TWI553317B - Modules with integrated sensors - Google Patents

Modules with integrated sensors Download PDF

Info

Publication number
TWI553317B
TWI553317B TW104114446A TW104114446A TWI553317B TW I553317 B TWI553317 B TW I553317B TW 104114446 A TW104114446 A TW 104114446A TW 104114446 A TW104114446 A TW 104114446A TW I553317 B TWI553317 B TW I553317B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
sensor
field concentrator
power conduit
module
base
Prior art date
Application number
TW104114446A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201600864A (zh
Inventor
Marko Spiege
Daniel G Achammer
Original Assignee
Molex Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Molex Inc filed Critical Molex Inc
Publication of TW201600864A publication Critical patent/TW201600864A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI553317B publication Critical patent/TWI553317B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

具有整合的感測器的模組
本申請涉及感測器領域，更具體而言涉及用於電源應用的感測器領域。
在很多應用中，希望監控流經一導體的電流。儘管老的系統通常使用尺寸過大的導體來管理潛在的電流尖峰，但是為了能夠提高效率以及降低重量和成本，更希望使用一具有降低安全係數的電源操控系統。為了有助防止可能引起過熱的電流尖峰，電流感測器可設置成提供能用於觸發合適控制的一回饋機構。已知的電流感測器的實例示出在圖1至圖3中。如可認識到的，電流感測器包括收容一感測器(其可為霍爾效應感測器或其他已知的電流感測器)的一塑膠本體，且電流感測器圍繞導體(通常為被絕緣的導體)安裝，如圖4和圖5所示。電流感測器包括電線，電線從感測器的本體延伸，且電線將信號傳遞至一控制系統。儘管所示出的系統是有效的，但是現有的電流感測器往往佔用相當大的空間，且有一個問題是感測器可能被不經意地磨損掉保護絕緣皮，這可能會使導體露出 ，由於電壓和電流負荷，這將被視為是非常危險的。儘管縮小電流感測器的尺寸會有所幫助，然而希望提供優良的飽和電阻以及矽鋼(作為集中器的金屬)的機械特性卻使得難於提供一改善的方案。但是，某些人群會賞識在感測器上的進一步改進。
公開了一種模組，其包括集成於所述模組的一感測器。所述的設計能用於採用已知類型的感測器來提供電流感測，同時顯著減少所述感測器所需要的封裝空間。在一實施例中，一基座設置成包括一電源導管。所述電源導管包括一開孔且可設置為用作一墊片或一端子。一感測器由所述基座支撐且位於與所述電源導管相鄰地定位於在一場集中器的一缺口之間並用於感測流經所述電源導管的電流。
本申請具有整合的感測器的模組包括一場集中器，由一非晶態合金形成，所述場集中器具有一缺口以及一中心開口，所述缺口的尺寸設置為提供一所需的流量；一感測器，牢固地定位在所述缺口中，所述感測器設置為感測流量變化；一導體，從所述感測器延伸；以及一電源導管，延伸通過所述中心開口，所述電源導管與所述集中器電隔離並機械連接於所述場集中器，其中，在工作時，流經所述電源導管的電流形成由所述感測器感測的一流量變化。
在一些實施態樣中，還包括一基座，所述基座 支撐所述場集中器以及所述電源導管。
在一些實施態樣中，所述基座包括一內壁，所述內壁延伸位在所述場集中器與所述電源導管之間。
在一些實施態樣中，所述基座包括一感測器支撐部，所述感測器支撐部設置為將所述感測器定位在所述缺口中。
10‧‧‧系統
15‧‧‧基體
20‧‧‧模組
25‧‧‧電源埠
27‧‧‧螺栓
33‧‧‧螺母
40‧‧‧導體
41‧‧‧平頭件
52‧‧‧場集中器
53‧‧‧中心開口
54‧‧‧缺口
56a、56b‧‧‧面
57‧‧‧感測器
58‧‧‧導體
60‧‧‧電源導管
62‧‧‧內表面
64‧‧‧通道
120‧‧‧模組
140‧‧‧基座
142‧‧‧第一部分
143‧‧‧第二部分
