电流传感器以及电流传感器模块

技术领域

本发明涉及电流检测技术领域，具体为一种电流传感器以及电流传感器模块。

背景技术

电流传感常用于电力、汽车、自动控制等领域，用来对电流的监测。应用中，载流体需要穿过传感器检测孔，然后通过霍尔元件(传感器)放置于磁环气隙内，从而霍尔元件会检测到磁环的磁通变化，通过计算从而得到电流值。

在现有技术方案中，授权公告号CN103884897B，公开了电流传感器以及制造该电流传感器的方法，包括：壳体，对电流施加到其上的汇流排以及围绕汇流排布置的磁芯进行保持；电路板，以布置为面对壳体的状态固定到所述壳体；以及检测元件，用于检测电流。该方案测精度能够长时间容易地保持。但是该方案存在的不足有：由于采用在U形的磁芯开口处放置霍尔传感器，该霍尔传感器距离U形的磁芯两侧的距离较远，这样将会使霍尔传感器接收磁芯(包括缠绕补偿线圈)产生磁场强度精度，而且也不利于整个传感器体积微小化。如果是包含缠绕补偿线圈的，由于U形具有开口，也不利于防止该电流传感器的磁滞性下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流传感器以及电流传感器模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电流传感器，包括：

芯部，主要由多个第一芯部以及第二芯部堆叠在一起而成的具有U形槽的U形板；

回路导体，插在所述芯部的U形槽的内侧上，用于待测量的电流流过；

搁置部，设置在所述U形槽的上端开口侧；

检测单元，安装在所述搁置部内，用于检测磁场的强度；

外壳，用于支撑所述芯部、回路导体和检测单元；

在所述芯部的上端构成有用于支撑搁置部，用于对检测单元在检测磁场强度时散热以及增大磁通量的通道结构。

优选的，所述通道结构包括第一芯部与第二芯部堆叠时，所述第二芯部的上端低于第一芯部的上端，所述第一芯部的上端具有遮盖部，该遮盖部与相间隔的第一芯部的侧面接触，从而与第二芯部构成通口。

优选的，所述通道结构包括第一芯部与第二芯部堆叠时，位于最外侧的第一芯部或第二芯部的上端具有一个可回弹部，除位于最外侧的第一芯部或第二芯部外的芯部端部为齐平端，该可回弹部与齐平端之间构成用于抑制磁滞损耗变大的区域。

优选的，所述外壳内安装有端子导板，该端子导板上具有印制电路板，所述芯部的上端与端子导板之间具有间距，位于该间距内设置有用于套住芯部的两个上端面的屏蔽盖板。

优选的，所述搁置部包括一对平行的软质的侧板，在两个侧板的相背侧设置有多个插板，用于与所述通口插接，所述检测单元卡在两个侧板之间形成的板间距中。

优选的，所述侧板内包含多个空腔，同时在该侧板上开设有多个缺口，每个缺口位于相邻的两个插板之间，在所述插板插入到通口内后，二者上部之间具有缝隙。

优选的，所述搁置部包括由两个可回弹部之间的回弹间距，所述检测单元卡在回弹间距内。

优选的，所述U形槽上端开口的内侧具有绕线槽。

优选的，所述检测单元的底部具有波浪形的搁置板。

优选的，所述可回弹部包括平直部以及弹性的弯曲部，所述平直部的一端与位于最外侧的第一芯部或第二芯部的上端连接，平直部的另一端连接弯曲部，绕线槽设置在弯曲部的内侧。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

一种电流传感器模块，其特征在于，包括如上述中任意一项所述的电流传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过搁置部以及通道结构，可以使检测单元在检测磁场强度时散热以及增大磁通量，有利于提高霍尔传感器接收磁芯产生磁场强度精度，而且也有利于整个传感器体积微小化。通过形成间距很小的缝隙，这样可以抑制漏磁过多的问题，进而实现降低磁阻的目的。通过设置非磁性板即屏蔽盖板或可回弹部，可以实现去磁作用，增加了漏磁(通)的磁阻，从而减少了对芯部的影响。

