本发明专利技术涉及电流检测器件，尤其涉及霍尔电流传感器件。本发明专利技术提出一种磁环，该磁环是由一导磁材料制成的环状芯体，该磁环具有一个间距为Lg的径向的空隙开口，该空隙开口处被切除一部分，而使磁环空隙开口处切除剩余面的高度d小于磁环的磁环外径R和磁环内径r差值。本发明专利技术还提出一种具有上述磁环的霍尔电流传感器。以及本发明专利技术还提出一种实现霍尔电流传感器用于测量大电流的方法。本发明专利技术改进的霍尔电流传感器及其磁环，从而可以获得更大的有效测量范围，用于电流检测领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及电流检测器件，尤其涉及霍尔电流传感器件。本专利技术提出一种磁环，该磁环是由一导磁材料制成的环状芯体，该磁环具有一个间距为Lg的径向的空隙开口，该空隙开口处被切除一部分，而使磁环空隙开口处切除剩余面的高度d小于磁环的磁环外径R和磁环内径r差值。本专利技术还提出一种具有上述磁环的霍尔电流传感器。以及本专利技术还提出一种实现霍尔电流传感器用于测量大电流的方法。本专利技术改进的霍尔电流传感器及其磁环，从而可以获得更大的有效测量范围，用于电流检测领域。【专利说明】霍尔电流传感器及其磁环、实现霍尔电流传感器用于测量 大电流的方法
本专利技术涉及电流检测器件，尤其涉及霍尔电流传感器件。
技术介绍
霍尔电流传感器是在电力系统中广泛采用的电流测量方式。霍尔电流传感器基于 磁平衡式霍尔原理，即闭环原理。参阅图1所示，当原边电流IP产生的磁通通过高品质磁 芯集中在磁路中，霍尔元件固定在气隙中检测磁通，通过绕在磁芯上的多匝线圈输出反向 的补偿电流，用于抵消原边IP产生的磁通，使得磁路中磁通始终保持为零；并经过特定电 路的处理，传感器的输出端能够输出精确反映原边电流的电流变化。 参阅图2所示的是现有的霍尔电流传感器的剖视结构，主要包括：一环状的封闭 的壳体1，该壳体1的内部的环上设有带一径向的空隙开口的环状铁芯(或称磁环）2,封装 设置在该壳体1内且位于该环状铁芯2的空隙开口处，以及封装设置在该壳体1内的电路 板（图中未画出）和固设在该壳体1外与电路板电连接的接线柱4 (一般是4根)。 然而现有霍尔电流传感器的磁环因设计上存在一些有待改进之处，导致现有的霍 尔电流传感器的可有效测量（电流测量）范围不足。
技术实现思路
因此，本专利技术针对此提出一种改进的霍尔电流传感器及其磁环，从而可以获得更 大的有效测量范围。 本专利技术采用如下技术方案实现： 一种磁环，该磁环是由一导磁材料制成的环状芯体，该磁环具有一个间距为Lg的径向 的空隙开口，该空隙开口处被切除一部分，而使磁环空隙开口处切除剩余面的高度d小于 磁环的磁环外径R和磁环内径r差值。 其中，该磁环的空隙开口处间距Lg和磁环空隙开口处切除剩余面的高度d的调整 值是使其在大电流磁场下该磁环的空隙开口处两侧区域A2的磁场强度和磁环空隙开口处 对面内侧区域A1的磁场强度大致相同。 -种霍尔电流传感器，主要包括：一环状的封闭的壳体，该壳体的内部的环上设有 带一径向的空隙开口的磁环，封装设置在该壳体内且位于该磁环的空隙开口处，以及封装 设置在该壳体内的电路板和固设在该壳体外与电路板电连接的接线柱，该磁环是上述的磁 环。 -种实现霍尔电流传感器用于测量大电流的方法，包括如下步骤： A，提供一个霍尔电流传感器； B，将该霍尔电流传感器的磁环进行切口后使其具有一个间距为Lg的径向的空隙开 口，该空隙开口处在进行线切割后被切除一部分，而使磁环空隙开口处切除剩余面的高度d 小于磁环的磁环外径R和磁环内径r差值； C，调整该磁环的磁环空隙开口处间距Lg和/或磁环空隙开口处切除剩余面的高度d， 从而使其空隙开口处两侧区域A2的磁场强度和磁环空隙开口处对面内侧区域A1的磁场强 度大致相同。 本专利技术改进的霍尔电流传感器及其磁环，从而可以获得更大的有效测量范围，用 于电流检测领域。 