用于改善功能安全性的电流传感器制造技术

技术编号:29995366 阅读:20 留言:0更新日期:2021-09-11 04:36
本公开的实施例涉及用于改善功能安全性的电流传感器。一种电流传感器装置包括:第一导体,被配置为在电流流动方向上传导初级电流的第一部分;第二导体,被配置为在电流流动方向上传导初级电流的第二部分;以及磁性传感器。第一导体和第二导体并联耦合。第一电流在其流过第一导体时产生第一磁场,并且第二电流在其流过第二导体时产生第二磁场。第一导体和第二导体在与电流流动方向正交的第一方向上彼此分开,从而限定间隙。磁性传感器被布置在间隙中,使得第一导体被布置在磁性传感器的第一部分之上,而第二导体被布置在磁性传感器的第二部分之下。第二部分之下。第二部分之下。

【技术实现步骤摘要】
用于改善功能安全性的电流传感器


[0001]本公开总体涉及电流传感器设备和用于电流感测的方法,并且更具体地涉及多样化电流传感器设备和多样化电流感测方法。

技术介绍

[0002]针对电流传感器存在许多应用。作为一个示例,电流传感器是电动车辆的电池系统的组成部分。它还在常规车辆的板网架构中起着重要作用。如自动驾驶之类的新应用增加了对电流传感器有关功能安全性的要求,这些要求包括冗余电流感测或多样化电流感测以及检测故障电流传感器的能力。
[0003]在电动车辆中,使用了两种主要类型的电流传感器:基于分流器(即,基于电阻)的电流传感器和基于霍尔效应(基于磁性)的电流传感器。为了改善电流传感器的功能安全等级,可以组合两种不同的测量原理,如基于电阻的感测和基于磁性的感测。然而,组合两个不同的传感器可能会导致体积大且价格高昂的解决方案。
[0004]因此,可以被期望的是一种使用多样化电流测量原理而没有上述缺点的电流感测设备。

技术实现思路

[0005]根据一个或多个实施例,一种电流传感器布置包括:导体,被配置为传导初级电流,该导体包括:第一端,以及第二端,第二端相对于第一端相对布置;以及狭缝,在电流流动方向上在第一端与第二端之间部分延伸。狭缝将导体分成第一导体部分和第二导体部分,该第一导体部分和第二导体部分二者均在导体的第一端和第二端处联接。初级电流在电流流动方向上从第一端流向第二端。初级电流被分成第一电流和第二电流,第一电流在其在电流流动方向上流过第一导体部分时产生第一磁场,而该第二电流在其在电流流动方向上流过第二导体部分时产生第二磁场。第一导体部分和第二导体部分在与电流流动方向正交的第一方向上彼此分开,从而限定间隙。该电流传感器布置还包括磁性传感器,其布置在间隙中,使得第一导体部分被布置在磁性传感器的第一部分之上,而第二导体部分被布置在磁性传感器的第二部分之下。
[0006]根据一个或多个实施例,一种电流传感器装置的制造方法,包括:提供导体,被配置为传导初级电流,该导体包括第一端和第二端,相对于初级电流的电流流动方向,该第二端相对于第一端相对设置;在与电流流动方向正交的第一方向上,以平分方式形成跨导体的电流阻碍结构;在导体中形成狭缝,该狭缝在电流流动方向上在第一端与第二端之间部分延伸,其中该狭缝在电流流动方向上延伸通过电流阻碍结构,并且该狭缝在与电流流动方向正交的第二方向上延伸通过导体,其中狭缝将导体分成第一导体部分和第二导体部分,该第一导体部分和第二导体部分二者均在导体的第一端和第二端处联接;使第一导体部分和第二导体部分相对于第二方向在相反方向上变形,从而限定间隙;以及通过间隙插入磁性传感器,使得第一导体部分被布置在磁性传感器的第一部分之上,而第二导体部分
被布置在磁性传感器的第二部分之下。
[0007]根据一个或多个实施例,一种电流传感器装置包括:第一导体,被配置为在电流流动方向上沿着第一电流路径传导初级电流的第一部分;第二导体,被配置为在电流流动方向上沿着第二电流路径传导初级电流的第二部分,其中第一导体和第二导体并联耦合。第一电流在其流过第一导体时产生第一磁场,而第二电流在其流过第二导体时产生第二磁场。第一导体和第二导体在与电流流动方向正交的第一方向上彼此分开,从而限定间隙。该电流传感器布置还包括磁性传感器,其被布置在间隙中,使得第一导体被布置在磁性传感器的第一部分之上,而第二导体被布置在磁性传感器的第二部分之下。
附图说明
[0008]参考附图,在本文中对实施例进行描述。
[0009]图1A是根据一个或多个实施例的多样化电流传感器的透视图;
[0010]图1B是图1A所示的多样化电流传感器的平面图;
[0011]图1C是沿着图1B所示的切割线A

