用于电源模块的附加电流传感器制造技术

本公开的实施例总体上涉及用于电源模块的附加电流传感器。一种方法可以包括将传感器模块压到控制板上使得传感器模块处于初始位置，在该初始位置，传感器模块的模块本体与控制板之间存在气隙，使得传感器模块的顺应销被部分插入控制板中。该方法可以包括将控制板安装在电源模块上，以引起电源模块的销被至少部分插入控制板中，并且传感器模块被至少部分插入电源模块中使得突起穿过母线中的开口。该方法可以包括将控制板压到电源模块上以引起电源模块的销被进一步插入控制板中、传感器模块被进一步插入电源模块中、并且传感器模块处于最终位置。最终位置。最终位置。

【技术实现步骤摘要】
用于电源模块的附加电流传感器


[0001]本公开的实施例总体上涉及用于电源模块的附加电流传感器。

技术介绍

[0002]同相电流传感器可以用于高功率驱动应用以确定由电源模块递送到例如电机的相电流。这种同相电流传感器的一种实现使用基于磁芯的磁电流感测原理。通常，基于磁芯的同相电流传感器是一种磁传感器，其采用场集中器(例如，缠绕在电流轨上的铁芯)将由流过电流轨的电流产生的磁场集中到磁感应元件上，使得可以获取测量结果。同相电流传感器的另一实现使用无芯磁电流感测原理。通常，无芯同相电流传感器是一种磁传感器，其在电流轨附近实现一个或多个感测元件使得可以基于由流过电流轨的电流产生的磁场(如由感测元件中的一个或多个感测元件感测的)来获取测量结果。这种同相电流传感器可以用于例如直流到交流(DC/AC)反相器、DC/DC转换器、AC/DC转换器、DC/AC转换器、AC/AC转换器等。

