CN220894395U - 一种电阻分流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电阻分流器，包括采样电阻、导电端子、PCB板、一对电压采样组件，导电端子设置于采样电阻上沿电流路径延伸的相对两侧，PCB板位于采样电阻的一侧，且至少与位于采样电阻其中一侧的导电端子固接，一对电压采样组件均设于采样电阻与PCB板之间，电压采样组件为一导电的弹性结构，弹性结构设有固接于PCB板的第一部分，弹性结构设有因其余部分施加的弹性力而抵压在采样电阻靠近导电端子的边缘部分的第二部分。本发明中的电阻分流器制造工艺简单，而且能保证测量的准确性。

Description

一种电阻分流器

技术领域

本实用新型涉及电流传感器技术领域，特别涉及一种电阻分流器。

背景技术

电阻分流器的基本原理为：流过电阻两端的电压值与电流值成比例关系，而这个比例值即为电阻分流器的电阻值，通过这三个物理量中的任意两个，便能通过比例关系得到第三个未知量。通常是将阻值已知的电阻分流器，串接在电路中，通过测量其两端的电压值，再结合已知的电阻值，便可得到流过电阻分流器电流的大小及波形。由于电阻分流器的原理简单可靠，且具有较高的精度和较快的响应速度，使得其被广泛应用在电流检测领域中。

现有的大部分电阻分流器一般将电压采样点直接固定在采样电阻两侧的导电端子上，此种方式会形成中间介质电阻，比如焊料电阻、导电端子电阻等造成对已标定的采样电阻产生影响，影响电流采样值的准确性。为此，市场上陆续出现了将采样电阻加工成带有凸起的形状，并由凸起处作为采样引出点的电阻分流器，此种电阻分流器不会形成中间介质电阻，避免了焊料电阻、连接导体、接触电阻等造成对已标定的采样电阻产生影响，使得电流采样准确性得到大幅提高。

但是，由于采样电阻通常采用符合高功率电气特性、高纯度、高导热、低温漂及耐高温的特殊合金一体成型而成，将采样电阻加工成带有凸起的形状，并由凸起处引出电压采样点，造成此种方式工艺复杂、成本高。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的是提供制造工艺简单、测量准确的一种电阻分流器。

本实用新型提供了一种电阻分流器，包括采样电阻、导电端子、PCB板、一对电压采样组件，导电端子设置于采样电阻上沿电流路径延伸的相对两侧，PCB板位于采样电阻的一侧，且至少与位于采样电阻其中一侧的导电端子固接，一对电压采样组件均设于采样电阻与PCB板之间，电压采样组件为一导电的弹性结构，弹性结构设有固接于PCB板的第一部分，弹性结构设有因其余部分施加的弹性力而抵压在采样电阻靠近导电端子的边缘部分的第二部分。

上述电阻分流器，在采样电阻和PCB板之间设置一对弹性结构的电压采样组件，通过第一部分固接在PCB板上，第二部分因装配时受此弹性结构其余部分施加的弹性力作用而紧紧抵压在采样电阻上，从而建立采样电阻与电压采样接口之间稳定的电连接通道，对比现有技术中将采样电阻加工成带有凸起的形状并在该凸起处引出电压采样点，制造工艺简单，生产成本低；此外，对比现有技术中将电压采样点直接固定在采样电阻两侧的导电端子上的方式，本申请中将电压采样组件直接接触采样电阻的方式不会产生中间介质电阻，避免了对电流测量的影响。

另外，根据本实用新型上述的电阻分流器，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，弹性结构至少包括一个弹性部，弹性部由至少一个导电折弯件串接而成。

进一步地，第一部分和第二部分由导电折弯件的端部延伸形成。

进一步地，第一部分通过所述PCB板上的过孔延伸固定于PCB板背对采样电阻的一面。

进一步地，两个第一部分彼此靠近且沿采样电阻的中轴面镜像设置。

进一步地，弹性结构为一异形结构，异形结构上设有一凸起以形成第二部分，以及设有与PCB板焊接在一起的固定段以形成第一部分，固定段上设有采样点。

进一步地，两个固定段上的采样点在采样电阻的中轴线处彼此靠近设置。

进一步地，采样电阻上设置有用于限制第一部分相对采样电阻表面水平移动的限位部。

进一步地，限位部为设于采样电阻表面的V形槽。

进一步地，电压采样组件的材质与采样电阻的材质相同。

附图说明

图1为本实用新型的第一种实施例的爆炸图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中的实施例的剖视图；

