[发明专利]一种结构简单的无磁芯电流传感器及其应用

说明书

本发明公开了一种结构简单的无磁芯电流传感器及其应用。无磁芯电流传感器包括铜条、焊接在铜条上的印刷电路板、安装在印刷电路板上的电流传感芯片。电流传感芯片相对两侧各设置有一排引脚，内部采用两个巨磁阻构成差分检测结构。铜条的中部的相对两侧上分别开设凹陷处，两侧的凹陷处之间形成颈部。电流传感芯片的两排引脚与铜条的两侧凹陷处分别对应，电流传感芯片的下方对应颈部使得铜条上的电流完全从电流传感芯片的感应面下穿过。本发明无需磁体磁芯，不仅具有结构简单，体积小，重量轻的外形特点，具有测量精度高，量程大，带宽高的电气性能特点，可广泛应用于新能源汽车的逆变器和整流器的电流检测、工业级的电流检测。

技术领域

本发明涉及车辆工程和工业领域，尤其适用于新能源电动汽车的逆变器和整流器的电流检测领域中的一种电流传感器，具体为一种结构简单的无磁芯电流传感器、所述无磁芯电流传感器在检测逆变器或整流器的过载电流中的应用、以及所述无磁芯电流传感器在检测逆变器或整流器的三相交流电路的交流电流的幅值和相位中的应用。

背景技术

近年来，为了新能源电动汽车高速发展，极大程度地解决能源危机和环境污染问题。电动汽车上需要逆变器将电池的直流电转换成交流电给三相电机供电；能量回收系统需要整流器将电机产生的交流电转换成直流电并储存到电池中。因此，电动汽车上对电流传感器的需求极高。

传统的电流传感器是利用霍尔效应，将待测电流的导线穿过磁芯，在磁芯的闭合处用霍尔芯片测量磁通量的变化来检测被测电流的大小。若待测电流的峰值越大，则需要对应的磁场强度越高，乃至磁芯的体积越大、越重。对于一个三相电机的电动汽车来讲，至少需要四个传感器。四个磁芯或者三个磁芯，在考虑防止磁场窜扰，大电流隔离等必须条件，布线就会占用很多空间，并增加了整车重量，减少了可贵的续航里程。

发明内容

为了解决传统的电流传感器因磁体磁芯的存在而导致结构复杂、体积大、成本高的技术问题，本发明提供一种结构简单的无磁芯电流传感器、所述无磁芯电流传感器在检测逆变器或整流器的过载电流中的应用、以及所述无磁芯电流传感器在检测逆变器或整流器的三相交流电路的交流电流的幅值和相位中的应用。

本发明采用以下技术方案实现：一种结构简单的无磁芯电流传感器，其包括：

电流传感芯片，其相对两侧各设置有一排引脚，电流传感芯片内部采用两个巨磁阻构成差分检测结构，直接测量待测电路的被测电流产生的磁场强度；

铜条，其两端分别用于连接所述待测电路，铜条中部的相对两侧上分别开设凹陷处，两侧的凹陷处之间形成颈部；

印刷电路板，其用于安装电流传感芯片，印刷电路板焊接在铜条上，且电流传感芯片的两排引脚与铜条的两侧凹陷处分别对应，同时电流传感芯片的下方对应颈部使得铜条上的电流完全从电流传感芯片的感应面下穿过。

作为上述方案的进一步改进，电流传感芯片的正下方对应颈部。

作为上述方案的进一步改进，颈部的宽度即两侧的凹陷处之间的间距为电流传感芯片的相对两侧上的两排引脚之间的间距。

作为上述方案的进一步改进，电流传感芯片采用埃戈罗半导体的ACS37612芯片，ACS37612芯片焊接在印刷电路板上时，ACS37612芯片的电源输入端和信号输出端各自并联一个旁通电容到地。

作为上述方案的进一步改进，铜条的两端分别开设通孔。

作为上述方案的进一步改进，所述无磁芯电流传感器还包括绝缘壳体，绝缘壳体用于安装具有印刷电路板和电流传感芯片的铜条，且铜条的两端分别延伸出绝缘壳体以连接所述待测电路。

进一步地，铜条的两端分别开设通孔，通孔裸露在绝缘壳体外。

作为上述方案的进一步改进，电流传感芯片采用巨磁阻技术，在同一个芯片封装内放置两个测量单元，采用差分测量方法，同时检测被测电流产生的磁场强度，抑制共模干扰，提高测量的带宽。