CN116699215A - 柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及非接触式电流测量技术领域，并公开了一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置。该柔性电流传感器包括柔性条带；该柔性条带包括柔性电路板、多个隧道磁阻元件、多个偏磁体及信号处理单元，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道；多个隧道磁阻元件设置于柔性电路板，用于采集待测导线周围磁场的强度；多个偏磁体设置于多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各隧道磁阻元件周围磁场的方向；信号处理单元设置于柔性电路板，与多个隧道磁阻元件电连接，用于依据多个隧道磁阻元件的输出信号输出待测导线的待测电流情况。本申请柔性电流传感器能够实现适用于交流电和直流电的电流测量且测量精度高的效果。

Description

柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置

技术领域

本申请涉及非接触式电流测量技术领域，尤其涉及一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置。

背景技术

随着现代电子技术的发展，柔性电流传感器由于其非接触式测量、体积小、柔软灵活等特点得到广泛使用。

目前，对于柔性电流传感器的应用，常见的是柔性罗科夫斯基线圈(Rogowskicoil)，它对被测导体的尺寸、电流的频率都无特殊的要求，也可测量波形复杂的电流信号。但是柔性罗科夫斯基线圈不适于直流电流，导致其应用场景受到限制。

综上，如何提供一种柔性电流传感器以实现适用于交流电和直流电的测量且测量精度高的效果，俨然已经成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置，旨在实现适用于交流电和直流电的测量且测量精度高的效果。

为实现上述目的，本申请提供一种柔性电流传感器，所述柔性电流传感器包括：包括柔性条带；

所述柔性条带包括：

柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；

多个隧道磁阻元件，其设置于所述柔性电路板，用于采集所述待测导线周围磁场的强度；

多个偏磁体，其设置于所述多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各所述隧道磁阻元件周围磁场的方向；

信号处理单元，其设置于所述柔性电路板，与所述多个隧道磁阻元件电连接，用于依据所述多个隧道磁阻元件的输出信号输出所述待测导线的待测电流情况。

可选地，各所述隧道磁阻元件依序沿所述柔性电路板的正面延伸方向及反面延伸方向排列成正面磁阻元件环及反面磁阻元件环；

各偏磁体设置于相邻隧道磁阻元件之间，使得各相邻的隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反。

可选地，所述柔性条带还包括：

第一绝缘膜，其设置于所述正面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的正面区域；以及，

第二绝缘膜，其设置于所述反面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的反面区域。

可选地，所述柔性条带还包括设置于所述柔性电路板的电路连接单元，用于建立所述多个隧道磁阻元件之间的电连接以及所述多个隧道磁阻元件与所述信号处理单元的电连接；

所述电路连接单元包括第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环；所述第一左侧环设置于所述正面磁阻元件环的左侧，所述第一右侧环设置于所述正面磁阻元件环的右侧，所述第二左侧环设置于所述反面磁阻元件环的左侧，所述第二右侧环设置于所述反面磁阻元件环的右侧。

可选地，所述第一左侧环、所述第二左侧环、所述第一右侧环以及所述第二右侧环的材质为铜。

可选地，所述隧道磁阻元件包括多个磁隧道结；

各所述磁隧道结包括依次层叠的底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层；

各所述磁隧道结之间通过所述底电极层和/或所述顶电极层建立电连接。

可选地，所述偏磁体的材质为软磁材料。

可选地，所述柔性电流传感器还包括：

套管，用于容纳所述柔性条带；

连接结构，包括设置于所述套管两端的第一连接部和第二连接部，用于连接所述套管的两端，使所述柔性电路板形成所述通道。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种柔性电流传感器的制备方法，包括：

在柔性基体上形成磁阻叠层，经流片、退火得到多个隧道磁阻元件，其中，所述多个隧道磁阻元件具有相同的磁灵敏轴方向；

将所述多个隧道磁阻元件、多个偏磁体以及信号处理单元分别设置于柔性电路板中得到柔性条带；

将所述柔性条带的两端可拆卸连接得到柔性电流传感器。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电流传感装置，包括柔性电流传感器；