技术实现思路

[0003]在一些实现中，一种方法包括：将传感器模块压到控制板上使得传感器模块相对于控制板处于初始位置，初始位置是一位置，在该位置中，传感器模块的模块本体与控制板之间存在气隙，使得传感器模块的一组顺应销被部分插入控制板中；在将传感器模块压到控制板上之后，将控制板安装在电源模块上，将控制板安装在电源模块上引起：电源模块的销被至少部分插入控制板中，并且传感器模块被至少部分插入电源模块中，使得传感器模块的突起穿过电源模块的母线中的开口；以及在将控制板安装在电源模块上之后，将控制板压到电源模块上，将控制板压到电源模块上引起电源模块的销被进一步插入控制板中、传感器模块被进一步插入电源模块中、并且传感器模块相对于控制板处于最终位置。
[0004]在一些实现中，一种传感器模块包括：在第一表面上的一组顺应销，该一组顺应销与提供到控制板的连接相关联；以及模块本体，包括：在第二表面上的突起、在第二表面上的枢转元件、以及使能模块本体相对于电源模块的母线的倾斜以及传感器模块在电源模块中的插入的第三表面。
[0005]在一些实现中，一种设备包括印刷电路板控制板；包括具有开口的母线的电源模块；以及传感器模块，传感器模块包括一组顺应销以及传感器模块本体，该一组顺应销与在传感器模块与控制板之间提供连接相关联，传感器模块本体包括突起和枢转元件，突起通过母线中的开口被插入，并且枢转元件使能传感器模块本体相对于母线的倾斜。
附图说明
[0006]图1是示出可以在其中实现本文中描述的附加电流传感器的电源模块的电机控制回路的示例的示意图；
[0007]图2A
‑
2F是示出说明本文中描述的附加电流传感器和电源模块的示例的图的图；
[0008]图3A
‑
3E是示出了包括本文中描述的电源模块、一个或多个附加电流传感器和控制板的设备的组装件的图；以及
[0009]图4是用于组装包括本文中描述的电源模块、一个或多个附加电流传感器和控制板的设备的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0010]以下对示例实现的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
[0011]在高功率驱动应用中，同相电流传感器可以用于确定由电源模块递送的相电流。然而，在高功率环境中实现同相电流具有挑战性，高功率环境可能包括高达10千安(kA)的相电流、高达1200伏(V)的电压、高达每微秒15千伏(kV/μs)(例如，在硅(Si)中)或120kV/μs(例如，在碳化硅(SiC)中)的阶跃电压瞬变、超过100V的电压过冲、安全隔离的要求(例如，基本绝缘、加强绝缘等，取决于应用)、功率密度要求(即，每体积的输出功率)等。如上所述，在高功率驱动应用中使用的同相电流传感器可以使用基于磁芯或无芯原理来实现。值得注意的是，随着主电源或混合电源反相器的功率密度和数量不断增加，对构建空间和成本优化解决方案的需求也在增加。
[0012]在实践中，电源模块应当在系统级上并入同相电流感测，或者作为电源模块的高功率互连的外围区域中的独立设备。然而，当前可用的电源模块不直接并入电流感测特征，这表示，客户需要构建在系统级并入同相电流感测的解决方案。这些客户构建的解决方案通常基于(开环)基于磁芯的磁传感器，但也可以基于无芯磁传感器。很多问题由于依赖于这样的客户构建的解决方案而产生，诸如成本高、组装复杂(例如，当解决方案需要将电流轨布线通过场集中器时)、功耗问题(例如，当因为需要更长母线而使用闭环磁传感器时)、以及对构造空间的要求。特别是对于基于磁芯的磁传感器，可能存在很多其他缺点，诸如磁滞效应、场集中器的非线性、饱和效应、过载能力和重量。
[0013]克服功率密度和组装过程相关问题的一种解决方案可能是将电流感测并入电源模块本身中。然而，虽然从技术角度和从最终用户的角度来看，完全集成和下线测试电流传感器可以提供合适的解决方案，但完全集成的解决方案可能会导致物流和制造方面的很多问题。这些问题包括例如电源模块内的多个电流传感器的附加复杂性成为整个电源模块的成本敏感产量损失的威胁、与实现完全集成解决方案相关联的物流、以及能够选择不同传感器以集成在给定电源模块中的客户灵活性。
[0014]所描述的一些实现提供了用于电源模块的附加电流传感器的技术和装置。如下面进一步详细描述的，附加电流传感器是可以插入传感器就绪电源(sensor
‑
ready)模块中的传感器模块。电源模块和传感器模块是兼容的，这表示，通常在外围布线中(例如，在母线中)实现的感测结构被并入电源模块的输出结构中。在一些实现中，在组装过程中，传感器模块被预组装到模块控制板，之后，模块控制板被安装到电源模块上。以这种方式，传感器模块可以组装到电源模块中的预定义开口中。如下面进一步详细描述的，与这种附加电流传感器相关联的设计和组装过程克服了与使用外部传感器或完全集成传感器相关联的上述问题。
[0015]在一些实现中，本文中描述的附加传感器模块的使用提供了用于选择具有特定特
性(例如，电源电压版本、测量范围、带宽等)的电流传感器以用于包括在电源模块中提供了灵活性。此外，由于可以个体地测试个体附加电流传感器，因此显著降低了电源模块级别的预期产量损失。此外，本文中描述的附加电流传感器的使用与大批量制造和组装过程兼容。
[0016]图1是示出可以在其中实现本文中描述的附加电流传感器的电源模块的电机控制回路100的示例的示意图。如图1所示，电机控制回路100可以包括电源模块120、一组附加电流传感器(本文中称为传感器模块140)以及控制板160。如图所示，电机控制回路图100可以进一步耦合到包括三个相U、V和W的三相电机180。值得注意的是，虽然图1所示的示例将电源模块120示出为被配置为通过提供三相电流来提供三相电源以驱动电机180的三相电流发生器，但是其他实现也是可能的。
[0017]三相电源涉及以120电角度彼此异相的三个对称正弦波。例如，在对称的三相电源系统中，三个导体各自承载相同频率和电压幅度(相对于公共参考)的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：将传感器模块压到控制板上使得所述传感器模块相对于所述控制板处于初始位置，所述初始位置是一位置，在所述位置中，所述传感器模块的模块本体与所述控制板之间存在气隙，使得所述传感器模块的一组顺应销被部分插入所述控制板中；在将所述传感器模块压到所述控制板上之后，将所述控制板安装在电源模块上，将所述控制板安装在所述电源模块上引起：所述电源模块的销被至少部分插入所述控制板中，以及所述传感器模块被至少部分插入所述电源模块中，使得所述传感器模块的突起穿过所述电源模块的母线中的开口；以及在将所述控制板安装在所述电源模块上之后，将所述控制板压到所述电源模块上，将所述控制板压到所述电源模块上引起所述电源模块的所述销被进一步插入所述控制板中、所述传感器模块被进一步插入所述电源模块中、并且所述传感器模块相对于所述控制板处于最终位置。2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述传感器模块相对于所述控制板处于所述初始位置时，所述一组顺应销中的一个或多个顺应销被弹性变形并且被部分塑性变形，并且当所述传感器模块相对于所述控制板处于所述最终位置时，所述一组顺应销中的一个或多个顺应销被进一步塑性变形。3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述传感器模块相对于所述控制板处于所述最终位置时，所述传感器模块相对于所述母线倾斜。4.根据权利要求1所述的方法，其中对一个或多个机械公差的补偿由以下至少一项来提供：所述传感器模块相对于所述母线的倾斜，或者所述一组顺应销中的一个或多个顺应销的变形。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个机械公差包括以下项中的至少一项：与将所述电源模块的所述销相对于所述传感器模块的所述一组顺应销对准相关联的机械公差，与将所述传感器模块相对于所述电源模块的所述母线的所述开口对准相关联的机械公差，与将所述母线的所述开口相对于所述电源模块的所述销对准相关联的机械公差，或者与将所述母线相对于所述电源模块的另一母线对准相关联的机械公差。6.根据权利要求1所述的方法，其中处于所述最终位置的所述传感器模块提供所述传感器模块的所述突起在所述母线的所述开口中的压配合。7.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述传感器模块压到所述控制板上之后并且在将所述控制板安装在所述电源模块上之前，将所述控制板与所述电源模块对准。8.一种传感器模块，包括：在第一表面上的一组顺应销，所述一组顺应销与提供到控制板的连接相关联；以及模块本体，包括：在第二表面上的突起，在所述第二表面上的枢转元件，以及第三表面，使能所述模块本体相对于电源模块的母线的倾斜以及所述传感器模块在所
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：