CN215263681U - 一种断路器、电表及其电流传感器 - Google Patents

Abstract

一种断路器、电表及其电流传感器，断路器、电表包括本实用新型的电流传感器，所述电流传感器包括导体部件和设有TMR传感组件的第一PCB板，所述第一PCB板嵌入设置在导体部件的中部，且使TMR传感组件嵌入导体部件的中部，导体部件中部的磁场感应强度较大，使TMR传感组件所受的干扰较小，并且这种内嵌的结构使得TMR传感组件离导体部件的内部中心较近，使磁场感应强度最大化，能够有效解决传感器相间干扰的问题。

Description

一种断路器、电表及其电流传感器

技术领域

本实用新型涉及低压电气控制元件，具体涉及一种断路器、电表及其电流传感器。

背景技术

电流传感器是电子式低压断路器的一个重要元器件，能够检测主回路电流信号的相关信息，将这些信息传送给控制器，用来判断主回路电流故障情况。传统的电流传感器大部分采用磁芯与线圈组合，通过感应主回路磁场的变化来达到检测电流信息的目的。受磁芯的性能及线圈的加工工艺影响，当前的电流传感器具有体积大、成本高等缺点，且电流传感器的一些重要参数，如频率响应、响应时间、线性度、精度等无法直接测量。

基于以上原因，新型无磁芯的基于隧道磁阻技术的电流传感器开始引起大家的重视，该传感器具有精度高、线性范围宽及应用范围广的特点，但受限于屏蔽磁场装置，在使用过程中仍然容易受到相间干扰影响。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、抗干扰强的断路器、电表及其电流传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种电流传感器，包括导体部件和设有TMR传感组件的第一PCB板，所述第一PCB板嵌入设置在导体部件的中部，且使TMR传感组件嵌入导体部件的中部。

优选的，还包括第二PCB板，所述第二PCB板设置于导体部件的表面，且第一PCB板与第二PCB板连接，在第二PCB板上设置有电源单元和信号处理模块，所述电源单元用于为TMR传感组件、信号处理模块供电，信号处理模块用于采集TMR传感组件的电压信号以及TMR传感组件周围的温度信号。

进一步，所述TMR传感组件包括两个TMR隧道磁阻芯片，两个TMR隧道磁阻芯片分别设置在第一PCB板相对的两侧，并且两个TMR隧道磁阻芯片到导体部件中心的距离相等。

进一步，所述第一PCB板垂直凸出于导体部件的一侧表面，第二PCB板平行设置于导体部件的一侧表面，且第一PCB板与第二PCB板位于导体部件的同一侧。

进一步，在所述导体部件的中部设置有安装槽，第一PCB板垂直装配于安装槽内，第一PCB板与第二PCB板通过各自的焊盘连接。

进一步，所述第二PCB板紧贴导体部件的一侧表面设置，第二PCB板的一个焊盘与安装槽相对应，第一PCB板装配于安装槽内并穿过第二PCB的焊盘。

进一步，所述导体部件为铜排，TMR传感组件包括两个TMR隧道磁阻芯片，两个TMR隧道磁阻芯片以背对背的方式分布在铜排的切面，且两个TMR隧道磁阻芯片到铜排中心的距离相等。

进一步，所述信号处理模块包括信号调理单元和温度采集单元，信号调理单元用于接收由TMR传感组件所传递的电压信号并且在对电压信号进行处理后向外传递，温度采集单元用于采集TMR传感组件周围的温度信号并将所采集的温度信号向外传递。

进一步，所述信号处理模块还包括用于与外部连接的接口单元，所述接口单元分别与外部的电源及用户端连接，接口单元与电源单元连接，使外部的电源通过接口单元为电源单元提供电压，所述接口单元分别与信号调理单元、温度采集单元连接，用于将信号调理单元所接收到的电信号以及温度采集单元采集到的温度信号传递至用户端。

一种断路器，包括壳体，在所述壳体内设置有如上所述的电流传感器。

一种电表，包括壳体，在所述壳体内设置有如上所述的电流传感器。

本实用新型一种电流传感器，设置有TMR传感组件的第一PCB板嵌入设置在导体部件的中部，导体部件中部的磁场感应强度较大，使TMR传感组件所受的干扰较小，并且这种内嵌的结构使得TMR传感组件离导体部件的内部中心较近，使TMR传感组件感应到的磁场强度最大化，能够有效解决传感器相间干扰的问题。

此外，TMR传感组件的两个TMR隧道磁阻芯片采用背对背的方式设置在第一PCB板的两侧，并且两个TMR隧道磁阻芯片与导体部件的中心距离相等，进一步减少了TMR隧道磁阻芯片的受干扰程度。

