第二厚度导体的厚度；
所述磁传感器位于所述双厚度导体的周围，其根据所述双厚度导体中电流产生的磁场来检测所述被测定电流。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一厚度导体包括相对且间隔设置的电流输入脚和电流输出脚，
所述第二厚度导体连接所述电流输入脚和电流输出脚，
所述被测定电流依次流过所述电流输入脚、所述第二厚度导体和电流输出脚。
3.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，
所述第二厚度导体包括第一连接部、第二连接部和U型导体，
所述U型导体的一端经第一连接部与所述电流输入脚相连，所述U型导体的另一端经第二连接部与所述电流输出脚相连。
4.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述第二厚度导体还包括旁路导体，
所述旁路导体的一端经第一连接部与所述电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端经第二连接部与所述电流输出脚相连。
5.根据权利要求4所述的电流传感器，其特征在于，
所述被测定电流从所述电流输入脚进入，经过第一连接部，分流到U型导体和旁路导体，再汇流到第二连接部，由电流输出脚流出。
6.根据权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，
所述U型导体包括第一腿部、第二腿部和第三连接部，所述第一腿部、第二腿部位于所述第三连接部的同一侧，
所述第一腿部的一端与所述第一连接部相连，其另一端与所述三连接部的一端相连；
所述第二腿部的一端与所述第二连接部相连，其另一端与所述第三连接部的另一端相连。
7.根据权利要求3-5任一所述的电流传感器，其特征在于，
所述磁传感器包括第一磁传感器单元和第二磁传感器单元，
所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元位于所述U型导体的周围，以形成差分输出。
8.根据权利要求7所述的电流传感器，其特征在于，
所述磁传感器为磁电阻传感器，
所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第一腿部和第二腿部的上方；或
所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第一腿部和第二腿部的下方。
9.根据权利要求7所述的电流传感器，其特征在于，
所述磁传感器为为霍尔传感器，
所述第一磁传感器单元和第二磁传感器单元分别位于所述第三连接部的前方和后方。
10.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述双厚度导体承载的被测定电流超过100安培。
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