CN220252039U - 电流检测组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电流检测组件，包括加热模块、电流检测模块、温度检测模块、保护外壳和控制模块。其中，电流检测模块用于进行电流检测。温度检测模块用于检测电流检测模块的温度。加热模块、电流检测模块和温度检测模块封装于保护外壳内部。控制模块分别与加热模块和温度检测模块连接，用于在温度低于设定温度时，控制加热模块对电流检测模块进行加热。该电流检测组件的工作特性不会随着负荷的改变而波动，进行电流检测时有着更为稳定和准确的检测结果。

Description

电流检测组件

技术领域

本申请涉及电流检测领域，尤其涉及一种电流检测组件。

背景技术

在各种电路中，常常需要进行电流检测，而常见的电流检测组件，如检流电阻、霍尔传感器等，但电流检测模块的制造工艺使得每个器件都有或多或少的差异、焊接安装工艺以及使用场景等也会对性能产生影响，因此电流检测模块一般需要校准。但在校准过程中，往往难以消除温度漂移带来的影响。例如，基于检流电阻的电流检测组件，其校准过程耗时很短，一般无法达到正常工作时检流电阻的温度，从而导致校准和实际使用时的工况存在偏差，最终导致检测精度下降。

实用新型内容

本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中电流检测组件的精度容易受到温度漂移影响的技术缺陷。

本申请实施例提供了一种电流检测组件，包括：加热模块；电流检测模块，用于进行电流检测；温度检测模块，用于检测电流检测模块的温度；保护外壳，加热模块、电流检测模块和温度检测模块保护外壳内部；控制模块，分别与加热模块和温度检测模块连接，用于在温度低于设定温度时，控制加热模块对电流检测模块进行加热。

在其中一个实施例中，电流检测组件还包括导热介质，导热介质用于在加热模块、电流检测模块之间，以及电流检测模块与温度检测模块之间传导热量。

在其中一个实施例中，导热介质用于填满加热模块、电流检测模块之间，以及电流检测模块与温度检测模块之间的间隙。

在其中一个实施例中，导热介质包括导热片、导热胶或导热液体。

在其中一个实施例中，电流检测模块为检流电阻。

在其中一个实施例中，检流电阻预留开尔文引脚。

在其中一个实施例中，检流电阻的本体与开尔文引脚呈几字形结构，本体位于几字形结构的中部，开尔文引脚位于几字形结构的两侧。

在其中一个实施例中，温度检测模块覆盖几字形结构的中部的上方。

在其中一个实施例中，加热模块贴合在几字形结构的中部的下方。

在其中一个实施例中，温度检测模块为负温度系数热敏电阻。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

基于本实施例中的电流检测组件，通过温度检测模块检测电流检测模块的温度，当电流检测模块的温度低于预设温度时，控制模块控制加热模块对电流检测模块加热，使其温度提高到预设温度，保证电流检测模块在任意使用时刻都保持较为恒定的温度，电流检测模块、加热模块和温度检测模块都封装于保护外壳内部，进一步提高电流检测模块温度恒定性，同时对元器件进行保护，延长使用寿命以及更好地应对不良工作环境的挑战。该电流检测组件的工作特性不会随着负荷的改变而波动，进行电流检测时有着更为稳定和准确的检测结果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一个实施例提供的电流检测组件的爆炸图；

图2为图1中的电流检测组件的装配图。

具体实施方式

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做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。

本申请实施例提供了一种电流检测组件，请参阅图1和图2，该电流检测组件包括加热模块10、电流检测模块20、温度检测模块30、保护外壳40和控制模块(图中未示出)。

电流检测模块20可以是检流电阻也可以是霍尔传感器等用于进行电流检测的元件，该类型检测元件的性能受到温度的影响。具体而言，检流电阻是一种低阻值的电阻器，它用于测量电路中的直流电流。检流电阻的工作原理是利用欧姆定律，即当直流电通过一个有一定阻值的电阻器时，会在电阻器两端产生一个与电流成正比的电压降。通过测量这个电压降，就可以计算出通过电路的电流大小。但电阻的阻值存在热效应，即电阻的阻值会随着温度的变化而变化，在根据电压降计算电流值时，如果使用的电阻值不准确，则将导致计算出的电流值也不准确。因此，检流电阻的检测性能会受到温度影响。图1中所示出的电流检测模块20即为检流电阻。

而霍尔传感器是一种利用霍尔效应来检测磁场的传感器。霍尔效应是指当一个带电流的导体放在垂直于电流方向的磁场中时，会在导体两侧产生一个与磁场强度成正比的电压，称为霍尔电压。当有待测电流通过霍尔片时，会产生一个与之成比例的磁场。这个磁场会作用在通过霍尔片的横向电流上，使得载流子受到洛伦兹力而偏转，从而在霍尔片两端形成一个横向电压，即霍尔电压。测量电路可以放大和处理这个电压信号，并输出与待测电流成正比或线性相关的信号，从而可以计算出待测电流。温度会影响霍尔片的电阻、载流子浓度和迁移率等参数，从而导致霍尔电压变化，因此，基于霍尔传感器的电流检测模块20的性能也将受到温度的影响。

