[發明專利]用于殘留電流檢測的傳感器、系統和方法

有效

• 申請號: 201410096383.7
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104049129B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: U·奧塞勒克納
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

1.一種殘留電流感測系統，包括：

包括間隙的磁芯，所述間隙具有由所述磁芯的相對邊緣限定的寬度，使得所述磁芯在中心孔周圍非連續；

多個電流導體，設置于所述中心孔內；

傳感器封裝，具有比所述間隙的所述寬度更大的第一尺度，并且布置于所述間隙以外并且與所述間隙鄰近，使得所述寬度和所述第一尺度同軸并且所述傳感器封裝跨所述間隙延伸；

至少一個傳感器元件，設置于所述傳感器封裝中并且被配置用于在電流在所述多個導體中的至少一個導體中流動時感測在所述磁芯中感應的磁場；

測試導體，設置于所述中心孔內；以及

電路裝置，被配置用于通過向所述測試導體提供已知測試電流并且確定所述至少一個傳感器元件是否感測到所述已知測試電流來促進所述殘留電流感測系統的自測試，

其中所述至少一個傳感器元件包括在所述傳感器封裝中的半導體裸片上相互間隔開的多個傳感器元件，并且其中所述殘留電流感測系統還包括被配置用于選擇所述多個傳感器元件中的在制造殘留電流感測系統之后相對于所述間隙具有最優位置的至少一個傳感器元件以用于在操作中使用、并且存儲與所述多個傳感器元件中的選擇的所述至少一個傳感器元件相關的信息的電路裝置，

其中所述多個傳感器元件中的在制造所述殘留電流感測系統之后相對于所述間隙具有最優位置的所述至少一個傳感器元件包括所述多個傳感器元件之中的被定位成最接近所述間隙的中心軸的傳感器元件，所述間隙的所述中心軸與所述間隙的所述寬度垂直。

2.根據權利要求1所述的系統，其中所述中心孔由所述磁芯的第一表面限定，并且其中所述傳感器封裝耦合到所述磁芯的第二表面。

3.根據權利要求1所述的系統，其中所述至少一個傳感器元件包括在所述傳感器封裝中的半導體裸片上布置的第一傳感器元件和第二傳感器元件，并且其中所述殘留電流感測系統包括被配置用于確定在第一傳感器元件信號與第二傳感器元件信號之間的差值的電路裝置。

4.根據權利要求3所述的系統，其中所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件在所述半導體裸片上相互間隔開并且被配置用于用作梯度計以感測磁場的空間梯度。

5.根據權利要求3所述的系統，其中所述第一傳感器元件與所述間隙的中心軸對準，并且所述第二傳感器元件在與所述間隙的所述寬度同軸的方向上與所述間隙間隔開，其中所述間隙的所述中心軸與所述間隙的所述寬度垂直。

6.根據權利要求3所述的系統，其中所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件在與所述間隙的所述寬度同軸的方向上布置于所述間隙的相對側上并且與所述間隙的中心軸等距地間隔，其中所述間隙的所述中心軸與所述間隙的所述寬度垂直。

7.根據權利要求1所述的系統，其中所述至少一個傳感器元件包括霍爾效應傳感器元件、豎直霍爾效應傳感器元件、巨型磁阻抗元件或者磁阻傳感器元件中的至少一個。

8.根據權利要求1所述的系統，其中所述傳感器封裝包括表面裝配器件SMD封裝。

9.根據權利要求1所述的系統，其中所述傳感器封裝包括與在所述傳感器封裝中的半導體裸片平行布置的軟磁層，并且其中在所述軟磁層與所述磁芯之間的距離大于在所述至少一個傳感器元件與所述磁芯之間的距離。

10.根據權利要求1所述的系統，其中所述磁芯包括第一部分和第二部分，其中所述相對邊緣包括所述第一部分的邊緣和所述第二部分的邊緣。

11.根據權利要求10所述的系統，其中所述傳感器封裝還包括鰭部分，并且其中所述傳感器封裝耦合到所述磁芯，使得所述鰭部分至少部分布置于在所述相對邊緣之間的所述間隙內。

12.根據權利要求10所述的系統，其中所述至少一個傳感器元件包括相互間隔開與所述間隙的寬度的至少一半相等的距離并且被配置用于用作差分或者梯度度量傳感器的第一霍爾傳感器元件和第二霍爾傳感器元件。

13.根據權利要求1所述的系統，還包括至少部分包圍所述磁芯和所述傳感器封裝的磁套管部分。

14.根據權利要求13所述的系統，還包括通過至少一個引線耦合到所述傳感器封裝的印刷電路板PCB。

15.根據權利要求14所述的系統，其中所述印刷電路板在所述傳感器封裝與所述多個導體之間布置于所述磁芯的所述孔內。