[发明专利]电流传感器、系统及方法

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及电流传感器，更具体地，涉及例如适用于高达约500安培(A)的大电流的磁电流传感器。

背景技术

常规的用于感测电流的磁传感器已被知晓。某些电流感测系统利用了磁传感器被用作零位检测器，且系统产生出抵消待测电流的磁场的补偿场的闭环原理。尽管精确，但这种系统可能要面临产生补偿磁场所需的很大功耗。

其他系统是通常精度低于上述闭环系统的开环系统。开环系统一般使用线性磁场传感器，诸如霍尔板等，且需要可能在制造上较为困难而且昂贵的特殊形状的导体。

这些以及其他电流传感器还可能面临其他缺陷，包括磁滞效应、非线性、有限过电流能力(cover-current capabilities)和/或磁屏蔽等。因此，有必要改善电流感测系统及方法。

发明内容

本发明公开了电流传感器、系统及方法。在实施方式中，一种电流感测系统，包括：导体，其具有沿着电流通路的恒定截面；基板，其耦接至导体；以及多个传感器元件，其排列在基板的表面上，多个传感器元件中的第一个被布置在导体的中点处，多个传感器元件中的第二个被布置在第一个的第一侧且隔开一距离，并且多个传感器元件中的第三个被布置在第一个的第二侧且隔开上述距离，其中，感测系统的输出与来自第一个的信号减去除以2的来自第二个的信号再减去除以2的来自第三个的信号所得的结果相关。

在实施方式中，一种方法，包括：形成电流传感器，其包括具有沿着电流通路的恒定截面的导体、耦接至导体的基板以及在基板的表面上等间隔排列的三个传感器元件，其中，三个中的第一个被布置在导体的中点处；使电流在导体中流通，从而诱导出能够被传感器元件检测的磁场；以及接收电流传感器的与来自三个传感器元件中的第一个的信号减去一半的来自三个中的第二个的信号再减去一半的来自三个中的第三个的信号所得的结果相关的输出。

在实施方式中，一种电流感测系统，包括：导体，其具有沿着电流通路的恒定截面；基板，其耦接至导体；以及至少两个传感器元件，其彼此间隔开并沿着基板的表面上的轴排列，该至少两个传感器元件中的第一个被布置在相对于导体的中心线的第一距离处，并且至少两个传感器元件中的第二个被布置在相对于导体的中心线的第二距离处，第一距离和第二距离不相等，且导体的中心线垂直于该轴，并且至少两个传感器元件对平行于表面并由导体中流通的电流所诱导的磁场分量敏感。

附图说明

结合附图考虑以下对本发明的各种实施方式的详细描述，可对本发明有更加全面的理解，其中：

图1示出了根据实施方式的电流传感器系统。

图2示出了根据实施方式的电流传感器系统，其中，1表示由待测电流I在传感器元件SL、SC、SR上产生的磁场的方向，2表示待测电流I的流动方向。

图3A示出了根据实施方式的电流传感器系统，其中，1表示由待测电流I在传感器元件SL、SC、SR上产生的磁场的方向，2表示待测电流I的流动方向，3表示倾斜。

图3B示出了根据实施方式的电流传感器系统，其中，1表示由待测电流I在传感器元件SL、SC、SR上产生的磁场的方向，2表示待测电流I的流动方向，3表示倾斜，4表示导体的中心线。

图3C示出了根据实施方式的电流传感器系统，其中，1表示由待测电流I在传感器元件SL、SC、SR上产生的磁场的方向，2表示待测电流I的流动方向，4表示导体的中心线。

图4示出了根据实施方式的传感器输出信号的曲线图。

图5示出了根据实施方式的在各种距离处的传感信号的分量，其中，示出了500A时导体短边上方0.5mm处的-Bx_emqa[T]。

图6是汇总图5数据的曲线图，其中，示出了导体表面上方0.5mm处的情况。

尽管本发明可进行各种修改和替换形式，但其具体形式已在附图中通过实例的方式被示出，并且将被详细描述。然而，应当理解的是，该目的并非将本发明限定于所述具体实施方式。相反，该目的是为了涵盖所有属于由所附权利要求限定的本发明的思想和范围内的变形例、等价物及供选方案。

具体实施方式

实施方式涉及磁电流传感器。在各种实施方式中，电流传感器可包括具有诸如圆形、方形或矩形的恒定截面外形的，且通常没有任何凹槽或沟槽转移电流，从而具有更简单的制造工艺、低电阻和较高机械强度的简单导体(simple conductor)。在实施方式中，该导体可包括诸如铝或铜的非磁性导电材料。