图4为本实用新型的第二种实施例的爆炸图；

图5为图4中B处的局部放大图；

图6为图4中的实施例的剖视图；

图7为本实用新型的第三种实施例的剖视图；

图8为本实用新型的第四种实施例的剖视图；

主要元件符号说明：

采样电阻100、限位部110、导电端子200、PCB板300、过孔310、电压采样组件400、第一部分410、焊接点411、第二部分420、弹性部430、导电折弯件431。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一些大电流检测的应用领域中，例如新能源汽车、功率器件领域，就必须使用由大功率低阻值的精密合金电阻制造成的分流器。通常，这种分流器被制造成三段式结构，即“导电端子-采样电阻-导电端子”，三者通过焊接的方式结合在一起。其中，采样电阻目前主要有三种材料，即锰铜合金、铁铬铝合金、镍铬合金，制造商通常把采样电阻调节到一个确切的值以准确地获得电阻材料本身的压降，在新能源汽车领域中使用的分流器较多使用锰铜合金，因为锰铜合金具有低电阻率以及低温度系数特性。导电端子的主要材质为铜，例如紫铜、黄铜，因为铜在空气中容易氧化，会导致接触不良，所以导电端子的表面会进行一些特殊处理，例如镀锡、镀镍或者有机保焊膜。由于合金电阻的焊接特性以及导电端子和采样电阻分属不同的材料，采用常规手段很难将它们可靠地焊接在一起，因此通常采用高能电子束焊接技术，即利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化以实现焊接，其中又以真空电子束焊应用最广。

参考图1-8，为本实用新型实施例一种电阻分流器，包括采样电阻100、导电端子200、PCB板300、一对电压采样组件400。

其中，导电端子200焊接在采样电阻100相对的两侧，在电阻分流器工作时，电流从其中一个导电端子200流入，并沿着采样电阻100的电流路径流动，最后流入另一个导电端子200内，此电流会在其流过的采样电阻100内的电流路径上产生压降。PCB板300位于采样电阻100的上方，且至少与其中一个导电端子200固定连接在一起，即可以将PCB板300的两端通过锡焊分别焊接在采样电阻100两端的导电端子200上，或者根据需要只将PCB板300其中一端通过锡焊焊接与其同侧的导电端子200上。可以理解的是，导电端子200与PCB板300之间的固定方式不限于前述的方式，例如可以通过绝缘的紧固件将PCB板300的两端或者一端固定在导电端子200上。

两个电压采样组件400用于采集电流流过采样电阻100内的电流路径时产生的压降，两个电压采样组件400均设置在采样电阻100和PCB板300之间，每一个电压采样组件400均设计成为导电的弹性结构，在该弹性结构上设置有与PCB板300固定连接的第一部分410，同时弹性结构还设置有第二部分420。在装配PCB板300和电压采样组件400时，由于采样电阻100的阻值是制造商根据电阻的总长度确定的，为了保证电流测量的精度，第二部分420会与采样电阻100靠近导电端子200的边缘部分接触。此外，由于装配时弹性结构的其余部分会产生形变而产生弹性力，并作用于第二部分420，从而使第二部分420紧紧抵压在采样电阻100上，这样第二部分420不会轻易地在采样电阻100的上表面上水平滑动。

为了引出电压采样组件400上电流信号，可选地，可以在PCB板300上设置电压采样接口(未在附图中示出)，电压采样接口可以采用对应的接插件并通过焊盘焊接在PCB板300上，然后通过PCB板与弹性结构电连接，例如，在PCB板300上表面设置相应的焊盘，将接插件焊接在焊盘上，同时在PCB板300上开窗，弹性结构可以从该窗口通过，并通过焊接的方式将弹性结构的部分位置焊接固定在PCB板300上，再通过在PCB板300上布线使得弹性结构与接插件电连接，之后再与信号处理装置电连接，信号处理装置根据采样电阻100内的电流路径上产生的压降和精确的采样电阻100的阻值得出对应的电流值。又例如，在PCB板300上表面设置相应的焊盘，将接插件焊接在焊盘上，同时在PCB板300上设置与接插件电连接的金属化过孔，在PCB板300的下表面的金属化过孔处设置对应的焊盘，再将弹性结构的部分位置焊接在该焊盘上。当然，也可以不在PCB板300上设置电压采样接口(未在附图中示出)，而是通过外部信号处理装置直接与弹性结构电连接，信号处理装置根据采样电阻100内的电流路径上产生的压降和精确的采样电阻100的阻值得出对应的电流值。

