JP7225420B2 - 磁界検出器モジュールを備えた電流変換器 - Google Patents
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Description
電流変換器2
一次導体4
磁気コア6
中央通路12
端部枝状部14a
横方向枝状部14b
自由端部14c
磁界検出器モジュール8
感知セル16
ASIC(例えばホール効果)
端子17
端子18
絶縁体20
オーバーモールド
磁気集中器22
コア枝状部端部24a
検出器端部24b
磁界ギャップ26
回路基板10
第1の側面28a
第2の側面28b
接触パッド
磁気コアのオリフィス30
磁界検出器モジュールのオリフィス32
(1) 磁気コア(6)と、磁界検出器モジュール(8)と、を含む電流変換器(2)であって、
前記磁気コアおよび前記磁界検出器モジュールはそれぞれ、一次導体(4)の周囲で回路基板(10)に分離可能に装着可能な単一のユニットを形成し、
前記磁気コアは、端部枝状部(14a)と、前記端部枝状部からそれぞれの自由端部(14c)まで延在する横方向枝状部(14b)と、を含む一般的なU字型の形状を有し、
前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部間に位置付けられ、前記横方向枝状部間に形成されたギャップの全幅にわたって延在し、前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部の対向する内側側面に接触し、
前記内側側面は、前記回路基板に対して実質的に直交するように配置され、
前記磁界検出器モジュールは、少なくとも1つの磁界感知セル(16)と、磁界ギャップ(26)を間に形成する、鏡面対向で配置された一対の磁気集中器(22)であって、前記少なくとも1つの感知セルが前記磁界ギャップの内側に位置付けられている、一対の磁気集中器(22)と、前記磁気集中器および前記少なくとも1つの感知セルを支持する絶縁体(20)と、を含む、電流変換器。
(2) 前記磁気コアの前記横方向枝状部は、互いに実質的に平行である、実施態様1に記載の電流変換器。
(3) 前記横方向枝状部は、前記磁気コアの前記端部枝状部と実質的に直交している、実施態様1または2に記載の電流変換器。
(4) 各磁気集中器は、それぞれの横方向枝状部に隣接するコア枝状部端部(24a)から、前記磁界ギャップの面を形成する検出器端部(24b)まで延在し、前記検出器端部の表面積Abを前記コア枝状部端部の表面積Aaで割った比率は、80%未満(Ab/Aa<80%)であり、好ましくは50%~80%の範囲(50%<Ab/Aa<80%)である、実施態様1から3のいずれかに記載の電流変換器。
(5) 各磁気集中器は、それぞれの横方向枝状部に隣接するコア枝状部端部(24a)から、前記磁界ギャップの面を形成する検出器端部(24b)まで延在し、前記コア枝状部端部は、前記磁気コアのそれぞれの前記横方向枝状部と直接接触している、実施態様1から4のいずれかに記載の電流変換器。
(7) 前記磁気コアの前記横方向枝状部は、前記回路基板のオリフィス(30)を通して挿入される、実施態様1から6のいずれかに記載の電流変換器。
(8) 前記磁気コアの前記横方向枝状部は、半田付けによって前記回路基板の前記オリフィスの縁部上の金属層に連結されている、実施態様7に記載の電流変換器。
(9) 前記少なくとも1つの感知セルは、電力および信号伝送のための端子(17)を有する、例えばホール効果検出器を含む、特定用途向け集積回路(ASIC)の形態であり、前記端子(17)は、前記回路基板に直接接続するための接続端子を形成するか、または、打ち抜かれたリードフレームから形成され前記絶縁体内に支持された端子(18)に接続されている、実施態様1から8のいずれかに記載の電流変換器。
(10) 前記絶縁体は、前記磁気集中器および前記少なくとも1つの感知セルの上にオーバーモールドされたポリマー材料を含む、実施態様1から9のいずれかに記載の電流変換器。
(12) 前記磁界ギャップ内に隣接して装着された2つの前記感知セルを含む、実施態様1から11のいずれかに記載の電流変換器。
(13) 電流変換器(2)を組み立てる方法であって、前記電流変換器は、端部枝状部(14a)、および前記端部枝状部をそれぞれの自由端部(14c)まで延在させる横方向枝状部(14b)を含む、一般的なU字型の形状を有する磁気コア(6)と、一次導体バー(4)と、前記横方向枝状部を受容するオリフィス(30)を含む回路基板(10)と、
少なくとも1つの磁界感知セル(16)、前記少なくとも1つの感知セルが位置付けられる磁界ギャップ(26)を間に形成する、鏡面対向で配置された一対の磁気集中器(22)、前記磁気集中器および前記感知セルを支持する絶縁体(20)、ならびに前記回路基板に接続するための端子(18)、を含む磁界検出器モジュール(8)と、を含み、前記方法は、
(a)前記回路基板上に前記磁界検出器モジュールを装着することと、
(b)前記磁気コアを前記一次導体の周囲に装着し、前記磁気コアの前記自由端部を、前記回路基板の前記オリフィス(30)を通して挿入することであって、これにより、前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部間に位置付けられ、前記横方向枝状部間に形成されたギャップの全幅にわたって延在し、前記磁界検出器モジュールは前記横方向枝状部の対向する内側側面に接触し、前記内側側面は前記回路基板に対して実質的に直交するように配置される、ことと、
を含む、方法。
(14) 前記一次導体は、前記回路基板の第1の磁気側面(28a)に隣接して位置付けられ、前記磁界検出器モジュールは、前記回路基板の第2の側面(28b)上に装着される、実施態様13に記載の方法。
(15) 前記磁界検出器モジュールは、主に前記回路基板の第1の側面(28a)上に装着され、前記一次導体は、前記回路基板の前記第1の側面(28a)上で前記磁界検出器モジュールに隣接して位置付けられる、実施態様13に記載の方法。
