[实用新型]全PCB安装式高精度闭环型霍尔电流传感器用轴对称磁路磁芯线圈组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及电流传感器用磁芯线圈组件领域， 尤其涉及一种全PCB安装式高精度闭环型霍尔电流传感器用轴对称磁路磁芯线圈组件。

背景技术

电流传感器是一种应用十分广泛的电子组件,它被广泛应用于各种变流技术、交流数控装置等以电流作为控制对象的自控领域中。

    对电流的非接触测量和监控方法很多,霍尔电流传感器因其优异的性价比被广泛应用而形成产业化；而全PCB安装式霍尔电流传感器一般用于50A以下电流的测量和监控。霍尔电流传感器通常有开环、闭环两种工作模式, 两种模式的全PCB安装式电流传感器一般都采用单气隙、单一的冲片叠层环形磁路结构（见图一），这种磁路结构的电流传感器存在以下问题：

一、全PCB安装式开环型霍尔电流传感器因电流安匝数小，为增加电流安匝数，初级必须绕多匝，即在单气隙、单一冲片叠层环形磁芯上绕制多匝线圈；为确保传感器输出幅度，则电路放大倍数大，传感器的零点、幅度反复调试，使得开环型霍尔电流传感器生产效率太低，无法实现高效批量生产。且这种电流传感器的磁路结构决定其磁芯剩磁太大（见图二），严重影响小电流测量精度，在其测量范围为3倍额定电流，精度最好为1.5%FS，小信号带宽亦只能做到0-50KHZ。

二、全PCB安装式闭环型霍尔电流传感器虽然用冲片叠层对插环形磁芯结构及初、次级线圈分别绕制实现批量生产，但其初级粗线圈的引出端不易精确安装固定，影响批量生产效率；且冲片叠层对插环形磁芯的截面为方形，再加上护套，线圈路径长，内阻大，传感器的线性测量范围小，抗饱和能力差；为减小线圈内阻，加粗线径，既增大传感器的体积和重量，不利于传感器小型化，又消耗更多铜材，使传感器成本增加，这种结构没有从根本上解决磁芯的剩磁问题，特别是许多控制系统在时间上传感器供电电源落后于被监控电流，即先有监控电流而后加传感器供电电源。在这种情况下磁芯的剩磁问题更为突出，且随着时间推移磁芯的剩磁在积累增加（见图二），在其测量范围为2倍额定电流，精度最好为1.0%FS，-3db带宽为0-100KHZ。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装方便、精度更高的全PCB安装式高精度闭环霍尔电流传感器用轴对称磁路磁芯线圈组件。

本实用新型的完整技术方案是，一种新型轴对称磁路磁芯线圈组件，包括两个骨架和一个磁芯及线圈绕组，所述骨架分别为内骨架和外骨架，所述内骨架上绕制有次级线圈绕组，所述外骨架上绕制有初级线圈绕组，所述内骨架与外骨架对插反锁，所述骨架上设置有磁芯插槽和插孔；

所述磁芯包括不同冲片宽度多层铆冲磁片对插而成，所述磁芯为轴对称磁路结构，单一气隙位于对称轴上靠近磁芯的末端；所述磁芯安装在骨架上的磁芯插槽和插孔内；所述气隙内设置有霍尔元件；

所述内外骨架上的线圈绕组位于磁芯对称轴上；

所述磁芯线圈组件安装在传感器印制线路板上。

所述磁芯对插部分中心处留有固定接地针孔，所述固定接地针孔内设置有一根引针，所述引针穿过磁芯接地针孔与印制线路板上地线相接。

所述冲片多层对插结构磁芯的层数为单数（7，9，11…）。

所述磁芯最上面和最下面的一层轴心磁片宽度小于中间层轴心磁片宽度。

所述内骨架上的磁芯插孔为带倒角的磁芯插孔，所述内骨架倒角尺寸与磁芯轴心磁片的上磁片与中间磁片形成的角度相对应；所述外骨架倒角尺寸与所述内骨架倒角尺寸相配。

所述内骨架靠近末端开有与所述霍尔元件尺寸相配并与对称轴磁芯气隙相通的插槽及留有次级线圈端头引针安装槽孔。

所述外骨架的末端挡板上端开有不同尺寸的初级绕组端头固定凹槽孔及下端留有外骨架固定引针安装槽孔，所述外壳盖板上的凸柱与所述外骨架上的固定凹槽孔紧密配合。所述外骨架上的磁芯插槽带磁芯接地线隔离板。

所述内外骨架和外壳及盖板均采用聚苯硫醚（PPS）耐高温塑料注塑而成。

由上可见，本实用新型与现在技术相比有如下有益效果：

1、本实用新型的轴对称磁路结构且单一气隙位于对称轴上抵消了磁芯剩磁和电磁干扰的影响，使电流传感器的精度和抗干扰的能力得到大幅度提高，小电流测量精度达到0.2%FS以内。