144‧‧‧內壁
145‧‧‧開孔
146‧‧‧感測器支撐部
148‧‧‧基部
149‧‧‧凸耳
152‧‧‧場集中器
153‧‧‧中心開口
154‧‧‧缺口
156a、156b‧‧‧面
160‧‧‧電源導管
162‧‧‧夾持部
163‧‧‧開孔
170‧‧‧感測單元
172‧‧‧導體
本申請通過舉例示出但不限於附圖，在附圖中類似的附圖標記表示類似的部件，且在附圖中：圖1示出一現有技術的感測器的一實施例；圖2示出一現有技術的感測器的一實施例；圖3示出一現有技術的感測器的一實施例；圖4示出一現有技術的感測器的一實施例處於一安裝狀態；圖5示出一現有技術的感測器的一實施例處於一未安裝狀態以及已安裝狀態；圖6示出具有整合的感測器的模組的一實施例；圖7示出圖6所示的實施例的一部分分解圖；圖8示出具有整合的感測器的模組的一實施例的一立體圖；圖9示出具有整合的感測器的模組的另一實施例的一立體圖；圖10示出圖9所示的實施例的另一立體圖；圖11示出圖9所示的實施例一部分分解立體圖； 圖12示出圖11所示的實施例的另一立體圖；圖13示出圖9所示的模組的一部分的一立體圖；及圖14示出圖13所示的實施例的一部分分解立體圖。
下面具體的說明描述多個示範性實施例且不意欲限制到明確公開的組合。因此，除非另有說明，本文所公開的各種特徵可以組合在一起而形成出於簡明目的而未示出的多個另外組合。
圖6至圖8示出系統的一實施例的特徵，所述系統能設置為測量和/或感測流經一導體的電流，以一理想的方式提供回饋。一系統10包括一基體15，基體15包括一個或更多電源埠25(其可為通常用於IGBT的形式)。一模組20設於一導體40與基體15的電源埠25之間。一螺栓27可安裝在電源埠25上，且一螺母33用於將一平頭件41壓在模組20上。
如可認識到的，模組20包括一場集中器52(field concentrator)，場集中器52具有一缺口54及一中心開口53，缺口54的尺寸設置為提供所需要的流量。場集中器52由非晶態(amorphous)合金形成，且具有所需形狀的一橫截面並包括相反的兩面56a、56b。一電源導管60設於場集中器52內並延伸通過相反的兩面56a、56b，且電源導管60與所述場集中器52電絕緣。一感測單元包括連接於一導體58的一感測器57，且感測器57可粘接定位於缺口54中的位置。在實際中，電源導管60包括一內表面62，內表 面62限定延伸穿出場集中器52的相反兩面的一通道64，從而流經電源導管60(直接和/或藉由所述通道64)的電流在所述場集中器52內形成一由感測器57感測的流量。通道64提供放置所述螺栓27的空間，且所述電源導管60在電源埠25與導體40/平頭件41之間提供了一低阻抗的電氣路徑(電源導管60可為銅合金)。
圖9至圖14示出一模組120的一實施例的多個特徵。模組120包括具有一開孔145的一基座140，且一電源導管160定位於開孔145中並延伸穿過一場集中器152的中心開口153(中心開口153穿過場集中器152的相反兩面156a、156b)。基座140有助提供場集中器152與電源導管160之間的電絕緣。為了有助提供電絕緣，基座140包括在電源導管160和場集中器152之間延伸的一內壁144。所述基座140可包括凸耳149，凸耳149可用於有助將基座140固定在所需要的位置。
電源導管160成型有對接圓筒形端子的多個接觸部，且包括一夾持部162，夾持部162具有一開孔163，開孔163將有助使得通過一緊固件將電源導管160固定於一電源埠(未示出)。然而，如可認識到的，電源導管160可設置為與不同形狀的端子對接，且因此所示出的設計不意欲是限制，除非另有說明。
基座140包括：一第一部分142(其包括內壁144)；以及一第二部分143，具有支撐場集中器152的一基部148，且第二部分143包括一感測器支撐部146。感測器 支撐部146支撐一感測單元170，感測單元170包括多個導體172以及一感測器174，感測器174將定位在場集中器152的一缺口154內。感測器是熟知的，且各種製造方式可提供合適的感測器，其可為霍爾效應感測器的形式也可為其他感測器類型，因此在此無需對感測器進一步說明。
在工作時，電源導管160提供穿過基座140的一低阻抗路徑，基座140允許一感測單元170(其可基於霍爾效應感測器或其他合適的感測技術)來感測流經所述電源導管160的電流的量，而不佔用大量的空間。因此，所示出的實施例允許以這樣一種方式感測電源，即能將感測器靠近使用或提供電源的設備設置(這從控制的觀點看是有益的)。另外，如果需要，所述感測單元170也可用於感測溫升(取決於所採用的感測晶片的類型)。
本文給出的申請以其優選實施例及示範性實施例說明了各個特徵。本領域技術人員在閱讀本申請後將作出處於隨附申請專利範圍的範圍和精神內的許多其他的實施例、修改以及變形。
20‧‧‧模組
52‧‧‧場集中器
53‧‧‧中心開口
54‧‧‧缺口
56a、56b‧‧‧面
57‧‧‧感測器
58‧‧‧導體
60‧‧‧電源導管
62‧‧‧內表面
64‧‧‧通道

