电流检测组件、电流检测电路及电源设备的制作方法

本发明涉及传感器，具体涉及一种电流检测组件、电流检测电路及电源设备。

背景技术：

1、电流传感器是在电气绝缘的状态下，利用电流所产生的磁场来检测电流值的一种介于高、低电压之间的界面器件。其主要分为四大类：霍尔(hall)电流传感器、各向异性磁阻(amr)电流传感器、巨磁阻(gmr)电流传感器、隧道结磁(tmr)电流传感器。

2、现有结构的电流传感器，主要用来测试被测量电流，功能单一，不能提前或者在线判断电流传感器的工作状态。当电流传感器工作异常、或者被测量系统或被测量产品异常时，不能分辨是传感器异常还是被测量系统或被测量产品异常，不能对故障状态进行在线检测、定位和判断。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中的电流传感器，功能单一，不能提前或者在线判断电流传感器的工作状态。在当电流传感器工作异常、或者被测量系统或被测量产品异常时，存在无法分辨是传感器异常还是被测量系统或被测量产品异常导致的问题，不能对故障状态进行在线检测、定位和判断。

2、从而本发明提供一种电流检测组件，包括：

3、电流导线，所述电流导线适于与被测电流端口连接以接入被测电流；

4、自检线圈，设置在电流导线的上方，适于接入自检电路以加载自检电流并产生自检磁场；

5、磁传感器结构，被配置为在电流导线的上方，所述磁传感器结构用于感知所述被测电流产生的磁信号并形成第一电信号，及用于感知所述自检磁场并形成第二电信号；

6、信号处理单元，用于对第一电信号和第二电信号进行调理和校正后形成第一调理信号和第二调理信号；

7、其中，所述第一调理信号用于表征被测电流的大小以获取被测电流的大小，所述第二调理信号用于表征自检电流的大小以获得电流检测组件的状态。

8、可选地，上述的电流检测组件，还包括滤波件，所述滤波件适于设置在外部电路上，且所述滤波件与信号处理单元连接。

9、可选地，上述的电流检测组件，所述电流导线包括第一支臂和第二支臂，在所述第一支臂上流通的电流与所述第二支臂上流通的电流相反；

10、所述磁传感器结构包括第一磁传感器芯片和第二磁传感器芯片，所述磁传感器芯片用于通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，磁传感器结构将所述磁信号转化为电信号，所述第一磁传感器芯片设置在所述第一支臂上，所述第二磁传感器芯片设置在所述第二支臂上。

11、可选地，上述的电流检测组件，所述第一磁传感器芯片包括第一磁电阻和第三磁电阻，所述第二磁传感器芯片包括第二磁电阻和第四磁电阻；

12、其中，所述第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻以及第四磁电阻被构造为全桥的电桥电路。

13、可选地，上述的电流检测组件，所述信号处理单元包括至少两个可编程运算放大器，任一所述可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器、译码器模块和电阻开关阵列模块，相连接的多个所述运算放大器用于对所述电信号逐级放大，通过所述译码器模块输出的译码结果控制电阻开关阵列模块衰减输入信号的衰减量；

14、在两个所述可编程运算放大器之间设置至少一个滤波件。

15、可选地，上述的电流检测组件，还包括基架结构和基板，所述基架结构为半导体封装框架，所述信号处理单元以及磁传感器结构设置在所述基板上，所述基板设置在所述电路导线的上方，所述电流导线设置于所述基板与所述基架结构之间，且所述电流导线与所述基架结构一体成型或可拆卸连接。

