CN216449653U

CN216449653U - 一种高精度大电流检测模块

Info

Publication number: CN216449653U
Application number: CN202123151827.7U
Authority: CN
Inventors: 张雪峰; 夏爱华; 陆飞扬
Original assignee: Jiangyin Sinbon Electronics Co ltd
Current assignee: Jiangyin Sinbon Electronics Co ltd
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2031-12-15

Abstract

本实用新型揭示了一种高精度大电流检测模块，包括依次相互连接的分流电阻器、采集基板和主板，所述分流电阻器包括电阻区和位于电阻区两侧的一对导流区，所述分流电阻器上固定连接有多对金属插针，多对金属插针均位于导流区并关于电阻区对称，所述采集基板上开设有多个与金属插针相匹配的第一通孔，所述金属插针插设在第一通孔内，所述采集基板上固定连接有与通孔数量相匹配的均衡电阻，所述采集基板上安固定连接有一对温度采集元件和一对输出端口，所述主板上开设有与输出端口相匹配的第二通孔，所述输出端口插设在第二通孔内。本实用新型可实现电流采集位置精确，误差小，提高了电流采集的检测精度及稳定性。

Description

一种高精度大电流检测模块

技术领域

本实用新型属于电流检测技术领域，具体涉及一种高精度大电流检测模块。

背景技术

电流检测的原理及方式有多种，主要有分流器检测方式及磁场检测方式。本发明是采用分流器检测方式，分流器是一种较低阻值的精密合金电阻，电阻阻值固定。当电流流过分流电阻器时，在电阻两端会产生电压降，基于欧姆定律由电阻两端电压值及电阻阻值可计算出电路中流过的电流值。

分流电阻器的结构一般包括两个铜排和一个合金电阻，两侧的铜排构成的区域是导流区，中间合金电阻构成的区域是电阻区。

导流区的材料一般会优先选用紫铜或铜合金，需要具备极低电阻率，可以将电流导入导出至电阻区，导流区一般会设定固定孔，可方便可靠的将待测回路的连接区域与导流区表面紧密接触，将电流导入导出至导流区，导流区也有一定的散热作用。电阻区的材料一般由电阻性材料组成，如铜锰镍合金，电阻区的电阻率相比导流区的电阻率更大，一般可设计至1uΩ～1mΩ范围内电阻。

由电流检测点将电压信号传递至电流检测芯片/检测放大器/检测板/控制板，一般通过连接器+线缆或线缆直接焊接出线，信号传递线较长，引入误差较大，另外布局走线和引线之间分开及围成的环路中会产生感应磁场及感应电势，会影响采集信号，从而会产生较大的误差。

电流采集电路一般由电流采集放大器及ADC模数转换器等组成，因采集电路增益、偏移误差、温漂、噪声和补偿算法等等，都会影响电压信号采集精度。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种高精度大电流检测模块。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度大电流检测模块，以解决上述的问题。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一种高精度大电流检测模块，包括依次相互连接的分流电阻器、采集基板和主板，所述分流电阻器包括电阻区和位于电阻区两侧的一对导流区，所述分流电阻器上固定连接有多对金属插针，多对金属插针均位于导流区并关于电阻区对称；

所述采集基板上开设有多个与金属插针相匹配的第一通孔，所述金属插针插设在第一通孔内，所述采集基板上固定连接有与通孔数量相匹配的均衡电阻，所述采集基板上安固定连接有一对温度采集元件和一对输出端口；

所述主板上开设有与输出端口相匹配的第二通孔，所述输出端口插设在第二通孔内，所述主板能够获取和处理来自于分流电阻器和采集基板的数据。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属插针的数量为四对、六对、八对、十对中的一种。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属插针的数量为八对。

作为本实用新型的进一步改进，所述金属插针与电阻区之间的最近距离小于1毫米。

作为本实用新型的进一步改进，所述采集基板上设置有基板吸取区域。

作为本实用新型的进一步改进，所述主板与采集基板平行设置，所述主板与采集基板之间的距离小于5毫米。

作为本实用新型的进一步改进，所述检测模块还包括第一壳体、第二壳体和线束端，所述分流电阻器、采集基板和主板均固定连接在第一壳体上，所述第二壳体安装在第一壳体上，所述线束端安装在第一壳体和第二壳体之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述分流电阻器上开设有与第一壳体相匹配的固定凹口。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型可实现电流采集位置精确，误差小，提高了电流采集的检测精度及稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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中记载的一些实施例，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为本实用新型一实施例中一种高精度大电流检测模块的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中一种高精度大电流检测模块的拆分示意图；

图3为本实用新型一实施例中一种高精度大电流检测模块的拆分侧视图；

图4为本实用新型一实施例中分流电阻器与采集基板结合的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例中分流电阻器与采集基板结合的主视图；

图6为本实用新型一实施例中分流电阻器的结构示意图；

图7为本实用新型一实施例中分流电阻器的主视图；

图8为本实用新型一实施例中分流电阻器与采集基板结合的电路原理图。

图中：100.分流电阻器、101.电阻区、102.固定孔、103.金属插针、200.采集基板、201.输出端口、202.均衡电阻、203.温度采集元件、300.主板、400.固定螺钉、500.第一壳体、600.第二壳体、700.线束端。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型一实施例公开的一种高精度大电流检测模块，参图1～图3所示，包括依次相互连接的分流电阻器100、采集基板200和主板300，主板300与采集基板200平行设置，检测模块还包括第一壳体500、第二壳体600和线束端700，分流电阻器100、采集基板200和主板300均固定连接在第一壳体500上，具体可使用固定螺钉400进行固定，第二壳体600安装在第一壳体500上，线束端700安装在第一壳体500和第二壳体600之间，线束端700能将主板300采集处理后的数据进行传输。