所述柔性电流传感器为如上所述的柔性电流传感器，或采用如上所述的制备方法所制得的柔性电流传感器。

本申请提供一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置，其中，柔性电流传感器包括柔性条带；所述柔性条带包括：柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；多个隧道磁阻元件，其设置于所述柔性电路板，用于采集所述待测导线周围磁场的强度；多个偏磁体，其设置于所述多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各所述隧道磁阻元件周围磁场的方向；信号处理单元，其设置于所述柔性电路板，与所述多个隧道磁阻元件电连接，用于依据所述多个隧道磁阻元件的输出信号输出所述待测导线的待测电流情况。

区别于现有的柔性电流传感器，本申请通过在柔性电路板上设置多个隧道磁阻元件、多个偏磁体和信号处理单元构成柔性电流传感器，其中，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道，可适用于不同尺寸、不同形状的待测导线；隧道磁阻元件用于采集待测导线周围磁场的强度，适用于直流电流和交流电流，偏磁体影响隧道磁阻元件周围磁场的方向，使周围磁场沿隧道磁阻元件所在的回线上均匀分布；信号处理单元输出待测导线的待测电流情况，从而使得本申请提出的柔性电流传感器能够实现适用于交流电和直流电的电流测量且测量精度高的效果。

附图说明

图1是本申请柔性电流传感器所涉及的柔性条带结构示意图；

图2是本申请柔性电流传感器所涉及的柔性条带细节结构示意图；

图3是本申请柔性电流传感器所涉及的柔性条带中隧道磁阻元件的分布示意图；

图4是本申请柔性电流传感器所涉及的隧道磁阻元件连接示意图；

图5是本申请柔性电流传感器所涉及的柔性电流传感器结构示意图；

图6是本申请柔性电流传感器所涉及的柔性电流传感器的制备流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明，本申请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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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申请中的具体含义。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”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。另外，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，也不在本申请要求的保护范围之内。

本申请实施例方案提供的柔性电流传感器的整体构思如下。

随着现代电子技术的发展，柔性电流传感器由于其非接触式测量、体积小、柔软灵活等特点得到广泛使用。

目前，对于柔性电流传感器的应用，常见的是柔性罗科夫斯基线圈，它对被测导体的尺寸、电流的频率都无特殊的要求，也可测量波形复杂的电流信号。但是柔性罗科夫斯基线圈不适于直流电流，导致其应用场景受到限制。

综上，如何提供一种柔性电流传感器以实现适用于交流电和直流电的测量且测量精度高的效果，俨然已经成为本领域亟需解决的问题。

针对上述问题，本申请实施例提出一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置，其中，柔性电流传感器包括柔性条带；该柔性条带包括：柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；多个隧道磁阻元件，其设置于该柔性电路板，用于采集该待测导线周围磁场的强度；多个偏磁体，其设置于该多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各隧道磁阻元件周围磁场的方向；信号处理单元，其设置于柔性电路板，与多个隧道磁阻元件电连接，用于依据多个隧道磁阻元件的输出信号输出待测导线的待测电流情况。

区别于现有的柔性电流传感器，本申请通过在柔性电路板上设置多个隧道磁阻元件、多个偏磁体和信号处理单元构成柔性电流传感器，其中，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道，可适用于不同尺寸、不同形状的待测导线；隧道磁阻元件用于采集待测导线周围磁场的强度，适用于直流电流和交流电流，偏磁体影响隧道磁阻元件周围磁场的方向，使周围磁场沿隧道磁阻元件所在的回线上均匀分布；信号处理单元输出待测导线的待测电流情况，从而使得本申请提出的柔性电流传感器能够实现适用于交流电和直流电的电流测量且测量精度高的效果。

基于上述申请柔性电流传感器的整体构思，进一步提出本申请柔性电流传感器的各个实施例。

在本申请一实施例中，该柔性电流传感器包括柔性条带，该柔性条带包括：柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；