在一些可选实施例中，如图7-8所示，弹性结构至少包括一个弹性部430，弹性部430由至少一个导电折弯件431串接而成。如图6、图7所示，弹性部430由两个导电折弯件431依次串联连接而成。由于不同种金属的接触面存在热电动势，当两个测试点存在温差时，热电动势也会引入测量误差，因此优选地使用与采样电阻100材质相同的材料加工成导电折弯件431。本实施例中，由于弹性部430的存在，在弹性结构受到挤压时，弹性部430的导电折弯件431就会产生形变，加之PCB板300已经固定在导电端子200上，而第二部分420只是接触在采样电阻100的上表面上，因此此时导电折弯件431因形变而产生向下的弹性力并作用于第二部分420，进而使第二部分420紧紧抵压在采样电阻100的上表面上，防止电压采样组件400在采样点100表面上水平移动，避免对测量精度产生影响。

在一些可选实施例中，如图7-8所示，弹性结构的第一部分410和第二部分420由导电折弯件431的端部延伸而成。装配时，由于导电折弯件431被压缩而对第二部分420产生向下的弹性力，使第二部分420稳定地接触在采样电阻100的上表面上。

在一些可选实施例中，如图7-8所示，可选地，弹性结构的第一部分410可由导电折弯件431的端部延伸而成竖直状的结构，为了使弹性结构的第一部分410与PCB板300连接固定，一方面在PCB板300上设有两个过孔310，竖直状的弹性结构的第一部分410穿过该过孔310，另一方面可选地，可以在PCB板300下表面的过孔310处设置焊盘，再通过锡焊将焊盘与弹性结构的第一部分410焊接在一起，或者在PCB板300上表面的过孔310处设置焊盘，再通过锡焊将焊盘与弹性结构的第一部分410焊接在一起，或者在PCB板300上下表面的过孔310处均设置焊盘，再通过锡焊将焊盘与弹性结构的第一部分410焊接在一起，或者将过孔310孔壁金属化，再在过孔310内填充粘接材料或焊锡，使过孔310的孔壁与插入过孔310内的第一部分410紧密接触。具体在采集采样组件400上的电流信号时，可以通过外部信号处理装置直接与伸出过孔310的第一部分410电连接，或者在PCB板上表面布线，以电性连接过孔310处的焊盘和电压采样接口(未在附图中示出)处的焊盘。

在一些可选实施例中，如图7-8所示，可选地，弹性结构的第二部分420可由导电折弯件431的端部延伸出来而形成竖直状的结构，竖直状的第二部分420垂直抵压在采样电阻100的表面。

由于通电时采样电阻100的中轴面两侧的散热速度不同，从而产生温差，为了减少两个电压采样组件400之间产生的热电势对测量结果的影响，在一些可选实施例中，两个竖直状的弹性结构的第一部分410可以彼此靠近设置，并且沿采样电阻100中轴线所在的中轴面镜像设置，可以理解的是此处的中轴面以电流路径方向作为参考的。

在一些可选实施例中，如图4-6所示，第一部分410为由导电折弯件431的端部延伸出来而形成水平设置的平直段，平直段平行于PCB板300，平直段与PCB板300的下表面至少部分固定连接在一起。可选地，平直段通过锡焊焊接在PCB板300的下表面上，同时其中有一个焊接点411作为采样点焊接在PCB板下表面上的过孔310处，另一个焊接点411焊接在PCB板300的下表面上。为了引出电压采样组件400上的电流信号，可选地，可以对过孔310的孔壁进行金属化处理，同时在PCB板300的上表面上的过孔310处设置焊盘，从而使PCB板300上下表面过孔310处的焊盘电性连接，也可以对过孔310的孔壁不进行金属化处理，而是在过孔310内填充焊料，使使PCB板300上下表面过孔310处的焊盘电性连接，当然也可以设置导电引脚，将其插入过孔310内并固定，同时使导电引脚的底端与平直段上的焊接点411连接，另一端延伸出PCB板300的上表面外。需要说明的是，第一部分410也为由导电折弯件431的端部延伸出来而形成倾斜设置的平直段，或者水平设置的曲线段，亦或者是倾斜设置的曲线段。其中，如果是倾斜设置的平直段，倾斜角度的设置需方便焊接，如果是曲线段只需保证留有方便焊接的焊接点。

