[發明專利]一種結構簡單的無磁芯電流傳感器及其應用

有效

• 申請號: 202011547895.2
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112649645B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 鮑恝
• 申請（專利權）人: 上海恩威科科技有限公司
• 主分類號: G01R15/20
• 分類號: G01R15/20;G01R19/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種結構簡單的無磁芯電流傳感器及其應用。無磁芯電流傳感器包括銅條、焊接在銅條上的印刷電路板、安裝在印刷電路板上的電流傳感芯片。電流傳感芯片相對兩側各設置有一排引腳，內部采用兩個巨磁阻構成差分檢測結構。銅條的中部的相對兩側上分別開設凹陷處，兩側的凹陷處之間形成頸部。電流傳感芯片的兩排引腳與銅條的兩側凹陷處分別對應，電流傳感芯片的下方對應頸部使得銅條上的電流完全從電流傳感芯片的感應面下穿過。本發明無需磁體磁芯，不僅具有結構簡單，體積小，重量輕的外形特點，具有測量精度高，量程大，帶寬高的電氣性能特點，可廣泛應用于新能源汽車的逆變器和整流器的電流檢測、工業級的電流檢測。

技術領域

本發明涉及車輛工程和工業領域，尤其適用于新能源電動汽車的逆變器和整流器的電流檢測領域中的一種電流傳感器，具體為一種結構簡單的無磁芯電流傳感器、所述無磁芯電流傳感器在檢測逆變器或整流器的過載電流中的應用、以及所述無磁芯電流傳感器在檢測逆變器或整流器的三相交流電路的交流電流的幅值和相位中的應用。

背景技術

近年來，為了新能源電動汽車高速發展，極大程度地解決能源危機和環境污染問題。電動汽車上需要逆變器將電池的直流電轉換成交流電給三相電機供電；能量回收系統需要整流器將電機產生的交流電轉換成直流電并儲存到電池中。因此，電動汽車上對電流傳感器的需求極高。

傳統的電流傳感器是利用霍爾效應，將待測電流的導線穿過磁芯，在磁芯的閉合處用霍爾芯片測量磁通量的變化來檢測被測電流的大小。若待測電流的峰值越大，則需要對應的磁場強度越高，乃至磁芯的體積越大、越重。對于一個三相電機的電動汽車來講，至少需要四個傳感器。四個磁芯或者三個磁芯，在考慮防止磁場竄擾，大電流隔離等必須條件，布線就會占用很多空間，并增加了整車重量，減少了可貴的續航里程。

發明內容

為了解決傳統的電流傳感器因磁體磁芯的存在而導致結構復雜、體積大、成本高的技術問題，本發明提供一種結構簡單的無磁芯電流傳感器、所述無磁芯電流傳感器在檢測逆變器或整流器的過載電流中的應用、以及所述無磁芯電流傳感器在檢測逆變器或整流器的三相交流電路的交流電流的幅值和相位中的應用。

本發明采用以下技術方案實現：一種結構簡單的無磁芯電流傳感器，其包括：

電流傳感芯片，其相對兩側各設置有一排引腳，電流傳感芯片內部采用兩個巨磁阻構成差分檢測結構，直接測量待測電路的被測電流產生的磁場強度；

銅條，其兩端分別用于連接所述待測電路，銅條中部的相對兩側上分別開設凹陷處，兩側的凹陷處之間形成頸部；

印刷電路板，其用于安裝電流傳感芯片，印刷電路板焊接在銅條上，且電流傳感芯片的兩排引腳與銅條的兩側凹陷處分別對應，同時電流傳感芯片的下方對應頸部使得銅條上的電流完全從電流傳感芯片的感應面下穿過。

作為上述方案的進一步改進，電流傳感芯片的正下方對應頸部。

作為上述方案的進一步改進，頸部的寬度即兩側的凹陷處之間的間距為電流傳感芯片的相對兩側上的兩排引腳之間的間距。

作為上述方案的進一步改進，電流傳感芯片采用埃戈羅半導體的ACS37612芯片，ACS37612芯片焊接在印刷電路板上時，ACS37612芯片的電源輸入端和信號輸出端各自并聯一個旁通電容到地。

作為上述方案的進一步改進，銅條的兩端分別開設通孔。

作為上述方案的進一步改進，所述無磁芯電流傳感器還包括絕緣殼體，絕緣殼體用于安裝具有印刷電路板和電流傳感芯片的銅條，且銅條的兩端分別延伸出絕緣殼體以連接所述待測電路。

進一步地，銅條的兩端分別開設通孔，通孔裸露在絕緣殼體外。

作為上述方案的進一步改進，電流傳感芯片采用巨磁阻技術，在同一個芯片封裝內放置兩個測量單元，采用差分測量方法，同時檢測被測電流產生的磁場強度，抑制共模干擾，提高測量的帶寬。