多个隧道磁阻元件，其设置于柔性电路板，用于采集待测导线周围磁场的强度；

多个偏磁体，其设置于多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各隧道磁阻元件周围磁场的方向；

信号处理单元，其设置于柔性电路板，与多个隧道磁阻元件电连接，用于依据多个隧道磁阻元件的输出信号输出待测导线的待测电流情况。

在本实施例中，柔性电流传感器主要由柔性条带组成，该柔性条带包括柔性电路板、多个隧道磁阻元件、多个偏磁体和信号处理单元，其中，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道，可适用于不同尺寸、不同形状的待测导线；多个隧道磁阻元件设置于柔性电路板，用于采集待测导线周围磁场的强度，可适用于直流电流和交流电流；多个偏磁体设置于多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各隧道磁阻元件周围磁场的方向，使周围磁场沿隧道磁阻元件所在的回线上均匀分布；信号处理单元设置于柔性电路板，并与各隧道磁阻元件电连接，以根据各隧道磁阻元件的输出信号来输出待测导线的待测电流情况。

需要说明的是，在本实施例中不对柔性电流传感器中的柔性电路板长度、隧道磁阻元件的数量、偏磁体数量作具体限定，可基于实际应用时的需要进行选择。

还需要说明的是，在本实施例中，隧道磁阻元件即TMR(Tunnel Magneto-Resistance隧道磁阻)元件，其本身具备隧道磁阻效应，即在外加磁场作用下，其电阻值会发生规律性变化，从而可根据待测导线周围的磁场变化来确定待测导线的电流情况。

进一步地，在一些可行的实施例中，各隧道磁阻元件依序沿柔性电路板的正面延伸方向及反面延伸方向排列成正面磁阻元件环及反面磁阻元件环；

在本实施例中，柔性电流传感器中的各隧道磁阻元件包括正面隧道磁阻元件和反面隧道磁阻元件，其中，多个正面隧道磁阻元件依次等距沿着柔性电路板的正面延伸方向排列，排列好后的多个正面隧道磁阻元件可作为正面磁阻元件环，多个反面隧道磁阻元件依次等距沿着柔性电路板的反面延伸方向排列，排列好后的多个反面隧道磁阻元件可作为反面磁阻元件环。

需要说明的是，在本申请实施例中，柔性电路板正面的隧道磁阻元件在设置于柔性电路板时，其灵敏轴方向与柔性电路板平行，且相邻隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反，且相邻隧道磁阻元件之间的间距优选为200um，同样地，在柔性电路板反面的隧道磁阻元件与电路板正面的隧道磁阻元件摆放原则一致。

各偏磁体设置于相邻隧道磁阻元件之间，使得各相邻的隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反。

在本实施例中，各偏磁体设置于相邻隧道磁阻元件之间，与相邻隧道磁阻等距，通过偏磁体的自身特性影响周围磁场方向，使得各相邻的隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反。

需要说明的是，在本实施例中，隧道磁阻元件在设置在电路板上时，相邻两隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向是平行且相反的，若柔性电流传感器在实际运用时发生形变，其中隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向也会发生偏移，而导致电流测量结果产生偏差，而本申请实施例中的偏磁体可规整隧道磁阻元件周围磁场的方向，使得各相邻隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向仍保持相反，从而实现柔性电流传感器在发生形变时，其测量精确度仍不受影响的效果。

进一步地，在一些可行的实施例中，柔性条带还包括：

第一绝缘膜，其设置于正面磁阻元件环的周围，用于覆盖柔性电路板的正面区域；

第二绝缘膜，其设置于反面磁阻元件环的周围，用于覆盖柔性电路板的反面区域。

在本实施例中，柔性条带还包括第一绝缘膜和第二绝缘膜，其中，第一绝缘膜设置于正面磁阻元件环的周围，用于覆盖柔性电路板的正面区域，第二绝缘膜设置于反面磁阻元件环的周围，用于覆盖柔性电路板的反面区域。

需要说明的是，在本实施例中，第一绝缘膜和第二绝缘膜优选为PI材料，即聚酰亚胺。该第一绝缘膜与第二绝缘膜的主要作用为绝缘和抗氧化，并且由于PI材料具有较强的韧性，可加强本实施例柔性电流传感器的整体机械强度。

