[实用新型]采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器

权利要求书

1.一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，包括Z轴梯度计和引线框初级线圈，其中,

所述Z轴梯度计为一种磁电阻Z轴梯度传感器，包含衬底、位于衬底上的分开梯度特征间距为Lg的两个长条形软磁通量集中器A1和B1、以及位于所述软磁通量集中器上表面或下表面上且处于与软磁通量集中器长轴中心线等距的两个侧位置处的磁电阻传感单元串，其中磁电阻传感单元的磁场敏感方向垂直于所述软磁通量集中器长轴中心线且电连接成梯度传感器电桥，

所述引线框初级线圈包括位于所述Z轴梯度计正上方或者正下方的长条形电流检测带，所述两个软磁通量集中器A1和B1对称地位于所述长条形电流检测带平行于所述软磁通量集中器长轴中心线的带中心线两侧，所述长条形电流检测带的检测电流方向平行于所述软磁通量集中器长轴中心线方向。

2.根据权利要求1所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，还包括次级线圈，所述次级线圈包括两个串联的具有相反缠绕方向的子线圈，任一所述子线圈均包括两个对称位于所述软磁通量集中器长轴中心线两侧且反馈电流方向相反的两个直导线。

3.根据权利要求2所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，所述子线圈位于所述衬底与所述Z轴梯度计之间，或者位于所述Z轴梯度计的磁电阻传感单元与软磁通量集中器之间。

4.根据权利要求1所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，所述磁电阻传感单元为GMR、TMR或者AMR磁电阻传感单元。

5.根据权利要求1所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，所述梯度传感器电桥为全桥、半桥或者准桥结构。

6.根据权利要求2所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，所述次级线圈中的所述反馈电流在所述磁电阻传感单元串处所产生的反馈磁场方向和所述引线框初级线圈中的所述检测电流在所述磁电阻传感单元串处所产生的检测磁场方向相反。

7.根据权利要求2所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，还包括信号处理电路，所述Z轴梯度计信号输出端与所述信号处理电路相连，所述信号处理电路根据所述Z轴梯度计测量的检测磁场梯度来确定所述检测电流的值。

8.根据权利要求2所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器,其特征在于，还包括信号处理电路，所述信号处理电路为负反馈电路，包括信号放大器、电源控制器和反馈电流采集器，所述Z轴梯度计信号输出端与所述信号放大器相连，在所述引线框初级线圈输入检测电流，所述检测电流在所述Z轴梯度计处产生检测磁场，经信号放大器进行信号放大后，作为反馈信号输入到与所述次级线圈相连的所述电源控制器，所述电源控制器调节所述次级线圈中的所述反馈电流，从而使得磁电阻传感单元处检测磁场和反馈磁场相抵消，所述Z轴梯度计处输出信号为0，所述反馈电流采集器与所述电源控制器相连，根据所述反馈电流的值来确定所述检测电流的值。

9.根据权利要求7或8所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，所述信号处理电路为ASIC芯片。

10.根据权利要求9所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，封装时，将所述引线框初级线圈和所述Z轴梯度计封装在一起，或者将所述引线框初级线圈、所述Z轴梯度计和所述次级线圈、所述ASIC芯片封装在一起。

11.根据权利要求10所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，所述集成电流传感器在封装之后，还包含软磁屏蔽器，所述软磁屏蔽器位于所述Z轴梯度计上方。

12.根据权利要求1所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，所述检测电流幅值范围在5-50A范围内。

13.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，所述软磁通量集中器为选自Co、Fe和Ni中的一种或几种元素组成的软磁合金。

14.根据权利要求2、6、8或10所述的一种采用Z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器，其特征在于，所述次级线圈材料为Au、Cu、Ag或者Al。