电流传感器制造技术

本公开的实施例提供了一种电流传感器，所述电流传感器包括导电元件和至少两个磁场传感器。所述导电元件包括至少三个分离的端子区、公共导电区、以及将相应的分离端子区连接到所述公共导电区的至少三个分离的中间区。所述端子区中的每一个经由所述至少三个分离的中间区中的相应的分离中间区分别地连接至所述公共导电区以将对相应端子区施加的电流引导至所述公共导电区中。所述至少两个磁场传感器被布置在与所述至少三个分离的中间区相邻的不同几何位置处，其中，所述磁场传感器中的每一个被配置为感测流入所述公共导电区的每个电流的磁场分量以在其基础之上提供传感器信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 对相关申请的交叉引用 本申请是2010年11月18日提交的申请号12/949, 419的部分继续。前述申请的整个 公开被通过引用并入在此。
本专利技术的实施例设及电流传感器。一些实施例设及具有至少Ξ个端子区 (terminal area)和至少两个磁场传感器的电流传感器节点，所述至少两个磁场传感器用 于感测流入电流传感器节点的每个电流。
技术介绍
电流传感器用于多种应用，例如，在多条导线连接在电路节点处的情况下测量或 检测电流如何分开。 图32示出了将；条线诚导线）相连接的节点。运在许多配电系统中是常见的情 形，其中，可W经由II (其中，II可W指示第一电流）将一次能量（primary energy)输入至 系统。一次能量可W经由12 (其中，12可W指示第二电流)流动至负载，但一次能量还可W 经由13 (其中，13可W指示第Ξ电流）流动至备用电池。还可能发生的是，在一些实例中， II等于0 (11=0)并且负载（12)仅由电池（13)供应。该情形还可W发生在电动车辆中，其 中，II可W由充电器供应，12流经车辆的电机，该电机还可W用作用于将动能恢复为电能 的装置，并且，13来自车辆中的大电池组。在运种情形下，不仅有兴趣测量该网络的单个分 支中的单个电流，而且有兴趣测量所有4个分支中（或至少Ξ个分支或导体中）的电流。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种包括导电元件和至少两个磁场传感器的电流传感器。 所述导电元件包括至少Ξ个端子区、公共导电区、W及将至少Ξ个分离的端子区连接到所 述公共导电区的至少Ξ个分离的中间区，其中，所述至少Ξ个端子区中的每一个经由所述 至少Ξ个分离的中间区中的相应的分离中间区分别地连接至所述公共导电区W将对相应 端子区施加的电流引导至所述公共导电区中。所述至少两个磁场传感器被布置在与所述至 少Ξ个分离的中间区相邻的不同几何位置处，其中，所述至少两个磁场传感器中的每一个 适于感测流入所述公共导电区的电流的磁场分量W基于感测到的磁场分量来提供传感器 信号，其中围绕并且邻接所述公共导电区的几何区被划分成两个几何区段，所述两个几何 区段中的每一个邻接公共导电区，其中所述至少Ξ个端子区被布置在两个几何区段中的第 一几何区段中，并且其中所述至少两个磁场传感器的信号端子被布置在两个几何区段中的 第二几何区段中。 此外，所述电流传感器可W包括：评估器，适于评估流入所述公共导电区的每个电 流的值。 本专利技术的其他实施例提供了一种用于对测量节点中的至少Ξ个电流进行测量的 方法，其中，所述测量节点包括至少两个磁场传感器w及导电元件，所述导电元件具有至少 Ξ个分离的端子区、公共导电区、W及将所述至少Ξ个分离的端子区连接到所述公共导电 区的至少Ξ个分离的中间区，其中，所述至少Ξ个分离的端子区中的每一个经由所述至少 Ξ个分离的中间区中的相应的分离中间区分别地连接至所述公共导电区W将对相应端子 区施加的至少Ξ个电流中的一个分别地引导至所述公共导电区中，其中所述至少两个磁场 传感器被布置成与所述至少Ξ个分离的中间区相邻，使得由所述至少Ξ个分离的端子区经 由所述至少Ξ个分离的中间区分别引导至公共导电区中的至少Ξ个电流的值可被分别地 评估，其中围绕并且邻接所述公共导电区的几何区被划分成两个几何区段，所述两个几何 区段中的每一个邻接公共导电区，其中所述至少Ξ个端子区被布置在两个几何区段中的第 一几何区段中，并且其中所述至少两个磁场传感器的信号端子被布置在两个几何区段中的 第二几何区段中。所述方法包括W下步骤：利用所述至少两个磁场传感器分别地感测流入 所述测量节点的至少Ξ个电流的磁场分量；W及基于分别地感测到的磁场分量来评估流入 所述测量节点的至少Ξ个分离的电流的值。 本专利技术的一些实施例提供了一种电流传感器，用于测量与所述电流传感器的所述 至少Ξ个端子区相连接的至少Ξ个导体中的电流分布。