具有集成的主导体的电流传感器制造技术

电流传感器，包括壳体(10)、包括中央通道(18)和磁路间隙(22)的磁芯(6)、位于磁路间隙中的磁场检测器(8)以及引线框导体装置(4)，该引线框导体装置包括携带要被测量的电流的主导体(14)和用于将磁场检测器连接到外部电路的磁场检测器导体(16)。主导体包括穿过磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、自中央部的相对两端延伸的横向延伸臂(13)以及用于连接到外部导体的连接端(17)。磁场检测器导体包括多个导体，每个导体包括与主导体的中央部基本对准的感测单元连接板(21)和用于连接到外部电路的连接端(19)，壳体包括围绕在引线框导体装置的几部分周围并形成磁场传感器容纳腔(36)的基部(20)，磁场传感器容纳腔的底表面呈基本为平面的安装表面将所述感测单元连接板露出用于电连接到感测单元，感测单元结合在安装表面上并与一个或多个磁场检测器导体叠置以及与主导体中央部偏置。壳体基部还包括围绕在主导体中央部周围的主导体包覆成型部(30)，在磁芯与主导体之间提供介电绝缘层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有集成的主导体的电流传感器
本专利技术涉及一种电流传感器，其包括磁芯和在磁芯的空气间隙中的磁场检测器，用于测量穿过磁芯的中央通道延伸的主导体中流过的电流。
技术介绍
用于电流感测设备的电流传感器模块一般包括由高磁导率磁性材料制成的磁芯，该磁芯围绕在中心孔周围，携带要被测量的电流的主导体通过该中心孔。磁芯一般可以具有基本为矩形或圆形的形状并设有空心间隙，诸如呈ASIC形式的霍尔效应传感器之类的磁场检测器位于该空气间隙中。主导体中流过的电流产生的磁通由磁芯积聚并通过空气间隙。空气间隙中的磁场代表主电流。电流传感器用在各种各样用于监控或控制电气装置和系统的应用中，在许多应用中，具有降低这些元件的制造成本还有降低在电路中实施和使用这些元件的成本的重要优点。某些电流传感器由于成本和/或尺寸的原因不设磁芯，然而与在主导体周围设有磁芯的电流传感器相比其通常降低了传感器的可靠性和/或敏感性和/或精确性和/或操作范围。提供紧凑的元件以便于使其中安装这些元件的装置小型化和/或减轻其重量通常也是一个重要的优点。许多应用中电流传感器安装在电路板上且需要遵守需要特定紧凑布置的预先定义的连接区域或表面区域限制。根据主导体的电压大小，这可导致难于在主导体与磁场检测器电路的电导体之间获得所需的爬电距离。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有集成的主导体和磁场检测器的电流传感器，其不仅精确可靠而且紧凑并且生产经济划算。对于某些应用，本专利技术的目的是提供一种用于安装在电路板上的具有集成的主导体和磁场检测器的电流传感器，其不仅精确可靠而且占据电路板上小的表面区域而且生产经济划算。在主导体与磁场检测器的导体之间提供具有高的爬电阻值的电流传感器是有利的。提供具有大操作范围的电流传感器是有利的。提供稳定耐用的电流传感器是有利的。提供轻重量的电流传感器是有利的。提供容易实施且使用经济划算的电流传感器是有利的。本专利技术的目的是通过提供根据权利要求1所述的电流传感器达到的。这里披露了一种电流传感器，其包括壳体、具有中央通道和磁路间隙的磁芯、位于磁路间隙中的磁场检测器以及引线框导体装置，该引线框导体装置包括用于携带要被测量的电流的主导体和用于将磁场检测器连接到外部电路的磁场检测器导体。主导体包括穿过磁芯的中央通道延伸的中央部、自中央部的相对两端延伸的横向延伸臂、以及用于连接到外部导体的连接端。磁场检测器导体包括多个导体，每个导体包括与主导体的中央部基本对准的感测单元连接板和用于连接到外部电路的连接端，壳体包括围绕在引线框导体装置的各部分周围并形成磁场传感器容纳腔的基部，磁场传感器容纳腔的底表面具有基本为平面的安装表面，将所述感测单元连接板露出以便电连接到感测单元，感测单元结合在安装表面上并与一个或多个磁场检测器导体叠置并且与主导体的中央部偏置。