[发明专利]一种电流传感器

说明书

本发明实施例公开了一种电流传感器，该传感器包括：待测电流导体，其包含形状相同的第一导体段和第二导体段，且两者的延伸形状所围成的区域呈U型分布，两个导体段以待测电流导体的几何中线呈轴对称分布；设置于第一导体段的一侧或两侧的第一磁传感器组以及设置于第二导体段的一侧或两侧的第二磁传感器组，两者以待测电流导体的几何中线呈轴对称分布，两个磁传感器组的敏感方向相同；四周封闭的屏蔽罩，屏蔽罩放置于绝缘材质的外壳内，且包裹待测电流导体、第一磁传感器组、第二磁传感器组、信号处理器和电路板。本发明实施例提供的电流传感器，具有体积小、抗干扰能力强、测量范围宽、低温漂、高频响、测量精度高的效果。

技术领域

本发明实施例涉及磁传感器技术领域，尤其涉及一种电流传感器。

背景技术

长期以来，电流传感器在电力系统、风电、光伏、变频器、轨道交通、工业控制等行业一直是一项普遍且重要的需求，并且随着人工智能及智慧物联网的蓬勃发展，对电流传感器要求将进一步提升，小型化、集成化、频响高、响应快是电流传感器未来的发展方向。

目前，常用于电流测量的分流器、电流互感器、霍尔电流传感器和磁通门电流传感器等，是通过不同的方式探测待测导体产生的电场或者磁场变化，以此实现电流检测。专利申请CN200410069833.X公布了一种开环电流传感器的制作方法，其工作原理是通过置于铁芯气隙中的磁场检测器探测待测导体产生的磁场变化从而实现电流的检测。但该方案存在如下缺陷：由于铁芯尺寸较大，导致整个电流传感器尺寸也比较大；成本较高；高频特性差，铁芯在高频分量下容易产生涡流，存在安全隐患。专利申请201210409149.6公布了一种电流传感器，该电流传感器包括磁电阻集成芯片、运算放大器、电阻、印刷线路板和U型的待测电流导线，通过一个全桥结构的磁电阻集成芯片检测U型待测电流导线产生的差分磁场从而实现电流的检测。但是上述电流传感器存在如下缺陷：需要设置多个软磁层及补偿导线层，工艺复杂且要求比较高；抗干扰性能不高，当电流传感器通过大电流或者周围存在一定强度外磁场干扰时，容易导致磁电阻集成芯片单个或者两个桥臂饱和，影响测量精度。

电流互感器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器需要借助聚磁环结构放大磁场提高测量精度，从而实现电流的隔离测量。测量电流时，被测电流导体需要穿过聚磁环的中心孔，导致测量装置体积依赖被测电流导体以及聚磁环的尺寸。同时，聚磁环自身的频率特性严重限制了测量装置的频响特性，致使测量装置难以实现快速响应和高测量带宽。而额定电流较大的这几类传感器，传感器更是体积庞大，价格昂贵，无法广泛应用，并且方案固化，难以灵活适用不同的电流测量场合。

发明内容

本发明实施例提供一种电流传感器，以解决现有电流传感器测量范围窄、高频特性差、测量精度低和尺寸大等问题。

本发明实施例提供了一种电流传感器，包括：

待测电流导体，所述待测电流导体包含形状相同的第一导体段和第二导体段，且所述第一导体段和第二导体段的延伸形状所围成的区域呈“U”型分布，所述第一导体段和第二导体段以所述待测电流导体的几何中线呈轴对称分布；

第一磁传感器组和第二磁传感器组，所述第一磁传感器组设置于所述第一导体段的一侧或两侧，所述第二磁传感器组设置于所述第二导体段的一侧或两侧，所述第一磁传感器组和第二磁传感器组以所述待测电流导体的几何中线呈轴对称分布，所述第一磁传感器组和所述第二磁传感器组的敏感方向相同；

信号处理器、电路板和四周封闭的屏蔽罩，所述屏蔽罩放置于外壳内，且包裹所述待测电流导体、所述第一磁传感器组、所述第二磁传感器组、所述信号处理器和所述电路板；