16、可选地，上述的电流检测组件，还包括：设置在所述基架结构边缘处的导线引脚，每个所述电流导线的每一端分别与一个或多个所述导线引脚相连接。

17、本发明提供一种电流检测电路，包括上述的电流检测组件和自检电路；

18、其中，所述自检电路与自检线圈连接，所述自检电路用于加载自检电流。

19、可选地，自检电路包括相连接的三极管、稳压二极管、限流电阻。

20、本发明提供一种电源设备，所述电源设备包括上述的检测电路以及供电电路。

21、本发明技术方案，具有如下优点：

22、1.本发明提供的电流检测组件，包括：电流导线、自检线圈、磁传感器结构以及信号处理单元。其中，所述电流导线适于与被测电流端口连接以接入被测电流；自检线圈设置在电流导线的上方，适于接入自检电路以加载自检电流并产生自检磁场；磁传感器结构被配置为在电流导线的上方，所述磁传感器结构用于感知所述被测电流产生的磁信号并形成第一电信号，及用于感知所述自检磁场并形成第二电信号；信号处理单元用于对第一电信号和第二电信号进行调理和校正后形成第一调理信号和第二调理信号；其中，所述第一调理信号用于表征被测电流的大小以获取被测电路的状态，所述第二调理信号用于表征自检电流的大小以获得电流检测组件的状态。

23、此结构的电流检测组件，磁传感器结构实现对于电流导线的电流感应，从而实现对于普通电流进行检测，信号处理单元实现对电信号进行调理和矫正，实现对流过电流导线电流的检测；同时搭配自检线圈和自检电路，并通过磁传感器结构实现对于对传感器功能和工作状态进行检测，进而实现了传感器的自检功能，从而提高传感器的可靠性。具体来说，当电流检测组件工作异常或者测量系统异常时，能够通过此结构的电流检测组件感知的第一调理信号和第二调理信号的变化来分辨出：是否为传感器异常，或者是否是被测量系统或被测产品异常，进而，能对故障状态进行在线检测、定位和判断。同时，此结构的电流检测组件，作为具有自检功能的芯片级电流检测组件，还具有体积小，结构紧凑，满足各种对可靠性要求比较高的检测需求的特点。

24、2.本发明提供的电流检测组件，磁传感器结构包括至少一个磁传感器芯片，磁传感器芯片用于通过磁感元件感应被测电流产生的磁信号，并将磁信号转化为电信号；其中，磁传感器结构包括第一磁传感器芯片和第二磁传感器芯片，第一磁传感器芯片包括第一磁电阻和第三磁电阻，第二磁传感器芯片包括第二磁电阻和第四磁电阻，第一磁电阻、第二磁电阻、第三磁电阻以及第四磁电阻被构造为全桥电路，进而实现梯度全桥方案，抗干扰能力强。

25、3.本发明提供的电流检测组件，信号处理单元为可编程运算放大器。可编程运算放大器包括：相连接的至少两个运算放大器、译码器模块和电阻开关阵列模块，相连接的多个运算放大器用于对电信号或第一调理信号逐级放大，通过译码器模块输出的译码结果控制电阻开关阵列模块衰减输入信号的衰减量，最终实现了放大器的增益的可编程。

技术特征：

1.一种电流检测组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1中所述的电流检测组件，其特征在于，还包括滤波件，所述滤波件适于设置在外部电路上，且所述滤波件与信号处理单元(4)连接。

3.根据权利要求1中所述的电流检测组件，其特征在于，

4.根据权利要求3中所述的电流检测组件，其特征在于，

5.根据权利要求2中所述的电流检测组件，其特征在于，

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电流检测组件，其特征在于，

7.根据权利要求6中所述的电流检测组件，其特征在于，

8.一种电流检测电路，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的电流检测组件和自检电路；

9.根据权利要求8中所述的电流检测电路，其特征在于，自检电路包括相连接的三极管、稳压二极管、限流电阻。

10.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括权利要求8或9中所述的检测电路以及供电电路。

技术总结
本发明提供了一种电流检测组件、电流检测电路及电源设备，电流检测组件包括电流导线、自检线圈、磁传感器结构以及信号处理单元。其中，电流导线用于接入被测电流；自检线圈用于产生自检磁场；磁传感器结构用于感知被测电流产生的磁信号并形成第一电信号，及用于感知自检磁场并形成第二电信号；信号处理单元用于对第一电信号和第二电信号进行调理和校正后形成第一调理信号和第二调理信号；第一调理信号用于表征被测电流的大小以获取被测电路的状态，第二调理信号用于表征自检电流的大小以获得电流检测组件的状态。通过第一调理信号和第二调理信号的变化来分辨出是否为传感器异常或是否为被测量系统或被测量产品异常。

技术研发人员：徐晓鹏,郁亚威,谈侃,顾新丰,张智健
受保护的技术使用者：安徽希磁科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15