基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，包括以下步骤：在导体电流平行方向布置铁芯；将霍尔元件布置于相对导体的特定位置，特定位置的确定方法如下：分别对导体通入稳态和瞬态的设定电流，获取第一、第二磁感应强度分布数据；比对第一、第二磁感应强度分布数据，以确定磁感应强度等于设定磁感应强度时的相同空间位置，该空间位置为特定位置，受铁芯的聚磁作用特定位置靠近导体；对导体通入电流，通过霍尔元件检测通过电流的大小。本发明专利技术的有益效果：电流检测避免使用铁芯材料环绕导体，以使电流检测装置的体积大大减小；在导体周围布置铁芯使霍尔元件的布置特定位置靠近导体，进一步使电流检测装置的体积减小。小。小。

【技术实现步骤摘要】
基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及基于霍尔传感器的交直流电流测量
，尤其涉及一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，其电力系统在运行的过程中，遇到了如下瓶颈难题：正常工况下，百米加速可在3s内完成，使得其加速阶段的电流可高达600A乃至800A，脉宽数秒；故障工况下，当动力电池处于低SOC低温度状态时，短路电流峰值最小仅为数kA。两种工况之间极小的电流差异，传统熔断器无法兼顾高过载电流冲击和低短路故障电流快速保护的需求，而需要使用一种带电子测控装置的智能熔断器进行短路保护，该电子测控装置就需要电流传感器进行电流测量。
[0003]如图1所示，目前能够同时测量直流和交流（短路故障）电流的产品主要是霍尔电流传感器，当导体截面为非圆形截面时，导体四周的磁力线分布将随导体电流特性的变化而变化，这种现象将导致稳态通流以及不同瞬态特性电流通流时，霍尔元件2测到的同样大小电流时的磁感应强度大小相差较大，因此目前霍尔电流传感器均需要通过环绕导体1放置铁磁材料3，使得这种差异尽量削弱。而电动汽车为了能识别短路故障电流，就要求量程一般达到5kA，量程较大导致霍尔电流传感器体积较大，在加上智能熔断器中的控制器部分的体积，目前的霍尔电流传感器就不能满足电动汽车安装空间有限的要求。因此急需一种可适用于电动汽车智能熔断器狭小空间、成本低廉的电流传感方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决目前霍尔电流传感器需要通过环绕导体放置铁磁材料导致体积较大的问题，本专利技术的实施例提供了一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法及其应用。
[0005]首先，本专利技术的实施例提供一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，包括以下步骤：在导体电流平行方向布置铁芯；将霍尔元件布置于相对导体的特定位置，所述特定位置的确定方法如下：分别对所述导体通入稳态和瞬态的设定电流，获取第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据；比对所述第一磁感应强度分布数据和所述第二磁感应强度分布数据，以确定磁感应强度等于设定磁感应强度时的相同空间位置，该空间位置为所述特定位置，受所述铁芯的聚磁作用所述特定位置靠近所述导体；对所述导体通入电流，通过所述霍尔元件检测通过电流的大小。
[0006]进一步地，所述铁芯布置于所述导体表面。
[0007]进一步地，所述铁芯为矩形铁芯，所述导体为矩形铜排，所述铁芯与所述导体平
行。
[0008]进一步地，第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据均为磁力线，所述特定位置为第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据在设定磁感应强度时的交点位置。
[0009]进一步地，所述第一磁感应强度分布数据和所述第二磁感应强度分布数据为所述导体相同截面的磁力线分布随磁场强度变化而变化的数据。
[0010]进一步地，所述设定磁感应强度为所述霍尔元件的最大可测量的磁感应强度。
[0011]进一步地，所述设定电流为所述霍尔元件的量程。
[0012]进一步地，所述导体的截面形状为非圆形。
[0013]进一步地，所述导体的截面形状为矩形，所述特定位置为一平行于所述导体中心线上的任意一点。
[0014]其次本专利技术的实施例还提供了上述基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法在熔断器中开断电流检测的应用，所述导体为熔断器的开断电极，所述铁芯与所述开断电极平行，所述设定电流为所述熔断器的开断电流。
