本发明涉及电流检测技术领域,特别涉及一种电流传感器。
背景技术:
随着电力电子技术的发展,新能源汽车电机控制器的功率等级、电压电流等级也在逐步上升。在新能源汽车电机控制器中,电流测量和控制作为关键功能,不仅对电流传感器的一致性和可靠性提出了更高的要求,还要求电流传感器在更宽的温度范围内保持较高的测量精度。
霍尔电流传感器可以实现原边电流与测试电路的隔离,同时具有测量范围宽、精度高、线性度好、响应时间短、过载能力强等优点,被广泛应用于电机控制器中。霍尔电流传感器主要由霍尔芯片、带气隙磁芯及滤波电路组成。霍尔电流传感器的磁芯是由软磁材料制成的带有气隙的磁芯,常用的软磁材料有铁氧体、坡莫合金和硅钢片等。
采用硅钢片叠片铆接工艺制作的传感器磁芯,由于其材料本身具有较高的电导率,因此磁芯与穿过磁芯窗口的铜排、磁芯与地、磁芯与霍尔芯片电路之间很容易产生寄生电容。由于霍尔电流传感器位于电机控制器的交流铜排上,当交流铜排上的电压发生变化或有高频电压信号经过时,会引起寄生电容的电位变化,进而导致霍尔芯片测量电路出现测量干扰或误差。为了保证霍尔传感器能够正确测量交流铜排上的电流,磁芯通常被接地。典型的接地方式有磁芯焊接导体、磁芯开槽铆接导体、磁芯穿孔压接导体等形式,然而这几种接地方式会影响硅钢片的磁导率,并因此对传感器的磁路产生影响,从而影响测量精度。因此,电流传感器磁芯接地对于保证其测量精度具有重要意义。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提供一种电流传感器,能够提供有效的磁芯接地连接,保证其测量精度。
为实现上述目的,本发明的电流传感器,包括磁芯、霍尔芯片、印刷电路板和压接弹片,所述磁芯设有气隙,所述霍尔芯片置于所述气隙内,所述霍尔芯片焊接固定在所述印刷电路板上;所述印刷电路板上设置有接地端子,所述压接弹片设置在所述磁芯与印刷电路板之间,分别与所述磁芯与印刷电路板连接,所述压接弹片与所述接地端子电连接。
优选地,所述压接弹片包括基部和弹性接触部,所述基部焊接固定在所述印刷电路板上,所述弹性接触部与所述磁芯抵接。
优选地,所述压接弹片采用长条形的金属弹片折弯形成。
优选地,所述霍尔芯片的表面与所述磁芯的端面平行。
优选地,所述霍尔芯片与所述印刷电路板呈垂直状态。
优选地,所述印刷电路板与所述磁芯的底面或正表面平行。
本发明的电流传感器,实现了磁芯的有效接地,保证了测量精度,而且组装方便。
附图说明
图1为本发明的一种实施方式的电流传感器的示意图;
图2为图1的主视图;
图3为图2中压接弹片的放大示意图;
图4为本发明的另一种实施方式的电流传感器的示意图。
具体实施方式
下面参照附图详细地说明本发明的具体实施方式。
如图1~3所示,本发明的电流传感器,包括磁芯10、霍尔芯片30、印刷电路板20和压接弹片40,所述磁芯10设有气隙11,所述霍尔芯片30置于所述气隙11内,所述霍尔芯片30焊接固定在所述印刷电路板20上,所述印刷电路板20用于给所述霍尔芯片30提供电源并且用于输出所述霍尔芯片30的测量信号。霍尔芯片30的电源由外部电源通过印刷电路板20提供,且霍尔芯片30的输出电压通过印刷电路板20反馈给外部信号接收电路。
所述印刷电路板20上设置有接地端子(图中未示出),所述压接弹片40设置在所述磁芯10与印刷电路板20之间,分别与所述磁芯10与印刷电路板20连接,所述压接弹片40与所述接地端子电连接。