【专利附图】【附图说明】 图1是霍尔电流传感器的电流检测原理示意图； 图2是霍尔电流传感器的结构示意图； 图3是现有磁环在电流1500安培下的空间磁场分布示意图； 图4是现有磁环在电流1500安培下的位于该磁环的空隙开口处的磁场强度的曲线 图； 图5是改进后磁环在电流1800安培下的空间磁场分布示意图； 图6是改进后磁环在电流1800安培下的位于该磁环的空隙开口处的磁场强度的曲线 图； 图7是一种改进磁环形状结构的磁环其各参数标注示意图； 图8是实施例1的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图； 图9是实施例2的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图； 图10是实施例3的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图； 图11是实施例4的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图； 图12是实施例5的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图； 图13是实施例6的磁环在大电流磁场下所测得的磁场强度分布图。 【具体实施方式】 现结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进一步说明。 本案专利技术人经过大量锐意研究和测试发现：当对霍尔电流传感器中的磁环的空隙 开口处的形状进行改变后，会导致该磁环的导磁分布发生变化，在特定的形状改变后，会获 得相比现在未做任何形状改变的磁环的更不易磁场饱和的效果，从而使得应用该改进磁环 的霍尔电流传感器可以用于测量更大的电流值。 参阅图3和图4,分别是现有霍尔电流传感器中未做任何形状改变的磁环在电流 1500安培（A)下的空间磁场分布情况和位于该磁环的空隙开口处的磁场强度的曲线图。该 磁环是选用霍尔电流传感器中最常用的1J85型号的坡莫合金材料的常规大小的磁环进行 测试，在图3中可见，该磁环结构在电流1500A下其磁场分布已显示基本进入饱和状态；在 图4中该磁环的空隙开口处从开口左至右分别是0-5_的距离的横轴坐标，可见该磁环结 构在电流1500A下其空隙开口处的磁场已趋于强度完全饱和，磁场强度并不会随着空隙开 口位置的不同而有所变化。从而从图3和图4的测试结果表明，显然选用测试的该霍尔电 流传感器在1500安培（A)下已经无法准确测量电流值了。 参阅图5和图6,分别是选用与上述图3和图4相同的霍尔电流传感器的磁环(与 上述测试磁环的材质和尺寸参数相同）对其磁环的空隙开口处的形状进行切割改变后，在 电流1800安培（A)下的空间磁场分布情况和位于该磁环的空隙开口处的磁场强度的曲线 图。有图5和图6可见，对磁环的空隙开口处的形状进行切割改变后的磁环在电流1800 A 下磁场分布显示接近进入饱和状态，但尚未完全饱和(优于常规磁环在1500A下的磁场分 布情况)，该磁环结构在电流1800A下其空隙开口处的磁场依然尚未完全饱和，磁场强度还 会随着空隙开口位置的不同而有轻微变化。由此可见，在相同磁环材质和尺寸的情况下，对 磁环的空隙开口处的形状进行切割改变后的改进磁环结构相比于常规的磁环结构而言，更 不易发生磁场饱和，从而可以用于测量更高电流值。 本案专利技术人在上述基础上继续大量的研究工作发现，通过改变磁环形状结构是与 如图7所示的磁环空隙开口处切除剩余面的高度d、磁环外径R和磁环内径r、及磁环空隙 开口处间距Lg都有关系。其中，由于相同材料和尺寸型号的磁环的磁环外径R和磁环内径 r是相同因素，可不列入考虑。在相同材料和尺寸型号的磁环的下，磁环空隙开口处切除剩 余面的高度d和磁环空隙开口处间距Lg是影响其最终导磁磁场强度分布的主要因素。 本案专利技术人经过进一步研究发现，只要改变磁环空隙开口处切除剩余面的高度d 和/或磁环空隙开口处间距Lg，使测得其上的磁场分布满足一定的情况下，从而使改变后 的改进磁环结构相比于常规的磁环结构不易发生磁场饱和，可以用于测量更高电流值。经 过大量研究结果表明：最理想的磁环结构改变是使得在大电流磁场的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁环，该磁环是由一导磁材料制成的环状芯体，该磁环具有一个间距为Lg的径向的空隙开口，该空隙开口处被切除一部分，而使磁环空隙开口处切除剩余面的高度d小于磁环的磁环外径R和磁环内径r差值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡峰毅，董学智，苏金土，
申请(专利权)人：厦门振泰成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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