此外，所述至少Ξ个端子区在所定 义的区域(运里称作公共导电区）中电连接在一起，然而，在该区域外，所述至少Ξ个端子区 彼此隔离，例如通过隔离材料（isolating material)。所述隔离材料使对相应端子区施加 的电流弯曲，从而将所述电流引导至所述公共导电区中。在所述公共导电区中，所述电流必 然由于弯曲部（bend)而改变流动方向。所述至少两个磁场传感器被放置或布置为例如与 运些弯曲部接近，此处，由所述电流的流动造成的磁场最大。 所述评估器可W评估或计算对每个端子区施加的电流的值，例如，评估或计算为 所述至少两个磁场传感器的传感器信号的线性叠加。此外，所述评估器可W适于基于所述 至少两个磁场传感器的传感器信号来评估背景磁场的值，使得可W基于所述背景磁场的值 来进一步评估或计算对每个端子区施加的电流的值。可选地，可W基于所述背景磁场的值 来判断测量的置信水平。【附图说明】 运里参照附图来描述本专利技术的实施例。 图1示出了具有Ξ个端子区和Ξ个磁场传感器的电流传感器的实施例的示意图。 图2示出了具有Ξ个端子区和Ξ个磁场传感器的电流传感器的可替换实施例的 不意图。 图3示出了电流传感器的示例实施例的导电元件或电流轨道的示意顶视图。 图4示出了图3所示的导电元件或电流轨道的示意底视图。 图5示出了电流传感器的示例实施例的导电元件或电流轨道的示意平面图。 图6示出了针对对两个相邻端子区施加的电压的、电流传感器的示例实施例的导 电元件上的电势分布的示意图。 图7示出了针对对一个端子区施加的在两个端子区之间流动的电流的、电流传感 器的示例实施例的导电元件上的总电流密度的分布的示意图。 图8A和8B示出了针对对一个端子区施加的在两个端子区之间流动的电流的、电 流传感器的示例实施例的导电元件上的电流密度的量值的分布的示意图。 图9示出了针对对一个端子区施加的在两个端子区之间流动的电流的、电流传感 器的示例实施例的导电元件上的热剖面（thermal profile)的示意图。 图10示出了针对对一个端子区施加的在两个端子区之间流动的电流的、电流传 感器的示例实施例的导电元件之上0. 1 mm的磁通密度的Z分量的分布的示意图。 图11A至11D在示意图中示出了针对对一个端子区施加的在两个端子区之间流动 的电流的、电流传感器的示例实施例的分别在导电元件之上0. 1 mm、〇. 2 mm、0. 3 mm和0. 4 mm的磁场的z分量的强度剖面（intensity profile)。 图12示出了全封装电流传感器的示例实施例的顶部上的示意透视图。 图13示出了图12的全封装电流传感器的实施例的示意底视图。 图14示出了没有模塑料的图12的电流传感器的示例实施例的示意图。图15示出了图14的具有绝缘娃裸片（silicon die)的电流传感器的示例实施例 的不意平面图。 图16示出了全封装电流传感器和具有凸出信号引脚的信号引脚的可替换实施例 的不意图。 图17示出了具有Ξ个端子区的全封装电流传感器的可选实施例的示意图，运Ξ 个端子区是可从顶部接近的。 图18示出了具有Ξ个端子区和Ξ个磁场传感器的电流传感器的实施例的示意 图。 图19示出了图18的电流传感器的导电元件的等效电路的实施例的示意图，其中， 第Ξ端子区接至地。 图20示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，包括：导电元件，具有至少三个分离的端子区、公共导电区、以及将至少三个分离的端子区连接到所述公共导电区的至少三个分离的中间区，其中，所述至少三个分离的端子区中的每一个经由所述至少三个分离的中间区中的相应的分离中间区分别地连接至所述公共导电区以将对相应端子区施加的电流分别引导至所述公共导电区中；以及至少两个磁场传感器，其被布置在与所述至少三个分离的中间区相邻的不同几何位置处，其中，所述至少两个磁场传感器中的每一个被配置为感测流入所述公共导电区的电流的磁场分量以基于感测到的磁场分量来提供传感器信号；其中所述至少两个磁场传感器被布置成与所述至少三个分离的中间区相邻，使得电流传感器可以分别测量由所述至少三个分离的端子区经由所述至少三个分离的中间区引导至公共导电区中的电流；以及其中围绕并且邻接所述公共导电区的几何区被划分成两个几何区段，所述两个几何区段中的每一个邻接公共导电区，其中所述至少三个端子区被布置在两个几何区段中的第一几何区段中，并且其中所述至少两个磁场传感器的信号和电源端子被布置在两个几何区段中的第二几何区段中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U奥塞莱希纳，W舍尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE