CN114791525B - 一种电流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电流传感器，属于传感器技术领域，包括：壳体，其上设置有壳体绝缘凸起，并在壳体绝缘凸起内设置第一通道；壳盖，与壳体形成可拆卸连接，其上设置有壳盖上绝缘凸起和壳盖下绝缘凸起，以及第二通道；母排，穿射于第一通道和第二通道上；铁芯组件，与定位柱形成嵌套配合，并通过胶体粘接于凹腔腔底上；PCB板，安装于凹腔内，并夹持在壳体与壳盖之间，其中，PCB板与铁芯组件之间形成电连接。本发明降低了电流传感器的生产成本、减少了装配工序，并且能够保证自动化的生产，产品具有较高的可靠性。

Description

一种电流传感器

技术领域

本发明属于传感器技术领域，涉及一种电流传感器。

背景技术

电流传感器的原理是将敏感器件放置于环状铁芯的气隙处探测磁场变化，从而实现电流的检测。随着电子技术的不断发展，对电流传感器也提出了更高的要求，小型化、高可靠性、低成本是未来的发展方向。

中国专利（CN213933996U）公开了一种PCB安装式剩余电流传感器，包括主壳体及壳盖组成的外壳体，外壳体的内部为中空结构，在外壳体的内部设有电流检测装置，在主壳体及壳盖的中部设有检测孔；在检测孔的内侧壁上设有多个第一套管，在主壳体的外侧壁上设有与第一套管相对应的第二套管，还包括U型导体，U型导体的一端插入第一套管另一端插入第二套管。

但是，上述所述的电流传感器在为了增加爬电距离，防止导线之间相互影响时，通过额外设置隔板来实现，而这样的方式存在如下问题，通过额外增加零部件，增加了电流传感器的生产成本，而且在自动化装配过程中，多增加了一道装配工序，导致装配工序的复杂化。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够降低生产成本、减少装配工序，并且能够保证自动化生产，具有较高高可靠性的电流传感器。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种电流传感器，包括：

壳体，内置有凹腔，该凹腔包括凹腔腔底和凹腔腔壁，并在凹腔腔底上沿凹腔的开口方向延伸形成定位柱，其中，定位柱上设置有与定位柱同轴设置的通槽，且沿凹腔腔壁的外侧、凹腔腔底的背侧以及通槽的槽壁形成壳体绝缘凸起，并在壳体绝缘凸起内设置第一通道；

壳盖，与壳体形成可拆卸连接，并密封于凹腔的开口端，其中，壳盖呈平面设置，并且壳盖的两侧分别设置有位置相对应的壳盖上绝缘凸起和壳盖下绝缘凸起，以及贯穿壳盖两侧的第二通道，当壳盖连接于壳体上时，壳盖上绝缘凸起插入通槽内，且位于通槽槽壁上的壳体绝缘凸起与壳盖绝缘凸起在同一竖直平面内的投影存在交叉重叠，第一通道与第二通道的位置相对应；

母排，穿设于第一通道和第二通道上；

铁芯组件，与定位柱形成嵌套配合，并通过胶体粘接于凹腔腔底上；

PCB板，安装于凹腔内，并夹持在壳体与壳盖之间，其中，PCB板与铁芯组件之间形成电连接。

在上述的一种电流传感器中，壳体绝缘凸起呈分段式结构设置，包括设置于凹腔腔壁外侧的第一绝缘凸起，设置于凹腔腔底背侧的第二绝缘凸起，以及设置于通槽槽壁的第三绝缘凸起，且第一通道包括设置于第一绝缘凸起上的第一支通道，设置于第二绝缘凸起上的第二支通道，以及设置于第三绝缘凸起上的第三支通道，其中，母排呈U型设置，母排开口端的两侧分别插接于第一支通道和第三支通道内，母排封闭端卡接于第二支通道内。

