旁路式电流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种旁路式电流传感器，其包括：电流导体，其包括电流输入脚、电流输出引脚、连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的U型导体，以及连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的旁路导体，所述U型导体包括与电流输入引脚连接的第一腿部、与电流输出引脚连接的第二腿部以及位于第一腿部和第二腿部之间的连接部，所述旁路导体的一端与电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端与电流输出脚相连；设置于第一腿部一侧的第一磁电阻传感器；和，设置于第二腿部一侧的第二磁电阻传感器。这样可以显著地降低了旁路式导体的电阻，在保证感应大电流的同时，磁场均匀性好，体积小，便于集成。

【技术实现步骤摘要】
旁路式电流传感器
本专利技术涉及电流传感器
，尤其涉及一种旁路式电流传感器。
技术介绍
用于测量电流大小的电流传感器广泛应用于各种电子设备中。现有技术中的一种电流传感器，其包括U型导体，U型导体周围放置两个磁电阻传感器。由两个磁电阻传感器对U型导体中电流产生的磁场进行差分测量，从而达到探测(或检测)被测电流的目的。为了探测大电流，需要减小U型导体的电阻。例如，电流增大2倍，电阻需要减小4倍，以维持相同的功耗。传统上探测大电流有两种实现方式。第一种实现方式是：增大U型导体的厚度，缺点是，体积大，不便于集成。第二中是实现方式是：减小U型导体的长度，缺点是，电流均匀区小，产生磁场的均匀性差。因此，有必要提出一种改进方案来克服上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电流传感器，其可以实现大电流的检测。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种电流传感器，其包括：电流导体，其包括电流输入脚、电流输出引脚、连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的U型导体，以及连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的旁路导体，所述U型导体包括与电流输入引脚连接的第一腿部、与电流输出引脚连接的第二腿部以及位于第一腿部和第二腿部之间的连接部，所述旁路导体的一端与电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端与电流输出脚相连；设置于第一腿部一侧的第一磁电阻传感器；和设置于第二腿部一侧的第二磁电阻传感器。进一步的，电流从所述电流输入脚进入所述电流导体后分成两个路，其中一路依次经过第一腿部、连接部、第二腿部至所述电流输出引脚，另一路依次经过旁路导体至所述电流输出引脚，第一腿部和第二腿部平行，第一腿部中流过的电流的方向与第二腿部中流过的电流的方向相反。进一步的，所述旁路导体同时也连接第一腿部和第二腿部，所述U型导体和所述旁路导体围成环，所述U型导体的电阻大于所述旁路导体的电阻。进一步的，第一磁电阻传感器和第二磁电阻传感器集成在同一芯片上。进一步的，所述磁电阻传感器为各向异性磁阻、巨磁阻、隧穿磁阻或霍尔传感器。进一步的，U型导体的宽度为W1，旁路导体的宽度为W2，满足W1<W2。进一步的，电流传感器的-3dB带宽超过1MHz。与现有技术相比，本专利技术的电流导体是旁路式导体，其不仅包括连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的U型导体，以及连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的旁路导体，这样可以显著地降低了旁路式导体的电阻，在保证感应大电流的同时，磁场均匀性好，体积小，便于集成。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1示出了本专利技术中的电流传感器在一个实施例中的结构原理图；图2为图1中的电流传感器的沿剖面线A-A的剖视结构示意图；图3为图1中的电流传感器的输出信号幅值随电流频率的依赖关系示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。图1示出了本专利技术中的电流传感器在一个实施例中的结构原理图；图2为图1中的电流传感器的沿剖面线A-A的剖视结构示意图。如图1和2所示，本专利技术中的电流传感器100包括电流导体101、第一磁电阻传感器106和第二磁电阻传感器107。电流导体101包括电流输入脚102、电流输出脚103、连接于电流输入脚102和电流输出引脚103之间的U型导体104，以及连接于电流输入脚102和电流输出引脚103之间的旁路导体105。所述U型导体104包括与电流输入引脚连接的第一腿部1041、与电流输出引脚连接的第二腿部1043以及位于第一腿部和第二腿部之间的连接部1042，所述旁路导体105的一端与电流输入脚102相连，所述旁路导体105的另一端与电流输出脚103相连。第一磁电阻传感器106设置于第一腿部1041的一侧，第二磁电阻传感器107设置于第二腿部1043的一侧。电流I从所述电流输入脚102进入所述电流导体后分成两个路，其中一路I1依次经过第一腿部1041、连接部1042、第二腿部1043至所述电流输出引脚103，另一路I2依次经过旁路导体105至所述电流输出引脚103，其中电流I、I1和I2，满足I＝I1+I2。第一腿部1041和第二腿部1043平行，第一腿部1041中流过的电流的方向与第二腿部1043中流过的电流的方向相反。旁路导体105可以显著地降低电流导体101的电阻，从而保证可以在101中施加大电流I。所述旁路导体105同时也连接第一腿部1041和第二腿部1043，所述U型导体104和所述旁路导体105围成环。所述U型导体104的电阻大于所述旁路导体105的电阻。第一磁电阻传感器106和第二磁电阻传感器107可以集成在同一芯片上。所述磁电阻传感器为各向异性磁阻、巨磁阻、隧穿磁阻或霍尔传感器。U型导体的宽度为W1，旁路导体的宽度为W2，满足W1<W2，以减小高频电流输入产生的趋肤效应对电流探测精度的影响。如图2所示的，流经U型导体104的电流I1在第一磁电阻传感器106和第二磁电阻传感器107区域产生磁场H，被磁电阻传感器106和107感应到，另外，所述U型导体104的电阻和所述旁路导体105的电阻的比例是固定的，因此I1和I2的大小比例也是一定的，通过检测I1得到I1的值后，可以通过计算得到电流I，从而达到探测电流I的目的。请参阅图3所示，本专利技术的电流传感器的输出信号幅值随电流频率的依赖关系示意图。本专利技术的电流传感器的-3dB带宽超过1MHz。在本专利技术中，“连接”、“相连”、“连”、“接”等表示电性连接的词语，如无特别说明，则表示直接或间接的电性连接。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本专利技术的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本专利技术的权利要求书的范围。相应地，本专利技术的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流传感器，其特征在于，其包括：电流导体，其包括电流输入脚、电流输出引脚、连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的U型导体，以及连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的旁路导体，所述U型导体包括与电流输入引脚连接的第一腿部、与电流输出引脚连接的第二腿部以及位于第一腿部和第二腿部之间的连接部，所述旁路导体的一端与电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端与电流输出脚相连；设置于第一腿部一侧的第一磁电阻传感器；和设置于第二腿部一侧的第二磁电阻传感器。

【技术特征摘要】
1.一种电流传感器，其特征在于，其包括：电流导体，其包括电流输入脚、电流输出引脚、连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的U型导体，以及连接于电流输入脚和电流输出引脚之间的旁路导体，所述U型导体包括与电流输入引脚连接的第一腿部、与电流输出引脚连接的第二腿部以及位于第一腿部和第二腿部之间的连接部，所述旁路导体的一端与电流输入脚相连，所述旁路导体的另一端与电流输出脚相连；设置于第一腿部一侧的第一磁电阻传感器；和设置于第二腿部一侧的第二磁电阻传感器。2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，电流从所述电流输入脚进入所述电流导体后分成两个路，其中一路依次经过第一腿部、连接部、第二腿部至所述电流输出引脚，另一路依次经过旁路导体至所述电流输出引脚，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大来，蒋乐跃，
申请(专利权)人：新纳传感系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32