示例性地，如图1所示，图1为柔性条带结构示意图，图中上FPC(Flexible PrintedCircuit柔性印制电路板)覆层为第一绝缘膜，下FPC覆层为第二绝缘膜，分别设置于FPC(柔性印制电路板)的正面区域和反面区域，以包裹偏磁体和隧道磁阻元件，其中隧道磁阻元件分布区放置隧道磁阻元件，dl为单个隧道磁阻元件的长度。更具体地，如图2所示，图2为图1中柔性条带的细节图，图中上下侧的黑边分别为第一绝缘膜和第二绝缘膜，用于绝缘、抗氧化和加强柔性电流传感器的整体机械强度，在FPC的正面和反面分别有偏磁体和隧道磁阻元件，偏磁体和隧道磁阻元件交替排列。

进一步地，在一些可行的实施例中，柔性条带还包括设置于柔性电路板的电路连接单元，用于建立多个隧道磁阻元件之间的电连接以及多个隧道磁阻元件与信号处理单元的电连接；

电路连接单元包括第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环；第一左侧环设置于正面磁阻元件环的左侧，第一右侧环设置于正面磁阻元件环的右侧，第二左侧环设置于反面磁阻元件环的左侧，第二右侧环设置于反面磁阻元件环的右侧。

进一步地，在一些可行的实施例中，第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环的材质为铜。

在本实施例中，柔性条带还包括设置于柔性电路板的电路连接单元，通过电路连接单元来建立多个隧道磁阻元件之间的电连接以及多个隧道磁阻元件与信号处理单元的电连接。具体地，电路连接单元包括第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环，如图3所示，电路连接单元为铜箔材质，在柔性电路板的正面，第一左侧环设置于正面磁阻元件环的左侧，第一右侧环设置于正面磁阻元件环的右侧，在柔性电路板的反面，第二左侧环设置于反面磁阻元件环的左侧，第二右侧环设置于反面磁阻元件环的右侧，而正面磁阻元件环由柔性电路板正面的隧道磁阻元件组成，反面磁阻元件环由柔性电路板反面的隧道磁阻元件组成。

需要说明的是，在柔性电路板形成供待测导线贯穿的通道时，该第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环可呈环形分布在柔性电路板中各隧道磁阻元件的两侧。该第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环、第二右侧环的材质可以为铜箔，也可以为金箔等其他导电材料，此处不做限定。

此外，在一种可行的实施例中，各隧道磁阻元件之间通过电路连接单元建立电连接，具体连接方式如图4所示，通过第一左侧环和第一右侧环将柔性电路板正面的隧道磁阻元件以图示全桥结构连接，通过第二左侧环和第二右侧环将柔性电路板反面的隧道磁阻元件同样以全桥结构连接。

需要说明的是，在本实施例中，区别于现有的阵列式电流传感器基于成品的霍尔、磁阻芯片等进行排列组合成电流传感器，由于空间限制，隧道磁阻元件的数量难以提高，导致其偏心对精度影响严重，本申请通过将隧道磁阻元件组设置为全桥结构，使其具有精度高、灵敏度高、功耗低、尺寸小、温度稳定性好、工作温度范围宽等优点，从而使柔性电流传感器的稳定性提高，不会对测量电流的精度产生影响。

进一步地，在一些可行的实施例中，隧道磁阻元件包括多个磁隧道结；

各磁隧道结包括依次层叠的底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层；

各磁隧道结之间通过底电极层和/或顶电极层建立电连接。

需要说明的是，该磁隧道结可不限于底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层，为更好的发挥磁隧道结的隧穿磁阻效应，底电极层与钉扎层之间还可设置种子层、偏置层等其他结构，此处不做限定。

在本实施例中，一个隧道磁阻元件中包括多个磁隧道结(MTJ)，磁隧道结包括依次层叠的底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层，在一个隧道磁阻元件内所包括的各个磁隧道结之间通过底电极层和/或者顶电极层建立电连接。

需要说明的是，一个隧道磁阻元件中所串联的磁隧道结的数量与隧道磁阻元件的电阻随温度变化的稳定性有关。一个隧道磁阻元件中串联或并联的磁隧道结的数量与隧道磁阻元件的电阻大小有关。因此，一个隧道磁阻元件中各隧道结之间可串联或并联方式电连接。此处不做限定。

