[发明专利]电流传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种闭环型电流传感器。

背景技术

本发明涉及具有补偿电路的闭环型电流传感器，该补偿电路具有用于抵消在磁路中感生的磁通的次级线圈。闭环电流传感器广泛地用于许多的电流及电压测量应用。在这种传感器中，由于补偿线圈(通常也称为次级线圈)在反馈回路驱动中以抵消由待测电流(一次电流)所感生的磁场，因此磁路中的磁通很低，其中通过磁场传感器来拾取合成磁场，因此该磁场传感器需要具有可对电流传感器作出精确及快速响应的高灵敏度。所述闭环电流传感器可以采用包括霍尔效应检测器、拾取线圈或磁通门传感器在内的各种磁场传感器。磁场检测器可以布置在磁路的气隙中，或者布置在局部气隙中、气隙附近、或仅在磁路分支的附近或周围。

考虑到某些磁场传感器的灵敏度，为了降低外部磁场的影响，将磁场传感器放置在磁芯内或沿着内圆周放置且与磁性线圈的外侧(此处外部磁场对磁场传感器具有较大影响)相对是有利的。例如，德国专利申请DE102005028572中披露了一种具有灵敏的磁场检测器的闭环电流传感器。在该公报中，电流传感器具有由软磁材料(即具有高磁导率的材料)的统一宽度的条带制成的磁芯，其中该条带折叠成可以镜像对称的方式组装在一起的两个相同部分。磁芯具有其间形成间隙的延伸部，在该间隙中放置有磁场磁通门传感器。磁场检测器的间隙由一对外臂和一对内臂界定，该外对臂处于边缘邻接的关系，而由该内对臂提供气隙。磁路中的中断、诸如在磁路的邻接外臂之间的中断具有可影响传感器的测量精度及响应的寄生气隙效应。邻接边缘之间的接触程度的轻微变化、或者微小间隙的产生，可能对磁通线以及传感器的测量精度产生重大影响。因此，上述公报中所述的传感器对装配精度及可重复性均极为敏感。磁芯由具有较低刚性的折叠条带材料制成，并且在制造及装配过程中需要小心处理。而且，布置在第一和第二对臂之间的间隙中的磁性磁通门传感器也一定程度地暴露在来自开放侧的外部磁场的影响中。

在EP2083277中，某些上述缺陷得以克服，但是还是期望能在提高传感器的性能及可靠性的同时进一步降低制造成本，性能及可靠性可包括如下方面，诸如测量精度、较大的测量操作范围、对外部磁场干扰的敏感度降低、可重复性制造、基于时间及使用的稳定性、以及坚固性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种精确、可靠且造价低廉的电流传感器。

优选的是，提供一种对外部磁场影响具有良好抵抗性的闭环电流传感器。

优选的是，提供一种基于时间而坚固且稳定的闭环电流传感器。

优选的是，提供一种紧凑的闭环电流传感器。

本发明的各个目的通过提供根据权利要求1、21和23所述的电流传感器来实现。

本文公开了一种闭环电流传感器，其包括磁路、磁场检测器以及补偿线圈组件，所述补偿线圈组件包括构造为产生与由流经一个或多个主导体的待测电流所产生的磁场相反的磁场的补偿线圈，所述主导体延伸穿过所述磁路的中央开口，所述磁路包括第一分支、第二分支，以及第一和第二端部分支，所述第一和第二端部分支将所述第一和第二分支相互连接，使得所述分支可包围所述主导体从中延伸穿过的中央通道。所述第二分支形成接收器，所述接收器限定出以轴向方向A延伸的用于接收所述磁场检测器的感测部的空腔。

在本发明的第一方面中，所述第二分支包括两个第二分支部，所述两个部分通过将所述磁路的相对端放置在一起时所产生的界面而分隔开，其中至少一个所述第二分支部包括从所述至少一个第二分支部的壁部一体式延伸出的重叠延伸部，所述延伸部与另一第二分支部重叠并抵靠接触。所述磁路一体式形成为单个部件。所述磁路可以优选地由磁性条带材料整体地切割而形成。

所述重叠延伸部具有的长度可以优选地至少大于所述包括有重叠壁部的接收部的整个长度的80％。

所述第二分支部的端面可以优选地由宽度(g)在0.1至1mm范围内的气隙分隔开。

所述接收器可以优选地包括由横向延伸部形成的接收部，所述横向延伸部在中央部分的两侧上进行横向延伸，并且在相对侧上折合在一起而形成由纵向间隙分隔开的壁部，所述纵向间隙优选地轴向延伸并布置在侧壁部之间的中央。

在一优选实施例中，所述横向延伸部包括位于内角处的凹口或切口，其中所述横向延伸部与中央纵向部分在所述内角处接合，所述凹口或切口可减少局部变形应力，并且改善所述磁路的磁特性。在一实施例中，所述端部分支在将所述第二分支部与所述端部分支相接合的角部处的宽度W2可以小于所述端部分支在与所述第一分支相接合的角部处的宽度W1。