CN206920498U - 一种分立式电流传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分立式电流传感器，其包括用于集聚铜排中的电流形成磁场的屏蔽罩和用于检测所述磁场磁通变化的主控制板；屏蔽罩形成有容纳槽；主控制板上具有霍尔感应芯片，且所述主控制板位于所述屏蔽罩的容纳槽内，使得所述霍尔感应芯片位于所述容纳槽中；主控制板与所述容纳槽的底壁所在平面成30°‑150°角。该分立式电流传感器基于IMC技术，可以减小传感器体积，有利于产品的小型化设计，同时，该基于IMC技术的分立式电流传感器可实现无线缆使用，且可灵活调整输出电压与被感应电流的对应关系，利于不同系列产品使用同一硬件结构的电流传感器，避免重新选型，降低制造成本。

Description

一种分立式电流传感器

技术领域

本实用新型涉及电流传感器领域，具体涉及一种分立式电流传感器。

背景技术

现有技术中，主要通过磁环(环形屏蔽罩)集聚铜排(bus bar)中电流形成的磁场，霍尔元件固定在磁环气隙中，并对磁通进行线性检测，通过气隙处磁场感应电流值。

但上述现有技术中的电流传感器主要将磁环、磁感应电路PCB(Printed CircuitBoard，印制电路板)以及接插件封装在一起形成一个组件。因此导致该种结构形态的霍尔元件体积较大、占用空间广，进一步使得电流传感器结构相对复杂，生产制造成本高，同时，现有的电流传感器需要通过线缆与采样处理电路连接，增加结构安装工时，不利于自动化生产，并且需预留安装操作空间。

因此，有必要提供一种电流传感器来克服上述缺陷。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种分立式电流传感器，其使用基于IMC(Integrated Magnetic Concentrator，集成磁性集中器)技术，可以减小传感器体积，有利于产品的小型化设计，同时，该基于IMC技术的分立式电流传感器可以修正主控制板的主控芯片内部电流采样参数来进行传感器标定，标定方式简单，同时还可实现无线缆连接，进行自动化生产，降低制造、生产成本。

本实用新型就上述技术问题而提出的技术方案如下：

提供一种分立式电流传感器，其包括用于集聚铜排中的电流形成磁场的屏蔽罩和用于检测所述磁场磁通变化的主控制板；所述屏蔽罩形成有容纳槽；所述主控制板上具有霍尔感应芯片，且所述主控制板位于所述屏蔽罩的容纳槽内，使得所述霍尔感应芯片位于所述容纳槽中；所述主控制板与所述容纳槽的底壁所在平面成30°-150°角。

优选的，所述分立式电流传感器还包括绝缘固定件，所述屏蔽罩为U型屏蔽罩，所述容纳槽为U型槽，且所述U型屏蔽罩固定在所述绝缘固定件上。

优选的，所述铜排包括：第一主体部，所述第一主体部上设置有至少一个第一固定孔；且所述第一主体部的后侧面紧贴所述U型槽的底壁的内表面。

优选的，所述铜排整体为Z型，所述铜排还包括：第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部从所述第一主体部顶端延伸，所述第二延伸部从所述第一主体部底端延伸，所述第一延伸部与所述第二延伸部平行且延伸方向相反；所述第一延伸部上设置有第二固定孔，所述第二延伸部上设置有第三固定孔。

优选的，所述第二固定孔和/或第三固定孔中设置有用于对所述铜排位置进行固定的第一紧固件；且所述第一主体部、第一延伸部以及第二延伸部一体成型。

优选的，所述绝缘固定件包括：第二主体部；从所述第二主体部左侧延伸出的第一固定部以及从所述第二主体部右侧延伸出的第二固定部；

所述U型屏蔽罩的底壁的外表面紧贴所述第二主体部的内表面，且可活动地设置于所述第一固定部以及第二固定部之间，通过所述第一固定部以及第二固定部的夹持固定所述U型屏蔽罩的位置；

所述第二主体部上还设有与所述第一固定孔对应的第一安装孔。

优选的，所述第二主体部、第一固定部以及第二固定部一体成型，所述第二主体部、第一固定部以及第二固定部均为塑胶制成，且第二紧固件通过所述第一固定孔、第一安装孔将所述第二主体部与所述第一主体部可拆卸地连接。