[0015]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1、通过在导体周围特定位置布置霍尔元件，使霍尔元件输出特性仅与导体电流的大小保持线性关系，当导体通以稳态电流或其它任意瞬态电流，可使得霍尔元件检测到的磁感应强度大小仅与导体电流的幅值相关，与电流瞬态特性不相关，这样电流检测避免使用铁芯材料环绕导体，以使电流检测装置的体积相较于现有的霍尔传感器可大大减小。
[0016]2、在导体周围布置铁芯使霍尔元件的布置特定位置靠近导体，进一步使电流检测装置的体积减小，适用性更加广泛，尤其适用于电动汽车智能熔断器。
附图说明
[0017]图1是
技术介绍
中现有技术中霍尔传感器的结构示意图；图2是本专利技术一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法的原理示意图；图3是导体周围布置铁芯后通入稳态电流的电流密度分布图；图4是导体周围布置铁芯后通入稳态电流的磁场强度分布图；图5是导体周围布置铁芯后通入瞬态电流的电流密度分布图；图6是导体周围布置铁芯后通入瞬态电流的磁场强度分布图；图7是导体周围未布置铁芯通入稳态电流和瞬态电流的磁力线分布图；图8是导体周围布置铁芯通入稳态电流和瞬态电流的磁力线分布图；图9是本专利技术一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法应用于熔断器的示意图。
[0018]图中：1
‑
导体、2
‑
霍尔元件、3
‑
铁磁材料、4
‑
铁芯、5
‑
熔丝、6
‑
控制电路板。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本专利技术的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本专利技术的基本了解，但并不旨在确认本专利技术的关键或决定性的要素或限定所要保护的范
围。
[0020]在本专利技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]请参考图2，本专利技术的实施例提供了一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，主要适用于截面为正方形、矩形、椭圆形或其它非圆形形状的导体1中电流的检测，当导体1截面为非圆形截面时，所述导体1四周的磁力线分布将随导体1电流特性的变化而变化。该方法具体包括以下步骤：在导体1电流平行方向布置铁芯4，所述铁芯4布置于所述导体1周围，位于所述导体1通过工作电流产生的磁场范围内。如图2所示，本实施例中所述铁芯4为矩形铁芯，所述导体1为矩形铜排，所述铁芯4与所述导体1平行。
[0022]将霍尔元件2布置于相对导体1的特定位置，所述特定位置的确定方法如下：分别对所述导体1通入稳态和瞬态的设定电流，获取第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据。
[0023]比对所述第一磁感应强度分布数据和所述第二磁感应强度分布数据，以确定磁感应强度等于设定磁感应强度时的相同空间位置，该空间位置为所述特定位置，受所述铁芯4的聚磁作用所述特定位置靠近所述导体1，从而使所述霍尔元件2靠近导体1，这样缩小整个电流检测装置的体积。
[0024]如图3所示，在导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，其特征在于，包括以下步骤：在导体电流平行方向布置铁芯；将霍尔元件布置于相对导体的特定位置，所述特定位置的确定方法如下：分别对所述导体通入稳态和瞬态的设定电流，获取第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据；比对所述第一磁感应强度分布数据和所述第二磁感应强度分布数据，以确定磁感应强度等于设定磁感应强度时的相同空间位置，该空间位置为所述特定位置，受所述铁芯的聚磁作用所述特定位置靠近所述导体；对所述导体通入电流，通过所述霍尔元件检测通过电流的大小。2.如权利要求1所述的基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，其特征在于：所述铁芯布置于所述导体表面。3.如权利要求1所述的基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，其特征在于：所述铁芯为矩形铁芯，所述导体为矩形铜排，所述铁芯与所述导体平行。4.如权利要求1所述的基于部分铁芯的霍尔检测稳态瞬态电流的方法，其特征在于：第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据均为磁力线，所述特定位置为第一磁感应强度分布数据和第二磁感应强度分布数据在设...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄逸尘，鄢玲，唐有东，
申请(专利权)人：武汉精熔潮电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：