一种闭环霍尔电流传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于传感器技术领域，涉及一种闭环霍尔电流传感器。
【背景技术】
[0002] 闭环霍尔电流传感器是指基于磁平衡式霍尔原理，即当主回路有一电流Ip通过 时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，霍尔器件所产生的信号输出能 驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is，这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该 磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减 小，当与Ip所产生的磁场与Is所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指 示零磁通的作用，从而能通过Is来测试Ip，当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输 出，能重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失 去平衡，霍尔器件就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失 衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1 μ s，这是一个动态 平衡的过程。闭环霍尔电流传感器广泛应用于变频调速装置、逆变装置、UPS电源、逆变焊 机、电解电镀、数控机床、微机监测系统、电网监控系统和需要隔离检测电流电压的各个领 域中。但现有技术中霍尔电流传感器存在精度低，抗干扰能力差、安装不方便的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种精度高、抗干扰能力 强、安装方便的闭环霍尔电流传感器。
[0004] 本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种闭环霍尔电流传感器，包括绝缘 壳体，在绝缘壳体内挖空形成有容纳腔，在容纳腔内横向设置有环形磁芯，在环形磁芯的外 表面设置有线圈，在环形磁芯上开设有贯穿环形磁芯的缺口，在缺口内安装有霍尔元件，在 环形磁芯中部设置有贯穿绝缘壳体的环形安装部，在绝缘壳体内还安装有线路板，线路板 的一端分别与霍尔元件和线圈相连，线路板的另一端延伸形成有排针，所述排针向下伸出 绝缘壳体。
[0005] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，在绝缘壳体的两侧对称设置有两个安装 脚。
[0006] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，在绝缘壳体上凸起形成有两个定位部。
[0007] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，在绝缘壳体内填充有灌封胶。
[0008] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，环形安装部由聚甲醛复合材料制成。
[0009] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，聚甲醛复合材料由以下重量份数成分组 成：聚甲醛：100份，纤维状材料：5-30份，金属粉末：5-10份，抗静电剂：1-10份，增韧剂： 5-15份，阻燃剂：5-15份，抗氧剂：1-5份，甲醛吸收剂：1-5份，甲酸吸收剂：1-5份。
[0010] 聚甲醛材料具有很好的耐磨、消音、减燥等特性。因此，本发明采用聚甲醛复合材 料制备环形安装部，能进一步减少由于被测导线所产生的静电和噪声的电场干扰，提高抗 干扰能力。而且，本发明还在聚甲醛基体中复配了纤维状材料、金属粉末、增韧剂、阻燃剂、 抗静电剂等一系列助剂，使最终获得的环形安装部具有较高的强度和硬度，刚性好，韧性 好，耐低温冲击性不开裂，耐磨性好，耐腐蚀性好，抗蠕变性好，耐候性好，抗静电等特性。 [0011] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，抗静电剂为脂肪酸多元醇酯、改性硅油、改 性聚乙二醇中的一种或多种。工程塑料在使用过程中产生的静电危害会导致产品报废，甚 至引发事故，造成不良后果。工程塑料中抗静电最常用的方法是添加抗静电剂，但是，工程 塑料都有各自的结构和化学特性，只有选择合适的抗静电剂才能达到预期的效果。本发明 的聚甲醛极性小，结晶度高，与一般高分子抗静电剂的相容性差，因此，必须慎重选择抗静 电剂，否则，会起到适得其反的作用。本发明所选择的抗静电剂均与聚甲醛有较好的相容 性，也能改善聚甲醛复合材料的抗静电效果。
[0012] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，纤维状材料为玻璃纤维、碳纤维中的一种 或两种。
