一种霍尔电流检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种霍尔电流检测装置，包括载流导体、可旋转安装在所述载流导体上的霍尔传感器、与所述霍尔元件连接的电路板以及连接在所述电路板上的输出引线。该种霍尔电流检测装置具有较宽的电流检测范围，且检测精度较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种霍尔电流检测装置，用于检测导体中流过的电流，属于电工检测

技术介绍
一般采用电流互感器来检测导体中流过的电流。传统的电流互感器主要包括三部分铁芯、一次绕组和二次绕组，其中，一次绕组和二次绕组分别绕在铁芯上，此外，还有一负载(如电阻)连接在二次绕组上，该类电流互感器的基本原理与一般的单相变压器或电压互感器的原理相同，都是通过检测负载的电压或电流来检测一次绕组中流过的电流。后来，随着霍尔效应的运用，利用霍尔元件制成的电流互感器被普遍应用于电流检测中，其中，霍尔元件用于替代传统电流互感器中的二次绕组，该类电流互感器的工作原理是当导体中流过电流时，就会在铁芯中感应相应的磁场，由于霍尔元件放置在该磁场中，该磁场的磁力线穿过霍尔元件，霍尔元件将磁场的磁通转化为电压信号输出，并通过相应的检测电路使得输出电压信号与导体中流过的电流在一定范围内成线性关系，据此便可检测出导体中流过的电流。上述两种电流互感器都包括铁芯，实际上现有的电流互感器在结构上一般都设置铁芯。例如，中国专利文献CN 101013144A公开的霍尔电流检测装置，将铁芯固定在电路板上，将霍尔元件放置在铁芯的空气隙中；又如，中国专利文献CN201145706Y公开的霍尔电流传感器，包括具有径向空隙的环形铁芯，霍尔元件也放置在环形铁芯空隙中。上述文献公开的电流互感器在用于电流检测时，当导体中通有电流就会在铁芯上感应磁场，通过霍尔元件来检测该磁场，实现对导体中通过的电流的检测。采用铁芯结构的优点在于对于小电流检测来说，由于磁场较弱，有时很难检测，从而使得小电流检测的精度降低，采用铁芯可以使得磁场集中，从而提高小电流检测的精度。但是，在导体中通过的电流较大时，铁芯中产生的磁通会呈现出非线性，从而导致互感器互感系数的变化，进而降低检测精度；另外，受到铁芯本身体积以及材料的频率特征的限制，采用铁芯结构的电流互感器无法检测直流电流和较高频率电流(如船用中频40(Γ2Κ赫兹)。综上所述，现有技术中带有铁芯的导体电流检测装置无法兼顾小电流检测精度与大电流检测精度，并且，无法实现较高频率电流和直流电流的检测，进而检测范围较窄。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中带有铁芯的导体电流检测装置的上述缺陷，从而提供一种导体电流检测装置，该装置不受铁心特性(饱和、频响)的限制，具有较宽的电流检测范围，且能够兼顾小电流检测精度与大电流的检测精度。为此，本专利技术提供一种霍尔电流检测装置，包括载流导体、可旋转安装在所述载流导体上的霍尔元件、与所述霍尔元件连接的电路板以及在连接所述电路板上的输出引线。还包括安装在所述载流导体上的外壳，所述外壳具有容纳腔以及引线孔，所述容纳腔用于容纳所述霍尔元件及所述电路板，所述引线孔用于将所述输出引线从所述容纳腔内引到所述外壳的外部，所述外壳能够与所述霍尔元件产生上下位置相对移动。所述外壳通过紧固件与所述载流导体固定。所述霍尔元件的底部设置隔热垫，所述隔热垫上具有安装孔，所述紧固件穿过所述安装孔将所述隔热垫固定在所述载流导体上。还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩套接在所述载流导体上并遮盖住所述霍尔元件的上方。所述屏蔽罩为铁磁材料制成。所述外壳为塑料外壳。所述霍尔元件与所述电路板焊接固定。本专利技术提供的霍尔电流检测装置具有以下优点1.本专利技术提供的霍尔电流检测装置，包括载流导体、可旋转安装在所述载流导体上的霍尔元件、与所述霍尔元件连接的电路板以及连接在所述电路板上的输出引线。