为了保证电流检测模块20的精度，本实施例希望电流检测模块20的温度可以维持在以预设温度为基础的一个较窄的温度区间内，使电流检测模块20近似于工作在恒温状态，以保持电流检测组件的检测精度稳定。这里的预设温度可以是电流检测模块20检测时的最高温度，例如，以检流电阻流经最大电流一定时间后的温度为检流电阻的预设温度。这样可以使得电流检测模块20在任意工况下都可以保持稳定。

加热模块10、温度检测模块30以及控制模块之间相互配合，使得电流检测模块20的温度保持温度。具体而言，温度检测模块30用于对电流检测模块20进行温度采集，并输出对应的温度信号至控制模块。控制模块根据温度信号确定电流检测模块20的当前温度是否低于预设温度，若是，则开启加热模块10，通过加热模块10对电流检测模块20进行加热。直至温度信号反映电流检测模块20的当前温度到达预设温度后，控制模块可控制加热模块10停止工作。

加热模块10可采用电加热元件，具体可分为金属电热元件和非金属电热元件两种：金属电热元件如镍铬丝(Ni-Cr)、铁铬铝丝(Fe-Cr-Al)、镍铁丝(Ni-Fe)、镍铜丝(Ni-Cu))等；非金属电热元件有碳化硅、PTC(正温度系数)电热元件、电热涂料等。这些电加热元件的发热原理是电流流过阻值较大的导体而产生热量。因此，控制模块控制加热模块10是否工作，即可通过控制是否向加热模块10通入电流来进行。

温度检测模块30可采用热电偶、热敏电阻等，其自身特性会随着温度不同而改变，从而输出不同的温度信号，控制模块根据温度信号的幅值，即可确定电流检测模块20的当前温度是否到达预设温度。

控制模块可以包括微处理器，该微处理器可以是电流检测组件专属的，也可以是电流检测组件所应用的电路中的任意一个微处理器，只需要向其中烧录相关的处理程序即可。控制模块还可以是基于模拟电路的结构。具体而言，加热模块10通过可控开关连接加热电源。控制模块包括比较器、基准电压设置单元。基准电压设置单元用于输出与预设温度对应的基准电压信号，基准电压设置单元可以包括两个串联的电阻，这两个电阻的公共端即用于输出基准电压信号。通过调整这两个电阻的比例，可选择合适幅值的基准电压信号。比较器的一个输入端连接温度检测模块30，另一个输入端连接基准电压设置单元，比较器的输出端连接可控开关的控制端。比较器用于在温度信号小于基准电压信号时输出第一控制信号，第一控制信号用于控制可控开关导通。比较器用于在温度信号大于基准电压信号时输出第二控制信号，第二控制信号用于控制可控开关断开。基于此，加热模块10即可在电流检测模块20的温度低于预设温度时开始对电流检测模块20加热，并在电流检测模块20的温度达到预设温度时停止工作。

电流检测组件还包括保护外壳40，加热模块10、电流检测模块20和温度检测模块30保护外壳40内部。保护外壳40一方面可以保温，使得电流检测模块20达到预设温度后基本保持稳定，无需多次开启加热模块10重复进行加热，导致能耗较高。温度检测模块30对电流检测模块20的温度检测也更为准确。另一方面，保护外壳40还可以起到防腐蚀、放损坏等保护作用，避免电流检测模块20在长期使用过程中出现的特性变化。另外，加热模块10、电流检测模块20和温度检测模块30由于需要与外部器件连接，加热模块10、电流检测模块20和温度检测模块30的引脚在封装时应伸出保护外壳40。

基于本实施例中的电流检测组件，通过温度检测模块30检测电流检测模块20的温度，当电流检测模块20的温度低于预设温度时，控制模块控制加热模块10对电流检测模块20加热，使其温度提高到预设温度，保证电流检测模块20在任意使用时刻都保持较为恒定的温度，电流检测模块20、加热模块10和温度检测模块30都封装于保护外壳40内部，进一步提高电流检测模块20温度恒定性，同时对元器件进行保护，延长使用寿命以及更好地应对不良工作环境的挑战。该电流检测组件的工作特性不会随着负荷的改变而波动，进行电流检测时有着更为稳定和准确的检测结果。