附图说明

图1为本发明整体结构三维示意图；

图2为本发明实施例1的芯部示意图；

图3为本发明实施例1中芯部及其通口示意图；

图4为本发明图3中将插板插入到通口内示意图；

图5为本发明实施例1安装外壳等示意图；

图6为本发明实施例2的芯部示意图；

图7为本发明实施例2安装外壳等示意图。

图中：1芯部、2回路导体、3检测单元、4搁置部、5侧板、6搁置板、7插板、8缺口、9通口、10U形槽、11绕线槽、12第一芯部、13第二芯部、14遮盖部、15可回弹部、16平直部、17弯曲部、18区域、19齐平端、20外壳、21导板、22印制电路板、23间距、24屏蔽盖板、25空腔、26缝隙、27回弹间距。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：

一种电流传感器，该传感器主要由以下部件构成：

芯部1，主要由多个第一芯部12以及第二芯部13堆叠在一起而成的具有U形槽10的U形板；

回路导体2，插在上述芯部1的U形槽10的内侧上，用于待测量的电流流过；

搁置部4，设置在前述的U形槽10的上端开口侧；

检测单元3，安装在前述的搁置部4内，用于检测磁场的强度；

外壳20，用于支撑该芯部1、回路导体2和检测单元3；

在上述芯部1的上端构成有用于支撑搁置部4，用于对检测单元3在检测磁场强度时散热以及增大磁通量的通道结构，而为了便于叙述以及理解本发明的方案，如图1所示，在X轴方向上称之为左右方向，在Y轴方向称之为前后方向，而在Z轴方向称之为上下方向。

如图2所示，前述的通道结构包括第一芯部12与第二芯部13堆叠时，第二芯部13的上端低于第一芯部12的上端，所述第一芯部12的上端具有遮盖部14，该遮盖部14与相间隔的第一芯部12的侧面接触，从而与第二芯部13构成通口9。

本实施1中，芯部1采用软磁性材料，诸如硅钢片、坡莫合金或波明德合金等制成。第一芯部12以及第二芯部13之间可涂以绝缘漆层，用于减少磁滞损耗。两个芯部通过层层的堆叠从而形成芯部1，参见图2，他们的厚度一致，而高度不同，其中的一个：本实施例以第一芯部12为例，明显高于第二芯部13，而且在第一芯部12的端部具有一个冲压成型的折叠边，即遮盖部14，而另一个第二芯部13则矮于第一芯部12，利用第一芯部12和第二芯部13的在上下方向上的高度差以及遮盖部14，从而形成多个通口9。由于利用检测单元3如霍尔芯片/霍尔传感器对在对芯部1内的磁场的强度进行检测时，会产生热量，而通口9一是可以便于检测单元3散热，二是可以增加芯部1的磁路的通透性，便于磁通量穿过。但是由于设置了通口9，而存在的开口则会引起增加漏磁，所以磁阻相应的增大，这将不利于整个电流传感器的工作。

鉴于此，为了在增加芯部1的磁路的通透性基础上，平衡开口的尺寸显得十分有必要。所以在本实施例中，如图3和图4所示，通过设置搁置部4，其中该搁置部4包括一对平行的软质的侧板5，在两个侧板5的相背侧设置有多个插板7，用于与前述的通口9插接，在该插板7插入到通口9内后，二者上部之间具有缝隙26。上述的检测单元3卡在两个侧板5之间形成的板间距中。一是可以便于将检测单元3放入，二是利用搁置部4具体是插板7与通口9插装，从而只形成一个间距很小的缝隙26，这样可以抑制漏磁过多的问题，进而实现降低磁阻的目的。

本实施1中，该侧板5内包含多个空腔25，同时在该侧板5上开设有多个缺口8，每个缺口8位于相邻的两个插板7之间。在现有技术方案中，采用霍尔传感器(即本实施例1中的检测单元3)置于U形板，霍尔传感器距离U形板内壁存在一定程度的间隙。这样设置的目的诸如其声称的“该间隙能够允许因汇流排(即本实施例1中的回路导体2)起电产生的热量导致的霍尔传感器的热膨胀。”，但是该种设置存在的弊端有：该霍尔传感器距离U形板两侧的内壁具有间距，不利于提高霍尔传感器接收磁芯产生磁场强度精度，而且也不利于整个传感器体积微小化。

