理，可知开环磁芯10接通被测电流后在两个气隙11产生的磁场强度分别为:
[0035]BI = (4*Pi*I)/Ll ;及
[0036]B2 = (4*Pi*I)/L2。
[0037]其中，BI及B2为两个气隙11产生的磁场强度，而I为被测电流大小。
[0038]从而可得到两个霍尔元件20产生的电压大小为:
[0039]Voutl = G1*B1 ;及
[0040]Vout2 = G2*B20
[0041]其中，Voutl及Vout2为两个霍尔元件20产生的电压大小，Gl及G2为两个霍尔元件20的灵敏度。
[0042]可见，在两个霍尔元件20的输出正常的情况下，考虑到气隙11相同，因此LI =L2，而两个霍尔元件20相同，因此Gl = G2，因此，两个霍尔元件20的输出相同。这样的分析同样适用于更多的气隙11及更多的霍尔元件20的情况，而霍尔元件20的输出相同方便后续处理霍尔元件20的输出，例如方便识别输出异常的霍尔元件20及计算电流传感器100的输出。
[0043]当然，在其他实施方式中，气隙11也可或部分不相同，和/或者霍尔元件20可以不相同或部分不相同，和/或者霍尔元件20与对应的气隙11的配合也可以不同或部分不同。
[0044]电流传感器100还包括连接外部电源及霍尔元件20的直流转换器30，直流转换器30用于将外部电源的电压转换为稳定的供电电压。例如将12V的外部电源转化为5V的供电电压。
[0045]相较于将外部电源直接给霍尔元件20供电，本实用新型的电流传感器100可以避免外部电源不稳定(例如受整车电压影响)，导致霍尔元件20的供电电压不稳定，从而导致电流传感器100的输出异常。
[0046]本实施方式中，直流转换器30的最低工作电压高于等于5V，输出电压精度高于等于0.5%，输出驱动电流高于等于50mA，工作最高温度125摄氏度，工作最低温度_40摄氏度。
[0047]本实施方式中，电流传感器100包括与霍尔元件20连接的信号处理器40，信号处理器40计算每个霍尔元件20的输出与对应的标准值之间的差值，并在差值大于预定阈值时使对应的霍尔元件20的输出异常信号。
[0048]标准值即是霍尔元件20在理想的工作环境中，输出正常时的输出值，可根据具体应用参数及霍尔元件20的特性通过理论估算，或者通过实验测得。预定阈值可以理解为允许的标准值公差。也即是说，霍尔元件20的输出是否正常判断的依据是:霍尔元件20的输出正常时应该接近标准值，即是存在偏差也应该在允许的公差范围内。标准值及公差均可预存于信号处理器40中。
[0049]假若所有的霍尔元件20的输出都正常，则信号处理器40计算所有的霍尔元件20的输出的平均值，作为电流传感器100的输出。例如，以本实施方式中两个霍尔元件20为例，两个霍尔元件20的输出为Voutl及Vout2，则电流传感器100的输出为Vout =(Voutl+Vout2)/20采用多个霍尔元件20的输出平均值作为电流传感器100的输出使得电流传感器100的输出更加准确，避免电流传感器100的输出受单个霍尔元件20的特性偏差影响。
[0050]假若存在部分霍尔元件20的输出正常，而另外部分霍尔元件20的输出异常。信号处理器40计算输出正常的霍尔元件20的输出的平均值作为电流传感器100的输出。
[0051]在本实施方式中，以两个霍尔元件20为例，假若其中一个霍尔元件20的输出异常，则信号处理器40以剩余的霍尔元件20的输出为电流传感器100的输出。但是，在其他实施方式中，假若霍尔元件20的数目超过两个，例如为四个，且其中一个霍尔元件20的输出异常，则信号处理器40计算剩余的三个霍尔元件20的输出的平均值，并作为电流传感器100的输出。
[0052]电流传感器100还包括与信号处理器40连接的提醒模块50，用于在霍尔元件20的输出异常时，提醒用户替换霍尔元件20。
[0053]例如，提醒模块50可以包括蜂鸣器和/或发光二极管等器件，用于在霍尔元件20的输出异常时发出警报声和/或闪烁灯视觉警报，提醒用户更换霍尔元件20。提醒模块50还可以包括显示模块，用于显示输出异常的霍尔元件20的元件编号等或者显示各个霍尔元件20的状态(正常或异常)，方便用户快速找到输出异常的霍尔元件20进行更换。
[0054]信号处理器40还用于判断是否所有霍尔元件20的输出都超出电流传感器100的有效输出范围，若是则发出故障信号。
[0055]电流传感器100的有效输出范围是指电流传感器100的工作范围，例如，在本实施方式中，电流传感器100用于汽车中，则电流传感器100的有效输出范围为2.5V±2V，即0.5V-4.5V。因此，假若所有霍尔元件20的输出超出0.5V-4.5V，则说明所有霍尔元件20都发生严重故障，发出故障信号。
[0056]在某些实施方式中，故障信号可以通过提醒模块50发出。当应用于汽车时，由于涉及行车安全，汽车应该根据故障信号控制停车。
[0057]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
[0058]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种电流传感器，其特征在于，包括: 开环磁芯，所述开环磁芯形成至少两个气隙；及 至少两个霍尔元件，每个所述霍尔元件设置在对应的所述气隙内。2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述至少两个气隙相同，所述至少两个霍尔元件相同。3.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器还包括连接外部电源及所述霍尔元件的直流转换器，所述直流转换器用于将所述外部电源的电压转换为稳定的供电电压。4.如权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，所述直流转换器的最低工作电压高于等于5V，输出电压精度高于等于0.5%，输出驱动电流高于等于50mA，工作最高温度125摄氏度，工作最低温度-40摄氏度。5.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述电流传感器包括与所述霍尔元件连接的信号处理器，所述信号处理器用于计算每个所述霍尔元件的输出与对应的标准值之间的差值、并在所述差值大于预定阈值时使对应的所述霍尔元件的输出异常信号。6.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述信号处理器还用于在所述差值小于所述预定阈值时使所述霍尔元件的输出正常信号，并计算所述霍尔元件的输出的平均值，并作为所述电流传感器的输出。7.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述信号处理器还用于在部分所述霍尔元件的输出异常信号时计算输出正常信号的所述霍尔元件的输出的平均值，并作为所述电流传感器的输出。8.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述信号处理器包括与所述信号处理器连接的提醒模块，用于在所述霍尔元件的输出异常信号时提醒用户替换所述霍尔元件。9.如权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，所述信号处理器用于判断是否每个所述霍尔元件的输出都超出所述电流传感器的有效输出范围，若是，则发出故障信号。10.一种汽车，其特征在于包括如权利要求1-9任意一项所述的电流传感器。
【专利摘要】本实用新型电流传感器，其包括开环磁芯及至少两个霍尔元件。所述开环磁芯形成至少两个气隙。每个所述霍尔元件设置在对应的所述气隙内。本实用新型实施方式的电流传感器，当某个霍尔元件的输出异常时，可采用输出正常的霍尔元件的输出作为电流传感器的输出。
【IPC分类】G01R19/00
【公开号】CN204903625
【申请号】CN201520594775
【发明人】刘双, 唐新颖
【申请人】比亚迪股份有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月10日