在其中一个实施例中，电流检测组件还包括导热介质50，导热介质50用于在加热模块10、电流检测模块20之间，以及电流检测模块20与温度检测模块30之间传导热量。可以理解，导热介质50有良好的热传导效应，加热模块10所提供的热量通过导热介质50可以更快地传导到电流检测模块20，使得电流检测模块20更快达到预设温度，取得较为稳定的工作特性。而电流检测模块20的热量也可以更快的传递到温度检测模块30，以使得温度检测模块30可以更为准确地感知电流检测模块20的实际温度。具体而言，导热介质50用于填满加热模块10、电流检测模块20之间，以及电流检测模块20与温度检测模块30之间的间隙。即使得加热模块10、电流检测模块20之间，以及电流检测模块20与温度检测模块30之间原本由空气进行热传导，转变为完全由导热介质50进行热传导，进一步提高热传导效率。如图1所示，导热介质50分别为第一导热片(位于电流检测模块20与温度检测模块30之间的导热介质50)和第二导热片(位于电流检测模块20与加热模块10之间的导热介质50)。

在一些具体实施例中，导热介质50包括导热片、导热胶或导热液体。导热片可以是导热垫片、相变导热材料片、导热石墨片等。导热胶可以为导热封灌胶、导热凝胶、导热双面胶等。在保护外壳40密封特性较好的情况下，使用导热液体可以借助液体的流动性，将加热模块10、电流检测模块20之间，以及电流检测模块20与温度检测模块30之间的间隙完全填满，减小对制造工艺的要求。导热液体可以为纯水、导热油等。

在其中一个实施例中，电流检测模块20为检流电阻。检流电阻可以体积很小，在集成电流领域，基于检流电阻的电流检测模块20可以封装为贴片电阻的形式。在电流检测电路中，由于检流电阻本身的阻值非常小，接线处的电阻或者引脚的电阻可能比检流电阻本身的阻值还要大，所以如果使用两线的电阻将可能导致重大测量误差。为了提高该类型电流检测组件的测试精度，检流电阻需要预留开尔文引脚。即检流电阻为四线制检流电阻，其中两个引脚用于检测检流电阻的电压，另外两个引脚用于导通待测电流。这种结构的检流电阻能够消除检流电阻两端引脚的电压降对检测值带来的影响。

在其中一个实施例中，如图1所示，为了尽可能缩小电流检测组件的体积，检流电阻的本体与开尔文引脚呈几字形结构，本体位于几字形结构的中部，开尔文引脚位于几字形结构的两侧。在此种结构中，为了使得温度检测模块30更好地检测电流检测模块20的温度，将其形状设计为与检流电阻的几字形结构的凸起部匹配的“n”字形结构，该温度检测模块30覆盖几字形结构的中部的上方。图1中的电流检测组件还包括了第一导热片，第一导热片的形状与温度检测模块30匹配，可以完全填满电流检测模块20与温度检测模块30之间空隙。在此种结构中，为了使得温度检测模块30对电流检测模块20进行加热，将其形状设计为与检流电阻的几字形结构的中部大小匹配的片状结构，加热模块10贴合在几字形结构的中部的下方。图1中的电流检测组件还包括了第二导热片，第二导热片的形状与加热模块10匹配，可以完全填满电流检测模块20与加热模块10之间空隙。

在其中一个实施例中，温度检测模块30为负温度系数热敏电阻。负温度系数热敏电阻是一类电阻值随温度增大而减小的传感器电阻，根据负温度系数热敏电阻的电阻情况，即可确定电流检测模块20的温度情况。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电流检测组件，其特征在于，包括：

加热模块；

电流检测模块，用于进行电流检测；

温度检测模块，用于检测所述电流检测模块的温度；

保护外壳，所述加热模块、所述电流检测模块和所述温度检测模块封装于所述保护外壳内部；

控制模块，分别与所述加热模块和所述温度检测模块连接，用于在所述温度低于设定温度时，控制所述加热模块对所述电流检测模块进行加热；所述设定温度为所述电流检测模块检测时的最高温度。

2.根据权利要求1所述的电流检测组件，其特征在于，还包括导热介质，所述导热介质用于在所述加热模块、所述电流检测模块之间，以及所述电流检测模块与所述温度检测模块之间传导热量。

3.根据权利要求2所述的电流检测组件，其特征在于，所述导热介质用于填满所述加热模块、所述电流检测模块之间，以及所述电流检测模块与所述温度检测模块之间的间隙。

4.根据权利要求2或3所述的电流检测组件，其特征在于，所述导热介质包括导热片、导热胶或导热液体。

5.根据权利要求1所述的电流检测组件，其特征在于，所述电流检测模块为检流电阻。

6.根据权利要求5所述的电流检测组件，其特征在于，所述检流电阻预留开尔文引脚。

7.根据权利要求6所述的电流检测组件，其特征在于，所述检流电阻的本体与所述开尔文引脚呈几字形结构，所述本体位于所述几字形结构的中部，所述开尔文引脚位于所述几字形结构的两侧。

8.根据权利要求7所述的电流检测组件，其特征在于，所述温度检测模块覆盖所述几字形结构的中部的上方。

9.根据权利要求7所述的电流检测组件，其特征在于，所述加热模块贴合在所述几字形结构的中部的下方。

10.根据权利要求1所述的电流检测组件，其特征在于，所述温度检测模块为负温度系数热敏电阻。