包括印刷电路板的测量变压器制造技术

一种测量变压器，其包括印刷电路(40)和磁芯(13)，该印刷电路包括绝缘层(43)、包括延伸穿过该绝缘层(43)的第一初级电镀通孔(47)和第二初级电镀通孔(48)的初级贯通组装件，该初级贯通组装件形成该变压器的初级绕组的一部分，所述初级绕组具有单匝，该印刷电路进一步包括包含延伸穿过绝缘层(43)的第一次级电镀通孔(56)和第二次级电镀通孔(57)的次级贯通组装件，该次级贯通组装件形成变压器的次级绕组的一部分，所述次级绕组包括串联连接的多个匝，磁芯沿印刷电路(40)的厚度延伸。磁芯沿印刷电路(40)的厚度延伸。磁芯沿印刷电路(40)的厚度延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括印刷电路板的测量变压器
[0001]本专利技术涉及包括印刷电路的测量变压器的领域。
[0002]专利技术的
技术介绍

[0003]磁通门电流传感器利用形成磁芯的磁性材料的属性，藉此该磁芯从某个磁激励水平饱和。参照图1，对于增大的磁场H，磁场H与磁通密度B之间的传递函数的斜率从磁芯的所谓“饱和”值大幅下降。在图1中，该饱和值对应于范围ΔH和ΔB。
[0004]参照图2和3，在用于测量在导体中流动的电流Im的常规磁通门电流传感器1中，方波信号发生器2向绕磁芯4缠绕的激励绕组3的端子施加方波激励电压Vex。在激励绕组3中流动的激励电流Iex由测量模块5测量。连接至测量模块5的峰值检测器6提供两项信息：饱和电平以及激励电流Iex的各峰值电流之间的差。饱和电平用于对激励电压Vex的振幅进行伺服控制。激励电流Iex的各峰值电流之间的差用于估计待测量电流Im，并且该差经由电压至电流转换器7起作用于对退磁电流的振幅进行伺服控制，该退磁电流在退磁绕组8中流动并且用于补偿由待测量电流Im在磁芯4中产生的磁通量。
[0005]磁通门电流传感器在某些应用中是优选的。这特别适用于测量在用户装备的固态功率控制器(SSPC)型的切断构件中流动的电流，或者适用于测量在连接到电机的相的功率电子模块(PEM)型的能量转换器构件中流动的电流。
[0006]专利技术目的
[0007]本专利技术的目的是提高工业可再现性并降低磁通门电流传感器的成本。

技术实现思路

[0008]为了实现该目的，提供了一种测量变压器，其包括印刷电路和磁芯，印刷电路包括绝缘层、包括延伸穿过绝缘层的第一初级电镀通孔和第二初级电镀通孔的初级贯通组装件，该初级贯通组装件形成测量变压器的初级绕组的一部分，所述初级绕组具有单匝，该印刷电路进一步包括包含延伸穿过绝缘层的第一次级电镀通孔和第二次级电镀通孔的次级贯通组装件，该次级贯通组装件形成测量变压器的次级绕组的一部分，所述次级绕组包括串联连接的多个匝，磁芯沿着印刷电路的厚度延伸。
[0009]印刷电路的初级电镀通孔和次级电镀通孔的电特性是完全可再现的。此外，通过将本专利技术的测量变压器的磁芯纳入到印刷电路的厚度中，可以很好地掌握用于制造它的材料、其结构以及因此其特性。
[0010]此外，本专利技术的测量变压器是便宜的，因为它由印刷电路、电镀通孔和直接纳入到印刷电路中的磁芯组成。
[0011]因此，通过将本专利技术的测量变压器纳入到磁通门电流传感器中，改进了所述磁通门电流传感器的工业再现性和成本。
[0012]本专利技术可以鉴于以下对本专利技术的特定非限定性实施例的描述而被更好地理解。
[0013]附图简述
[0014]参照附图，在附图中：
[0015]·
图1绘制了磁场与磁通密度之间的传递函数的曲线；
[0016]·
图2示出了现有的磁通门电流传感器；
[0017]·
图3示出了激励现有磁通门电流传感器的磁芯的激励电压的曲线和激励电流的曲线；
[0018]·
图4示出了包括本专利技术的变压器的新颖磁通门电流传感器；
[0019]·
图5示出了被纳入到印刷电路中并被用于测量待测量电流的分流桥；
[0020]·
图6是新颖磁通门电流传感器中使用的本专利技术变压器的截面图；以及
[0021]·
图7是与图6的视图类似的但从上方观看的视图。
[0022]本专利技术的详细说明
[0023]参照图4，在该示例中使用磁通门电流传感器10来测量待测量且在导体11中流动的电流Im。
[0024]磁通门电流传感器10包括本专利技术的测量变压器12，该测量变压器12包括磁芯13、初级绕组和次级绕组。初级绕组是导体11。磁芯13围绕导体11延伸。次级绕组是绕磁芯13缠绕的测量绕组14。
[0025]磁通门电流传感器10包括形成数字部分15和模拟部分16的多个电子组件。
[0026]数字部分15包括数字处理器组件，该数字处理器组件特别是现场可编程门阵列(FPGA)，但它可以是某种其他组件：微控制器、处理器专用集成电路(ASIC)等等。
[0027]磁通门电流传感器10进一步包括获取电路17。获取电路17形成模拟部分16的一部分。
[0028]获取电路17连接到测量绕组14。
[0029]获取电路17包括高通滤波器19和连接到高通滤波器19的输出的模数转换器(ADC)20。
[0030]在该示例中，ADC 20是12位转换器，该转换器的操作以频率Fech进行时钟控制。在该示例中，Fech＝100兆赫兹(MHz)。ADC 20自然地可以呈现不同的特性。
[0031]获取电路17从测量绕组14的端子获取模拟测量电压Ve。测量电压Ve被用作高通滤波器19的输入。
[0032]所产生的电压被用作ADC 20的输入，该ADC 20产生数字测量信号Sm。
[0033]磁通门电流传感器10包括高频发生器22。高频发生器22被纳入到FPGA中(其中术语“被纳入”可以用以下任何术语来代替：被编程、被实现、被提供等等)。
[0034]高频发生器22产生频率f0的数字参考信号、频率2.f0的数字参考信号、以及频率3.f0的数字参考信号。
[0035]在该示例中，频率f0的数字参考信号具有以下形式：
[0036]S1r＝sin(ω0t)。
[0037]在该示例中，频率2.f0的数字参考信号具有以下形式：
[0038]S2r＝cos(2.ω0t)。
[0039]在该示例中，频率3.f0的数字参考信号具有以下形式：
[0040]S3r＝sin(3.ω0t)。
[0041]磁通门电流传感器10进一步包括激励电路23。激励电路23在FPGA中实现。
[0042]激励电路23连接到高频发生器22。
[0043]激励电路23包括原始激励电路24和激励伺服控制电路25。
[0044]原始激励电路24接收频率f0的数字参考信号和频率3.f0的数字参考信号，并且原始激励电路24从这些信号产生频率f0的部分数字激励信号和频率3.f0的部分数字激励信号。
[0045]在该示例中，频率f0的部分数字激励信号具有以下形式：
[0046]S1p＝k1.sin(ω0t)。
[0047]在该示例中，频率3.f0的部分数字激励信号具有以下形式：
[0048]S3p＝k2.sin(3.ω0t)。
[0049]原始激励电路24将频率f0的部分数字激励信号和频率3.f0的部分数字激励信号相加在一起以生成原始数字激励信号。原始数字激励信号具有以下形式：
[0050]Seb＝S1p+S3p＝k1.sin(ω0t)+k2.sin(3ω0t)。
[0051]激励伺服控制电路25连接到高频发生器22。
[0052]激励伺服控制电路25接收频率3.f0的数字参考信号，并且激励伺服控制电路25从频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种测量变压器，其包括印刷电路(40)和磁芯(13)，所述印刷电路包括绝缘层(43)、包括延伸穿过所述绝缘层(43)的第一初级电镀通孔(47)和第二初级电镀通孔(48)的初级贯通组装件，所述初级贯通组装件形成所述测量变压器的初级绕组的一部分，所述初级绕组具有单匝，所述印刷电路进一步包括包含延伸穿过所述绝缘层(43)的第一次级电镀通孔(56)和第二次级电镀通孔(57)的次级贯通组装件，所述次级贯通组装件形成所述测量变压器的次级绕组的一部分，所述次级绕组包括串联连接的多个匝，所述磁芯沿所述印刷电路(40)的厚度延伸。2.如权利要求1所述的测量变压器，其特征在于，所述第一和第二初级电镀通孔(47，48)中的每一者具有连接至所述印刷电路的第一导电层(41)的共用第一迹线(44)的第一端以及连接至所述印刷电路的第二导电层(42)的共用第二迹线(45)的第二端。3.任何前述权利要求所述的测量变压器，其特征在于，所述第一初级电镀通孔(47)和所述第二初级电镀通孔(48)分别形成分流桥(53)的第一分支(51)和第二分支(52)，所述测量变压器被布置成测...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：赛峰电子与防务公司，
类型：发明
国别省市：