在上述的一种电流传感器中，位于通槽槽壁上的第三绝缘凸起的一端高于凹腔腔底的背侧，并与第二绝缘凸起处于同一水平高度，第三绝缘凸起的另一端内缩于定位柱上朝向壳盖的一端，使得朝向壳盖一端的第三绝缘凸起与定位柱之间形成高度差。

在上述的一种电流传感器中，在第一支通道、第三支通道上靠近凹腔腔底背侧的一端设置有斜向倒角，作为母排开口端两侧插入第一支通道、第三支通道时的导向结构，其中，在第一支通道的内壁上，并沿第一支通道的轴线方向设置凸筋，且该凸筋呈三角状设置。

在上述的一种电流传感器中，铁芯组件包括护套，且在护套上设置有与定位柱插接配合的定位孔，和与定位孔同轴设置的环形槽，以及沿护套的边缘向外延伸所形成的定位凸部，其中，在定位凸部上设置有与PCB板电连配合的插针，且该定位凸部与凹腔腔底上的定位凹部插接配合；环形磁铁，嵌装于环形槽内；漆包线，缠绕于护套上，且漆包线的端部与插针电连配合。

在上述的一种电流传感器中，凹腔腔底上设置有多个定位凸台，由多个定位凸台组成了PCB板在凹腔内安装时的安装平面，且在定位凸台上设置有与PCB板插接配合的限位柱，其中，该限位柱的表面沿限位柱的轴线方向设置有凸筋，且凸筋呈三角状设置。

在上述的一种电流传感器中，壳体与壳盖之间通过卡接配合实现两者的可拆卸连接，且在壳体上设置有卡槽，壳盖上对应设置有卡扣，其中，卡扣上设置有与PCB板形成抵靠配合的凸起。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（1）、本发明提供的一种电流传感器，省略了另设隔板，而是通过在壳体与壳盖上分别集成绝缘凸起来实现相邻母排之间的绝缘分割，以此达到增加爬电距离的效果，进而防止母排之间相互影响而造成击穿现象，另外，由于省略了隔板，从而降低了电流传感器的生产成本、减少了装配工序，并且能够保证自动化的生产，产品具有较高的可靠性；

（2）、铁芯组件通过与定位柱之间的嵌套配合实现定位安装，并且通过胶体粘接固定，从而减少铁芯组件受损的风险以及防止铁芯组件安装位置发生偏移的风险，进而提高产品的可靠性，为自动化生产产品的实现提供了可能；

（3）、之所以将第三绝缘凸起上靠近凹腔腔底背侧的一端凸起于凹腔腔底的背侧，并且与第二绝缘凸起处于同一水平高度，是为了进一步实现相邻两个母排之间的完全绝缘分割，以此增加爬电距离，防止母排之间相互影响而造成击穿现象，另外，之所以将第三绝缘凸起上靠近壳盖一端内缩于定位柱中，是为了减少定位柱与母排之间的接触面积，以此方便母排的安装；

（4）、通过在支通道上设置斜向斜角，是为了顺利完成母排与壳体之间的装配，利于实现自动化装配，提高生产效率，通过设置三角形凸筋是为了在满足装配精度的同时，母排在安装于壳体上时不会发生晃动现象，提升产品对外接口的精度；

（5）、通过插针这个中间介质，先完成插针与漆包线端部之间的缠绕式电连配合，后通过插针与PCB板形成插接焊接固定，从而提高了焊接的可靠性，提升了产品的质量，进而利于实现大批量的自动化生产，提高劳动生产率，降低生产成本，另外，铁芯组件中通过定位孔与定位柱之间的第一定位结构，和定位凸部与定位凹部之间的第二定位结构，实现铁芯组件在凹腔内安装时的精确定位，并通过胶体实现铁芯组件与壳体的固定，减少对铁芯组件的损伤；