[0013] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，金属粉末为铁粉、铜粉、锌粉中的一种或多 种。
[0014] 纤维状材料和金属粉末主要用于提高聚甲醛复合材料的机械性能，如：纯聚甲醛 纯收缩率（缩水率）是2%，加纤维状材料增强后收缩率在0.6%上下。纯聚甲醛的缺口冲 击强度在7. 6KJ/m2,经金属粉末增强后可以达到lOKJ/m2以上。
[0015] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，金属粉末的粒径为100_200nm。金属粉末的 添加量和粒径对于复合材料最终的性能具有较大的影响。若金属粉末的添加量和粒径控制 不当时，非但不能起到增强复合材料性能的作用，反而会降低复合材料的性能。
[0016] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，增韧剂为经POE-g-MAH包覆的纳米无机粒 子，纳米无机粒子为纳米滑石粉、纳米硅藻土、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙中的一种或多种。 由于聚甲醛结晶度较高，一般达70% -85%，结晶晶粒较大，缺口冲击强度较低，往往以脆 性方式断裂。因此，需要对聚甲醛进行增韧改性。现有技术中一般采用弹性体、无机刚性 粒子等增韧聚甲醛，虽然可以有效提高复合材料的韧性，但由于增韧剂的加入量以及聚甲 醛与增韧剂之间的相容性较差等问题，导致成本较高但性能提升不明显。而本发明采用经 POE-g-MAH包覆的纳米无机粒子增韧聚甲醛，不仅与聚甲醛具有良好的相容性，而且增韧效 果显著，还能提高聚甲醛复合材料的刚性。
[0017] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，阻燃剂磷-氮阻燃剂。聚甲醛的氧指数为 15%左右，低于一般高分子材料的18%，是塑料中较易燃烧的一种，而且，在燃烧过程中，由 于甲醛气体的作用，会加速燃烧的速率，且有熔融滴落现象，因此必须对聚甲醛的阻燃性能 进行改性。但是，聚甲醛的热稳定性较差，受热易发生分解，且分解产物将加速聚甲醛分解。 因此，聚甲醛在成型加工过程中对助燃剂的要求比较苛刻，少量阻燃剂分解就会引起聚甲 醛材料的大量分解。此外，过多阻燃剂的添加会造成聚甲醛复合材料的力学性能大幅降低。 因此，阻燃剂的选择对于聚甲醛复合材料的最终性能具有重要影响。现有技术中的阻燃剂 中，磷-氮阻燃剂的热分解温度与聚甲醛较匹配，而且加工稳定，阻燃剂呈中性或弱碱性， 且阻燃剂添加量少，比较适合聚甲醛的阻燃改性。
[0018] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，抗氧剂为市售普通抗氧剂。包括受阻酚类 抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、受阻胺类抗氧剂。
[0019] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，甲醛吸收剂三聚氰胺、双氰胺、聚酰胺、聚 氨酯中的一种或多种。
[0020] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，甲酸吸收剂为氧化钠、氧化镁、硅酸钙、氢 氧化镁中的一种或多种。
[0021] 聚甲醛分子主链由单一的C-O键连接而成，由于聚甲醛分子主链上两个相邻氧原 子对亚甲基氢原子有较强的活化作用，导致了聚甲醛在熔融加工和使用过程中，具有明显 的解聚倾向，特别是在受到热、氧、应力的作用下大分子极易断链，发生连续脱甲醛的降解 反应，而分解产生的甲醛以及由甲醛氧化生成的微量甲酸又将促进分解，加速脱甲醛反应， 造成聚甲醛热稳定性较差。所以，本发明在聚甲醛基体中加入上述抗氧剂、甲醛吸收剂和甲 酸吸收剂，提高聚甲醛的热稳定性。
[0022] 在上述的一种闭环霍尔电流传感器中，灌封胶为聚氨酯灌封胶；聚氨酯灌封胶由 组分A和组分B组成，组分A与组分B的重量比为100 : (30-50);
[0023] 其中，组分A由以下成分（以重量份数计）组成：多元醇：100份，阻燃添加剂： 30-50份，导热填料：60-100份，补强纤维：10-30份，消泡剂：1-3份，扩链剂：1-5份，催化 剂：0.5-3份，偶联剂：3-10份。
[0024] 灌封胶用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护。固化后可以起到防水防 潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。电子灌封胶种类非常多，其中，聚氨 酯灌封胶可室温固化，避免了由于在加热固化中升温造成电子、电器零部件的损坏及性能 下降。由于室温下灌封固化，不需要庞大的加热固化设备，因而，它是电子、电器零件防湿、 防腐蚀处理的理想灌封材料。
[0025] 目前，现有聚氨酯灌封胶灌封固化后耐水、防霉菌、防震、透明、有优良的电绝缘 性，对电器元件无腐蚀，对钢、错、铜、锡等金属，以及橡胶、塑料、木质等材料有较好的粘接 性，可使安装和调试好的电子元件与电路不受震动、腐蚀、潮湿