电流传感器模块制造技术

一种电流传感器模块，其包括具有磁芯(2)和气隙(20)的磁路，该磁芯具有构造为能接收携带有带测量主电流的主导体(14)的中央通道(18)。该电流传感器模块还包括：具有电路板(17)和用于与外部电路相连的接触端子(32)的信号处理电路(8)，以及至少部分地设置在磁路的气隙(20)中的磁场检测器(4)。该电流传感器模块还包括磁芯安装支撑件(6)，所述磁芯安装支撑件(6)具有模制支撑件(15)和接地并固定机构(12)，所述接地并固定机构构造为能保持并刚性地将磁芯(2)固定在模制基座上以形成磁路单元(3)。该磁路单元(3)构造为能固定地装配到印刷电路板上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流传感器模块
本专利技术涉及一种电流传感器模块，其包括磁路和位于磁路的气隙中的磁场检测器，并用于测量插入在磁路的中央通道中的主导体中所流经的电流。
技术介绍
用于电流感测应用的电流传感器模块通常包括由高磁导率的磁性材料制成并围绕中心孔的磁芯，其中携带待测电流的主导体穿过所述中心孔。磁芯通常具有大致矩形或圆形的形状，并提供其中安置有磁场检测器(诸如，ASIC形式的霍尔效应传感器)的气隙。流经主导体的电流所产生的磁通通过磁芯来汇聚，并穿过气隙。气隙中的磁场代表主电流。在开环型电流传感器中，气隙中的磁场传感器产生了能表示测量信号的待测电流的图像。在闭环型电流传感器中，在反馈回路中将磁场传感器连接到通常围绕一部分磁芯缠绕的线圈上，以产生趋于抵消由主导体所产生的磁场的补偿电流。因此，补偿电流表示待测电流的图像。磁芯与测量信号处理电路之间的电位差会对测量信号产生不利影响，因此，普遍地将磁芯电连接于信号处理电路的参考电压上，即接地。 在某些传统电流传感器模块中，例如通过粘合剂、机械固定等直接将磁芯安装到电路板上。这种磁芯在大多数情况下例如经由抵靠磁芯设置的导电构件来与作为参考电压的大地相接。 当采用具有气隙的磁路时，气隙的宽度对气隙中的磁场强度有影响。这种电场强度由放置在气隙中的磁场检测器来测量。因此，即使在高温范围内也应当尽可能地使气隙的览度保持恒定。 将磁芯安装在电路板上导致了不同问题。由于振动和冲击造成的机械应力以及由于磁芯和电路板的不同热膨胀系数所导致的热应力都可能导致电触点或机械触点破裂或断裂，或者造成气隙大小的变化。 在某些传统的已知实施例中，磁芯不固定于电路板，而是固定在模制壳体的腔体中。然而，由于温度变化或振动或冲击造成的磁芯、外壳和电路板(其上安置有磁场传感器)之间的相对移动会对测量精度产生不利影响。 在某些应用中，空间是有限的；但是，开环式电流传感器的尺寸通常会作为待测量的最大额定电流的函数而增加，以避免磁芯饱和度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种精确、经济且紧凑的电流传感器模块。 优选的是，提供一种易于生产及装配的电流传感器模块。 优选的是，提供一种结实且稳定的电流传感器模块。 优选的是，提供一种针对在有限空间应用中的使用而呈现为紧凑的但可测量大电流的电流传感器模块。 优选的是，提供一种构造成能接收主导体从中穿过的紧凑的、但仍允许主导体自由移动的电流传感器模块。 优选的是，提供一种在构造上具灵活性的电流传感器模块。 本专利技术的目的可通过提供根据权利要求1所述的电流传感器来实现。 本文所公开的是一种电流传感器模块，其包括:具有磁芯、气隙和中央通道的磁路，所述中央通道构造为能接收携带有待测主电流的主导体穿过；包括电路板和用于与外部电路相连的电气端子的信号处理电路；和至少部分地设置在所述磁路的气隙中的磁场检测器。所述传感器还包括磁芯安装支承件，所述磁芯安装支承件包括模制支承件和构造为能将所述磁芯保持并刚性地固定到所述模制支承件上的接地并固定机构。 在一个优选实施例中，所述磁芯的中央通道包括椭圆形形状，并且所述模制支承件包括基本上与所述中央通道吻合的主导体通道。所述模制支承件相应地围绕所述中央通道而形成机械闭合回路，这为所述磁芯提供了牢固性和稳定性，具体说是稳定了所述气隙的宽度。所述通道的椭圆形形状提供了紧凑的磁路布局，所述磁路布局减少了会导致磁饱和的压紧区(pinch zone)，并且还允许在所述椭圆形通道的主轴方向上的定位自由度，以便当主电缆离开传感器时主缆可弯曲偏离。所述磁场检测器固定在所述模制支承件上。 所述模制支承件可以优选地制造成单个的注射塑料部件。在一优选实施例中，所述模制支承件包括基座和从所述基座突出且接合在互补定位腔中的至少一个定位柱，所述互补定位腔形成在所述磁芯中，并构造为能将所述磁芯定位在所述磁芯安装支承件上。 所述模制支承件可以优选包括多个定位柱，并且所述磁芯包括对应的多个互补定位腔，其中至少两个定位柱和两个互补定位腔设置在所述气隙的相对侧上。所述定位柱和互补定位腔可取地以强制配合的方式接合。 所述模制支承件可以优选包括构造为能将所述磁场检测器定位并保持在所述气隙内的磁场传感器引导件。 所述接地并固定机构包括至少一个固定销，所述固定销刚性地固定在所述模制支承件上，并且构造为一端机械地固定于所述磁芯上而另一端固定于所述电路板上。所述固定销中的至少一个销还优选地形成能将所述磁芯电连接于所述信号处理电路的电气接地接触件上的导电接地构件。所述固定销优选地压接在所述磁芯上。