进一步地，在一些可行的实施例中，偏磁体的材质为软磁材料。

在本实施例中，柔性条带中相邻隧道磁阻元件之间设置有偏磁体，偏磁体的材质为软磁材料，本申请中的偏磁体优选为铁镍合金材料，偏磁体的作用是规整隧道磁阻元件的周围磁场，通过在柔性条带上均匀的位置分布来获得偏磁体之间均匀的磁场，使磁场沿隧道磁阻元件所在的闭合回线上均匀分布，其次偏磁体可提供屏蔽效果，与隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相垂直的外部磁场将被偏磁体聚集而不流过隧道磁阻元件，偏磁体附近的磁场方向与偏磁体分布方向基本一致。

需要说明的是，软磁材料可以为具有低矫顽力的磁性材料，亦称高导磁材料。其具有饱和磁通密度高，磁导率高，磁滞回线呈狭长形、面积小，磁滞损耗小，剩磁及矫顽力小等特性。该偏磁体可以为长条形，弧形或其他形状，此处不做限定。

进一步地，在一些可行的实施例中，柔性电流传感器还包括：

套管，用于容纳柔性条带；

连接结构，包括设置于套管两端的第一连接部和第二连接部，用于连接套管的两端，使柔性电路板形成通道。

在本实施例中，柔性电流传感器还包括套管，用于容纳柔性条带，套管优选为软硅胶材质，可进行形态上的弯曲。柔性电流传感器还包括连接结构，该连接结构包括设置于套管两端的第一连接部和第二连接部，用于连接套管的两端，使柔性电路板形成供待测导线贯穿的通道，也能使柔性电流传感器进行开合。

示例性地，如图5所示，柔性电流传感器可弯曲为环状，图中的开合卡扣即为连接结构，当套管两端的第一连接部与第二连接部扣合时，该柔性电流传感器形成供待测导线贯穿的通道。

需要说明的是，该第一连接部与第二连接部的连接方式不仅限于卡扣连接，此处不做限定。

此外，在一种可行的实施例中，柔性电流传感器还包括外壳，该外壳用于容纳柔性条带的出线端，出线端用于输出信号处理单元输出的待测电流情况。

此外，在一种可行的实施例中，根据安培环路定理，在稳恒磁场中，磁感应强度B沿任何闭合路径的线积分，等于这闭合路径所包围的各个电流I的代数和乘以磁导率μ，且磁感应强度B等于磁场强度H乘以磁导率μ，将安培环路定理变换后得到环路上的磁场强度H与包围电流I的关系如下式。

∮Hdl＝∑I

其中，环路路径即为柔性电流传感器中柔性条带围绕成环路的长度，dl为单个隧道磁阻元件的长度，该长度可为200um。当测量电流在环路中垂直通过，隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向始终与条带切线方向平行。因此隧道磁阻元件的电阻变化可反映测量导线的电流大小。又因单个隧道磁阻元件的长度d l足够小，因此使用求和计算，其结果相对点阵/阵列式传感器更加符合安培环路定理的计算结果。

并且，本申请实施例中柔性条带在同一平面内任意形变时由于其隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向始终与条带切线方向平行即与积分路径切线方向平行。因此柔性电流传感器在平面内形变，其计算方法不变，测量精度也能得到保证。

综上，本申请实施例提出一种柔性电流传感器，该柔性电流传感器包括柔性电路板、多个隧道磁阻元件、多个偏磁体、信号处理单元、第一绝缘膜、第二绝缘膜、电路连接单元、套管以及连接结构，其中，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道，可适用于不同尺寸、不同形状的待测导线；隧道磁阻元件用于采集待测导线周围磁场的强度，适用于直流电流和交流电流，偏磁体影响隧道磁阻元件周围磁场的方向，使周围磁场沿隧道磁阻元件所在的回线上均匀分布；信号处理单元输出待测导线的待测电流情况，第一绝缘膜和第二绝缘膜基于绝缘和抗氧化的特性提高柔性电流传感器的使用寿命，从而使得本申请提出的柔性电流传感器的测量精度高于现有的柔性电流传感器，且不受应用场景的限制。

此外，本申请实施例还提出一种柔性电流传感器的制备方法，请参照图6，图6为本申请柔性电流传感器的制备流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