附图说明

图1-2是本实用新型一种电流传感器的结构示意图；

图3是本实用新型一种电流传感器的原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图1至3给出的实施例，进一步说明本实用新型的一种断路器、电表及其电流传感器的具体实施方式。本实用新型的一种断路器、电表及其电流传感器不限于以下实施例的描述。

一种电流传感器，包括导体部件3和设有TMR传感组件的第一PCB板1，所述第一PCB板1嵌入设置在导体部件3的中部，且使TMR传感组件嵌入导体部件3的中部。

本实用新型一种电流传感器，设置有TMR传感组件的第一PCB板1嵌入设置在导体部件3的中部，导体部件3中部的磁场感应强度较大，使TMR传感组件所受的干扰较小，并且这种内嵌的结构使得TMR传感组件离导体部件3的内部中心较近，使TMR传感组件感应到的磁场强度最大化，能够有效解决传感器相间干扰的问题。

优选，如图1-2所述的电流传感器实施例，包括导体部件3、第一PCB板1和第二PCB板2，所述第一PCB板1嵌入设置在导体部件3的中部，第二PCB板2设置于导体部件3的表面，且第一PCB板1与第二PCB板2连接，在所述第一PCB板1上设置TMR传感组件，TMR传感组件嵌入导体部件3的中部，TMR传感组件用于感应通电后的导体部件3周围的磁场产生电压信号，在第二PCB板2上设置有电源单元和信号处理模块，所述电源单元用于为TMR传感组件、信号处理模块供电，信号处理模块用于采集TMR传感组件的电压信号以及TMR传感组件周围的温度信号。

本实施例的电流传感器，将TMR传感组件与电源单元、信号处理模块分别设置在两个PCB板上，并且设置有TMR传感组件的第一PCB板1嵌入设置在导体部件3的中部，导体部件3中部的磁场感应强度较大，使TMR传感组件所受的干扰较小，并且这种内嵌的结构使得TMR传感组件离导体部件3的内部中心较近，使TMR传感组件感应到的磁场强度最大化，能够有效解决传感器相间干扰的问题。需要说明的是，在本申请中，设置在第二PCB板2上的电源单元和信号处理模块可以均集中设置在第一PCB板1上，但此时第一PCB板1的面积需要足够大，会造成电流传感器高度抬高，整体体积较大。

具体，结合图1-2提供的一种电流传感器的实施例，一种电流传感器包括导体部件3、第一PCB板1和第二PCB板2，优选导体部件3为铜排，在铜排靠近中部的位置开设有安装槽31，所述第一PCB板1装配于安装槽31内实现嵌入设置在铜排的中部，第二PCB板2设置于铜排的表面且与第一PCB板1位于铜排的同一侧，优选如图1-2所示，第二PCB板2平行且紧贴铜排的表面设置，第二PCB板2上的一个焊盘与安装槽31相对应，第一PCB板1垂直穿过第二PCB板2的焊盘，并且第一PCB板1与第二PCB板2通过各自的焊盘连接。当然，第二PCB板2也可以设置在第一PCB板1的一侧，此时第二PCB板2可以不设置与安装槽31相对应的焊盘，只需要保证能与第一PCB板1连接即可。在所述第一PCB板1上设置TMR传感组件，TMR传感组件用于感应通电后的导体部件3周围的磁场产生电压信号，由于第一PCB板1嵌入设置在铜排的中部，TMR传感组件位于安装槽31中更为靠近铜排的内部中心，由TMR传感组件感应通电后的铜排周围的磁场产生电压信号，并且在靠近铜排中部的磁感应强度较大，使得TMR传感组件所受的干扰较小。具体的，所述TMR传感组件包括两个TMR隧道磁阻芯片，两个TMR隧道磁阻芯片分别设置在第一PCB板1相对的两侧，两个TMR隧道磁阻芯片以背对背的方式分布在铜排的切面，且两个TMR隧道磁阻芯片到铜排内部中心的距离相等，利于解决相间干扰。在第二PCB板2上设置有电源单元和信号处理模块，所述电源单元用于为TMR传感组件、信号处理模块供电，信号处理模块用于采集TMR传感组件的电压信号以及TMR传感组件周围的温度信号。

所述信号处理模块包括信号调理单元和温度采集单元，TMR传感组件用于感应导体部件3通电时周围磁场产生电压信号，信号调理单元用于接收由TMR传感组件所传递的电压信号并且在对电压信号进行处理后向外传递，温度采集单元用于采集TMR传感组件周围的温度信号并将所采集的温度信号向外传递。