Claims (4)

  1. 一種具有整合的感測器的模組，包括：一場集中器，由一非晶態合金形成，所述場集中器具有一缺口以及一中心開口，所述缺口的尺寸設置為提供一所需的流量；一感測器，牢固地定位在所述缺口中，所述感測器設置為感測流量變化；一導體，從所述感測器延伸；以及一電源導管，延伸通過所述中心開口，所述電源導管與所述場集中器電隔離並機械連接於所述場集中器，其中，在工作時，流經所述電源導管的電流形成由所述感測器感測的一流量變化。
  2. 如請求項1所述模組，其中，還包括一基座，所述基座支撐所述場集中器以及所述電源導管。
  3. 如請求項2所述模組，其中，所述基座包括一內壁，所述內壁延伸位在所述場集中器與所述電源導管之間。
  4. 如請求項3所述模組，其中，所述基座包括一感測器支撐部，所述感測器支撐部設置為將所述感測器定位在所述缺口中。
TW104114446A 2014-05-06 2015-05-06 Modules with integrated sensors TWI553317B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201461988970P 2014-05-06 2014-05-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201600864A TW201600864A (zh) 2016-01-01
TWI553317B true TWI553317B (zh) 2016-10-11

Family

ID=54392929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104114446A TWI553317B (zh) 2014-05-06 2015-05-06 Modules with integrated sensors

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20170082662A1 (zh)
EP (1) EP3140665A4 (zh)
CN (1) CN106461716A (zh)
TW (1) TWI553317B (zh)
WO (1) WO2015171690A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11137310B2 (en) * 2017-10-16 2021-10-05 Thomas P. White Micro-hall effect devices for simultaneous current and temperature measurements for both high and low temperature environments

