CN113607987A - 一种电流传感器结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电流传感器结构，包括底座、控制板、若干磁芯和与磁芯一一对应的铜排，所述磁芯固定在底座上，各铜排并排穿过底座和其各自对应的磁芯，所述铜排位于底座两侧的端部用于分别与电机控制器和电机连接，各磁芯装配在控制板上且控制板固定在底座上，用于将各磁芯对应的磁场线性转换为电压。本发明的电流传感器结构，结构更紧凑，节省安装空间，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电驱系统技术领域，尤其涉及一种电流传感器结构。
背景技术
为应对全球的环境危机和能源危机，节能减排已成主流共识。在中国汽车行业“平均燃油消耗积分+新能源汽车积分”政策以及“碳中和、碳达峰”政策指导下，汽车油电混合动力能有效的降低能耗，降低排放，得到大力发展。混合动力汽车核心零部件有电池、电机和电机控制器，电机、电机控制器和减速机构组成电驱系统，与发动机一同位于机舱，故相对于纯电动，混动汽车电驱系统面临环境温度高、振动等级高、空间小等难点，对电机控制器的体积有客观的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构更紧凑，节省安装空间，成本低的电流传感器结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种电流传感器结构，包括底座、控制板、若干磁芯和与磁芯一一对应的铜排，所述磁芯固定在底座上，各铜排并排穿过底座和其各自对应的磁芯，所述铜排位于底座两侧的端部用于分别与电机控制器和电机连接，各磁芯装配在控制板上且控制板固定在底座上，用于将各磁芯对应的磁场线性转换为电压。
进一步，磁芯为U型结构且其开口朝上设置在底座上，各磁芯的两端部均分别穿过控制板。
进一步，所述控制板上设置多个有用于将各磁芯对应的磁场线性转为电压的芯片，所述芯片与磁芯一一对应设置。
进一步，所述芯片设置在各磁芯的两端部之间。
进一步，所述芯片为霍尔芯片。
进一步，所述控制板为电机控制器控制板。
进一步，所述底座上还设置有多个用于安装在电机控制器上的安装孔。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的电流传感器结构，通过将磁芯、三相铜排设置在电流传感器底座上，使得结构更紧凑，利于电机控制器体积缩小，利于整体布置，节省安装空间，同时系统成本也获得优化；进一步，将电流采样的芯片置于电机控制器控制板上，结构更紧凑，节省了安装空间，降低了系统成本，同时缩短了信号传递路径，提高了可靠性。
附图说明
图1为本发明电流传感器结构的结构示意图；
图2为本发明电流传感器结构的主视图；
图3为本发明电流传感器结构的爆炸图；
图4为本发明电流传感器结构的电气安装示意图。
图中：
1-底座，11-安装孔；2-控制板，21-装配孔；3-磁芯；4-铜排；5-芯片；6-电机控制器；7-永磁同步电机，8-电流传感器结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图1至图3所示，本实施例公开了一种电流传感器结构，包括底座1、控制板2、若干磁芯3和与磁芯3一一对应的铜排4，所述磁芯3固定在底座1上，各铜排4并排穿过底座1和其各自对应的磁芯3，所述铜排4位于底座1两侧的端部用于分别与电机控制器和电机连接，各磁芯3装配在控制板2上且控制板2固定在底座1上，用于将各磁芯3对应的磁场线性转换为电压。
控制板2与底座1通过螺栓连接。底座1为注塑底座，铜排4与磁芯3一起注塑安装，相对于独立式的电流传感器可省去铜排4的注塑安装，从而节省安装空间。通过将磁芯3、铜排4注塑在底座1上，结构紧凑，利于电机控制器体积缩小，利于整体布置，同时系统成本也获得优化。
