[发明专利]用于高压/中压/低压电流测量的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量电流的装置，该装置包括：印刷电路板；用于检测磁场的传感器部件，所述传感器部件布置在印刷电路板的表面上；以及传导元件，该传导元件用于传导待测量的高压/中压/低压电流。

背景技术

这样的装置被例如用于测量从能源供应商到能源客户的能量消耗和/或能量传递。例如，这样的装置可以用于在光伏电站中监测电流。在一些应用中，这样的装置也被用来监测电流以优化某些过程，例如电池充电。

在德国专利申请DE102011005994A1和DE19928399A1中描述了这种装置的示例。特别地，DE102011005994A1公开了一种传感器封装的布置，该传感器封装包括印刷电路板，层流导体被布置在印刷电路板的第一主表面上。该传感器封装还包括适于测量流过层流导体的电流的传感器芯片，其中该传感器芯片包括磁场传感器。该传感器芯片被印刷电路板从电流导体电绝缘，并且被布置在印刷电路板的与第一主表面相反的第二主表面上。该传感器芯片被密闭地密封在模具材料和印刷电路板之间，或者被布置在印刷电路板中并且被印刷电路板密闭地密封。

在德国专利申请DE19928399A1中公开了一种磁场传感器在印刷电路板的表面上的布置，其中在印刷电路板的表面上的传感器的下方布置有层流导体，使得该导体在传感器的接触引脚之间经过。

然而，这些布置不适合用于高压应用，关于本发明，高压定义为大于150伏，因为在高压下对层流导体施加高电流时，层状电流导体将被破坏。传统上，高压应用中的电流测量通过使用分流电阻器或使用变压器来执行。然而，这些方法的实施可能是昂贵且麻烦的，因为通过使用分流电阻器，在高压和高电流下发生由于欧姆热损耗引起的过热高压。

发明内容

本发明为其提供解决方案的问题是提出能够以成本有效的方式直接测量高压应用中的电流的装置。

该问题通过根据权利要求1的装置来解决。从属权利要求描述了该装置的优选实施例。

该问题因此通过一种用于测量电流的装置来解决，该装置包括：印刷电路板；用于检测磁场的传感器部件，所述传感器部件布置在印刷电路板的表面上；以及用于传导待测量的电流的传导元件，其中在传导元件的第一端和第二端之间的、所述传导元件的至少第一部分被布置成使得传感器部件位于印刷电路板的表面和传导元件之间，使得传感器部件监测由流过传导元件的电流产生的磁场。

传感器部件，例如霍尔传感器集成电路，可以通过多个(例如八个)接触引脚连接到印刷电路板。传导元件通常是实施用于高压应用中的电线，特别是铜线。

通过将传导元件插入印刷电路板的表面中的通孔或钻孔中，并且然后进行焊接，能够将传导元件电连接到印刷电路板的表面。

可替换地，传导元件连接到印刷电路板，使得至少绝缘隔件、特别是两个绝缘隔件被布置在印刷电路板的表面和传导元件之间。传导元件可以设置在传感器部件的敏感部分的正上方，或尽可能靠近传感器部件的敏感部分。绝缘隔件是固定到印刷电路板的非传导的间隔隔件。绝缘隔件可穿过印刷电路板的钻孔插入，并且固定在印刷电路板的钻孔中。

由于对于高压应用，传导元件关于地具有至少150伏的电压，并且传感器部件关于地以相当低的电压(例如3伏至5伏)工作，在传导元件和传感器部件的暴露的引脚之间会存在大的电位。本发明的装置使得能够在这样的应用中测量电流，其中可以有效地降低和/或消除在这样的高电位下的风险，诸如火花形成。该装置可以监测DC电流和/或AC电流。