电流互感器模块的制作方法

本发明涉及一种具有电路板的电流互感器模块，在该电路板中，磁路集成到电路板的间隙中。

背景技术：

环形铁心互感器类型的电流互感器是已知的。这种电流互感器的次级回路通常包括环形绕组，该环形绕组也被称为环形铁心。电流互感器的初级回路是穿过环形绕组的金属线。由于法律要求，在设计电流互感器时，例如在初级侧与次级侧接口之间或者在初级侧接口与环形绕组之间，要保持预定的电气间隙和爬电距离。环形绕组通常由漆包线构成，其对于法律规定来说被认为是不绝缘的。相反，形成初级回路的金属线通常是充分绝缘的。在初级回路金属线的裸露的自由端到环形绕组之间保持特定的最小距离。

除了这些环形铁心互感器之外，还有由交替分层的叠片构成的具有线圈架的互感器。线圈架的优点是可以简单快速地对其绕线。但是，对于线圈架来说还有再一次的工具成本。然而总的来说，在这种互感器的情况中，精度和动态范围比环形铁心互感器差。

上述对于电流互感器的实例有多个缺点。所以导致了安装次级绕组的成本相当大。此外，必须限定住连接绞线，而其又必须与电路板接触。另外，在将电流互感器组件从电路板上分离时需要更多的结构空间。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种电流互感器模块，其以简单的方式和方法克服上述缺点。

该目的通过具有权利要求1的特征的电流互感器模块来实现。能够单独使用或彼此组合使用的有利设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明，该目的通过一种电流互感器模块来实现，该电流互感器模块具有电路板，在电路板中，磁路集成到电路板的间隙中，其中，形成电流互感器模块的次级回路的、具有线匝的绕组布置在电路板中或电路板上。

上位概念“电流互感器模块”在本专利申请中定义为优选地不具有自身壳体的模块化构造的电流互感器，该电流互感器利用其初级回路和其次级回路集成在电路板中和电路板上。

本发明包括电路板，在该电路板上并且在其中，次级线匝实施为印制导线。在电路板上设置有空隙，以便能容纳磁路。初级线匝可以实现为单独的导线或实现为在电路板层上和电路板层中的印制导线。

在本发明的一个特别有利的设计方案中提出，磁路由特别是u形、e形或l形的叠片或者由环形带或铁磁半壳或有空隙的连续带绕铁心半部形成。各个堆叠的u形叠片交替地彼此相对朝向。该结构以这样的方式和方法提供了优势，例如没有气隙。环形带提供了可以最佳地引导磁通量的优点。铁磁半壳的优点在于，两个半壳能够容易组装，并且可以通过重叠表面控制气隙的特性。有空隙的连续带绕铁心半部通过其两部分构成也可以容易地组装。它们仅仅需要如此相互接合，就产生闭合的磁路。

在根据本发明构思的另一个特别的改进方案中可以提出，磁路定位在电路板中的一个或多个空隙中，并且形成次级回路的线匝穿过磁路。通过电路板中的间隙成功地将磁路牢固地固定。相应的磁路具有两个支脚元件，这些经由连接部段相互连接。围绕两个支脚元件中的一个，次级回路卷绕在电路板中和电路板上。

在本发明的特别的设计方案中可以提出，形成次级回路的线匝构造在多个电路板层上。为了获得技术上有意义的线匝数量，线匝必须分布在电路板的几个层上。

在本发明构思的另一个特别改进方案中可以提出，具有形成次级回路的线匝的电路板层构造为，具有在电路板层之间穿过整个电路板的敷镀通孔。该技术解决方案是成本特别低廉的。

在本发明构思的另一个特别改进方案中可以提出，具有形成次级回路的线匝的电路板层构造为，仅仅在电路板的部分区域中在电路板层之间具有敷镀通孔。为了不增大线匝间距，那么敷镀通孔位于实际的绕组面之外。

在本发明构思的另一个特别改进方案中可以提出，敷镀通孔布置在形成次级回路的线匝的绕组面之外。因此获得的优点是，线匝间距不必增加。

在本发明的一个特别有利的设计方案中提出，电流互感器模块构造用于马达保护。

在本发明的一个特别有利的设计方案中可以提出，电流互感器模块构造用于线路保护。

在根据本发明构思的另一个特别的改进方案中可以提出，电流互感器模块构造成3相的，并且由彼此电连接的三个磁路和三个次级回路构成。

根据本发明的电流互感器模块具有磁路，磁路优选地能够由u形叠片、由有空隙的连续带绕铁心半部、由环形带或者由铁磁半壳构成。磁路定位在电路板的空隙中。电路板中的空隙优选地彼此相对置。在每个实施方案中，磁路的相应的实施方式具有两个经由连接部段相互连接的支脚元件。相应的磁路的支脚元件定位在电路板的空隙中。相应地围绕磁路的一个支脚元件，电流互感器模块的形成次级回路的绕组被构造为具有在电路板中的多个线匝。