在本实施例中，底座1上还设置有多个用于安装在电机控制器上的安装孔11。
参见图4所示，电流传感器结构8通过铜排4将电机控制器6的IGBT模组与永磁同步电机7连接，通过霍尔芯片将电流转换为电压信号。
在本实施例中，磁芯3为U型结构且其开口朝上设置在底座1上，各磁芯3的两端部均分别穿过控制板2。具体的，所述控制板2上设置有多个用于装配各磁芯3的装配孔21。磁芯3通过注塑包裹的方式固定在底座1上。磁芯3为高磁导率的导磁材料，其作用为将铜排4电流产生的磁场约束在磁芯3的U型结构所构成的磁路里，并在两个平行部分形成平行磁场。磁芯3高出控制板2的大小以及两平行板间距以及磁芯3的宽度需要仿真后确定。
在本实施例中，所述控制板2上设置多个有用于将各磁芯3对应的磁场线性转为电压的芯片5，所述芯片5与磁芯3一一对应设置。所述磁芯3部分地围绕铜排4，铜排4所产生的磁场将被约束在磁芯3以及其气隙之中，芯片5固定在位于气隙之中的控制板2上，对磁通进行线性检测，芯片5输出的电压经过处理后即可得到电流值。
在本实施例中，所述芯片5设置在各磁芯3的两端部之间。
在本实施例中，所述芯片5为霍尔芯片。经过标定获得霍尔芯片电压与所测电流值的关系。测试所得电流精度与霍尔芯片位置、磁芯的形状、磁芯的材料均相关。
在本实施例中，所述控制板2为电机控制器控制板。芯片5可以设置在电机控制器控制板上，芯片5的供电、信号的直接在控制板上走线连接，可减小接插件或焊接点带来的信号干扰。
在本实施例中，铜排4和磁芯3的数量为3个。铜排4的宽度、长度、形状根据电机控制器电流、结构、振动、温升等要求设计。铜4排与磁芯3一起注塑在底座1上，从而达到铜排4与磁芯3、霍尔芯片相对位置固定，保证产品一致性。此时，控制板2上开设有6个装配孔21，各磁芯3的两端部装配在控制板2上后，形成三处平行磁场，用于霍尔芯片电流转换。在某些实施例中，铜排4和磁芯3的数量也可以采用其他数值。
本发明的电流传感器结构，通过将磁芯、三相铜排设置在电流传感器底座上，使得结构更紧凑，利于电机控制器体积缩小，利于整体布置，节省安装空间，同时系统成本也获得优化；进一步，将电流采样的芯片置于电机控制器控制板上，结构更紧凑，节省了安装空间，降低了系统成本，同时缩短了信号传递路径，提高了可靠性。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种电流传感器结构，其特征在于，包括底座（1）、控制板（2）、若干磁芯（3）和与磁芯（3）一一对应的铜排（4），所述磁芯（3）固定在底座（1）上，各铜排（4）并排穿过底座（1）和其各自对应的磁芯（3），所述铜排（4）位于底座（1）两侧的端部用于分别与电机控制器和电机连接，各磁芯（3）装配在控制板（2）上且控制板（2）固定在底座（1）上，用于将各磁芯（3）对应的磁场线性转换为电压。
2.根据权利要求1所述的电流传感器结构，其特征在于，磁芯（3）为U型结构且其开口朝上设置在底座（1）上，各磁芯（3）的两端部均分别穿过控制板（2）。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器结构，其特征在于，所述控制板（2）上设置多个有用于将各磁芯（3）对应的磁场线性转为电压的芯片（5），所述芯片（5）与磁芯（3）一一对应设置。
4.根据权利要求3所述的电流传感器结构，其特征在于，所述芯片（5）设置在各磁芯（3）的两端部之间。
5.根据权利要求4所述的电流传感器结构，其特征在于，所述芯片（5）为霍尔芯片。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的电流传感器结构，其特征在于，所述控制板（2）为电机控制器控制板。
7.根据权利要求6所述的电流传感器结构，其特征在于，所述底座（1）上还设置有多个用于安装在电机控制器上的安装孔（11）。
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