所述霍尔电流检测装置省略了铁芯的运用，避免了现有技术中采用铁芯结构的霍尔电流检测装置由于受到铁芯特性(饱和、频响)所限检测范围较窄的缺陷，从而提高了霍尔电流检测装置的检测范围；同时，由于省略了铁芯的运用，即使在载流导体中通过较大电流时，也不会因为铁芯饱和而造成检测精度的极度降低，从而提高了霍尔电流检测装置在进行大电流检测时的检测精度；另外，本专利技术的霍尔电流检测装置，虽然在小电流检测时，无法通过铁芯来进行磁场集中，但是，由于霍尔元件可旋转安装在所述载流导体上，在使用前，其可以通过改变霍尔元件感应面与载流导体的相对位置关系，从而改变穿过霍尔元件的磁通量，以此来获得较佳的磁场感应位置(即单位面积里磁力线最多的位置)，进而提高了小电流检测的精度，并可以通过改变霍尔元件与载流导体的相对位置关系进行校准，而该种校准方式相对于传统的通过改变互感系数来校准的方式来说，降低了操作难度。2.本专利技术提供的霍尔电流检测装置，还包括设置在所述载流导体上的外壳，所述外壳具有容纳腔以及引线孔，所述容纳腔用于容纳所述霍尔元件及所述电路板，所述引线孔用于将所述输出引线从所述容纳腔内引到所述外壳的外部，所述外壳能够与所述霍尔元件产生上下位置相对移动。设置外壳可以强化对于霍尔元件的保护，另外，所述外壳设置有用于容纳霍尔元件的容纳腔，且所述容纳腔能够与所述霍尔元件进行上下位置相对移动。本专利技术所述的这样的结构设计，使得在校准时只需要操作霍尔元件，即可实现对最佳磁场位置的确定功能，操作简单。3.本专利技术提供的霍尔电流检测装置，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩套接在所述载流导体上并遮盖住所述霍尔元件的上方。在继电器、电动机保护器和控制与保护开关电器(CPS)中经常需要同时检测三相电流，当使用三个带霍尔传感器(在此，霍尔传感器由外壳、安装在外壳上的霍尔元件、与霍尔元件连接并从外壳中伸出的输出引线以及与霍尔元件连接的电路板组成)的载流导体来承载三相电流时，屏蔽罩起到了阻隔相邻载流导体磁场相互干扰的作用，保证了检测的精准度。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中 图1是本专利技术的霍尔元件与载流导体的位置示意 图2是本专利技术的霍尔元件、电路板、输出引线连接后的示意 图3是本专利技术的塑料外壳的示意 图4是本专利技术的加入密封胶的霍尔元件、电路板以及输出引线安装后的示意 图5是本专利技术的霍尔元件、电路板、输出引线、外壳以及载流导体安装后的示意 图6是本专利技术的霍尔元件、电路板、输出引线、外壳、载流导体以及屏蔽罩安装后的示意 图7是本专利技术提供的用于三相电流检测装置的霍尔电流检测装置的外观示意 图8是能够适用于本专利技术的腰型孔的结构示意图。其中，附图标记表示为1-霍尔元件；2_载流导体；3-电路板；4_输出引线；5-外壳；51_容纳腔；52_引线孔；53-通孔；54_凸耳；6_紧固件；7_隔热垫；8_屏蔽罩；9_密封胶。具体实施例方式如图1、图2所示，本实施例提供一种霍尔电流检测装置，包括载流导体2、可旋转安装在所述载流导体2上的霍尔元件1、与所述霍尔元件I通过焊接方式固定连接的电路板3以及通过焊接方式固定在所述电路板3上的输出引线4 (见图5)。本实施例提供的霍尔电流检测装置省略了铁芯的运用，避免了现有技术中采用铁芯结构的霍尔电流检测装置由于受到铁芯特性(饱和、频响)所限检测范围较窄的缺陷，从而提高了霍尔电流检测装置的检测范围；同时，由于省略了铁芯的运用，即使在载流导体2中通过较大电流时，也不会因为铁芯饱和而造成检测精度的降低，从而提高了霍尔电流检测装置在进行大电流检测时的检测精度；另外，本专利技术的霍尔电流检测装置，虽然在小电流检测时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种霍尔电流检测装置，其特征在于：包括载流导体（2）、可旋转安装在所述载流导体（2）上的霍尔元件（1）、与所述霍尔元件（1）连接的电路板（3）以及连接在所述电路板（3）上的输出引线（4）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱谅，黄世泽，杨阳，李小明，仇丁辉，杨佰传，屠瑜权，
申请(专利权)人：浙江中凯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：