（6）、通过限位柱的凸筋实现限位柱与PCB板的过盈配合，实现PCB板的精确定位，利于实现后续工序的装配定位需要，实现自动化生产，提升生产效率降低生产成本；

（7）、壳盖上的卡扣不仅能够作为壳体与壳盖相连时的固定结构，而且还作为PCB板固定在凹腔内时的固定结构，将PCB板夹持在定位凸台与壳盖之间，能够保证产品在振动环境下使用的可靠性，并且减少了通过其他工序来实现PCB板的固定，提升了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明一种电流传感器的结构示意图。

图2是图1所示电流传感器另一视角的结构示意图。

图3是图1所示电流传感器的局部剖视图。

图4是图1是所示电流传感器的剖视图。

图5是本发明一种电流传感器的内部结构示意图一。

图6是本发明一种电流传感器的内部结构示意图二。

图7是本发明一较佳实施例中壳体的结构示意图。

图8是本发明一较佳实施例中壳体与母排的装配示意图。

图9是本发明一较佳实施例中壳盖的结构示意图。

图10是本发明一较佳实施例中铁芯组件的结构示意图。

图11是本发明一较佳实施例中护套的结构示意图。

图中，100、壳体；110、凹腔；111、凹腔腔底；112、凹腔腔壁；113、定位凹部；120、定位柱；130、通槽；140、壳体绝缘凸起；141、第一绝缘凸起；142、第二绝缘凸起；143、第三绝缘凸起；150、第一通道；151、第一支通道；152、第二支通道；153、第三支通道；154、凸筋；160、定位凸台；170、限位柱；180、卡槽；200、壳盖；210、壳盖上绝缘凸起；220、壳盖下绝缘凸起；230、第二通道；240、卡扣；241、凸起；300、母排；400、铁芯组件；410、护套；411、定位孔；412、环形槽；413、定位凸部；420、插针；430、环形磁铁；440、漆包线；500、PCB板。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1至图11所示，本发明提供的一种电流传感器，包括：

壳体100，内置有凹腔110，该凹腔110包括凹腔腔底111和凹腔腔壁112，并在凹腔腔底111上沿凹腔110的开口方向延伸形成定位柱120，其中，定位柱120上设置有与定位柱120同轴设置的通槽130，且沿凹腔腔壁112的外侧、凹腔腔底111的背侧以及通槽130的槽壁形成壳体绝缘凸起140，并在壳体绝缘凸起140内设置第一通道150；

壳盖200，与壳体100形成可拆卸连接，并密封于凹腔110的开口端，其中，壳盖200呈平面设置，并且壳盖200的两侧分别设置有位置相对应的壳盖上绝缘凸起210和壳盖下绝缘凸起220，以及贯穿壳盖200两侧的第二通道230，当壳盖200连接于壳体100上时，壳盖上绝缘凸起210插入通槽130内，且位于通槽130槽壁上的壳体绝缘凸起140与壳盖200绝缘凸起在同一竖直平面内的投影存在交叉重叠，第一通道150与第二通道230的位置相对应；

母排300，穿设于第一通道150和第二通道230上；

铁芯组件400，与定位柱120形成嵌套配合，并通过胶体粘接于凹腔腔底111上；

PCB板500，安装于凹腔110内，并夹持在壳体100与壳盖200之间，其中，PCB板500与铁芯组件400之间形成电连接。

本发明提供的一种电流传感器，省略了另设隔板，而是通过在壳体100与壳盖200上分别集成绝缘凸起来实现相邻母排300之间的绝缘分割，以此达到增加爬电距离的效果，进而防止母排300之间相互影响而造成击穿现象，另外，由于省略了隔板，从而降低了电流传感器的生产成本、减少了装配工序，并且能够保证自动化的生产，产品具有较高的可靠性。

值得一提的是，铁芯组件400通过与定位柱120之间的嵌套配合实现定位安装，并且通过胶体粘接固定，从而减少铁芯组件400受损的风险以及防止铁芯组件400安装位置发生偏移的风险，进而提高产品的可靠性，为自动化生产产品的实现提供了可能。

