电流差传感器、系统和方法技术方案

实施例涉及电流差传感器、系统和方法。在一个实施例中，一种电流差传感器包括：彼此相对布置的第一和第二导体，使得当第一电流流经第一导体且与第一电流相等的第二电流流经第二导体时，第一导体中引入的第一磁场和第二导体中引入的第二磁场在第一位置和第二位置彼此抵消；以及第一和第二磁场感测元件，分别布置在第一和第二位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及电流传感器且更具体而言涉及例如适于感测小电流差的电流差传感器。
技术介绍
常规电流差感测系统通常使用环形铁素体。两个引线耦合到环，使得两个电流在相反的方向中流过环且它们的通量贡献相抵消。如果两个电流不同，净通量被铁素体所运送，其可以通过次级绕组检测且被电子处理。尽管这种系统能够有效地用于检测电流差，它们仅提供有限的信息。例如，它们可以检测|11-12|是否大于阈值，但是不提供关于11+12或Il-12的任何可靠信息。因此，对于改善的电流差感测系统和方法存在需求。
技术实现思路
公开了。在一个实施例中，一种电流差传感器包含彼此相对布置的第一和第二导体，使得当第一电流流经第一导体且与第一电流相等的第二电流流经第二导体时，第一电流导致的第一磁场和第二电流导致的第二磁场在第一位置和第二位置彼此抵消；以及第一和第二磁场感测元件，布置为检测第一和第二磁场。在一个实施例中，一种方法包含引入在第一导体中流动的第一电流；引入在第二导体中流动的第二电流；布置第一和第二导体，使得当第一和第二电流基本相等时，第一和第二电流导致的总磁场其中至少一个分量在至少两个位置几乎为零；在该至少两个位置定位磁场传感器；以及基于感测的磁场确定第一和第二电流之间的差。在一个实施例中，一种方法包含布置与第二导体空间隔开且基本平行于第二导体的第一导体；在第一和第二导体附近布置管芯；以及在管芯的第一表面上布置多个磁场感测元件以分别检测第一和第二导体中的第一和第二电流导致的磁场且基于磁场确定第一和第二电流之间的差。附图说明结合附图考虑本专利技术的各个实施例的下面的更详细的描述，将更透彻地理解本专利技术，附图中图I示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图2示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图3示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图4示意用于根据一个实施例的各个管芯和导体布置的磁场的图示，图5示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图6示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图7示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图8示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图9不意根据一个实施例的正交磁场传感器兀件，图IOA示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图IOB示意图IOA的电流差传感器的顶面图，图11示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图12示意根据一个实施例的电流差传感器的侧剖面图，图13示意根据一个实施例的电流差传感器的顶面图，图14A示意根据一个实施例的电流差传感器导体的顶面图，图14B示意根据一个实施例的电流差传感器导体的顶面图，图14C示意图14A和14B的电流差传感器导体的顶面图，图14D是图14A-14C的电流差传感器的侧剖面图。尽管本专利技术易于具有各种修改和备选形式，将在附图中以举例的方式示出且将详细地描述其细节。然而，应当理解，本专利技术并不将本专利技术限制于描述的特定实施例。相反， 本专利技术覆盖落在所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等价和备选。具体实施例方式实施例涉及电流差传感器。在各个实施例中，电流差传感器能够比较两个电流且检测其间的差。在一个实施例中，对于约零至30A的范围中的电流，检测的差能够小至约 10mA，不过在其他实施例中这可以变化。另外，实施例能够提供诸如低于约I微秒的减小的延时，且提供关于11+12以及Il-12的信息。再者，实施例尺寸很小、抗干扰鲁棒且廉价。实施例包含两个导体，这两个导体布置为使得相等的电流在其中经过，每个导体的磁场贡献在能够布置感测相同磁场分量的磁场传感器元件的点相抵消。不相等或差电流则能够被检测，分量相减以抵消均匀背景场。参考图I，示意了电流差传感器100的一个实施例。传感器100包括在两个不同平面或水平面上彼此空间隔开的两个导体102和104。管芯106在第三平面或水平面上布置在他们之间，且两个磁阻(MR) 108和110布置在管芯106上。MR 108和110彼此空间隔开且分别布置靠近导体102和104之间的中点的平面上，且因而介于导体102和104中的电流Il和12之间。在实施例中，MR 108和110能够包含各向异性MR、巨MR或一些其他MR 效应技术。然而，由于装配容差和其他因素，实际上实践中不可能确切地将MR 108和110定位在导体102和104之间的中点。因此MR 108上的所得磁场Bxl和MR 110上的所得磁场 Bx2如下Bxl = (K + dK) * Il - (K - dK) * 12Bx2 = (K，+ dK，)* Il - (K，- dK，)* 12Bxl - Bx2 = (K-K’)* (II - 12) + (dK - dK’)* (II + 12)差测量Bxl-Bx2因而被电流11+12的和破坏。该问题的一个解决方案是在管芯106的顶面上提供若干MR且然后选择具有(11+12)的最佳抑制的MR。因为这一般不是好的解决方案，另一解决方案是向传感器100增加霍尔板，第一 Hl靠近MR 108布置且第二 H2靠近 MR 110布置。则H2 - Hl = Kz * (II + 12)这导致Il - I2= - 该配置的优点在于其具有低电阻，因为在一个实施例中，导体102和104是简单的直条。另外，能够获得关于11+12和11-12的信息。图2中示意了另一实施例，其中管芯106相对于导体Il和12的平面以稍微倾斜的取向安装。管芯106的倾斜角度能够改变，但是一般配置成比最差情况装配容差大。另外，多个MR 108和110布置在管芯106的顶面上。尽管在图2中仅MR 108和110可见，传感器100的该实施例包含在管芯106的顶面上沿着X轴以例如间隔25微米的栅格布置的附加MR。在其他实施例中，间距能够变化。在装配传感器100之后，所有MR 108和110以及栅格的信号被测试，且对于11+12具有最低灵敏度的那些被选择。图3中示意了另一实施例，其中，在导体102和104之间引入小的大体任意横向不对称。和图2中的实施例一样，MR 108和110以及图3中不可见的其他MR的栅格布置在管芯106的顶面上，且对于11+12具有最低灵敏度的那些被选择。在一个实施例中，导体102 和104均为约6mmXl约mm,且在实施例中在x方向彼此相对偏移小于约Imm,且在一个实施例中偏移约O. 2mm。因为装配容差，用于本示例性实施例目的，假设管芯106关于导体102和104的对称中心倾斜约I. 5度。还参考图4，示意了 5个不同方案的磁场Bx，对于所有的，I1=I2=30A 且z=0. 5mm。对于方案1，管芯206 (从中心)向导体104偏移100 (Mm)0对于方案2，管芯 206(从中心)向导体104偏移50Mm。对于方案3，管芯206处于中心。对于方案4，管芯206 向导体102偏移50Mm。对于方案5，管芯206向导体102偏移lOOMm。在后端测试中，在管芯106安装在导体102和104之间之后，如前所述在管芯106 的顶面上以栅格布置的MR 108-108n以及IlO-IlOn的电压差能够被测量。注意，在实施例中，MR 108-108n以及MR IlO-IlOn的栅格可以重叠或可以不重叠。如图4所示意，相应栅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：B阿斯特赫，U奥泽勒希纳，
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：