一种霍尔式高精度开环电流传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种霍尔式高精度开环电流传感器

【技术实现步骤摘要】
一种霍尔式高精度开环电流传感器


[0001]本技术涉及电流传感器
，尤其是指一种霍尔式高精度开环电流传感器
。

技术介绍

[0002]开环的霍尔电流传感器采用的是霍尔效应原理，闭环的霍尔电流传感器采用的是磁平衡原理
。
所以闭环的在响应时间跟精度上要比开环的好很多
。
开环和闭环都可以监测交流电，一般开环的适用于大电流监测，闭环适用于小电流监测
。
具有封装尺寸小，测量范围广，重量轻，低电源损耗等优点
。
[0003]无插损开环式霍尔传感器的工作过程：原边电流（
Ip
）通过一根导线时，在导线四周将会产生一个磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，它能通过磁芯聚集感应到线性霍尔器件上并使其有一信号输出
。
这一信号经信号放大器放大后直接输出，霍尔器件输出的信号准确反映了原边电流的输出情况
。
[0004]闭环霍尔电流传感器的工作过程：当原边电流
IP
产生的磁通通过磁芯集中在磁路中，霍尔器件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向的补偿电流，用于抵消原边电流（
IP
）产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零
。
霍尔元件
(
敏感元件
)
和辅助电路产生的副边补偿电流准确反映了原边电流的大小
。
经过特殊电路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化
。/>[0005]磁通门电流传感器磁通门传感器是利用被测磁场中高导磁铁芯在交变磁场的饱和激励下，其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种传感器
。
磁通门传感器就是利用某些高磁导率的软磁材料（如坡莫合金）作磁芯，以其一起在交流磁场作用下的次饱和特性及法拉第电磁感应原理研制成的测磁装置
。
其结构可以看成一个特殊的变压器，磁通门测磁法正是利用这种特殊变压器的磁芯，当交变电流流过该变压器原边线圈时，磁芯反复被交变过饱和励磁所磁化，当有外磁场存在时，励磁变得不对称，变压器的输出信号受到外磁场的调制
。
通过检测输出的调制信号就可以实现对外磁场的测量
。
磁通门探头的输出主要是激励信号的二次谐波，需要经过处理得到测量数据
。
磁通门传感器具有分辨力高
、
测量弱磁场范围宽
、
可靠
、
能够直接测量磁场的分量和适于在变速运动系统中使用等特点
。
[0006]现有的开环电流传感器也存在一些不足之处，主要表现在以下三个方面：
[0007]第一，精度不高
。
开环电流传感器的精度受到多种因素的影响，如磁芯的非线性
、
霍尔元件的温漂
、
电路的噪声等
。
这些因素会导致输出信号的误差和失真，降低测量的准确性和可靠性
。
为了提高精度，需要对磁芯和霍尔元件进行校准和补偿，增加了设计和制造的复杂度和成本
。
[0008]第二，磁芯聚磁能力弱影响灵敏度
。
开环电流传感器的灵敏度是指输出信号对输入电流的变化率，它反映了传感器的测量范围和分辨率
。
灵敏度与磁芯的聚磁能力有关，聚磁能力越强，灵敏度越高
。
然而，现有的开环电流传感器的磁芯材料的饱和磁通密度较低，
导致聚磁能力弱
。
当输入电流较大时，磁芯容易进入饱和状态，使得输出信号失去线性关系，降低了灵敏度
。
[0009]第三，铁氧体磁芯低温特性差
。
铁氧体是一种常用的软磁材料，具有成本低
、
频率响应好
、
抗干扰能力强等优点
。
但是，铁氧体也有一些缺点，其中之一就是低温特性差
。
当温度降低时，铁氧体的初始磁导率会急剧下降，导致输出信号的幅值减小
。
这对于在低温环境下工作的开环电流传感器来说是一个严重的问题，会影响其测量性能和稳定性
。