另外，之所以将壳体100上的壳体绝缘凸起140与壳盖200上的壳盖上绝缘凸起210在竖直方向上形成错位重叠，是为了实现相邻两个母排300之间的完全绝缘隔离，以此增加爬电距离，防止母排300之间相互影响而造成击穿现象。

进一步优选地，壳体绝缘凸起140与壳体100呈一体设置，壳盖上绝缘凸起210、壳盖下绝缘凸起220分别与壳盖200呈一体设置，均可以采用注塑成型，方便、可靠。

优选地，壳体绝缘凸起140呈分段式结构设置，包括设置于凹腔腔壁112外侧的第一绝缘凸起141，设置于凹腔腔底111背侧的第二绝缘凸起142，以及设置于通槽130槽壁的第三绝缘凸起143，且第一通道150包括设置于第一绝缘凸起141上的第一支通道151，设置于第二绝缘凸起142上的第二支通道152，以及设置于第三绝缘凸起143上的第三支通道153，其中，母排300呈U型设置，母排300开口端的两侧分别插接于第一支通道151和第三支通道153内，母排300封闭端卡接于第二支通道152内。

值得一提的是，将壳体绝缘凸起140设置呈分段式结构，是为了便于母排300的安装与拆卸。

另外，母排300的数量为四个，呈“X”字型排布，其中，对应的壳体绝缘凸起140的数量为四个，且壳盖上绝缘凸起210、壳盖下绝缘凸起220呈“十”字型排布，当壳体绝缘凸起140、壳盖上绝缘凸起210均投影至凹腔腔底111上时，壳体绝缘凸起140与壳盖上绝缘凸起210拼接形成“米”字型排布。

进一步优选地，位于通槽130槽壁上的第三绝缘凸起143的一端高于凹腔腔底111的背侧，并与第二绝缘凸起142处于同一水平高度，第三绝缘凸起143的另一端内缩于定位柱120上朝向壳盖200的一端，使得该端的第三绝缘凸起143与定位柱120之间形成高度差。

在本实施例中，之所以将第三绝缘凸起143上靠近凹腔腔底111背侧的一端凸起于凹腔腔底111的背侧，并且与第二绝缘凸起142处于同一水平高度，是为了进一步实现相邻两个母排300之间的完全绝缘分割，以此增加爬电距离，防止母排300之间相互影响而造成击穿现象，另外，之所以将第三绝缘凸起143上靠近壳盖200一端内缩于定位柱120中，是为了减少定位柱120与母排300之间的接触面积，以此方便母排300的安装。

值得一提的是，当U型母排300在插接于第一通道150上时，由于U型母排300是折弯形成的，从而导致U型母排300在折弯成型后存在加工误差，如母排300开口端两侧中的其中一侧发生略微倾斜，或者两侧同步发生略微倾斜等情况，进而导致母排300的装配困难，影响产品自动化装配的效率。因此，为了解决母排300固有的公差问题，提高母排300的装配效率，所以，在第一支通道151、第三支通道153上靠近凹腔腔底111背侧的一端设置有斜向倒角，作为母排300开口端两侧插入第一支通道151、第三支通道153时的导向结构。

另外，为了提高装配的可靠性，往往会将母排300与第一支通道151之间形成间隙配合，而间隙配合的存在虽然保证了装配的可靠性，但是同样会使得母排300在第一支通道151内发生晃动，影响产品使用的可靠性。

因此，为了满足母排300安装的可靠性，保证装配效率，并且避免母排300在安装后发生晃动，所以在第一支通道151的内壁上，并沿第一支通道151的轴线方向设置凸筋154，其中，凸筋154的数量为多个，并沿第一支通道151的轴线方向呈环形设置，进一步优选地，该凸筋154呈三角状结构。当母排300插入第一支通道151内时，由于母排300与第一支通道151内壁之间的挤压，造成凸筋154中的一个，或者多个发生压溃现象，使得母排300与第一支通道151内壁之间形成抵接配合，从而防止母排300发生晃动，而且为了便于安装，凸筋154上朝向母排300的安装方向设置有导向斜面。

