具有集成的主導體的電流傳感器制造技術

電流傳感器，包括殼體(10)、包括中央通道(18)和磁路間隙(22)的磁芯(6)、位于磁路間隙中的磁場檢測器(8)以及引線框導體裝置(4)，該引線框導體裝置包括攜帶要被測量的電流的主導體(14)和用于將磁場檢測器連接到外部電路的磁場檢測器導體(16)。主導體包括穿過磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、自中央部的相對兩端延伸的橫向延伸臂(13)以及用于連接到外部導體的連接端(17)。磁場檢測器導體包括多個導體，每個導體包括與主導體的中央部基本對準的感測單元連接板(21)和用于連接到外部電路的連接端(19)，殼體包括圍繞在引線框導體裝置的幾部分周圍并形成磁場傳感器容納腔(36)的基部(20)，磁場傳感器容納腔的底表面呈基本為平面的安裝表面將所述感測單元連接板露出用于電連接到感測單元，感測單元結合在安裝表面上并與一個或多個磁場檢測器導體疊置以及與主導體中央部偏置。殼體基部還包括圍繞在主導體中央部周圍的主導體包覆成型部(30)，在磁芯與主導體之間提供介電絕緣層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】具有集成的主導體的電流傳感器
本專利技術涉及一種電流傳感器，其包括磁芯和在磁芯的空氣間隙中的磁場檢測器，用于測量穿過磁芯的中央通道延伸的主導體中流過的電流。
技術介紹
用于電流感測設備的電流傳感器模塊一般包括由高磁導率磁性材料制成的磁芯，該磁芯圍繞在中心孔周圍，攜帶要被測量的電流的主導體通過該中心孔。磁芯一般可以具有基本為矩形或圓形的形狀并設有空心間隙，諸如呈ASIC形式的霍爾效應傳感器之類的磁場檢測器位于該空氣間隙中。主導體中流過的電流產生的磁通由磁芯積聚并通過空氣間隙。空氣間隙中的磁場代表主電流。電流傳感器用在各種各樣用于監控或控制電氣裝置和系統的應用中，在許多應用中，具有降低這些元件的制造成本還有降低在電路中實施和使用這些元件的成本的重要優點。某些電流傳感器由于成本和/或尺寸的原因不設磁芯，然而與在主導體周圍設有磁芯的電流傳感器相比其通常降低了傳感器的可靠性和/或敏感性和/或精確性和/或操作范圍。提供緊湊的元件以便于使其中安裝這些元件的裝置小型化和/或減輕其重量通常也是一個重要的優點。許多應用中電流傳感器安裝在電路板上且需要遵守需要特定緊湊布置的預先定義的連接區域或表面區域限制。根據主導體的電壓大小，這可導致難于在主導體與磁場檢測器電路的電導體之間獲得所需的爬電距離。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種具有集成的主導體和磁場檢測器的電流傳感器，其不僅精確可靠而且緊湊并且生產經濟劃算。對于某些應用，本專利技術的目的是提供一種用于安裝在電路板上的具有集成的主導體和磁場檢測器的電流傳感器，其不僅精確可靠而且占據電路板上小的表面區域而且生產經濟劃算。在主導體與磁場檢測器的導體之間提供具有高的爬電阻值的電流傳感器是有利的。提供具有大操作范圍的電流傳感器是有利的。提供穩定耐用的電流傳感器是有利的。提供輕重量的電流傳感器是有利的。提供容易實施且使用經濟劃算的電流傳感器是有利的。本專利技術的目的是通過提供根據權利要求1所述的電流傳感器達到的。這里披露了一種電流傳感器，其包括殼體、具有中央通道和磁路間隙的磁芯、位于磁路間隙中的磁場檢測器以及引線框導體裝置，該引線框導體裝置包括用于攜帶要被測量的電流的主導體和用于將磁場檢測器連接到外部電路的磁場檢測器導體。主導體包括穿過磁芯的中央通道延伸的中央部、自中央部的相對兩端延伸的橫向延伸臂、以及用于連接到外部導體的連接端。磁場檢測器導體包括多個導體，每個導體包括與主導體的中央部基本對準的感測單元連接板和用于連接到外部電路的連接端，殼體包括圍繞在引線框導體裝置的各部分周圍并形成磁場傳感器容納腔的基部，磁場傳感器容納腔的底表面具有基本為平面的安裝表面，將所述感測單元連接板露出以便電連接到感測單元，感測單元結合在安裝表面上并與一個或多個磁場檢測器導體疊置并且與主導體的中央部偏置。