具体地，本申请实施例柔性电流传感器的制备方法包括：

步骤S10，在柔性基体上形成磁阻叠层，经流片、退火得到多个隧道磁阻元件，其中，多个隧道磁阻元件具有相同的磁灵敏轴方向；

步骤S20，将多个隧道磁阻元件、多个偏磁体以及信号处理单元分别设置于柔性电路板中得到柔性条带；

步骤S30，将柔性条带的两端可拆卸连接得到柔性电流传感器。

在本实施例中，优选PET箔作为柔性基体，在柔性基体上形成磁阻叠层，然后经过流片、退火之后得到多个具有相同磁灵敏轴方向的隧道磁阻元件，且得到的隧道磁阻元件磁阻率高，可弯折性能好。然后，将多个隧道磁阻元件、多个软磁材质的偏磁体以及信号处理单元分别设置于柔性电路板中得到柔性条带，最后，将柔性条带的两端可拆卸连接得到柔性电流传感器。通过上述制备方法得到的柔性电流传感器，具有成本低、可弯折性能好以及灵敏度高等优点。

此外，本申请实施例还提出一种电流传感装置，包括柔性电流传感器；该柔性电流传感器为如上所述的柔性电流传感器，或采用如上所述的制备方法所制得的柔性电流传感器，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的申请构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性电流传感器，其特征在于，包括柔性条带；

所述柔性条带包括：

柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；

多个隧道磁阻元件，其设置于所述柔性电路板，用于采集所述待测导线周围磁场的强度；

多个偏磁体，其设置于所述多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各所述隧道磁阻元件周围磁场的方向；

信号处理单元，其设置于所述柔性电路板，与所述多个隧道磁阻元件电连接，用于依据所述多个隧道磁阻元件的输出信号输出所述待测导线的待测电流情况。

2.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，

各所述隧道磁阻元件依序沿所述柔性电路板的正面延伸方向及反面延伸方向排列成正面磁阻元件环及反面磁阻元件环；

各偏磁体设置于相邻隧道磁阻元件之间，使得各相邻的隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反。

3.根据权利要求2所述的柔性电流传感器，其特征在于，

所述柔性条带还包括：

第一绝缘膜，其设置于所述正面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的正面区域；以及，

第二绝缘膜，其设置于所述反面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的反面区域。

4.根据权利要求2所述的柔性电流传感器，其特征在于，

所述柔性条带还包括设置于所述柔性电路板的电路连接单元，用于建立所述多个隧道磁阻元件之间的电连接以及所述多个隧道磁阻元件与所述信号处理单元的电连接；

所述电路连接单元包括第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环；所述第一左侧环设置于所述正面磁阻元件环的左侧，所述第一右侧环设置于所述正面磁阻元件环的右侧，所述第二左侧环设置于所述反面磁阻元件环的左侧，所述第二右侧环设置于所述反面磁阻元件环的右侧。

5.根据权利要求4所述的柔性电流传感器，其特征在于，

所述第一左侧环、所述第二左侧环、所述第一右侧环以及所述第二右侧环的材质为铜。

6.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述隧道磁阻元件包括多个磁隧道结；

各所述磁隧道结包括依次层叠的底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层；

各所述磁隧道结之间通过所述底电极层和/或所述顶电极层建立电连接。

7.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述偏磁体的材质为软磁材料。

8.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述柔性电流传感器还包括：

套管，用于容纳所述柔性条带；

连接结构，包括设置于所述套管两端的第一连接部和第二连接部，用于连接所述套管的两端，使所述柔性电路板形成所述通道。

9.一种柔性电流传感器的制备方法，其特征在于，包括：

在柔性基体上形成磁阻叠层，经流片、退火得到多个隧道磁阻元件，其中，所述多个隧道磁阻元件具有相同的磁灵敏轴方向；

将所述多个隧道磁阻元件、多个偏磁体以及信号处理单元分别设置于柔性电路板中得到柔性条带；

将所述柔性条带的两端可拆卸连接得到柔性电流传感器。

10.一种电流传感装置，其特征在于，包括柔性电流传感器；

所述柔性电流传感器为权利要求1-8中任一项所述的柔性电流传感器，或采用权利要求9所述的制备方法所制得的柔性电流传感器。