在本实施例中，通过在支通道上设置斜向斜角，是为了顺利完成母排300与壳体100之间的装配，利于实现自动化装配，提高生产效率，通过设置三角形凸筋154是为了在满足装配精度的同时，母排300在安装于壳体100上时不会发生晃动现象，提升产品对外接口的精度。

优选地，铁芯组件400包括护套410，且在护套410上设置有与定位柱120插接配合的定位孔411，和与定位孔411同轴设置的环形槽412，以及沿护套410的边缘向外延伸所形成的定位凸部413，其中，在定位凸部413上设置有与PCB板500电连配合的插针420，且该定位凸部413与凹腔腔底111上的定位凹部113插接配合；环形磁铁430，嵌装于环形槽412内；漆包线440，缠绕于护套410上，且漆包线440的端部与插针420电连配合。

现有技术中，当漆包线440缠绕于环形磁铁430上时，漆包线440的端部通过焊接的方式与PCB板500电连，而这样的焊接方式，会导致漆包线440端部发生脆性，影响焊接的可靠性和牢固性，而且这个焊接动作需要人工手动完成，无法实现自动化生产，降低了劳动生产率。

而在本实施例中，通过插针420这个中间介质，先完成插针420与漆包线440端部之间的缠绕式电连配合，后通过插针420与PCB板500形成插接焊接固定，从而提高了焊接的可靠性，提升了产品的质量，进而利于实现大批量的自动化生产，提高劳动生产率，降低生产成本，另外，铁芯组件400中通过定位孔411与定位柱120之间的第一定位结构，和定位凸部413与定位凹部113之间的第二定位结构，实现铁芯组件400在凹腔110内安装时的精确定位，并通过胶体实现铁芯组件400与壳体100的固定，减少对铁芯组件400的损伤。

值得一提的是，护套410上定位孔411所在的区域呈环形设置，其中，整个护套410注塑成型，并在注塑时完成护套410与插针420之间的连接，实现护套410与插针420的一体化设置。

优选地，凹腔腔底111上设置有多个定位凸台160，由多个定位凸台160组成了PCB板500在凹腔110安装时的安装平面，且在定位凸台160上设置有与PCB板500插接配合的限位柱170，其中，该限位柱170的表面沿限位柱170的轴线方向设置有凸筋154，且凸筋154呈三角状设置。

值得一提的是，定位凸台160的数量与限位柱170的数量一致，或者限位柱170的数量少于定位凸台160的数量，其中，当限位柱170的数量为两个时，呈对角分布。

在本实施例中，通过限位柱170的凸筋154实现限位柱170与PCB板500的过盈配合，实现PCB板500的精确定位，利于实现后续工序的装配定位需要，实现自动化生产，提升生产效率降低生产成本。另外，当PCB板500与限位柱170插接配合后，限位柱170上的凸筋154被压溃，以此实现PCB板500与限位柱170之间的抵接，提高两者连接的牢固性，避免产品在使用时PCB板发生晃动。

优选地，壳体100与壳盖200之间通过卡接配合实现两者的可拆卸连接，且在壳体100上设置有卡槽180，壳盖200上对应设置有卡扣240，其中，卡扣240上设置有与PCB板500形成抵靠配合的凸起241。

在本实施例中，壳盖200上的卡扣240不仅能够作为壳体100与壳盖200相连时的固定结构，而且还作为PCB板500固定在凹腔110内时的固定结构，将PCB板500夹持在定位凸台160与壳盖200之间，能够保证产品在振动环境下使用的可靠性，并且减少了通过其他工序来实现PCB板500的固定，提升了生产效率，降低了生产成本。另外，当壳盖200与壳体100完成卡接配合后，卡扣240上的凸起241被压溃，实现卡扣240与PCB板500相抵接，进一步压紧PCB板500，避免产品在使用时PCB板发生晃动。