优选的，还包括用于支撑所述主控制板的支撑件，所述支撑件上设置有至少一个第二安装孔；所述主控制板上设置有与所述第二安装孔对应的第三安装孔以及至少一个接插孔；

第三紧固件依次穿过所述第二安装孔以及第三安装孔，将所述主控制板以及所述支撑件可拆卸地连接，并固定所述主控制板的位置。

优选的，所述主控制板呈T型，其具有横向部以及与所述横向部连接的竖直部；所述第三安装孔以及接插孔均设置在所述横向部上，所述霍尔感应芯片安装在所述竖直部上，且所述竖直部部分位于所述U型屏蔽罩的U型槽内。

优选的，所述主控制板与所述容纳槽的底壁所在平面成90°角；所述霍尔感应芯片为可编程IC芯片。

本实用新型的技术方案具有如下技术效果：

该电流传感器基于IMC技术，可以减小传感器体积，有利于产品的小型化设计，同时还可实现无线缆连接，进行自动化生产，降低制造、生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一中分立式电流传感器的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例一U型屏蔽罩的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一主控制板与U型屏蔽罩的侧视图；

图4是本实用新型实施例一固定件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一支撑件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一主控制板的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型针对现有技术中存在的缺陷，提供了一种基于IMC技术的分立式电流传感器，其体积小，可以灵活调整输出电压与被感应电流的对应关系，可实现无线缆使用；且相比于已有技术的电流传感器，其所需材料更少，可实现更低的制造成本。

实施例一：

图1-3示出了本实用新型中的分立式电流传感器，其包括用于集聚铜排1中的电流形成的磁场的屏蔽罩，所述屏蔽罩优选为U型屏蔽罩2；所述屏蔽罩上形成有容纳槽，对应的，所述容纳槽优选为U型槽A；所述铜排1紧贴在所述U型屏蔽罩2的U型槽A内，并与所述U型屏蔽罩2可拆卸地连接。

以及部分位于所述U型屏蔽罩2的U型槽A内，且具有磁感应芯片13，并与所述U型屏蔽罩的底壁18所在平面Y成θ＝30°-150°角的、用于检测所述磁场磁通变化的主控制板3，所述磁感应芯片13位于所述U型槽A中。该设置方式可保证设置在所述主控制板3上的磁感应芯片13与形成磁场的方向平行，使得U型屏蔽罩2在磁感应芯片13处形成与电流线性变化的匀强磁场，且可屏蔽外界磁场干扰。本实施例中，所述主控制板3优选为霍尔PCB板，且所述主控制板3与所述U型屏蔽罩的底壁18所在平面Y成θ＝90°角，即所述主控制板3垂直于所述U型屏蔽罩的底壁18所在平面Y。

所述磁感应芯片13优选为霍尔感应芯片，本实施例中，所述霍尔感应芯片为可编程IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片，从而可以调整电流传感器输出电压与被感应电流的对应关系。通过标定方案(自制霍尔输出电压与当前电流是线性关系，可表示为：Vout＝K*I+V0，其中，Vout为自制霍尔输出电压，I为铜排1内电流，V0为零点电压，K为增益。根据一次函数的关系，分别设定0A和其他任意电流值(450A)所需对应的Vout，即可确定K和V0，从而确定自制霍尔的输出特性)，更改电流传感器内霍尔感应芯片的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦只读存储器)内寄存器信息，达到更改K值和V0值的目的，进而调整电流传感器输出电压与被感应电流的对应关系；通过软件程序修正主控制板的主控芯片内部电流采样参数，不需要外加编码器，实现方式简单且提高了电流采样精度。

所述铜排1整体可为Z型，包括：第一主体部4；第一延伸部5和第二延伸部6，所述第一延伸部5从所述第一主体部4顶端延伸，所述第二延伸部6从所述第一主体部4底端延伸，所述第一延伸部5与所述第二延伸部6平行且延伸方向相反；为便于制造和使用，所述第一主体部4、第一延伸部5以及第二延伸部6可一体成型，且优选的，所述第一延伸部5以及第二延伸部6分别与所述第一主体部4垂直。需要说明的是，本实施例中的铜排1形状可不仅仅局限于Z型，只要其能够位于U型槽A内即可。