殼體基部還包括圍繞在主導體的中央部周圍的主導體包覆成型部，在磁芯與主導體之間提供介電絕緣層。殼體還包括安裝在基部上方并將磁芯和磁場傳感器容納腔蓋住的罩蓋。在一個有利的實施方式中，引線框導體裝置是金屬板材。在一個有利的實施方式中，基部包括圍繞并形成磁場傳感器容納腔的外壁部，感測單元位于磁場傳感器容納腔內，其還包括覆蓋感測單元和連接板的絕緣封裝材料。在一個有利的實施方式中，導體裝置的連接端從其中布置有主導體部和感測單元連接板的主平面彎出，配置成用于連接到外部電路板上的傳導觸點。在一個有利的實施方式中，主導體和/或磁場檢測器導體的連接端具有朝向殼體向內彎曲的端部。在一個有利的實施方式中，殼體基部包括圍繞在主導體的超出殼體基部的側壁突伸的橫向延伸臂的一部分周圍的包覆成型延伸部。在一個有利的實施方式中，殼體包括位于磁芯的相對橫向側的側旁的芯導向肋，其在基部和罩蓋上提供了相互接合的元件，從而在主導體、磁芯與殼體的外部之間形成了彎曲的爬電路徑。在一個有利的實施方式中，基部包括在磁芯的任一側上的芯導向肋，其插入罩蓋上的具有內壁部和外壁部的互補的芯導向肋對中。在一個有利的實施方式中，殼體罩蓋設有由端壁部相互連接的上下壁部以形成基本為U形的形狀，使得罩蓋夾在磁芯上和夾在磁場傳感器容納腔上以及殼體基部的相對的側上。在一個有利的實施方式中，感測單元通過倒裝連接裝置或通過接合線連接到引線框導體裝置的感測單元連接板。在一個有利的實施方式中，磁場檢測器是半導體基板的形式，其結合有磁場感測單元，例如霍爾效應單元。在一個有利的實施方式中，磁芯具有由端分支和自端分支延伸到自由端的橫向分支形成的基本U形的形狀，在靠近自由端的橫向分支之間形成磁路間隙。在一個有利的實施方式中，至少其中一個橫向分支的自由端包括在外側上的斜面。在一個有利的實施方式中，電流傳感器是開環電流傳感器。附圖說明本專利技術的另外的目的和有利的特征將會從權利要求、從詳細描述的說明書和附圖中變得顯而易見，其中：圖1a是安裝在電路板上的根據本專利技術的第一實施方式的電流傳感器的透視圖；圖1b是圖1a的電流傳感器的下側透視圖；圖1c是圖1a的電流傳感器的分解透視圖；圖1d是電路板上的圖1a的電流傳感器的橫截面透視圖；圖1e是圖1a的電流傳感器的局部剖切下側透視圖；圖1f是穿過圖1a的電流傳感器的引線框平面的剖視圖；圖2是圖1a的電流傳感器的基部的透視圖；圖3a和3b是圖1a的電流傳感器的罩蓋部的透視圖；圖4a是安裝在電路板上的根據本專利技術的第二實施方式的電流傳感器的透視圖；圖4b是圖4a的電流傳感器的分解透視圖；圖4c是穿過圖4a的電流傳感器的引線框平面的剖視圖；圖5是圖4a的電流傳感器的基部的透視圖；圖6是圖4a的電流傳感器的罩蓋部的透視圖；圖7a是在導體彎曲操作之前安裝在電路板上的根據本專利技術的第二實施方式的電流傳感器的透視圖；圖7b是圖7a的電流傳感器的分解透視圖；圖8a到8f是根據本專利技術的實施方式的電流傳感器的磁芯的不同變型的透視圖。具體實施方式參見這些圖，示出了根據本專利技術的各個實施方式的電流傳感器，該電流傳感器包括殼體10、具有中央通道18和磁路間隙22的磁芯6、位于磁路間隙22中的磁場檢測器8、和由引線框制成的導體裝置4。引線框導體裝置4包括用于攜帶要被測量的電流的主導體14和用于連接到磁場檢測器8的導體16。本專利技術的電流傳感器尤其適合于開環電流測量。主導體14包括中央部15、自中央部15的相對兩端延伸的橫向延伸臂13、以及在延伸臂的自由端處的連接端17，所述連接端17用于連接到要被測量的電流流過的外部導體。該外部導體尤其可以連接到設有用于連接到連接端17的傳導觸點42的電路板12。這些傳導觸點例如可以呈用于連接端17的表面貼裝連接的傳導觸板42的形式。主導體14的中央部15穿過磁芯的中央通道18延伸。磁芯具有由端分支6a和自端分支延伸到自由端24的橫向分支6b、6c形成的基本為U形的形狀，在靠近自由端24的橫向分支6b、6c之間形成磁路間隙22。