Claims (14)
- 磁気コア(6)と、磁界検出器モジュール(8)と、を含む電流変換器(2)であって、
前記磁気コアおよび前記磁界検出器モジュールはそれぞれ、一次導体(4)の周囲で回路基板(10)に分離可能に装着可能な単一のユニットを形成し、
前記磁気コアは、端部枝状部(14a)と、前記端部枝状部からそれぞれの自由端部(14c)まで延在する横方向枝状部(14b)と、を含む一般的なU字型の形状を有し、
前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部間に位置付けられ、前記横方向枝状部間に形成されたギャップの全幅にわたって延在し、前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部の対向する内側側面に接触し、
前記内側側面は、前記回路基板に対して実質的に直交するように配置され、
前記磁界検出器モジュールは、少なくとも1つの磁界感知セル(16)と、磁界ギャップ(26)を間に形成する、鏡面対向で配置された一対の磁気集中器(22)であって、前記少なくとも1つの磁界感知セルが前記磁界ギャップの内側に位置付けられている、一対の磁気集中器(22)と、前記磁気集中器および前記少なくとも1つの磁界感知セルを支持する絶縁体(20)と、を含み、
前記磁気コアの前記横方向枝状部は、前記回路基板のオリフィス(30)を通して挿入される、電流変換器。 - 前記磁気コアの前記横方向枝状部は、互いに実質的に平行である、請求項1に記載の電流変換器。
- 前記横方向枝状部は、前記磁気コアの前記端部枝状部と実質的に直交している、請求項1または2に記載の電流変換器。
- 各磁気集中器は、それぞれの横方向枝状部に隣接するコア枝状部端部(24a)から、前記磁界ギャップの面を形成する検出器端部(24b)まで延在し、前記検出器端部の表面積Abを前記コア枝状部端部の表面積Aaで割った比率は、50%~80%の範囲(50%<Ab/Aa<80%)である、請求項1から3のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 各磁気集中器は、それぞれの横方向枝状部に隣接するコア枝状部端部(24a)から、前記磁界ギャップの面を形成する検出器端部(24b)まで延在し、前記コア枝状部端部は、前記磁気コアのそれぞれの前記横方向枝状部と直接接触している、請求項1から4のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 前記直接接触は、前記磁気集中器と前記磁気コアとの間に電気的相互接続を提供する、請求項5に記載の電流変換器。
- 前記磁気コアの前記横方向枝状部は、半田付けによって前記回路基板の前記オリフィスの縁部上の金属層に連結されている、請求項1に記載の電流変換器。
- 前記少なくとも1つの磁界感知セルは、特定用途向け集積回路(ASIC)の形態であり、前記ASICは、電力および信号伝送のための端子(17)を有し、ホール効果検出器を含み、前記端子(17)は、前記回路基板に直接接続するための接続端子を形成するか、または、打ち抜かれたリードフレームから形成され前記絶縁体内に支持された端子(18)に接続されている、請求項1から7のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 前記絶縁体は、前記磁気集中器および前記少なくとも1つの磁界感知セルの上にオーバーモールドされたポリマー材料を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 前記絶縁体は、前記一対の対向する磁気集中器のコア枝状部端部(24a)を覆っておらず、前記コア枝状部端部は、前記磁気コアの前記横方向枝状部の内側側面に直接接触することができる、請求項1から9のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 前記磁界ギャップ内に隣接して装着された2つの前記磁界感知セルを含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の電流変換器。
- 電流変換器(2)を組み立てる方法であって、前記電流変換器は、端部枝状部(14a)、および前記端部枝状部をそれぞれの自由端部(14c)まで延在させる横方向枝状部(14b)を含む、一般的なU字型の形状を有する磁気コア(6)と、一次導体(4)と、前記横方向枝状部を受容するオリフィス(30)を含む回路基板(10)と、
少なくとも1つの磁界感知セル(16)、前記少なくとも1つの磁界感知セルが位置付けられる磁界ギャップ(26)を間に形成する、鏡面対向で配置された一対の磁気集中器(22)、前記磁気集中器および前記磁界感知セルを支持する絶縁体(20)、ならびに前記回路基板に接続するための端子(18)、を含む磁界検出器モジュール(8)と、を含み、前記方法は、
(a)前記回路基板上に前記磁界検出器モジュールを装着することと、
(b)前記磁気コアを前記一次導体の周囲に装着し、前記磁気コアの前記自由端部を、前記回路基板の前記オリフィス(30)を通して挿入することであって、これにより、前記磁界検出器モジュールは、前記横方向枝状部間に位置付けられ、前記横方向枝状部間に形成されたギャップの全幅にわたって延在し、前記磁界検出器モジュールは前記横方向枝状部の対向する内側側面に接触し、前記内側側面は前記回路基板に対して実質的に直交するように配置される、ことと、
を含む、方法。 - 前記一次導体は、前記回路基板の第1の磁気側面(28a)に隣接して位置付けられ、前記磁界検出器モジュールは、前記回路基板の第2の側面(28b)上に装着される、請求項12に記載の方法。
- 前記磁界検出器モジュールは、主に前記回路基板の第1の側面(28a)上に装着され、前記一次導体は、前記回路基板の前記第1の側面(28a)上で前記磁界検出器モジュールに隣接して位置付けられる、請求項12に記載の方法。
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