所述第一主体部4上设置有至少一个第一固定孔9；所述第一延伸部5上设置有第二固定孔7，所述第二延伸部6上设置有第三固定孔8；所述第一主体部4设置于所述U型屏蔽罩2的U型槽A内，且所述第一主体部4的后侧面10紧贴所述U型槽的底壁18的内表面11；

优选的，所述第二固定孔7和/或第三固定孔8中设置有用于对所述铜排1位置进行固定的第一紧固件(未示出)，以此来将所述铜排1固定在特定部件上，便于根据需要检测电流变化。

其次，如图4所示，所述分立式的电流传感器还包括绝缘固定件14，其具体包括：

第二主体部15；从所述第二主体部15左侧延伸出的第一固定部16以及从所述第二主体部15右侧延伸出的第二固定部17；

所述U型屏蔽罩2固定在所述绝缘固定件14上，具体的，所述U型屏蔽罩2的底壁18(如图2所示)的外表面紧贴所述第二主体部15的内表面19，所述U型屏蔽罩2的与所述底壁18相对的开口端12则远离所述第二主体部15的内表面19，同时，所述U型屏蔽罩2的底壁18可活动地(如通过插拔、卡接等方式)设置于所述第一固定部16以及第二固定部17之间，通过所述第一固定部16以及第二固定部17的夹持固定所述U型屏蔽罩2的位置；

同样的，所述第二主体部15、第一固定部16以及第二固定部17可一体成型，且所述第二主体部15、第一固定部16以及第二固定部17均为塑胶制成，以防止对所述U型屏蔽罩2造成磨损。进一步的，为增加第二主体部15的内表面19与所述U型屏蔽罩2的底壁18之间的摩擦力，防止所述U型屏蔽罩2滑脱，所述第二主体部15的内表面19还设有呈网格状的凸起部20。

利用绝缘固定件14将U型屏蔽罩2以如通过插拔、卡接等方式固定，其相比传统的磁环方案，该结构设计可使得电流传感器结构布局合理，结构体积更小，利于产品的小型化设计。

相应的，所述第二主体部15上还设有与所述第一固定孔9数量、位置对应的第一安装孔21；且第二紧固件200通过所述第一固定孔9、第一安装孔21将所述第二主体部15与所述第一主体部4可拆卸地连接，使得所述铜排1固定在所述绝缘固定件14上。本实施例中，所述第一固定孔9、第一安装孔21的数量可根据紧固需要而定，在此，所述第一固定孔9、第一安装孔21均优选为2个。

进一步的，如图5所示，本实施例中的分离式传感器还包括用于支撑所述主控制板3的支撑件24，所述支撑件24上设置有至少一个第二安装孔25；同时，如图6所示，所述主控制板3上设置有与所述第二安装孔25数量、位置对应的第三安装孔22以及至少一个接插孔23；更为具体的，本实施例中的所述主控制板3整体呈T型，其具有横向部300以及与所述横向部300连接的竖直部400；所述第三安装孔22以及接插孔23均设置在所述横向部300上，所述磁感应芯片13安装在所述竖直部400上，且所述竖直部400部分位于所述U型屏蔽罩2的U型槽A内，使得所述磁感应芯片13位于所述U型槽A中。如图1所示，第三紧固件26(可为紧固螺钉/螺丝等)依次穿过所述第二安装孔25以及第三安装孔22，将所述主控制板3以及支撑件24可拆卸地连接，并固定所述主控制板3的位置。同样，本实施例中，所述第二安装孔25以及第三安装孔22的数量可根据紧固需要而定，在此，所述第二安装孔25以及第三安装孔22均优选为2个。