磁芯6用作位于磁路間隙22中的磁場檢測器8的磁通聚集器。由主導體中流過的電流產生的磁通被聚集通過磁路間隙22。磁芯由具有高磁導率的材料制成，這些磁性材料的示例是FeNi、MnZn、FeSi、納米晶體材料和非晶材料。根據本專利技術的實施方式的磁芯相比于不設磁芯的電流傳感器(例如磁場檢測器靠近主導體定位而沒有磁通聚集器)增大了信號水平并提供了良好的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種電流傳感器，包括殼體(10)、具有中央通道(18)和磁路間隙(22)的磁芯(6)、位于磁路間隙中的磁場檢測器(8)、以及金屬片材的引線框導體裝置(4)，該引線框導體裝置包括用于攜帶要被測量的電流的主導體(14)和用于將磁場檢測器連接到外部電路的磁場檢測器導體(16)，主導體包括穿過磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、從所述中央部的相對兩端延伸的橫向延伸臂(13)、以及用于連接到外部導體的連接端(17)，磁場檢測器導體包括多個導體，每個導體包括與主導體的所述中央部基本對準的感測單元連接板(21)和用于連接到外部電路的連接端(19)，所述殼體包括圍繞在引線框導體裝置的各部分周圍并形成磁場傳感器容納腔(36)的基部(20)，磁場傳感器容納腔的底表面具有基本為平面的安裝表面，將所述感測單元連接板露出以便電連接到感測單元，感測單元結合在安裝表面上并與磁場檢測器導體中的一個或多個疊置并且與主導體的中央部偏置，殼體的基部還包括圍繞在主導體的中央部周圍的主導體包覆成型部(30)，從而在磁芯與主導體之間提供介電絕緣層，殼體還包括安裝在所述基部上方并覆蓋磁芯和磁場傳感器容納腔的罩蓋(34)。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2015.10.23 EP 15191357.11.一種電流傳感器，包括殼體(10)、具有中央通道(18)和磁路間隙(22)的磁芯(6)、位于磁路間隙中的磁場檢測器(8)、以及金屬片材的引線框導體裝置(4)，該引線框導體裝置包括用于攜帶要被測量的電流的主導體(14)和用于將磁場檢測器連接到外部電路的磁場檢測器導體(16)，主導體包括穿過磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、從所述中央部的相對兩端延伸的橫向延伸臂(13)、以及用于連接到外部導體的連接端(17)，磁場檢測器導體包括多個導體，每個導體包括與主導體的所述中央部基本對準的感測單元連接板(21)和用于連接到外部電路的連接端(19)，所述殼體包括圍繞在引線框導體裝置的各部分周圍并形成磁場傳感器容納腔(36)的基部(20)，磁場傳感器容納腔的底表面具有基本為平面的安裝表面，將所述感測單元連接板露出以便電連接到感測單元，感測單元結合在安裝表面上并與磁場檢測器導體中的一個或多個疊置并且與主導體的中央部偏置，殼體的基部還包括圍繞在主導體的中央部周圍的主導體包覆成型部(30)，從而在磁芯與主導體之間提供介電絕緣層，殼體還包括安裝在所述基部上方并覆蓋磁芯和磁場傳感器容納腔的罩蓋(34)。2.根據任一前述權利要求所述的電流傳感器，其中所述基部包括圍繞并形成磁場傳感器容納腔的外壁部(38)，感測單元位于磁場傳感器容納腔內；還包括覆蓋感測單元(26)和感測單元連接板的絕緣封裝材料(28)。3.根據任一前述權利要求所述的電流傳感器，其中引線框導體裝置的連接端從其中布置有主導體部分和感測單元連接板的主平面彎出，配置成用于連接到外部電路板上的傳導觸點。4.根據前述權利要求所述的電流傳感器，其中主導體和/或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·M·佩庫，D·巴爾巴加洛，P·莫里爾，
申請(專利權)人：萊姆知識產權股份有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士,CH