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070063690A1 (en) * 2003-12-23 2007-03-22 Koninklijke Philips Electronic, N.V. High sensitivity magnetic built-in current sensor
TWM325502U (en) * 2007-02-26 2008-01-11 Besteks Technology Co Ltd Current sensing device of close loop
US20100001715A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Doogue Michael C Folding current sensor
CN102236042A (zh) * 2010-04-08 2011-11-09 英飞凌科技股份有限公司 磁场电流传感器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5132497A (en) * 1991-08-26 1992-07-21 Eaton Corporation Magnetic shielding means for a current sensor of direct current switching apparatus
US5552700A (en) * 1994-09-30 1996-09-03 Stanley Electric Co., Ltd. Current detecting device with a core having an integrally fixed engaging member
CH692161A5 (fr) * 1997-07-04 2002-02-28 Lem Liaisons Electron Mec Capteur de courant.
US6271744B1 (en) * 2000-03-03 2001-08-07 Trw Inc. Current sensing arrangement with encircling current-carrying line and ferromagnetic sheet concentrator
EP1450176A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-25 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Magnetic field sensor and electrical current sensor therewith
JP4390741B2 (ja) * 2005-04-14 2009-12-24 株式会社デンソー 電流センサ装置
DE102007051579A1 (de) * 2007-10-29 2009-05-20 Andreas Siemes Stromwandler für die Messung und den Schutz in Hoch- oder Mittelspannungsnetzen
ATE487146T1 (de) * 2007-12-18 2010-11-15 Lem Liaisons Electron Mec Stromsensor mit laminiertem magnetkern
US9222992B2 (en) * 2008-12-18 2015-12-29 Infineon Technologies Ag Magnetic field current sensors
US8193803B2 (en) * 2009-03-23 2012-06-05 Consolidated Edison Company Of New York, Inc. Current measuring device
JP5464098B2 (ja) * 2010-08-23 2014-04-09 住友電装株式会社 電流検出装置
EP2546660A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-16 LEM Intellectual Property SA Electrical current sensor with grounded magnetic core
JP5817508B2 (ja) * 2011-12-22 2015-11-18 住友電装株式会社 電流検出装置
JP5435825B2 (ja) * 2012-01-05 2014-03-05 日本航空電子工業株式会社 コネクタ及びコネクタ集合体
US8896290B2 (en) * 2012-02-14 2014-11-25 Siemens Industry, Inc. Hall effect current sensor for medium-voltage applications
JP6059476B2 (ja) * 2012-09-20 2017-01-11 富士通コンポーネント株式会社 電力センサ
EP3044598A4 (en) * 2013-09-10 2017-04-19 Molex, LLC Connector with sensor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070063690A1 (en) * 2003-12-23 2007-03-22 Koninklijke Philips Electronic, N.V. High sensitivity magnetic built-in current sensor
TWM325502U (en) * 2007-02-26 2008-01-11 Besteks Technology Co Ltd Current sensing device of close loop
US20100001715A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Doogue Michael C Folding current sensor
CN102236042A (zh) * 2010-04-08 2011-11-09 英飞凌科技股份有限公司 磁场电流传感器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3140665A4 (en) 2018-01-24
WO2015171690A1 (en) 2015-11-12
CN106461716A (zh) 2017-02-22
TW201600864A (zh) 2016-01-01
EP3140665A1 (en) 2017-03-15
US20170082662A1 (en) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017002766A1 (ja) 電流検出装置
ES2910253T3 (es) Carcasa para un componente electrónico, procedimiento de fabricación de una carcasa de este tipo y dispositivo para regular la temperatura con una carcasa de este tipo
US20140290052A1 (en) Apparatus For Coupling Circuit Boards
TWI553317B (zh) Modules with integrated sensors
JPWO2020169998A5 (zh)
JP2017026392A (ja) スイッチボックス及び過電流防止方法
MX2017013923A (es) Cristal con elemento de conexion electrica y elemento conector unido a este.
KR20160008817A (ko) 히터용 전원 단자
US8311766B2 (en) System and method of measuring temperature in a power controller
WO2014034745A1 (ja) ヒータの給電構造
JP2012160602A (ja) 半導体装置
JP2014085245A (ja) シャント抵抗式電流センサ
JP6954816B2 (ja) インターフェースユニット及び半導体装置
JP2015109236A (ja) バッテリセンサ装置
US11858437B2 (en) Electrical assembly
JP5634771B2 (ja) 端子台発熱検出方式
KR101845751B1 (ko) 점퍼선 설치기구
JP2016134944A (ja) 電力変換装置
ES2558453T3 (es) Instalación de conexión eléctrica para un elemento calentador eléctrico de una boquilla de canal caliente
JP2010237017A (ja) 温度センサの取付構造
JP6101137B2 (ja) 電流センサ
KR20120066238A (ko) 와류 형성 유로를 구비한 히터
JP5646542B2 (ja) 電路の異常を検出可能な端子台
KR200462248Y1 (ko) 수냉식 저항기
KR200475724Y1 (ko) 밥솥에 사용되는 온도센서의 구조

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees