[發(fā)明專利]電流傳感器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110150795.0
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102331518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: U.奧瑟萊希納
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/00
• 分類號(hào): G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及電流感測(cè)的領(lǐng)域。實(shí)施例涉及電流傳感器和包括電流傳感器的電纜系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于高電流系統(tǒng)(例如，使用50A或更多的電流的系統(tǒng))的電流傳感器。本發(fā)明的實(shí)施例涉及包括磁場(chǎng)傳感器的無(wú)芯磁電流傳感器(CLMCS)，該磁場(chǎng)傳感器通過(guò)導(dǎo)體檢測(cè)電流的磁場(chǎng)并使用這個(gè)信息來(lái)推斷電流。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供電流傳感器，該電流傳感器包括：導(dǎo)電元件；設(shè)置在導(dǎo)電元件上和適于感測(cè)由流過(guò)導(dǎo)電元件的電流所生成的磁場(chǎng)的至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器，其中所述至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器被設(shè)置在垂直于導(dǎo)電元件中的電流流動(dòng)方向的線的相對(duì)側(cè)；設(shè)置在導(dǎo)電元件與磁場(chǎng)傳感器之間的絕緣層；以及連接到磁場(chǎng)傳感器的導(dǎo)體線路。

本發(fā)明的實(shí)施例提供電流傳感器，該電流傳感器包括：大體上圓柱形導(dǎo)體，所述大體上圓柱形導(dǎo)體包括第一末端、第二末端、和設(shè)置在第一末端與第二末端之間的中心部分，其中所述中心部分的外徑小于第一和第二末端的外徑；其中大體上圓柱形導(dǎo)體的第一末端包括適于連接到第一電纜或連接到第一觸頭的終端元件或第一連接元件；其中大體上圓柱形導(dǎo)體的第二末端包括適于連接到第二電纜或連接到第二觸頭的第二連接元件；設(shè)置在大體上圓柱形導(dǎo)體的中心部分上的絕緣層；設(shè)置在大體上圓柱形導(dǎo)體的中心部分處的傳感器元件，其中絕緣層的一部分被設(shè)置在大體上圓柱形導(dǎo)體與傳感器元件之間，其中傳感器元件包括以不同方式連接和設(shè)置在垂直于在大體上圓柱形導(dǎo)體中的電流流動(dòng)方向的線的相對(duì)側(cè)的至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器；以及設(shè)置在絕緣層上和連接到傳感器元件的多個(gè)導(dǎo)體線路。

本發(fā)明的實(shí)施例提供電纜系統(tǒng)，該電纜系統(tǒng)包括：適于傳導(dǎo)電流的第一電纜；連接到第一電纜的導(dǎo)電元件；設(shè)置在導(dǎo)電元件上并且適于感測(cè)由流過(guò)導(dǎo)電元件的電流所生成的磁場(chǎng)的至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器，其中所述至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器被設(shè)置在垂直于導(dǎo)電元件中的電流流動(dòng)方向的線的相對(duì)側(cè)上；設(shè)置在導(dǎo)電元件與磁場(chǎng)傳感器之間的絕緣層；以及連接到磁場(chǎng)傳感器的導(dǎo)體線路。

按照本發(fā)明的實(shí)施例，所述至少兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器被設(shè)置在垂直于導(dǎo)電元件中的電流流動(dòng)方向的線上，其中一個(gè)磁場(chǎng)傳感器是在導(dǎo)電元件的中心線的左面，而另一個(gè)磁場(chǎng)傳感器是在導(dǎo)電元件的中心線的右面，以使得在兩個(gè)傳感器上的磁場(chǎng)的有關(guān)分量指向相反的方向。在使用霍爾(Hall)傳感器的實(shí)施例中，磁場(chǎng)的有關(guān)分量垂直于管芯表面。

實(shí)施例可包括被設(shè)置成同心地圍繞傳感器元件的圓柱形導(dǎo)電屏。

附圖說(shuō)明

圖1示出按照本發(fā)明的實(shí)施例的電流傳感器。

圖2示出按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的電流傳感器。

圖3是按照實(shí)施例的、沿圓柱形導(dǎo)體的縱向延伸的橫截面視圖。

圖4是兩個(gè)圓柱形導(dǎo)體的實(shí)施例的、沿其橫向延伸的橫截面視圖。

圖5(a)示出電流傳感器的另一個(gè)實(shí)施例。

圖5(b)是圖5(a)的電流傳感器沿圖5(a)中的線S-S’的橫截面視圖，其中皺褶具有圓形橫截面。

圖5(c)是圖5(a)的電流傳感器沿圖5(a)中的線S-S’的橫截面視圖，其中皺褶具有帶有變平的管芯附著表面的圓形橫截面。

圖5(d)是圖5(a)的電流傳感器沿圖5(a)中的線S-S’的截面圖，其中皺褶具有圓形形狀的(多邊形的)橫截面。

圖6示出類似于圖5(a)的實(shí)施例的本發(fā)明的實(shí)施例，除了在套筒的第二末端處提供了允許套筒連接到終端例如電池端口的連接構(gòu)件以外。

圖7示出在中心面中具有細(xì)長(zhǎng)槽的導(dǎo)體的示意性橫截面視圖。

圖8(a)-(d)示出說(shuō)明通量線的頻率依賴性的圖。

圖9(a)-(b)示出說(shuō)明在開(kāi)槽的圓形導(dǎo)體的縫隙中的相位失真的圖。

圖10(a)-(b)示出說(shuō)明對(duì)于較大橫截面的拐角頻率的減小的圖。

圖11示出By場(chǎng)（By-field）被排擠出導(dǎo)體的內(nèi)部，而該By場(chǎng)在圓形導(dǎo)體外面沒(méi)有改變。

圖12(a)-(b)示出如下的圖：該圖示出在導(dǎo)體外面的磁場(chǎng)的相位相比于頻率也是恒定的。

圖13是用于計(jì)算在圓形導(dǎo)體外面的磁場(chǎng)的表示。

圖14(a)-(b)示出傳感器管芯相對(duì)于導(dǎo)體的兩個(gè)可能的取向，徑向取向(圖14(a))和切向設(shè)置(見(jiàn)圖14(b))。

圖15是示出磁場(chǎng)隨導(dǎo)體直徑的線性增加的圖表。

圖16是示出電流隨導(dǎo)體直徑的平方而增加的圖表。

圖17是示出當(dāng)傳感器具有相對(duì)于導(dǎo)體的徑向取向時(shí)磁場(chǎng)隨導(dǎo)體直徑的增加的圖表。