在一些可选实施例中，如图1-3所示，弹性结构为异形弹性结构，需要说明的是，该异形弹性结构可以是闭环的，也可以是开环的，只需保证整体结构具有一定的弹性。优选地，弹性结构为异形开环弹性结构，在该异形开环弹性结构上设有一凸起以形成第二部分420，异形开环弹性结构上还设有一焊接段以形成第一部分410。由于不同种金属的接触面存在热电动势，当两个测试点存在温差时，热电动势也会引入测量误差，因此优选地使用与采样电阻100材质相同的材料加工成异形开环弹性结构。优选地，第一部分410平行于PCB板300的下表面，并且焊接段是一段平直段。可选地，平直段通过锡焊焊接在PCB板300的下表面上，同时其中有一个焊接点411作为采样点焊接在PCB板下表面上的过孔310处，另一个焊接点411位于异形开环弹性结构的开口处并焊接在PCB板300的下表面上。为了引出电压采样组件400上的电流信号，可选地，可以对过孔310的孔壁进行金属化处理，同时在PCB板300的上表面上的过孔310处设置焊盘，从而使PCB板300上下表面过孔310处的焊盘电性连接，也可以对过孔310的孔壁不进行金属化处理，而是在过孔310内填充焊料，使PCB板300上下表面过孔310处的焊盘电性连接，当然也可以设置导电引脚，将其插入过孔310内并固定，同时使导电引脚的底端与平直段上的焊接点411连接，另一端延伸出PCB板300的上表面外。需要说明的是，第一部分410也可以是倾斜设置的平直段，或者水平设置的曲线段，亦或者是倾斜设置的曲线段，如果是曲线段只需保证留有方便焊接的焊接点。其中，如果是倾斜设置的平直段，倾斜角度的设置需方便焊接，如果是曲线段只需保证留有方便焊接的焊接点。

由于通电时采样电阻100的中轴面两侧的散热速度不同，从而产生温差，为了减少两个电压采样组件400之间产生的热电势对测量结果的影响，在一些可选实施例中，第一部分410可以在采样电阻100的中轴线所在的中轴面处彼此靠近设置。当然，在另一些可选实施例中，如图3、6所示，仅第一部分410上作为采样点的焊接点411在采样电阻100的中轴线所在的中轴面处彼此靠近设置，可以理解的是此处的中轴面以电流路径方向作为参考的。需要说明的是，前述彼此靠近设置，也可以理解成第一部分410上作为采样点的焊接点411均位于采样电阻100的中轴线上，即两者交叉错位设置，如此设置可使两个焊接点411温度一致减少，也起到了减小两个电压采样组件400之间产生的热电势对测量结果的影响。

在一些可选实施例中，如图3、6-8所示，采样电阻100的表面上设置有限位部110，该限位部110可以防止第一部分420沿采样电阻100上表面水平移动。

由于合金电阻的焊接特性和材料特性，在采样电阻100上表面上设置突起状的限位部110，工艺会比较复杂，导致成本也比较高，因此在一些可选实施例中，如图3、6-8所示，限位部110优选地为设于采样电阻100上表面上的易于加工的V形槽。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电阻分流器，其特征在于，所述电阻分流器包括：

采样电阻；

导电端子，所述导电端子设置于所述采样电阻上沿电流路径延伸的相对两侧；

PCB板，所述PCB板位于所述采样电阻的一侧且至少与位于所述采样电阻其中一侧的所述导电端子固接；

一对电压采样组件，均设于所述采样电阻与所述PCB板之间，所述电压采样组件为一导电的弹性结构，所述弹性结构设有固接于所述PCB板的第一部分，所述弹性结构设有因其余部分施加的弹性力而抵压在所述采样电阻靠近所述导电端子的边缘部分的第二部分。

2.根据权利要求1所述的电阻分流器，其特征在于，所述弹性结构至少包括一个弹性部，所述弹性部由至少一个导电折弯件串接而成。

3.根据权利要求2所述的电阻分流器，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分由所述导电折弯件的端部延伸形成。

4.根据权利要求3所述的电阻分流器，其特征在于，所述第一部分通过所述PCB板上的过孔延伸固定于所述PCB板背对所述采样电阻的一面。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电阻分流器，其特征在于，两个所述第一部分彼此靠近且沿所述采样电阻的中轴面镜像设置。

6.根据权利要求1所述的电阻分流器，其特征在于，所述弹性结构为一异形结构，所述异形结构上设有一凸起以形成所述第二部分，以及设有与所述PCB板焊接在一起的固定段以形成所述第一部分，所述固定段上设有采样点。

7.根据权利要求6所述的电阻分流器，其特征在于，两个所述固定段上的所述采样点在所述采样电阻的中轴线处彼此靠近设置。

8.根据权利要求1所述的电阻分流器，其特征在于，所述采样电阻上设置有用于限制所述第一部分相对所述采样电阻表面水平移动的限位部。

9.根据权利要求8所述的电阻分流器，其特征在于，所述限位部为设于所述采样电阻表面的V形槽。

10.根据权利要求1-4、6-9任一项所述的电阻分流器，其特征在于，所述电压采样组件的材质与所述采样电阻的材质相同。