而在本实施例1中，将U形板两侧内壁之间的距离缩短，其基本与霍尔传感器(检测单元3)的厚度适配，而为了解决起电产生的热量导致的霍尔传感器的热膨胀这一问题，在霍尔传感器的与U形板两侧内壁之间填装薄片状的侧板5，用于缓冲热膨胀时霍尔传感器对U形板的挤压，防止U形板变形。由于热膨胀所导致的霍尔传感器尺寸变化不会大于现有技术中霍尔传感器距离U形板两侧的内壁的间距，所以，本实施例中的侧板5厚度远小于该间距，这样即可使霍尔传感器可以紧贴着U形板两侧的内壁，由此减小芯部1(图1中左右方向)的厚度，从而利于整个电流传感器的体积微小化。将侧板5选用软质材料诸如氟树脂，其内包含有空腔25，这样在霍尔传感器受热膨胀时，使侧板5发生形变，可以缓冲/吸收/抵消对U形板两侧的内壁的作用力。

具体的，在上述外壳20内安装有端子导板21，该端子导板21上具有印制电路板22。芯部1的上端与端子导板21之间具有间距23，位于该间距23内设置有用于套住芯部1的两个上端面的屏蔽盖板24。如图5所示，由上述可知，通过形成缝隙26用于抑制漏磁过多，但是只要存在缝隙26或多或少会存在漏磁，为了一进步消除漏磁，通过设置非磁性板即屏蔽盖板24，可以实现屏蔽盖板24的去磁作用，增加了漏磁(通)的磁阻，从而减少了对芯部1的影响。

本实施1中，如图1和图5所示，所述U形槽10上端开口的内侧具有绕线槽11，所述检测单元3的底部具有波浪形的搁置板6。这种设置，在当出现电流传感器的芯部1包含缠绕副边补偿线圈的情况时，通过设置绕线槽11，可以增加补偿线圈有效长度，可以实现芯部1磁场补偿量能够得到提升，有利于检测单元3检测精度的提高。而将搁置板6设置为波浪形，以便于检测单元3在工作时底部的散热。

实施例2：

请参阅图6至图7，本发明提供一种技术方案：

本实施例2与实施例1的结构大致相同，有所区别的是，该通道结构包括第一芯部12与第二芯部13堆叠时，位于最外侧的第一芯部12或第二芯部13的上端具有一个可回弹部15，除位于最外侧的第一芯部12或第二芯部13外的芯部1端部为齐平端19，该可回弹部15与齐平端19之间构成用于抑制磁滞损耗变大的区域18。上述搁置部4包括由两个可回弹部15之间的回弹间距27，所述检测单元3卡在回弹间距27内。前述可回弹部15包括平直部16以及弹性的弯曲部17，所述平直部16的一端与位于最外侧的第一芯部12或第二芯部13的上端连接，平直部16的另一端连接弯曲部17，绕线槽11设置在弯曲部17的内侧。

在本实施例2中，省略了实施例1中的屏蔽盖板24，以可回弹部15与齐平端19之间构成的区域18用于抑制漏磁过多，从而增加了漏磁(通)的磁阻，磁滞损耗相应得到降低，从而减少了对芯部1的影响。还省略了2个侧板5。而可回弹部15主要有平直部16以及弯曲部17构成。为了在检测单元3受热膨胀，便于缓冲/吸收/抵消对U形板两侧的内壁的作用力，平直部16只存在与处于芯部1最外层的单个芯部上，比如第一芯部12或第二芯部13的两个端部，然后弯曲部17是具有弹性的，材质与芯部1相同，且它们可以是一体化的。初始状态下，弯曲部17的内侧伸到U形槽10中，即两个弯曲部17的内侧的距离略小于U形槽10内壁距离，这样可以弥补省去的侧板5的厚度，使得检测单元3可以卡在两个弯曲部17之间。同样将绕线槽11设置在弯曲部17的内侧，可以实现芯部1磁场补偿量能够得到提升，有利于检测单元3检测精度的提高。由于省去了侧板5，所以本实施例中搁置板6与U形槽10内壁连接即可。

一种电流传感器模块，包括上述的电流传感器，该电流传感器的详细结构可参照上述实施例，在此不再赘述；可以理解的是，由于在本发明电流传感器模块中使用了上述电流传感器，因此，本发明电流传感器模块的实施例包括上述电流传感器全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再一一赘述。

本发明，其余未叙述部分均可与现有技术相同、或为公知技术或可采用现有技术加以实现，此处不再详述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。