所述固定销优选通过强制配合地插入所述支承件中的通孔中或者通过所述支承件的重叠模制的方式来安装到所述模制支承件上，并且所述固定销优选地延伸经过所述定位柱。所述固定销优选包括用于机械和/或焊接式连接于电路板的端部。通过强制配合或重叠模制使压接的固定销连接于模制支承件的组装方式提供了一种经济但紧凑却可靠的布局，其中所述销也可用作连接到所述电路板的机械及电连接件。 【附图说明】 本专利技术的其他目的以及有利特征将在权利要求书、【具体实施方式】和附图中显而易见，其中: 图1是根据本专利技术实施例的电流传感器模块的立体图； 图2是根据图1的移除了壳体的实施例的立体图； 图3是图1的实施例的俯视图； 图4是沿着图3的线C-C的横截面视图； 图5是沿着图3的线A-A的横截面视图； 图6是沿着图3的线B-B的横截面视图； 图7是用在根据本专利技术的电流传感器模块中的磁芯实施例的立体图； 图8是安装于用在根据本专利技术的电流传感器模块中的安装支承件实施例上的图7的磁芯的立体图； 图9是图8的磁芯和安装支承件的另一立体图；和 图10是沿着图3的线C-C的横截面放大视图。 【具体实施方式】 参照附图，电流传感器模块I的示例性实施例包括壳体10、信号处理电路8，以及磁路单元3。信号处理电路8包括电路板17。 磁路单元3包括具有由高导磁性材料制成的磁芯2和气隙20的磁路、上面安装有磁芯2的磁芯安装支承件6，以及磁场检测器4。 磁路单元3包括中央通道18，主导体14可被引导穿过该中央通道。磁芯2由高导磁性的叠层22制成。在一个变型中，磁芯2可由构造为能传导并汇聚由流经主导体的电流所产生的磁场的铁质或其他高导磁性材料制成。磁场检测器4可以是本身为本领域所公知的ASIC形式的霍尔效应传感器24。 磁芯安装支承件6包括构造为定位并保持磁芯2的模制支承件15，以及构造为能将磁芯2加固到磁芯安装支承件6上并进一步经由电路板17上的连接件将磁芯电接地的接地并固定机构12。 模制支承件15包括底座16、构造为能接合并定位磁芯的定位部26、构造为能定位磁场传感器的磁场传感器引导件28、与磁芯的中央通道18对准并吻合以允许主导体延伸通过的主导体通道29，以及具有用于将磁芯安装支承件6固定于电路板17和/或壳体10上的接合台肩的一个或多个锁定部56。模制支承件15例如通过聚合物材料的注射成型而优选地整体形成为单个部件，该部件包括基体16、定位柱26、磁场传感器引导件28和锁定部56。定位部优选地为柱体、例如如附图所示实施例所示的圆柱形柱体的形式，其突出于基座16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器模块，包括：壳体(10)；包括磁芯(2)和气隙(20)的磁路，其中所述磁芯具有构造为能接收主导体(14)的中央通道(18)，所述主导体携带流经所述中央通道的待测主电流；包括电路板(17)和用于与外部电路相连的电气端子(32)的信号处理电路(8)；和至少部分设置在所述磁路的气隙(20)中的磁场检测器(4)，其特征在于，所述传感器还包括磁芯安装支承件(6)，所述磁芯安装支承件(6)具有模制支承件(15)和接地并固定机构(12)，所述接地并固定机构(12)构造为能将所述磁芯(2)保持并刚性地固定在所述模制支承件上以形成磁路单元(3)，所述磁路单元(3)构造为能固定地装配到所述电路板(17)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.30 EP 12166233.21.一种电流传感器模块,包括:壳体(10);包括磁芯(2)和气隙(20)的磁路,其中所述磁芯具有构造为能接收主导体(14)的中央通道(18)，所述主导体携带流经所述中央通道的待测主电流；包括电路板(17)和用于与外部电路相连的电气端子(32)的信号处理电路(8);和至少部分设置在所述磁路的气隙(20)中的磁场检测器(4)，其特征在于，所述传感器还包括磁芯安装支承件(6)，所述磁芯安装支承件(6)具有模制支承件(15)和接地并固定机构(12)，所述接地并固定机构(12)构造为能将所述磁芯(2)保持并刚性地固定在所述模制支承件上以形成磁路单元(3)，所述磁路单元(3)构造为能固定地装配到所述电路板(17)上。2.根据权利要求1所述的电流传感器模块，其中，所述磁芯(2)的中央通道(18)包括椭圆形形状，并且所述模制支承件(15)包括基本上与所述中央通道(18)吻合的主导体通路(29)。3.根据上述权利要求中任一项所述的电流传感器模块，其中，所述模制支承件(15)包括基座(16)和从所述基座中突出且接合在互补定位腔(40)中的至少一个定位柱(26)，所述互补定位腔(40)形成在所述磁芯(2)中，并且构造为能将所述磁芯(2)定位在所述磁芯安装支承件(6)上。4.根据权利要求2至3中任一项所述的电流传感器模块，其中，所述模制支承件(15)包括多个定位柱(26)，并且所述磁芯(2)包括对应的多个互补定位腔(40)，其中至少两个所述定位柱(26)和两个互补定位腔(40)设置在所述气隙(20)的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·托宾，菲利普·萨热，弗里德里克·卡塔尼奥，
申请(专利权)人：莱姆知识产权公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH