电流传感器及电流感应方法技术

本发明专利技术公开了一种电流传感器及电流感应方法。其中该电流传感器，用于感应一对导体中携带的电流，并且包括：第一绕组、第二绕组和第三绕组；该第二绕组，位于该对导体中的第一导体和第二导体之间，其中，第二导体携带的电流与该第一导体携带的电流大小相等且方向相反；该第一绕组，位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；该第三绕组，位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。其中，该第一绕组和该第三绕组在第一绕线方向上绕线，该第一绕线方向相反于该第二绕组的第二绕线方向。以上的电流传感器及电流感应方法，可以抵消均匀磁场或者线性梯度磁场的影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及感应一个或多个平面导体中携带的电流，例如涉及一种电流传感器及电流感应方法。
技术介绍
WPTS(WirelessPowerTransferSystems，无线电力传输系统)作为一种方便的无需电缆或连接器的电力传送方式，越来越普遍。WPTS当前在产业中的发展可以分为两个主要的类别：MI(MagneticInduction，磁感应)系统和MR(MagneticResonance，磁谐振)系统。该两类系统均包括：发射单元，有时称为PTU(PowerTransmittingUnit，电力发射单元)，和接收单元，有时称为PRU(PowerReceivingUnit，电力接收单元)。一般地，PTU用来无线地对其他设备或应用中的移动设备进行充电，诸如智能手机、便携式音乐播放器、平板电脑和笔记本电脑。移动设备可以包括：PRU。感应式WPTS一般通过使用频率变化来操作在分配的大约一百至几百KHz(千赫兹)的频率范围内，其中该频率变化作为电力潮流(powerflow)控制机制。MIWPTS操作在短距离上(一般大致限制为电力发射线圈的直径)。在MIWPTS中，磁场自电力发射线圈呈指数式衰减，并且没有来自线圈的辐射。谐振WPTS一般通过使用已调谐好的接收天线网和输入电压调节来操作在单个谐振频率，从而调节输出电力。在一般应用中，MRWPTS操作在6.78MHz(兆赫兹)的频率处。由于使用已调谐好的接收天线，所以可感知的电力转移可以出现在大于电力发射线圈直径的距离范围内。伴随WPTS引入商业产品中，形成了使用MR/MI系统的各种不同的电力传输方式。一些工业协会正致力于发展国际标准，用于基于无线电力传输的消费产品，该些工业协会例如为WPC(WirelessPowerConsortium，无线充电联盟)和AFA(AirFuelAlliance)。这些标准例如可包括：经由设备的接收线圈和电力整流电路来在PRU处产生的整流电流量、电压量和/或功率量的规范。一些标准也对无线接收器处的整流电流的均匀性设置约束(constraint)或者对无线电力发射器发射的电力的均匀性设置约束。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种电流传感器及电流感应方法，可以抵消均匀磁场或者线性梯度磁场的影响。本专利技术提供了一种电流传感器，用于感应一对导体中携带的电流，该电流传感器包括：第一绕组、第二绕组和第三绕组；该第二绕组，位于该对导体中的第一导体和第二导体之间，其中，该第二导体携带的电流与该第一导体携带的电流大小相等且方向相反；该第一绕组，位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；该第三绕组，位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。其中，该第一绕组和该第三绕组在第一绕线方向上绕线，该第一绕线方向相反于该第二绕组的第二绕线方向。其中，该对导体、该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组均为平面的。其中，该对导体形成于印刷电路板或者集成电路上。其中，该第二绕组的面积等于该第一绕组的面积与该第三绕组的面积之和。其中，进一步包括：无线电力发射线圈，连接至该对导体。其中，进一步包括：电流感应电路，至少连接至该第一绕组。其中，该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组形成单个的连续的导电路径。其中，进一步包括：至少一个额外的第一绕组、至少一个额外的第二绕组和至少一个额外的第三绕组；其中，该至少一个额外的第二绕组位于该第一导体和该第二导体之间；该至少一个额外的第一绕组位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；该至少一个额外的第三绕组位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。其中，该第一绕组和该至少一个额外的第一绕组形成多个第一绕组，该第二绕组和该至少一个额外的第二绕组形成多个第二绕组，以及该第三绕组和该至少一个额外的第三绕组形成多个第三绕组，并且该多个第一绕组、该多个第二绕组和该多个第三绕组形成单个的连续的导电路径。其中，该单个的连续的导电路径的第一部分形成于第一平面上，且该单个的连续的导电路径的第二部分形成于第二平面上。其中，该对导体形成于第三平面上。其中，该多个第一绕组、该多个第二绕组和该多个第三绕组由印刷电路板或集成电路上的两个导电平面形成。本专利技术提供了一种电流感应方法，用于感应流过一对导体的电流，该方法包括：磁感应第一绕组中的第一电流；磁感应第二绕组中的第二电流；以及磁感应第三绕组中的第三电流；其中，该第二绕组，位于该对导体中的第一导体和第二导体之间，该第一绕组位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧，该第三绕组位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧；其中，该第二导体携带的电流与该第一导体携带的电流大小相等且方向相反。其中，进一步包括：将该第一电流、该第二电流和该第三电流相加以得到信号电流，该信号电流与流进该对导体的电流成比例。其中，该第二绕组的面积等于该第一绕组的面积加上该第三绕组的面积。其中，该对导体、该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组均为平面的。其中，进一步包括：使用第一导电平面来传送该电流通过该对导体；以及使用至少一个额外的导电平面来传送感应的电流通过该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组。其中，进一步包括：使用该电流来驱动无线电力发射线圈。其中，进一步包括：根据自该第一电流、该第二电流和该第三电流之和确定的值，调整该电流的幅度。本专利技术提供了一种电流传感器，包括：第一平面绕组，具有第一面积且形成于导体的第一侧；第二平面绕组，具有等于该第一面积的第二面积且形成于该导体的第二侧；以及导电通孔，将该第一平面绕组的第一部分连接至该第一平面绕组的第二部分，其中该第一部分位于第一导电平面，该第二部分位于第二导体平面。其中，该第一平面绕组的第一绕线方向相反于该第二平面绕组的第二绕线方向。其中，该导体位于印刷电路板或者集成电路的第三平面上。其中，该第一平面绕组和该第二平面绕组形成单个的连续的导电路径。本专利技术实施例的有益效果是：以上的电流传感器，将第二绕组设置在一对导体之间，第一绕组和第三绕组分别设置在该对两导体的两侧，从而使得该电流传感器可以抵消均匀磁场或者线性梯度磁场的影响。附图说明在附图中，各图中相同的标记表示相同或相似的元件。出于简化目的，在附图中并没有标记出每个元件。关于附图所做的方向参考仅是说明目的，不意味着限制描述的装置的方向和配置。附图并不必然地按比例绘制，而是将重点放在说明其中描述的技术和设备的各个方面。图1描绘了根据一些实施例的无线电力发射器中的一些元件；图2示意了根据一些实施例的平面双线圈电流传感器；图3描绘了根据一些实施例的多平面(multi-level)多线圈电流传感器；图4描绘了根据一些实施例的多平面多线圈电流传感器；图5描绘了根据一些实施例的多平面多线圈电流传感器，用于一对携带电流的导体；图6示意了根据一些实施例的一对携带电流的导体附近的磁场；图7示意了根据一些实施例的均匀磁场的抵消(cancellation)，该均匀磁场用于多线圈电流传感器；以及图8示意了根据一些实施例的线性梯度磁场的抵消，该线性梯度磁场用于多线圈电流传感器。具体实施方式在本申请说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，用于感应一对导体中携带的电流，其特征在于，该电流传感器包括：第一绕组、第二绕组和第三绕组；该第二绕组，位于该对导体中的第一导体和第二导体之间，其中，该第二导体携带的电流与该第一导体携带的电流大小相等且方向相反；该第一绕组，位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；以及该第三绕组，位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。

【技术特征摘要】
2015.07.17 US 62/193,794;2016.04.27 US 15/139,7921.一种电流传感器，用于感应一对导体中携带的电流，其特征在于，该电流传感器包括：第一绕组、第二绕组和第三绕组；该第二绕组，位于该对导体中的第一导体和第二导体之间，其中，该第二导体携带的电流与该第一导体携带的电流大小相等且方向相反；该第一绕组，位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；以及该第三绕组，位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，该第一绕组和该第三绕组在第一绕线方向上绕线，该第一绕线方向相反于该第二绕组的第二绕线方向。3.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，该对导体、该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组均为平面的。4.如权利要求3所述的电流传感器，其特征在于，该对导体形成于印刷电路板或者集成电路上。5.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，该第二绕组的面积等于该第一绕组的面积与该第三绕组的面积之和。6.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，进一步包括：无线电力发射线圈，连接至该对导体。7.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，进一步包括：电流感应电路，至少连接至该第一绕组。8.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，该第一绕组、该第二绕组和该第三绕组形成单个的连续的导电路径。9.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，进一步包括：至少一个额外的第一绕组、至少一个额外的第二绕组和至少一个额外的第三绕组；其中，该至少一个额外的第二绕组位于该第一导体和该第二导体之间；该至少一个额外的第一绕组位于该第一导体的相异于该第二绕组的一侧；该至少一个额外的第三绕组位于该第二导体的相异于该第二绕组的一侧。10.如权利要求9所述的电流传感器，其特征在于，该第一绕组和该至少一个额外的第一绕组形成多个第一绕组，该第二绕组和该至少一个额外的第二绕组形成多个第二绕组，以及该第三绕组和该至少一个额外的第三绕组形成多个第三绕组，并且该多个第一绕组、该多个第二绕组和该多个第三绕组形成单个的连续的导电路径。11.如权利要求8或10所述的电流传感器，其特征在于，该单个的连续的导电路径的第一部分形成于第一平面上，且该单个的连续的导电路径的第二部分形成于第二平面上。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克史丹利里尔，阿南德萨慕斯，弗拉迪米尔亚历山大穆拉托夫，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71