柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置与流程

本申请涉及非接触式电流测量，尤其涉及一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置。

背景技术：

1、随着现代电子技术的发展，柔性电流传感器由于其非接触式测量、体积小、柔软灵活等特点得到广泛使用。

2、目前，对于柔性电流传感器的应用，常见的是柔性罗科夫斯基线圈(rogowskicoil)，它对被测导体的尺寸、电流的频率都无特殊的要求，也可测量波形复杂的电流信号。但是柔性罗科夫斯基线圈不适于直流电流，导致其应用场景受到限制。

3、综上，如何提供一种柔性电流传感器以实现适用于交流电和直流电的测量且测量精度高的效果，俨然已经成为本领域亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置，旨在实现适用于交流电和直流电的测量且测量精度高的效果。

2、为实现上述目的，本申请提供一种柔性电流传感器，所述柔性电流传感器包括：包括柔性条带；

3、所述柔性条带包括：

4、柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；

5、多个隧道磁阻元件，其设置于所述柔性电路板，用于采集所述待测导线周围磁场的强度；

6、多个偏磁体，其设置于所述多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各所述隧道磁阻元件周围磁场的方向；

7、信号处理单元，其设置于所述柔性电路板，与所述多个隧道磁阻元件电连接，用于依据所述多个隧道磁阻元件的输出信号输出所述待测导线的待测电流情况。

8、可选地，各所述隧道磁阻元件依序沿所述柔性电路板的正面延伸方向及反面延伸方向排列成正面磁阻元件环及反面磁阻元件环；

9、各偏磁体设置于相邻隧道磁阻元件之间，使得各相邻的隧道磁阻元件的磁灵敏轴方向相反。

10、可选地，所述柔性条带还包括：

11、第一绝缘膜，其设置于所述正面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的正面区域；以及，

12、第二绝缘膜，其设置于所述反面磁阻元件环的周围，用于覆盖所述柔性电路板的反面区域。

13、可选地，所述柔性条带还包括设置于所述柔性电路板的电路连接单元，用于建立所述多个隧道磁阻元件之间的电连接以及所述多个隧道磁阻元件与所述信号处理单元的电连接；

14、所述电路连接单元包括第一左侧环、第二左侧环、第一右侧环以及第二右侧环；所述第一左侧环设置于所述正面磁阻元件环的左侧，所述第一右侧环设置于所述正面磁阻元件环的右侧，所述第二左侧环设置于所述反面磁阻元件环的左侧，所述第二右侧环设置于所述反面磁阻元件环的右侧。

15、可选地，所述第一左侧环、所述第二左侧环、所述第一右侧环以及所述第二右侧环的材质为铜。

16、可选地，所述隧道磁阻元件包括多个磁隧道结；

17、各所述磁隧道结包括依次层叠的底电极层、钉扎层、参考层、绝缘层、感测层以及顶电极层；

18、各所述磁隧道结之间通过所述底电极层和/或所述顶电极层建立电连接。

19、可选地，所述偏磁体的材质为软磁材料。

20、可选地，所述柔性电流传感器还包括：

21、套管，用于容纳所述柔性条带；

22、连接结构，包括设置于所述套管两端的第一连接部和第二连接部，用于连接所述套管的两端，使所述柔性电路板形成所述通道。

23、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种柔性电流传感器的制备方法，包括：

24、在柔性基体上形成磁阻叠层，经流片、退火得到多个隧道磁阻元件，其中，所述多个隧道磁阻元件具有相同的磁灵敏轴方向；

25、将所述多个隧道磁阻元件、多个偏磁体以及信号处理单元分别设置于柔性电路板中得到柔性条带；

26、将所述柔性条带的两端可拆卸连接得到柔性电流传感器。

27、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电流传感装置，包括柔性电流传感器；

28、所述柔性电流传感器为如上所述的柔性电流传感器，或采用如上所述的制备方法所制得的柔性电流传感器。

29、本申请提供一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置，其中，柔性电流传感器包括柔性条带；所述柔性条带包括：柔性电路板，其具有供待测导线贯穿的通道；多个隧道磁阻元件，其设置于所述柔性电路板，用于采集所述待测导线周围磁场的强度；多个偏磁体，其设置于所述多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各所述隧道磁阻元件周围磁场的方向；信号处理单元，其设置于所述柔性电路板，与所述多个隧道磁阻元件电连接，用于依据所述多个隧道磁阻元件的输出信号输出所述待测导线的待测电流情况。

30、区别于现有的柔性电流传感器，本申请通过在柔性电路板上设置多个隧道磁阻元件、多个偏磁体和信号处理单元构成柔性电流传感器，其中，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道，可适用于不同尺寸、不同形状的待测导线；隧道磁阻元件用于采集待测导线周围磁场的强度，适用于直流电流和交流电流，偏磁体影响隧道磁阻元件周围磁场的方向，使周围磁场沿隧道磁阻元件所在的回线上均匀分布；信号处理单元输出待测导线的待测电流情况，从而使得本申请提出的柔性电流传感器能够实现适用于交流电和直流电的电流测量且测量精度高的效果。

技术特征：

1.一种柔性电流传感器，其特征在于，包括柔性条带；

2.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的柔性电流传感器，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的柔性电流传感器，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的柔性电流传感器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述隧道磁阻元件包括多个磁隧道结；

7.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述偏磁体的材质为软磁材料。

8.根据权利要求1所述的柔性电流传感器，其特征在于，所述柔性电流传感器还包括：

9.一种柔性电流传感器的制备方法，其特征在于，包括：

10.一种电流传感装置，其特征在于，包括柔性电流传感器；

技术总结
本申请涉及非接触式电流测量技术领域，并公开了一种柔性电流传感器及其制备方法和电流传感装置。该柔性电流传感器包括柔性条带；该柔性条带包括柔性电路板、多个隧道磁阻元件、多个偏磁体及信号处理单元，柔性电路板具有供待测导线贯穿的通道；多个隧道磁阻元件设置于柔性电路板，用于采集待测导线周围磁场的强度；多个偏磁体设置于多个隧道磁阻元件的周围，用于影响各隧道磁阻元件周围磁场的方向；信号处理单元设置于柔性电路板，与多个隧道磁阻元件电连接，用于依据多个隧道磁阻元件的输出信号输出待测导线的待测电流情况。本申请柔性电流传感器能够实现适用于交流电和直流电的电流测量且测量精度高的效果。

技术研发人员：秦伟富,张洪源,关蒙萌,胡忠强,何玉金,黄文虎,周炳尧
受保护的技术使用者：珠海多创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15