技术实现思路

[0010]为此，本技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中开环电流传感器存在精度不高
、
磁芯聚磁能力弱影响灵敏度以及铁氧体磁芯低温特性差的问题
。
[0011]为解决上述技术问题，本技术提供一种霍尔式高精度开环电流传感器，包括外壳，所述外壳内设置有：
[0012]磁芯，所述磁芯包括第一磁芯臂
、
第二磁芯臂以及分别与所述第一磁芯臂和第二磁芯臂相连的第三磁芯臂，所述第一磁芯臂
、
所述第二磁芯臂和所述第三磁芯臂之间形成适于待检测电流导线贯穿的容置空间；
[0013]霍尔芯片，设置于所述容置空间内，所述霍尔芯片与所述第一磁芯臂之间留有第一间隙，所述霍尔芯片与所述第二磁芯臂之间留有第二间隙，所述霍尔芯片与所述第三磁芯臂之间留有第三间隙
。
[0014]在本技术的一种实施方式中，所述第一磁芯臂和所述第二磁芯臂相平行设置，所述第三磁芯臂分别和所述第一磁芯臂和所述第二磁芯臂相垂直设置
。
[0015]在本技术的一种实施方式中，所述第一磁芯臂与所述第三磁芯臂之间形成第一圆弧倒角，所述第二磁芯臂与所述第三磁芯臂之间形成第二圆弧倒角
。
[0016]在本技术的一种实施方式中，所述磁芯为锰锌铁氧体磁芯
。
[0017]在本技术的一种实施方式中，所述第一间隙和所述第二间隙相等
。
[0018]在本技术的一种实施方式中，所述第三间隙大于所述第一间隙和所述第二间隙
。
[0019]在本技术的一种实施方式中，所述第一间隙和
/
或所述第二间隙为
0.55
±
0.05mm。
[0020]在本技术的一种实施方式中，所述第三间隙为
4.5
±
0.1mm。
[0021]在本技术的一种实施方式中，所述磁芯的高度为
9.6
±
0.15mm。
[0022]在本技术的一种实施方式中，所述磁芯的厚度为
6.2
±
0.15mm。
[0023]本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0024]本技术所述的一种霍尔式高精度开环电流传感器，使磁芯聚集的磁场能够高效的传递到霍尔芯片，最终输出与输入电流成线性关系的电压信号，保证产品的高精度和高线性度
。
解决了现有开环电流传感器存在精度不高
、
磁芯聚磁能力弱影响灵敏度以及铁氧体磁芯低温特性差的问题
。
附图说明
[0025]为了使本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种霍尔式高精度开环电流传感器，其特征在于，包括外壳（1），所述外壳（1）内设置有：磁芯（2），所述磁芯（2）包括第一磁芯臂（
21a
）
、
第二磁芯臂（
21b
）以及分别与所述第一磁芯臂（
21a
）和第二磁芯臂（
21b
）相连的第三磁芯臂（
21c
），所述第一磁芯臂（
21a
）
、
所述第二磁芯臂（
21b
）和所述第三磁芯臂（
21c
）之间形成适于待检测电流导线贯穿的容置空间（
22
）；霍尔芯片（3），设置于所述容置空间（
22
）内，所述霍尔芯片（3）与所述第一磁芯臂（
21a
）之间留有第一间隙（
31a
），所述霍尔芯片（3）与所述第二磁芯臂（
21b
）之间留有第二间隙（
31b
），所述霍尔芯片（3）与所述第三磁芯臂（
21c
）之间留有第三间隙（
31c
）
。2.
根据权利要求1所述的一种霍尔式高精度开环电流传感器，其特征在于，所述第一磁芯臂（
21a
）和所述第二磁芯臂（
21b
）相平行设置，所述第三磁芯臂（
21c
）分别和所述第一磁芯臂（
21a
）和所述第二磁芯臂（
21b
）相垂直设置
。3.
根据权利要求1所述的一种霍尔式高精度开环电流传感器，其特征在于，所述第一磁芯臂（
21a
）与所述第三磁芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长立，陈沛云，陆小红，柳雪，
申请(专利权)人：无锡芯感智半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：