附图说明

本发明的另外的优点和实施方案接下来借助实施例以及借助附图进行详细地阐述。

在此示意性地示出：

图1示出了根据本发明的电流互感器模块的一个实施例，其具有作为磁路的u形叠片；

图2示出了根据本发明的电流互感器模块的另一个实施例，其具有作为磁路的有空隙的连续带绕铁心半部；

图3示出了根据本发明的电流互感器模块的另一个实施例，其具有作为磁路的环形带；

图4示出了根据本发明的电流互感器模块的另一个实施例，其具有作为磁路的铁磁半壳；

图5示出了根据图4的实施例，其中，铁磁半壳由堆叠的叠片制成；

图6示出了具有穿过整个电路板层的敷镀通孔的线圈；

图7示出了具有在电路板的各层之间的敷镀通孔的线圈。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的电流互感器模块的一个实施例。根据本发明的电流互感器模块具有磁路1，其优选地由u形叠片2构成。u形叠片2具有两个优选相对置的支脚元件3、4，它们经由连接部段5相互连接。磁路1放置在电路板7的空隙6中。电路板7中的空隙6优选地彼此相对置。u形构造的叠片的支脚元件3、4定位在电路板7的空隙6中，其中，u形叠片2优选布置为开口侧交替地位于电路板7上方或下方。在此，图1所示的箭头方向对应于安装方向。相应地围绕磁路1的一个支脚元件，电流互感器模块的形成次级回路8的绕组被构造具有在电路板7中的多个线匝9。

图2示出了根据本发明的电流互感器模块的另一个实施例。磁路1在这里以有空隙的连续带绕铁心半部10的形式实施。有空隙的连续带绕铁心半部10构造为u形并具有两个相对置的支脚元件3、4和连接部段5。构造为u形的、有空隙的连续带绕铁心半部10的支脚元件3、4定位在电路板7的空隙6中，其中，有空隙的连续带绕铁心半部10共同形成磁路1。相应地围绕磁路1的一个支脚元件，电流互感器模块的形成次级回路8的绕组被构造具有在电路板7中的多个线匝9。

图3示出根据本发明的电流互感器模块的另一实施例，该电流互感器模块具有作为磁路1的环形带11。环形带11穿过电路板7的空隙6卷绕并由此形成柱体。支脚元件3、4和连接部段5通过这种柱形构造流畅地过渡到彼此中。相应地围绕磁路1的一个支脚元件，电流互感器模块的形成次级回路8的绕组被构造具有在电路板7中的多个线匝9。

图4中示出了根据本发明的电流互感器模块的另一个实施例，其具有作为磁路1的铁磁半壳12。铁磁半壳12构造为u形并且具有两个相对置的支脚元件3、4和连接部段5。构造为u形的铁磁半壳12的支脚元件3、4定位在电路板7的空隙6中，其中，铁磁半壳12彼此相反地布置，从而u形的铁磁半壳12的连接部段5不仅布置在电路板7的上方而且还布置在其下方。相应地围绕磁路1的一个支脚部件，电流互感器模块的形成次级回路8的绕组被构造具有在电路板7中的多个线匝9。

图5示出了根据图4的实施例，其中，铁磁半壳12由堆叠的叠片制成。

在图6中示出了线圈13，其具有线匝9和穿过整个电路板层15的敷镀通孔14。除了磁路1的可能适宜的结构之外，在电路板7上最佳地构造次级绕组也是重要的。为了达到技术上有意义的线匝9的数量，线匝9必须分布在电路板的多个层上。这些电路板层15必须借助于敷镀通孔14相互连接。因为在各个电路板层15中的线匝9优选交替地从内部向外部并且然后再次从外部向内部地延伸，所以敷镀通孔14交替地位于内部和外部。在此，内部的敷镀通孔14应占据尽可能少的电路板面积，即优选地在通向铁芯叠片组的端侧的线上延伸。

图7示出了线圈13，其具有线匝9和在电路板7的各个层之间的敷镀通孔14。在此优选地提出，敷镀通孔14位于实际的绕组面之外，以便不增加线匝间距。当一个奇数号的敷镀通孔14与一个偶数号的敷镀通孔相应地直接彼此重叠定位时，存在在结构空间方面优化的解决方案。

对于图6和7中所示的两种可行性方案适用的是，以偶数个电路板层15工作是最优的，因为此时通孔敷镀的线圈13的两个线匝端部自动地位于外部。

根据本发明的电流互感器模块的特征在于，取消了将次级线匝复杂地单独安装到磁路上，因为线匝集成在电路板中。通过将次级线匝集成到电路板中，所以不必限定连接绞线，并且连接绞线不必与电路板接触。与现有技术的实施例相比，将磁路集成到电路板中使得根据本发明的电流互感器模块的结构更为紧凑，并且具有较小的结构空间需求。

参考标号列表

1磁路

2u形叠片

3支脚元件

4支脚元件

5连接部段

6空隙

7电路板

8次级回路

9线匝

10有空隙的连续带绕铁心半部

11环形带

12半壳

13线圈

14敷镀通孔

15电路板层。