壳体基部还包括围绕在主导体的中央部周围的主导体包覆成型部，在磁芯与主导体之间提供介电绝缘层。壳体还包括安装在基部上方并将磁芯和磁场传感器容纳腔盖住的罩盖。在一个有利的实施方式中，引线框导体装置是金属板材。在一个有利的实施方式中，基部包括围绕并形成磁场传感器容纳腔的外壁部，感测单元位于磁场传感器容纳腔内，其还包括覆盖感测单元和连接板的绝缘封装材料。在一个有利的实施方式中，导体装置的连接端从其中布置有主导体部和感测单元连接板的主平面弯出，配置成用于连接到外部电路板上的传导触点。在一个有利的实施方式中，主导体和/或磁场检测器导体的连接端具有朝向壳体向内弯曲的端部。在一个有利的实施方式中，壳体基部包括围绕在主导体的超出壳体基部的侧壁突伸的横向延伸臂的一部分周围的包覆成型延伸部。在一个有利的实施方式中，壳体包括位于磁芯的相对横向侧的侧旁的芯导向肋，其在基部和罩盖上提供了相互接合的元件，从而在主导体、磁芯与壳体的外部之间形成了弯曲的爬电路径。在一个有利的实施方式中，基部包括在磁芯的任一侧上的芯导向肋，其插入罩盖上的具有内壁部和外壁部的互补的芯导向肋对中。在一个有利的实施方式中，壳体罩盖设有由端壁部相互连接的上下壁部以形成基本为U形的形状，使得罩盖夹在磁芯上和夹在磁场传感器容纳腔上以及壳体基部的相对的侧上。在一个有利的实施方式中，感测单元通过倒装连接装置或通过接合线连接到引线框导体装置的感测单元连接板。在一个有利的实施方式中，磁场检测器是半导体基板的形式，其结合有磁场感测单元，例如霍尔效应单元。在一个有利的实施方式中，磁芯具有由端分支和自端分支延伸到自由端的横向分支形成的基本U形的形状，在靠近自由端的横向分支之间形成磁路间隙。在一个有利的实施方式中，至少其中一个横向分支的自由端包括在外侧上的斜面。在一个有利的实施方式中，电流传感器是开环电流传感器。附图说明本专利技术的另外的目的和有利的特征将会从权利要求、从详细描述的说明书和附图中变得显而易见，其中：图1a是安装在电路板上的根据本专利技术的第一实施方式的电流传感器的透视图；图1b是图1a的电流传感器的下侧透视图；图1c是图1a的电流传感器的分解透视图；图1d是电路板上的图1a的电流传感器的横截面透视图；图1e是图1a的电流传感器的局部剖切下侧透视图；图1f是穿过图1a的电流传感器的引线框平面的剖视图；图2是图1a的电流传感器的基部的透视图；图3a和3b是图1a的电流传感器的罩盖部的透视图；图4a是安装在电路板上的根据本专利技术的第二实施方式的电流传感器的透视图；图4b是图4a的电流传感器的分解透视图；图4c是穿过图4a的电流传感器的引线框平面的剖视图；图5是图4a的电流传感器的基部的透视图；图6是图4a的电流传感器的罩盖部的透视图；图7a是在导体弯曲操作之前安装在电路板上的根据本专利技术的第二实施方式的电流传感器的透视图；图7b是图7a的电流传感器的分解透视图；图8a到8f是根据本专利技术的实施方式的电流传感器的磁芯的不同变型的透视图。具体实施方式参见这些图，示出了根据本专利技术的各个实施方式的电流传感器，该电流传感器包括壳体10、具有中央通道18和磁路间隙22的磁芯6、位于磁路间隙22中的磁场检测器8、和由引线框制成的导体装置4。引线框导体装置4包括用于携带要被测量的电流的主导体14和用于连接到磁场检测器8的导体16。本专利技术的电流传感器尤其适合于开环电流测量。主导体14包括中央部15、自中央部15的相对两端延伸的横向延伸臂13、以及在延伸臂的自由端处的连接端17，所述连接端17用于连接到要被测量的电流流过的外部导体。该外部导体尤其可以连接到设有用于连接到连接端17的传导触点42的电路板12。这些传导触点例如可以呈用于连接端17的表面贴装连接的传导触板42的形式。主导体14的中央部15穿过磁芯的中央通道18延伸。磁芯具有由端分支6a和自端分支延伸到自由端24的横向分支6b、6c形成的基本为U形的形状，在靠近自由端24的横向分支6b、6c之间形成磁路间隙22。