A截取的多样化电流传感器的截面图;以及
[0012]图2是根据一个或多个实施例的用于多样化电流传感器的导体的透视图。
具体实施方式
[0013]在下文中,对细节进行阐述,以提供对示例性实施例的更全面的说明。然而,对于本领域技术人员而言,显而易见的是,在没有这些具体细节的情况下,可以实施实施例。在其他实例中,以框图形式或以示意图形式而非详细地示出了公知结构和设备,以免使实施例晦涩难懂。另外,除非另有特别指出,否则下文所描述的不同实施例的特征可以彼此组合。
[0014]进一步地,在以下描述中,使用等同或相似附图标记表示等同或相似元件或具有等同或相似功能的元件。由于在附图中相同或功能等同元件被赋予相同附图标记,所以可以省略对具有相同附图标记的元件的重复描述。因此,向具有相同或相似附图标记的元件提供的描述可以互换。
[0015]诸如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“前”、“后”、“后面”、“在前”、“在后”、“上”、“下”等之类的方向性术语可以参考所描述的附图和/或元件的方位来使用。因为实施例可以以若干个不同方位定位,所以方向性术语用于说明的目的,绝没有限制性。在一些实例中,只要维持元件之间的一般方向关系及其一般目的,方向性术语就可以基于实施例的方位来与等同方向性术语交换。
[0016]应当理解,当一个元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时,它可以直接连接或耦合到另一元件,或可以存在中间元件。相比之下,当一个元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时,则不存在中间元件。应当以类似方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语(例如,“在

之间”与“直接在

之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
[0017]在本文中所描述的或附图中示出的实施例中,只要基本上维持例如用于传输某种信号或传输某种信息的连接或耦合的通用目的,任何直接电连接或耦合(即,没有附加中间元件的任何连接或耦合)就也可以通过间接连接或耦合(即,使用一个或多个附加中间元件的连接或耦合)来实现,反之亦然。可以组合来自不同实施例的特征以形成其他实施例。例
如,除非另有说明,否则关于实施例中的一个实施例所描述的变化或修改也可以适用于其他实施例。
[0018]在没有背离本文中所描述的实施例的各个方面的情况下,术语“基本上”在本文中可以用于解释在工业中被认为是可接受的小制造公差(例如,在5%以内)。
[0019]实施例涉及传感器和传感器系统,并且涉及电流传感器和电流传感器系统。一般而言,传感器可以是指将待测量物理量转换为电信号(例如,电流信号或电压信号)的部件。物理量可以例如包括磁场、电场、压力、力、电流、或电压,但不限于此。应当领会,存在用于测量电流的各种传感器技术,如在以下实施例中所描述的。
[0020]磁场传感器例如包括一个或多个磁场传感器元件,其测量磁场的一个或多个特点(例如,磁场通量密度量、场强、场角、场方向、磁方位等)。磁场可以由磁体、载流导体(例如,电线)、地球、或其他磁场源产生。每个磁场传感器元件被配置为响应于一个或多个磁场撞击在传感器元件上,生成传感器信号(例如,电压信号)。因此,传感器信号指示撞击在本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流传感器装置,包括:导体,被配置为传导初级电流,所述导体包括:第一端,相对于所述第一端相对布置的第二端,以及在电流流动方向上在所述第一端与所述第二端之间部分地延伸的狭缝,其中所述狭缝将所述导体分成第一导体部分和第二导体部分,所述第一导体部分和所述第二导体部分二者在所述导体的所述第一端和所述第二端处联接,其中所述初级电流在所述电流流动方向上从所述第一端流向所述第二端,其中所述初级电流被分成第一电流和第二电流,所述第一电流在其于所述电流流动方向上流过所述第一导体部分时产生第一磁场,并且所述第二电流在其于所述电流流动方向上流过所述第二导体部分时产生第二磁场,以及其中所述第一导体部分和所述第二导体部分在与所述电流流动方向正交的第一方向上彼此分开,从而限定间隙;以及磁性传感器,布置在所述间隙中,使得所述第一导体部分被布置在所述磁性传感器的第一部分之上,而所述第二导体部分被布置在所述磁性传感器的第二部分之下。2.根据权利要求1所述的电流传感器装置,其中:所述磁性传感器被配置为基于所述第一磁场撞击所述磁性传感器的第一部分而生成第一传感器信号,并且基于所述第二磁场撞击所述磁性传感器的第二部分而生成第二传感器信号。3.根据权利要求1所述的电流传感器装置,其中:所述磁性传感器包括至少一个第一感测元件,所述至少一个第一感测元件被布置在所述磁性传感器的第一部分中并且在所述第一磁场内,所述至少一个第一感测元件被配置为基于所述第一磁场撞击在其上而生成第一传感器信号,以及所述磁性传感器包括至少一个第二感测元件,所述至少一个第二感测元件被布置在所述磁性传感器的第二部分中并且在所述第二磁场内,所述至少一个第二感测元件被配置为基于所述第二磁场撞击在其上而生成第二传感器信号。4.根据权利要求3所述的电流传感器装置,其中:所述至少一个第一感测元件中的每个第一感测元件包括第一感测轴线,并且所述至少一个第一感测元件被配置为响应于所述第一磁场的磁场分量被投射到每个第一感测轴线上,生成所述第一传感器信号,所述至少一个第二感测元件中的每个第二感测元件包括第二感测轴线,并且所述至少一个第二感测元件被配置为响应于所述第二磁场的磁场分量被投射到每个第二感测轴线上,生成所述第二传感器信号,以及每个第一感测轴线与每个第二感测轴线平行或反平行。5.根据权利要求3所述的电流传感器装置,其中:所述磁性传感器包括第一主表面和第二主表面,所述第二主表面在所述第一方向上与所述第一主表面相对布置,以及所述至少一个第一感测元件和所述至少一个第二感测元件对所述第一磁场和所述第二磁场的磁场分量敏感,所述磁场分量平行于所述第一主表面和所述第二主表面、并且正交于所述电流流动方向延伸。6.根据权利要求3所述的电流传感器装置,其中:
所述至少一个第一感测元件被布置在所述磁性传感器的第一部分中,使得所述第一磁场平行于所述第一导体部分的导体表面、并且正交于所述电流流动方向而被投射到所述至少一个第一感测元件上;以及所述至少一个第二感测元件被布置在所述磁性传感器的第二部分中,使得所述第二磁场平行于所述第二导体部分的导体表面、并且正交于所述电流流动方向而被投射到所述至少一个第二感测元件上。7.根据权利要求3所述的电流传感器装置,还包括:处理电路,被配置为接收所述第一传感器信号和所述第二传感器信号,以及基于所述第一传感器信号和所述第二传感器信号来生成差分传感器信号,其中所述差分传感器信号表示所述第一电流和所述第二电流中的至少一个电流。8.根据权利要求7所述的电流传感器装置,还包括:测量电路,被配置为测量在所述电流流动方向上的跨所述第一导体部分的一部分的电压降、或在所述电流流动方向上的跨所述第二导体部分的一部分的电压降,其中所述处理电路被配置为基于所测量的电压降来计算电流值。9.根据权利要求8所述的电流传感器装置,其中所述处理电路被配置为计算在所述电流值与所述差分传感器信号的值之间的差,将所计算的差与阈值进行比较,以及在所计算的差超过所述阈值的状况下生成故障信号。10.根据权利要求8所述的电流传感器装置,其中所述处理电路被配置为将所述电流值和所述差分传感器信号的值与过电流阈值进行比较,并且在所述电流值或所述差分传感器信号的值中的至少一个值超过所述过电流阈值的状况下生成过电流故障信号。11.根据权利要求1所述的电流传感器装置,还包括:第一电流阻碍结构,被布置在所述第一导体部分中,所述第一电流阻碍结构在第二方向上平分所述第一导体部分,所述第二方向与所述电流流动方向正交;以及第二电流阻碍结构,被布置在所述第二导体部分中,所述第二电流阻碍结构在所述第二方向上平分所述第二导体部分,所述第二方向与所述电流流动方向正交。12.根据权利要求11所述的电流传感器装置,其中所述第一电流阻碍结构是具有第一电阻的第一分流电阻器,并且所述第二电流阻碍结构是具有第二电阻的第二分流电阻器,所述第二电阻基本上等于所述第一电阻,使得所述第一电流和所述第二电流基本相等。13.根据权利要求11所述的电流传感器装置,其中所述第一电流阻碍结构被布置在所述磁性传感器的第一部分之上,而所述第二电流阻碍结构被布置在所述磁性传感器的第二部分之下。14.根据权利要求13所述的电流传感器装置,其中:所述磁性传感器包括至少一个第一感测元件,所述至少一个第一感测元件被布置在所述磁性传感器的第一部分中并且在所述第一磁场内,所述至少一个第一感测元件被配置为基于所述第一磁场撞击在其上而生成第一传感器信号,以及所述磁性传感器包括至少一个第二感测元件,所述至少一个第二感测元件被布置在所述磁性传感器的第二部分中并且在所述第二磁场内,所述至少一个第二感测元件被配置为基于所述第二磁场撞击在其上而生成第二传感器信号。15.根据权利要求14所述的电流传感器装置,其中:
所述第一电流阻碍结构产生所述第一磁场,所述第一磁场被投射到所述至少一个第一感...

【专利技术属性】
技术研发人员:G
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:

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