其中，主板300与采集基板200之间的距离小于5毫米，采集基板200和主板300之间的连接距离较小，可以有效降低线阻及减小回路面积，减小连接线的引入误差及增加传输信号的抗干扰性和稳定性。

具体的，分流电阻器100上开设有与第一壳体500相匹配的固定凹口，同时分流电阻器100的两端均开设有一对固定孔102，便于固定，也可大幅增强固定的稳定性。

参图6～图7所示，分流电阻器100包括电阻区101和位于电阻区101两侧的一对导流区，分流电阻器100上固定连接有八对金属插针103，八对金属插针103均位于导流区并关于电阻区101对称设置，金属插针103和分流电阻器100表面连接可以采用焊接、烧结或压接等工艺进行加工。

在实际的生产过程中，无金属插针103也可以通过连接PAD与分流电阻器100上的铜排进行连接。

其中，金属插针103的数量为四对、六对、八对、十对中的一种，优选金属插针103的数量为八对，金属插针103与电阻区101之间的最近距离小于1毫米，可以参照现有工艺水平加工距离越小越好。

采集基板200上开设有多个与金属插针103相匹配的第一通孔，金属插针103插设在第一通孔内，采集基板200上固定连接有与通孔数量相匹配的均衡电阻202，采集基板200上安固定连接有一对温度采集元件203和一对输出端口201。

其中，采集基板200可以焊接、烧结或压接至分流电阻器100表面，可以将分流电阻器100表面各采集点连接至采集基板200。

具体的，采集基板200各采集点区域进行通孔设计，可兼容分流电阻器100平面焊接及金属插针103焊接。

主板300上开设有与输出端口201相匹配的第二通孔，输出端口201插设在第二通孔内，主板300能够获取和处理来自于分流电阻器100和采集基板200的数据。

采集基板200上设置有基板吸取区域，参图5中的A区域所示，便于自动化生产加工，同时在图5中，采集基板200的右上角区域为检验区，便于检验。

具体的，采集基板200可设计成2层板或4层板，采集基板200和分流电阻器100接触的一面设计各种功能的连接PAD及线路，采集基板200上的采集点区域均匀分布连接PAD及通孔，距离电阻区101边缘需小于1毫米，可以依据不同规格尺寸的分流电阻器100来设置连接PAD和第一通孔的位置，设计位置距离电阻区101边缘小于1毫米。

分流电阻器100与采集基板200结合的电路原理图参图8所示。

在实际的生产过程中，还应注意以下问题，为本领域常用技术，图中未画出：

采集区域的内侧是缓冲区域，紧靠采集点内侧，同步设定缓冲点，用来吸收采集点多余连接材料，如焊锡/导电银浆等等。

采集区域的外侧是固定区域，紧靠采集点外测设定多个固定点，用来固定PCBA基板，增加基板结合强度及可靠性。

采集基板200中间区域还设定导热区，可以将分流电阻器100表面温度由导热区的导热点，经过采集基板200上铜箔导入至采集基板200表面温度采集元件203，提升温度检测精度。

采集基板200上下两侧设计了采集基板200放置位置检验区域，采集基板200正面有设计丝印，丝印位置和电阻区101和导流区结合线相重合，方便采集基板200在加工过程中及加工完成后，进行检验检查，确保采集基板200和分流电阻器100结合位置精准。

采集基板200电流采集信号及温度采集信号采用差分信号走线，进行特性阻抗控制，减小回路面积，增加抗干扰性及信号传输稳定性。

采集基板200与主板300连接可以采用接口接插或引线焊接，现有设计采用连接排针设计，搭配产品结构设计，可控制采集板与主板之间的距离小于5毫米，排针高度及PIN距可以任意设定，胶芯高度可以用来限制采集板和主板之间的最小距离，如1毫米、2毫米等。

本实用新型应用于电动汽车、太阳能、风能、储能、电力等大电流检测，其检测原理为欧姆定律，其优点有体积小，无初始偏移，低噪，线性度好，极好的长期稳定性，低温度系数，超宽检测范围，高分辨率，价格成本低等等。

在电动汽车应用中，目前正在向集成化和轻量化的设计方向发展，这也要求电流传感器及模块能够具备精度好，体积小，集成度高，本实用新型进行了采集方式创新，新的分流电阻设计，采集位置精确设计及采集模块化设计，提高电流采集的检测精度及稳定性。

模块整体结构设计简便，小巧，方便自动化加工及检验，采集模块接口设计灵活，可调节不同应用需求，可单独提供采集模块，也可搭配主板设计电流传感器产品，产品内部基板连接距离短及连接可靠，在提升电流检测精度性能的同时，还可减小电流传感器产品内部结构空间要求。

由以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种高精度大电流检测模块，其特征在于，包括依次相互连接的分流电阻器、采集基板和主板，所述分流电阻器包括电阻区和位于电阻区两侧的一对导流区，所述分流电阻器上固定连接有多对金属插针，多对金属插针均位于导流区并关于电阻区对称；

2.根据权利要求1所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述金属插针的数量为四对、六对、八对、十对中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述金属插针的数量为八对。

4.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述金属插针与电阻区之间的最近距离小于1毫米。

5.根据权利要求1所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述采集基板上设置有基板吸取区域。

6.根据权利要求1所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述主板与采集基板平行设置，所述主板与采集基板之间的距离小于5毫米。

7.根据权利要求1所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述检测模块还包括第一壳体、第二壳体和线束端，所述分流电阻器、采集基板和主板均固定连接在第一壳体上，所述第二壳体安装在第一壳体上，所述线束端安装在第一壳体和第二壳体之间。

8.根据权利要求7所述的一种高精度大电流检测模块，其特征在于，所述分流电阻器上开设有与第一壳体相匹配的固定凹口。