[发明专利]一种电流传感器用磁路铁芯

说明书

技术领域

本发明涉及电流传感器，尤其是涉及一种电流传感器用磁路铁芯。

背景技术

近年来，随着人们对新能源汽车用电动机、太阳能和风能发电逆变器对工作稳定性要求的不断提高，非接触式电流传感器被广泛应用于大电流的测量。该电流传感器的工作原理为：原边(待测)电流在磁路中产生磁场后，磁路气隙中的磁传感器将对磁场进行检测，经信号放大和调整后，输出补偿电流驱动磁路的补偿电路，以抵消由原边电流感应的磁场。目前，电流传感器的类型包括：霍尔、拾波线圈和磁通门电流传感器等。其中，磁通门电流传感器因具有高灵敏度、温度稳定性及低零漂等特性得到了广泛的使用。

为降低外部磁场的影响，在磁通门电流传感器磁路设计中，大多数的设计都是将磁传感器(多为具有高磁导率材料制作)放置在磁芯内部，为此，磁芯的结构尤为重要，而磁芯的加工效率直接决定了电流传感器产品的生产成本。

目前，常用的电流传感器磁芯结构主要采用如下两种结构：其一是公开号为CN101925825A的发明专利申请公开的设计，包括两个半包围支路组合平行六面体结构，且磁路侧支路包含由多个折叠侧壁围绕的空腔部分；其二是公告号为US6388549B1美国专利公开的设计，包括两个U型磁路组合的平行六面体结构，且为降低磁漏，多采用一个直条状磁芯放置在上述两个U型磁路结合处。然而，上述两种设计，要不就是磁芯结构设计复杂，不利于生产，要不就是磁芯结构设计部件多，不利于安装，均对电流传感器的生产有一定的影响。

因此，有必要研究一款结构设计更为简洁、生产成本更低的用于电流传感器的磁路铁芯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构设计更简洁、生产成本更低的用于电流传感器的磁路铁芯。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电流传感器用磁路铁芯，特别的，包括围闭形成有中央通孔的第一铁芯片和第二铁芯片，该中央通孔的截面轮廓呈矩形；第一铁芯片和第二铁芯片之间预留有与中央通孔连通的避空口；该第一铁芯片朝避空口一侧延伸形成有相互垂直的第一支路块和第一端部支路块；该第一支路块垂直于第一铁芯片的厚度方向布置并往第二铁芯片一侧延伸；该第一端部支路块的一端与第一支路块相连，另一端与第一铁芯片相连；该第二铁芯片朝避空口一侧延伸形成有相互垂直的第四支路块和第三端部支路块；该第四支路块垂直于第二铁芯片的厚度方向布置并往第一铁芯片一侧延伸，该第四支路块与第一支路块相交叠并远离第二铁芯片；该第三端部支路块的一端与第四支路块相连，另一端与第二铁芯片相连；该第一支路块、第一端部支路块、第一铁芯片、第二铁芯片、第三端部支路块、第四支路块依次围闭，形成有供磁传感器穿过的上部通孔，该上部通孔通过避空口与中央通孔连通。

上述第四支路块与第一支路块相交叠并远离第二铁芯片是指第四支路块与第一支路块相比，第四支路块更远离第二铁芯片。

第一铁芯片与第二铁芯片围闭即形成的中央通孔，即中央开口，可用于供初级导体穿过。而通过避空口与中央通孔连通的上部通孔，可用于供磁传感器穿过。在使用本磁路铁芯组装电流传感器时，只需将第一铁芯片和第二铁芯片相叠拼接，即可形成供电流传感器使用的磁路结构，产品组装更为便利。

在第一铁芯片和第二铁芯片中，第一支路块至第二支路块的垂直距离优选小于第二支路块至第三支路块的垂直距离，第四支路块至第五支路块的垂直距离优选小于第五支路块至第六支路块的垂直距离。这样可以确保，在第一铁芯片和第二铁芯片相叠拼接后形成的中央通孔的面积会大于上部通孔的面积，以便初级导体、磁传感器分别穿入。

第一铁芯片和第二铁芯片均可由呈直条状的金属片折叠而成，这样更利于本磁路铁芯的加工。金属片的长度可在50～65mm范围内，金属片的宽度可在2～4mm范围内，而金属片的厚度则可在0.45～0.55mm范围内，利用这样的金属片制成的第一铁芯片、第二铁芯片，可满足目前大部分电流传感器的使用需求。

在利用直条状的金属片折叠第一铁芯片、第二铁芯片时，为减少折叠所需的原材料，第一铁芯片和第二铁芯片优选采用结构更为精简的设计，具体如下：

该第一铁芯片包括依次连接的第一支路块、第一端部支路块、第二支路块、第二端部支路块和第三支路块，其中，第一支路块、第二支路块和第三支路块相互平行；该第一端部支路块的一端与第一支路块垂直相连，另一端与第二支路块垂直相连；该第二端部支路块的一端与第二支路块垂直相连，另一端与第三支路块垂直相连，且第一端部支路块与第二端部支路块共面；