需要说明的是，在本发明中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种电流传感器，其特征在于，包括：

壳体，内置有凹腔，该凹腔包括凹腔腔底和凹腔腔壁，并在凹腔腔底上沿凹腔的开口方向延伸形成定位柱，其中，定位柱上设置有与定位柱同轴设置的通槽，且沿凹腔腔壁的外侧、凹腔腔底的背侧以及通槽的槽壁方向形成壳体绝缘凸起，并在壳体绝缘凸起内设置第一通道；

壳盖，与壳体形成可拆卸连接，并密封于凹腔的开口端，其中，壳盖呈平面设置，并且壳盖的两侧分别设置有位置相对应的壳盖上绝缘凸起和壳盖下绝缘凸起，以及贯穿壳盖两侧的第二通道，当壳盖连接于壳体上时，壳盖上绝缘凸起插入通槽内，且位于通槽槽壁上的壳体绝缘凸起与壳盖绝缘凸起在同一竖直平面内的投影存在交叉重叠，第一通道与第二通道的位置相对应；

母排，穿设于第一通道和第二通道上；

铁芯组件，与定位柱形成嵌套配合，并通过胶体粘接于凹腔腔底上；

PCB板，安装于凹腔内，并夹持在壳体与壳盖之间，其中，PCB板与铁芯组件之间形成电连接；

壳体绝缘凸起呈分段式结构设置，包括设置于凹腔腔壁外侧的第一绝缘凸起，设置于凹腔腔底背侧的第二绝缘凸起，以及设置于通槽槽壁的第三绝缘凸起，且第一通道包括设置于第一绝缘凸起上的第一支通道，设置于第二绝缘凸起上的第二支通道，以及设置于第三绝缘凸起上的第三支通道，其中，母排呈U型设置，母排开口端的两侧分别插接于第一支通道和第三支通道内，母排封闭端卡接于第二支通道内；

位于通槽槽壁上的第三绝缘凸起的一端高于凹腔腔底的背侧，并与第二绝缘凸起处于同一水平高度，第三绝缘凸起的另一端内缩于定位柱上朝向壳盖的一端，使得朝向壳盖一端的第三绝缘凸起与定位柱之间形成高度差。

2.根据权利要求1所述的一种电流传感器，其特征在于，在第一支通道、第三支通道上靠近凹腔腔底背侧的一端设置有斜向倒角，作为母排开口端两侧插入第一支通道、第三支通道时的导向结构，其中，在第一支通道的内壁上，并沿第一支通道的轴线方向设置凸筋，且该凸筋呈三角状设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种电流传感器，其特征在于，铁芯组件包括护套，且在护套上设置有与定位柱插接配合的定位孔，和与定位孔同轴设置的环形槽，以及沿护套的边缘向外延伸所形成的定位凸部，其中，在定位凸部上设置有与PCB板电连配合的插针，且该定位凸部与凹腔腔底上的定位凹部插接配合；环形磁铁，嵌装于环形槽内；漆包线，缠绕于护套上，且漆包线的端部与插针电连配合。

4.根据权利要求2所述的一种电流传感器，其特征在于，凹腔腔底上设置有多个定位凸台，由多个定位凸台组成了PCB板在凹腔内安装时的安装平面，且在定位凸台上设置有与PCB板插接配合的限位柱，其中，该限位柱的表面沿限位柱的轴线方向设置有凸筋，且凸筋呈三角状设置。

5.根据权利要求1或2所述的一种电流传感器，其特征在于，壳体与壳盖之间通过卡接配合实现两者的可拆卸连接，且在壳体上设置有卡槽，壳盖上对应设置有卡扣，其中，卡扣上设置有与PCB板形成抵靠配合的凸起。

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