[发明专利]小型电弧故障电流传感器和系统

权利要求书

1.一种紧凑型电弧故障传感器，其用于感测电路板上的载流导体中的变化电流，所述电路板具有支撑所述载流导体的上表面，所述变化电流产生在所述载流导体周围循环的变化磁场，所述紧凑型电弧故障传感器包括：

磁通集中器，其具有下凸缘、上凸缘以及设置在所述上凸缘与所述下凸缘之间的中心柱，所述下凸缘用于安装在接近所述电路板的所述上表面，其中所述下凸缘限定接近承载待测量的所述变化电流的所述载流导体的边缘的边缘，当沿着平行于所述上表面的一部分的平面测量时，所述下凸缘和所述上凸缘各自具有比所述中心柱的横向横截面积更大的横向横截面积，其中所述循环磁场穿过所述上凸缘和下凸缘并沿着所述中心柱集中；和

感测线圈，其缠绕在所述中心柱周围并且具有接线柱，所述感测线圈提供与所述载流导体中的电流的变化率成比例的输出电压，以允许非常紧凑的感测线圈绕组输出基本上由所述凸缘的横截面积相对于所述中心柱的横截面积的比率来增强的电压。

2.如权利要求1所述的传感器，其中所述下凸缘被配置用于直接安装到所述电路板的所述上表面。

3.如权利要求1所述的传感器，其中所述传感器包括围绕所述磁通量集中器的至少一部分的外部壳体。

4.如权利要求3所述的传感器，其中所述壳体包括在所述下凸缘与所述电路板的所述上表面之间的壳体部分。

5.如权利要求3所述的传感器，其中所述壳体包括设置在所述上凸缘与下凸缘之间的中间部分，其中所述感测线圈绕组的至少一部分位于所述壳体的中间部分和所述中心柱之间。

6.如权利要求1所述的传感器，其中所述感测线圈绕组包括用于焊接到所述电路板的所述上表面的两个接线柱。

7.一种紧凑型传感器，其用于感测在电路板上形成的载流导体中的变化电流，所述电路板具有限定XY平面的上表面，所述传感器包括：

磁通集中器，其具有下凸缘、上凸缘以及在所述上凸缘与所述下凸缘之间的中心柱，所述下凸缘用于安装在接近所述电路板的所述上表面，其中所述下凸缘限定接近所述迹线的边缘的边缘，所述磁通量集中器沿与所述XY平面垂直的Z轴延伸，所述下凸缘、所述中心柱和所述上凸缘沿所述Z轴来布置并且各自限定相对于所述XY平面的投影横向面积，所述下凸缘和所述上凸缘的各自的投影横向面积大于所述中心柱的投影横向面积，其中穿过所述上凸缘和下凸缘的磁通量集中在所述中心柱中；和

感测线圈，其缠绕在所述中心柱周围并且被配置成提供与通过所述磁通集中器增强的穿过所述中心柱的磁通量的变化率成比例的电压输出。

8.如权利要求7所述的传感器，其中所述下凸缘被配置用于直接安装到所述电路板的所述上表面。

9.如权利要求7所述的传感器，其中所述传感器包括围绕所述磁通量集中器的至少一部分的外部壳体，所述外部壳体包括在所述下凸缘与所述电路板的所述上表面之间的壳体部分。

10.如权利要求7所述的传感器，其中所述传感器的外部大小适合在具有沿着X、Y和Z轴小于10毫米的外部大小的立方体内。

11.如权利要求7所述的传感器，其中穿过所述中心柱的磁通量场强度至少是所述凸缘的磁通量场强度的两倍，以便能够实现非常紧凑的电弧故障传感器。

12.如权利要求7所述的传感器，其中所述上凸缘和所述下凸缘的投影面积分别为所述磁通量集中器的所述中心柱的投影面积的至少两倍。

13.如权利要求7所述的传感器，其中所述上凸缘和所述下凸缘的投影面积分别为所述磁通量集中器的所述中心柱的投影面积的至少三倍。

14.如权利要求7所述的传感器，其中所述上凸缘和所述下凸缘的投影面积分别为所述磁通量集中器的所述中心柱的投影面积的至少四倍。