优选的，信号处理模块还包括用于与外部连接的接口单元，所述接口单元分别与外部的电源及用户端连接，外部电源接入接口单元的V+输入端和V-输入端，接口单元的V+输出端和V-输出端与电源单元连接，使外部的电源通过接口单元为电源单元提供电压；所述接口单元的信号输出端与用户端连接，接口单元的信号输入端分别与信号调理单元、温度采集单元的信号输出端连接，用于将信号调理单元所接收到的电信号以及温度采集单元采集到的温度信号传递至用户端，用户端读出对应的电信号和温度信号后进行数据处理，计算由温度引起的测量误差，并经过你的补偿计算出被测试电路的大小以供使用。

电流传感器使用时，流过导体部件3的电流一般在1000A以内，第一PCB板1和第二PCB板2不会因高温而损坏，当然，为了避免发生短路，需要在第二PCB板2与导体部件3之间加入绝缘物质；根据需要也可以在在第二PCB板2与导体部件3之间加入隔热物质。

一种断路器，包括壳体，在所述壳体内设置有如上所述的电流传感器，电流传感器通过导体部件3连接在断路器的静触头的接线端子之间。当然，本申请的电流传感器也可以应用在继电器和电表中。导体部件3作为电流传感器的一部分，不仅用于装配设有TMR传感组件的第一PCB板，而且可以作为接线装置，装配方便。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (11)

1.一种电流传感器，其特征在于：包括导体部件(3)和设有TMR传感组件的第一PCB板(1)，所述第一PCB板(1)嵌入设置在导体部件(3)的中部，且使TMR传感组件嵌入导体部件(3)的中部。

2.根据权利要求1所述的一种电流传感器，其特征在于：还包括第二PCB板(2)，所述第二PCB板(2)设置于导体部件(3)的表面，且第一PCB板(1)与第二PCB板(2)连接，在第二PCB板(2)上设置有电源单元和信号处理模块，所述电源单元用于为TMR传感组件、信号处理模块供电，信号处理模块用于采集TMR传感组件的电压信号以及TMR传感组件周围的温度信号。

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：所述TMR传感组件包括两个TMR隧道磁阻芯片，两个TMR隧道磁阻芯片分别设置在第一PCB板(1)相对的两侧，并且两个TMR隧道磁阻芯片到导体部件(3)中心的距离相等。

4.根据权利要求2所述的一种电流传感器，其特征在于：所述第一PCB板(1)垂直凸出于导体部件(3)的一侧表面，第二PCB板(2)平行设置于导体部件(3)的一侧表面，且第一PCB板(1)与第二PCB板(2)位于导体部件(3)的同一侧。

5.根据权利要求2所述的一种电流传感器，其特征在于：在所述导体部件(3)的中部设置有安装槽(31)，第一PCB板(1)垂直装配于安装槽(31)内，第一PCB板(1)与第二PCB板(2)通过各自的焊盘连接。

6.根据权利要求5所述的一种电流传感器，其特征在于：所述第二PCB板(2)紧贴导体部件(3)的一侧表面设置，第二PCB板(2)的一个焊盘与安装槽(31)相对应，第一PCB板(1)装配于安装槽(31)内并穿过第二PCB的焊盘。

7.根据权利要求1所述的一种电流传感器，其特征在于：所述导体部件(3)为铜排，TMR传感组件包括两个TMR隧道磁阻芯片，两个TMR隧道磁阻芯片以背对背的方式分布在铜排的切面，且两个TMR隧道磁阻芯片到铜排中心的距离相等。

8.根据权利要求2所述的一种电流传感器，其特征在于：所述信号处理模块包括信号调理单元和温度采集单元，信号调理单元用于接收由TMR传感组件所传递的电压信号并且在对电压信号进行处理后向外传递，温度采集单元用于采集TMR传感组件周围的温度信号并将所采集的温度信号向外传递。

9.根据权利要求8所述的一种电流传感器，其特征在于：所述信号处理模块还包括用于与外部连接的接口单元，所述接口单元分别与外部的电源及用户端连接，接口单元与电源单元连接，使外部的电源通过接口单元为电源单元提供电压，所述接口单元分别与信号调理单元、温度采集单元连接，用于将信号调理单元所接收到的电信号以及温度采集单元采集到的温度信号传递至用户端。

10.一种断路器，其特征在于：设置有如权利要求1-9任一项所述的电流传感器。

11.一种电表，其特征在于：设置有如权利要求1-9任一项所述的电流传感器。

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