磁芯6用作位于磁路间隙22中的磁场检测器8的磁通聚集器。由主导体中流过的电流产生的磁通被聚集通过磁路间隙22。磁芯由具有高磁导率的材料制成，这些磁性材料的示例是FeNi、MnZn、FeSi、纳米晶体材料和非晶材料。根据本专利技术的实施方式的磁芯相比于不设磁芯的电流传感器(例如磁场检测器靠近主导体定位而没有磁通聚集器)增大了信号水平并提供了良好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流传感器，包括壳体(10)、具有中央通道(18)和磁路间隙(22)的磁芯(6)、位于磁路间隙中的磁场检测器(8)、以及金属片材的引线框导体装置(4)，该引线框导体装置包括用于携带要被测量的电流的主导体(14)和用于将磁场检测器连接到外部电路的磁场检测器导体(16)，主导体包括穿过磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、从所述中央部的相对两端延伸的横向延伸臂(13)、以及用于连接到外部导体的连接端(17)，磁场检测器导体包括多个导体，每个导体包括与主导体的所述中央部基本对准的感测单元连接板(21)和用于连接到外部电路的连接端(19)，所述壳体包括围绕在引线框导体装置的各部分周围并形成磁场传感器容纳腔(36)的基部(20)，磁场传感器容纳腔的底表面具有基本为平面的安装表面，将所述感测单元连接板露出以便电连接到感测单元，感测单元结合在安装表面上并与磁场检测器导体中的一个或多个叠置并且与主导体的中央部偏置，壳体的基部还包括围绕在主导体的中央部周围的主导体包覆成型部(30)，从而在磁芯与主导体之间提供介电绝缘层，壳体还包括安装在所述基部上方并覆盖磁芯和磁场传感器容纳腔的罩盖(34)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.23 EP 15191357.11.一种电流传感器，包括壳体(10)、具有中央通道(18)和磁路间隙(22)的磁芯(6)、位于磁路间隙中的磁场检测器(8)、以及金属片材的引线框导体装置(4)，该引线框导体装置包括用于携带要被测量的电流的主导体(14)和用于将磁场检测器连接到外部电路的磁场检测器导体(16)，主导体包括穿过磁芯的中央通道延伸的中央部(15)、从所述中央部的相对两端延伸的横向延伸臂(13)、以及用于连接到外部导体的连接端(17)，磁场检测器导体包括多个导体，每个导体包括与主导体的所述中央部基本对准的感测单元连接板(21)和用于连接到外部电路的连接端(19)，所述壳体包括围绕在引线框导体装置的各部分周围并形成磁场传感器容纳腔(36)的基部(20)，磁场传感器容纳腔的底表面具有基本为平面的安装表面，将所述感测单元连接板露出以便电连接到感测单元，感测单元结合在安装表面上并与磁场检测器导体中的一个或多个叠置并且与主导体的中央部偏置，壳体的基部还包括围绕在主导体的中央部周围的主导体包覆成型部(30)，从而在磁芯与主导体之间提供介电绝缘层，壳体还包括安装在所述基部上方并覆盖磁芯和磁场传感器容纳腔的罩盖(34)。2.根据任一前述权利要求所述的电流传感器，其中所述基部包括围绕并形成磁场传感器容纳腔的外壁部(38)，感测单元位于磁场传感器容纳腔内；还包括覆盖感测单元(26)和感测单元连接板的绝缘封装材料(28)。3.根据任一前述权利要求所述的电流传感器，其中引线框导体装置的连接端从其中布置有主导体部分和感测单元连接板的主平面弯出，配置成用于连接到外部电路板上的传导触点。4.根据前述权利要求所述的电流传感器，其中主导体和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·佩库，D·巴尔巴加洛，P·莫里尔，
申请(专利权)人：莱姆知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH