一种用于直流计量的高精度TMR电流传感器的制作方法

专利2022-06-29  142


本实用新型涉及tmr电流传感器技术领域,具体为一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器。



背景技术:

电流传感器,是一种检测装置,感受被测电流的信息,并将检测感受到的信息,按一定规律变换成为符合一定标准需要的电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求;电流传感器也称磁传感器,可以在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等。

目前用于直流电能表,直流充电桩电流测量的主要为锰铜分流器,不过锰铜分流器在测量电流时容易发热,需要考虑散热问题,安装不方便,低温环境下对电流的测量不够准确,在测量大规格电流时需要的锰铜分流器体积太大,另外其一次侧的测量电流和二次采集端无隔离易损坏后端器件等缺点,给人们的使用过程带来了一定的不利影响,为此,我们提出一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,具备测量大规格电流无发热现象,安装便利,温度补偿电路对电流传感器进行全温区的温度修正,保证在不同环境温度下对电流的高精度测量等优点,解决了散热问题,安装不方便,低温环境下对电流的测量不够准确的问题。

(二)技术方案

为实现上述测量大规格电流无发热现象,安装便利,在不同环境温度下对电流的高精度测量,本实用新型提供如下技术方案:

一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,包括塑料外壳,所述塑料外壳的前端外表面设置有塑料面板,所述塑料外壳的内部设置有线路主板,所述线路主板的前端外表面设置有tmr芯片与外部输出接口和通信接口,所述外部输出接口和通信接口位于tmr芯片的上端,所述线路主板的后端外表面设置有第一定制线圈组,所述第一定制线圈组的一侧设置有第一磁芯组件,所述第一定制线圈组的另一侧设置有第二磁芯组件,所述第一定制线圈组的上端设置有第二定制线圈组,所述塑料外壳的下端外表面固定连接有安装底座。

优选的,所述第一磁芯组件与第二磁芯组件之间设置有连接槽,所述第一磁芯组件的两端外表面均通过连接槽与第二磁芯组件的两端外表面可拆卸连接。

优选的,所述外部输出接口和通信接口与线路主板之间设置有插针,所述外部输出接口和通信接口的后端外表面通过插针与线路主板的前端外表面固定连接。

优选的,所述tmr芯片与线路主板之间设置有安装槽,所述tmr芯片的后端外表面通过安装槽与线路主板的前端外表面固定连接。

优选的,所述第二定制线圈组与塑料外壳之间设置有第一卡扣,所述第二定制线圈组的后端外表面通过卡扣与塑料外壳的内表面可拆卸连接。

优选的,所述第一定制线圈组与塑料外壳之间设置有第二卡扣,所述第一定制线圈组的后端外表面通过第二卡扣与塑料外壳的内表面可拆卸连接。

优选的,所述线路主板的前端中部外表面设置有安装孔,所述塑料外壳的内表面设置有凸块,所述线路主板的后端外表面通过安装孔与凸块的外表面可拆卸连接。

(三)有益效果

与现有技术相比,本实用新型提供了一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,具备以下有益效果:

1、该用于直流计量的高精度tmr电流传感器,通过一次侧的测量电流与二次侧的输出端隔离,能够在测量大规格电流无发热现象,并且安装更加便利。

2、该用于直流计量的高精度tmr电流传感器,通过引入的温度补偿电路,对电流传感器进行全温区的温度修正,能够保证在不同环境温度下对电流的高精度测量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图;

图2为本实用新型的仰视图;

图3为本实用新型的爆炸图;

图4为本实用新型的原理图。

图中:1、塑料外壳;2、塑料面板;3、安装底座;4、tmr芯片;5、外部输出接口和通信接口;6、线路主板;7、第一定制线圈组;8、第一磁芯组件;9、第二定制线圈组;10、第二磁芯组件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4,一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,包括塑料外壳1,塑料外壳1的前端外表面设置有塑料面板2,塑料外壳1的内部设置有线路主板6,线路主板6的前端外表面设置有tmr芯片4与外部输出接口和通信接口5,外部输出接口和通信接口5位于tmr芯片4的上端,线路主板6的后端外表面设置有第一定制线圈组7,第一定制线圈组7的一侧设置有第一磁芯组件8,第一定制线圈组7的另一侧设置有第二磁芯组件10,第一定制线圈组7的上端设置有第二定制线圈组9,塑料外壳1的下端外表面固定连接有安装底座3。

进一步的,第一磁芯组件8与第二磁芯组件10之间设置有连接槽,第一磁芯组件8的两端外表面均通过连接槽与第二磁芯组件10的两端外表面可拆卸连接,有利于第二磁芯组件10与第一磁芯组件8安装;外部输出接口和通信接口5与线路主板6之间设置有插针,外部输出接口和通信接口5的后端外表面通过插针与线路主板6的前端外表面固定连接,有利于外部输出接口和通信接口5的连接;tmr芯片4与线路主板6之间设置有安装槽,tmr芯片4的后端外表面通过安装槽与线路主板6的前端外表面固定连接,有利于tmr芯片4的安装;第二定制线圈组9与塑料外壳1之间设置有第一卡扣,第二定制线圈组9的后端外表面通过卡扣与塑料外壳1的内表面可拆卸连接,有利于第二定制线圈组9的安装与拆卸;第一定制线圈组7与塑料外壳1之间设置有第二卡扣,第一定制线圈组7的后端外表面通过第二卡扣与塑料外壳1的内表面可拆卸连接,有利于第一定制线圈组7的安装于拆卸;线路主板6的前端中部外表面设置有安装孔,塑料外壳1的内表面设置有凸块,线路主板6的后端外表面通过安装孔与凸块的外表面可拆卸连接,有利于线路主板6的固定。

工作原理:本tmr电流传感器包括一套高磁导率磁芯,磁芯一处开有缺口,磁芯上绕有一组定制线圈组,tmr芯片4装在磁芯缺口处,tmr芯片4的两个输出端与运放的输入端相连接,运放输出端与一对三极管相连,三极管与线圈的输入端相连,线圈另一端接高精度取样电阻,温度补偿电路与tmr芯片4输出的一端相连,在一次电流ip中通过电流,能够在磁芯缺口处产生相对应的磁场,放置在缺口处的tmr芯片4通过感应磁芯输出电压差分信号,这个电压通过运放和一对三极管转化成参比电流通过二次补偿线圈,二次线圈中的参比电流可以在磁芯缺口处产生与一次电流ip方向相反的磁场,从而使磁芯缺口处的磁场大小为零,也就是零磁通tmr电流传感器,取样电阻与二次线圈的一端相连,外部可以通过这个取样电阻可以读取对应的参比电压,从而实现对一次侧电流ip的高精度测量,温度补偿电路与tmr输出的一端相连接,当环境温度发生变化时,tmr芯片4的输出端的会产生电压差从而导致电路不平衡,温度补偿电路可以通过软件校准补正tmr芯片4输出端的电压差,从而使电路一直处于平衡状态。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征:

1.一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,包括塑料外壳(1),其特征在于:所述塑料外壳(1)的前端外表面设置有塑料面板(2),所述塑料外壳(1)的内部设置有线路主板(6),所述线路主板(6)的前端外表面设置有tmr芯片(4)与外部输出接口和通信接口(5),所述外部输出接口和通信接口(5)位于tmr芯片(4)的上端,所述线路主板(6)的后端外表面设置有第一定制线圈组(7),所述第一定制线圈组(7)的一侧设置有第一磁芯组件(8),所述第一定制线圈组(7)的另一侧设置有第二磁芯组件(10),所述第一定制线圈组(7)的上端设置有第二定制线圈组(9),所述塑料外壳(1)的下端外表面固定连接有安装底座(3)。

2.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述第一磁芯组件(8)与第二磁芯组件(10)之间设置有连接槽,所述第一磁芯组件(8)的两端外表面均通过连接槽与第二磁芯组件(10)的两端外表面可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述外部输出接口和通信接口(5)与线路主板(6)之间设置有插针,所述外部输出接口和通信接口(5)的后端外表面通过插针与线路主板(6)的前端外表面固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述tmr芯片(4)与线路主板(6)之间设置有安装槽,所述tmr芯片(4)的后端外表面通过安装槽与线路主板(6)的前端外表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述第二定制线圈组(9)与塑料外壳(1)之间设置有第一卡扣,所述第二定制线圈组(9)的后端外表面通过卡扣与塑料外壳(1)的内表面可拆卸连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述第一定制线圈组(7)与塑料外壳(1)之间设置有第二卡扣,所述第一定制线圈组(7)的后端外表面通过第二卡扣与塑料外壳(1)的内表面可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于直流计量的高精度tmr电流传感器,其特征在于:所述线路主板(6)的前端中部外表面设置有安装孔,所述塑料外壳(1)的内表面设置有凸块,所述线路主板(6)的后端外表面通过安装孔与凸块的外表面可拆卸连接。

技术总结
本实用新型涉及TMR电流传感器技术领域,且公开了一种用于直流计量的高精度TMR电流传感器,包括塑料外壳,所述塑料外壳的前端外表面设置有塑料面板,所述塑料外壳的内部设置有线路主板,所述线路主板的前端外表面设置有TMR芯片与外部输出接口和通信接口,所述外部输出接口和通信接口位于TMR芯片的上端,所述线路主板的后端外表面设置有第一定制线圈组,所述第一定制线圈组的一侧设置有第一磁芯组件,所述第一定制线圈组的另一侧设置有第二磁芯组件。通过利用隧道磁电阻(TMR)技术开发的一款电流传感器,引入温度补偿电路,专门针对直流电能表,直流充电桩和新能源电动汽车领域对电流进行高精度测量,带来更好的使用前景。

技术研发人员:袁郭竣
受保护的技术使用者:宁波泰丰源电气有限公司
技术研发日:2019.09.06
技术公布日:2020.06.09

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