使用本实用新型中的分立式电流传感器时，首先将铜排1、U型屏蔽罩2以及固定件14固定连接成一整体，且通过第二固定孔7和/或第三固定孔8对所述铜排1位置进行固定。其次通过第三紧固件26依次穿过所述第二安装孔25以及第三安装孔22，将所述主控制板3以及支撑件24可拆卸地连接成一整体，并固定所述主控制板3的位置，使得所述主控制板3上设置有磁感应芯片13的部分伸入所述U型屏蔽罩2的U型槽A中，但不与所述铜排1或U型屏蔽罩2接触。该方案将磁感应芯片13直接集成在主控制板3上，不需要外加接插线缆与主控采样处理电路连接，同时不需要主控制板3与铜排1或U型屏蔽罩2直接接触，主控制板3与铜排1或U型屏蔽罩2分开即可实现电流传感器的无线缆使用。

综上所述，本实用新型的电流传感器基于IMC技术，可以减小传感器体积，有利于产品的小型化设计，同时，该基于IMC技术的分立式电流传感器可以修正主控制板的主控芯片内部电流采样参数来进行传感器标定，标定方式简单，同时还可实现无线缆连接，进行自动化生产，降低制造、生产成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分立式电流传感器，其特征在于，包括用于集聚铜排中的电流形成磁场的屏蔽罩和用于检测所述磁场磁通变化的主控制板；所述屏蔽罩形成有容纳槽；所述主控制板上具有霍尔感应芯片，且所述主控制板位于所述屏蔽罩的容纳槽内，使得所述霍尔感应芯片位于所述容纳槽中；所述主控制板与所述容纳槽的底壁所在平面成30°-150°角。

2.如权利要求1所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述分立式电流传感器还包括绝缘固定件，所述屏蔽罩为U型屏蔽罩，所述容纳槽为U型槽，且所述U型屏蔽罩固定在所述绝缘固定件上。

3.如权利要求2所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述铜排包括：

第一主体部，所述第一主体部上设置有至少一个第一固定孔；且所述第一主体部的后侧面紧贴所述U型槽的底壁的内表面。

4.如权利要求3所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述铜排整体为Z型，所述铜排还包括：

第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部从所述第一主体部顶端延伸，所述第二延伸部从所述第一主体部底端延伸，所述第一延伸部与所述第二延伸部平行且延伸方向相反；所述第一延伸部上设置有第二固定孔，所述第二延伸部上设置有第三固定孔。

5.如权利要求4所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述第二固定孔和/或第三固定孔中设置有用于对所述铜排位置进行固定的第一紧固件；且所述第一主体部、第一延伸部以及第二延伸部一体成型。

6.如权利要求3所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述绝缘固定件包括：

第二主体部；从所述第二主体部左侧延伸出的第一固定部以及从所述第二主体部右侧延伸出的第二固定部；

所述U型屏蔽罩的底壁的外表面紧贴所述第二主体部的内表面，且可活动地设置于所述第一固定部以及第二固定部之间，通过所述第一固定部以及第二固定部的夹持固定所述U型屏蔽罩的位置；

所述第二主体部上还设有与所述第一固定孔对应的第一安装孔。

7.如权利要求6所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述第二主体部、第一固定部以及第二固定部一体成型，所述第二主体部、第一固定部以及第二固定部均为塑胶制成，且第二紧固件通过所述第一固定孔、第一安装孔将所述第二主体部与所述第一主体部可拆卸地连接。

8.如权利要求7所述的分立式电流传感器，其特征在于，还包括用于支撑所述主控制板的支撑件，所述支撑件上设置有至少一个第二安装孔；所述主控制板上设置有与所述第二安装孔对应的第三安装孔以及至少一个接插孔；

第三紧固件依次穿过所述第二安装孔以及第三安装孔，将所述主控制板以及所述支撑件可拆卸地连接，并固定所述主控制板的位置。

9.如权利要求8所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述主控制板呈T型，其具有横向部以及与所述横向部连接的竖直部；所述第三安装孔以及接插孔均设置在所述横向部上，所述霍尔感应芯片安装在所述竖直部上，且所述竖直部部分位于所述U型屏蔽罩的U型槽内。

10.如权利要求1-9任一项所述的分立式电流传感器，其特征在于，所述主控制板与所述容纳槽的底壁所在平面成90°角；所述霍尔感应芯片为可编程IC芯片。