所述压接弹片40包括基部41和弹性接触部42,所述基部41焊接固定在所述印刷电路板20上,所述弹性接触部42与所述磁芯10抵接,使所述弹性接触部42与所述磁芯10保持弹性接触。本领域的技术人员应该理解,为保证磁芯20接地的有效性,通常所述弹性接触部42在与所述磁芯10抵接时会产生一定程度的形变。采用所述压接弹片40实现电流传感器磁芯10接地,与传统的磁芯接地方式相比,避免了接地导体对磁路性能的影响,同时降低了安装难度,提高了生产效率。
在本发明的一个实施方式中,所述压接弹片40采用长条形的金属弹片折弯形成。该金属弹片可以是铜片,或者不锈钢弹片等其他良导体。
所述磁芯10的两个端面12之间形成所述气隙11,在本发明的一个实施方式中,所述霍尔芯片30的表面与所述磁芯10的的端面平行,以保证磁芯10的磁力线垂直穿过霍尔芯片30。
在本发明的一个实施方式中,所述霍尔芯片30与所述印刷电路板20呈垂直状态,以保证霍尔芯片30在气隙11中的安装位置正确。
所述压接弹片40的数量可以根据需要设置一个或多个,其中,采用一个压接弹片40时可置于霍尔芯片30的单侧,如果采用多个压接弹片40时可置于霍尔芯片30的单侧或两侧;采用多个压接弹片40可以实现接地冗余,进一步提高磁芯10接地的可靠性。
本发明的电流传感器,磁芯10常用硅钢叠片铆接或绕制制成,当导电铜排50穿过磁芯10的窗口13时,铜排50与磁芯10、磁芯10与地、磁芯10与霍尔测量电路之间会存在寄生电容。当铜排10上有高频电压信号干扰时,会使磁芯10的电位产生变化,由此对霍尔测量电路的信号产生影响。通过将磁芯10接地,可以将磁芯10的电位钳位在零电位,从而屏蔽铜排50上高频电压信号的干扰。
图1和图2中所示的本发明的一种实施方式的电流传感器中,所述印刷电路板20与所述磁芯10的底面平行,也就是所述印刷电路板20置于所述磁芯10的底部。图3中所示为本发明的另一种实施方式,所述印刷电路板20与所述磁芯10的正表面平行。
本发明的电流传感器,压接弹片40可焊接于印刷电路板20上,在大批量制造时安装方便;磁芯10与压接弹片40之间采用弹性接触,可实现传感器磁芯10安装的灵活性,保证磁芯10有效接地,并且避免了接地对传感器磁路的影响。
如上所述,参照附图对本发明的示例性具体实施方式进行了详细的说明。应当了解,本发明并非意在使这些具体细节来构成对本发明保护范围的限制。在不背离根据本发明的精神和范围的情况下,可对示例性具体实施方式的结构和特征进行等同或类似的改变,这些改变将也落在本发明所附的权利要求书所确定的保护范围内。
1.一种电流传感器,其特征在于,包括磁芯、霍尔芯片、印刷电路板和压接弹片,
所述磁芯设有气隙,所述霍尔芯片置于所述气隙内,所述霍尔芯片焊接固定在所述印刷电路板上;
所述印刷电路板上设置有接地端子,所述压接弹片设置在所述磁芯与印刷电路板之间,分别与所述磁芯与印刷电路板连接,所述压接弹片与所述接地端子电连接。
2.如权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,所述压接弹片包括基部和弹性接触部,所述基部焊接固定在所述印刷电路板上,所述弹性接触部与所述磁芯抵接。
3.如权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,所述压接弹片采用长条形的金属弹片折弯形成。
4.如权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,所述霍尔芯片的表面与所述磁芯的端面平行。
5.如权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,所述霍尔芯片与所述印刷电路板呈垂直状态。
6.如权利要求1所述的电流传感器,其特征在于,所述印刷电路板与所述磁芯的底面或正表面平行。