一种小型数字化互感器的制作方法

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种小型数字化互感器。

背景技术：

互感器(instrument transformer)又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或1A，均指额定值)，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全

传统的微机保护用互感器是使用磁芯上绕线的方式制作完成，具有精度低，一致性差，体积大，重量大等缺陷。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种小型数字化传感器，用以解决现有技术中传统互感器是使用磁芯上绕线的方式制作完成，具有精度低，一致性差，体积大，重量大的问题。

其具体的技术方案如下：

一种小型数字化互感器，所述互感器包括：

N层印制电路板PCB线圈，所述PCB线圈设置于基板上，其中，N为大于等于1的正整数；

信号处理电路，所述信号处理电路设置于所述基板上，所述信号处理电路与所述PCB线圈连接，所述信号处理电路通过接口将信号输出。

可选的，所述N层PCB线圈通过过孔连接。

可选的，所述信号处理电路包括：

信号放大和保护电路，所述信号放大和保护电路与所述N层PCB线圈连接，放大所述N层PCB线圈的信号；

模数转换电路，与所述信号放大和保护电路连接，并接收所述信号放大和保护电路输出的模拟信号；

输出缓冲电路，与所述模数转换电路连接，接收所述模数转换电路输出的数字信号；

信号输出电路，与所述输出缓冲电路连接，并接收输出缓冲电路输出的数字信号。

可选的，所述信号输出电路包含串行外设接口和/或两线式串行总线接口。

可选的，所述PCB线圈以及所述信号处理电路通过多芯片模块技术封装在管壳内，所述管壳上设置一穿线孔，所述穿线孔具体为互感器接线孔。

可选的，所述互感器还包括：

单片微型计算机，设置于所述基板上，所述单片微型计算机与所述信号处理电路以及所述PCB线圈连接。

在本发明中，互感器包含N层印制电路板PCB线圈以及信号处理电路，信号处理电路与PCB线圈连接，这两部分放在同一个封装中。在工艺发展后，也可以设计成一个芯片。此设计具有重量轻，一致性好，精度高的优点，不再使用磁芯，并减少了铜线的使用，降低了成本，具有绿色环保节能的功效。

附图说明

图1为本发明实施例中一种小型数字化互感器的结构示意图之一；

图2为本发明实施例中一种小型数字化互感器的结构示意图之二。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种小型数字化互感器的结构示意图，该互感器包括：

N层印制电路板PCB线圈101，所述PCB线圈101设置于基板103上，其中，N为大于等于1的正整数；

信号处理电路102，所述信号处理电路102设置于所述基板103上，所述信号处理电路102与所述PCB线圈101连接，所述信号处理电路102通过接口将信号输出。

在本发明实施例中，根据当前的工艺情况，本设计分成两个部分。一部分是PCB线圈101，一部分是信号处理电路102。这两部分放在同一个封装中。在工艺发展后，也可以设计成一个芯片。此设计具有重量轻，一致性好，精度高的优点，不再使用磁芯，并减少了铜线的使用，降低了成本，具有绿色环保节能的功效。

具体来讲，根据互感器的技术参数，和PCB的生产工艺，可以制作一层或多层PCB，每层PCB上均制作了线圈，并通过过孔互联(图中未示出)，其中，该过孔也称金属化孔。在双基板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔。

PCB高精度的生产工艺可以保证制作的线圈具有很高的一致性。如果需要更高的精度，PCB线圈也很容易整定。通过保留一定的线圈冗余，可以短路或者多连入几圈线圈的方式保持多个器件之间的误差保持在希望的范围内。

进一步，在本发明实施例中，如图2所示，该信号处理电路102包括：

信号放大和保护电路201，所述信号放大和保护电路201与所述N层PCB线圈101连接，放大所述N层PCB线圈101的信号；

模数转换电路202，与所述信号放大和保护电路201连接，并接收所述信号放大和保护电路201输出的模拟信号；

输出缓冲电路203，与所述模数转换电路202连接，接收所述模数转换电路202输出的数字信号；

信号输出电路204，与所述输出缓冲电路203连接，并接收输出缓冲电路203输出的数字信号。

通过把信号处理电路102做成一个die的方式，可以保证整个电路环境的一致性，通过生产过程中的校准，可以使整个电路的精度保持在一个较高的水平，而不需要增加成本。

进一步来讲，基于成本和方便性，信号输出电路204可以使用串行外设接口和/或两线式串行总线接口。

进一步来讲，所述PCB线圈101以及所述信号处理电路102通过多芯片模块技术封装在管壳内，所述管壳上设置一穿线孔，所述穿线孔具体为互感器接线孔。具体实施时，考虑到成本，在满足可靠性要求的情况下，可以采用COB封装，这里的COB封装就是将裸芯片用导电或非导电点胶粘附在互联基板上，然后进行引线键合实现电气连接的技术。

进一步，在本发明实施例中，该互感器还可以包括：

单片微型计算机MCU，设置于所述基板上，所述单片微型计算机与所述信号处理电路102以及所述PCB线圈101连接。就是说，可以把MCU也封装在此芯片内，做成具有保护处理功能的芯片。

综上来讲，在本发明实施例中，互感器包含N层印制电路板PCB线圈101以及信号处理电路102，信号处理电路102与PCB线圈101连接，这两部分放在同一个封装中。在工艺发展后，也可以设计成一个芯片。此设计具有重量轻，一致性好，精度高的优点，不再使用磁芯，并减少了铜线的使用，降低了成本，具有绿色环保节能的功效。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。