[实用新型]一种磁阻限流器

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁传感器技术领域，特别涉及一种新型的磁阻限流器。

技术领域

在电子电路中，由于工业电源网络波动性的存在，例如当电网中接入或者断开其他电器，以及由于错误接线或者元器件失效以及电源电路在开启时，电容性元件的瞬时充电等因素都可能导致高的电流冲击，使得电子元器件如LED等受到破坏。与此相对的另一种情况是，电网电压的波动导致电路中瞬时出现电压不足，导致工作电流低于正常工作电流值。

为了解决这个问题，需要采用电热元件作为限流器来保护电子元件，通过电热元件自身参数性能如电阻的改变使得在高电流时能够增加电阻降低电流，在电流不足时能够减小电阻来增加电流，并在稳定时使得电阻回复至正常电阻值来实现电流的限制作用，以保护电路中的元件。通常采用的电热元件分为两种，一种是正电阻温度系数的电热元件，当电流增加时，电热元件发热，温度升高导致电阻快速增加，从而减小电流幅度。而对于电容性元件存在的电路中例如AC-DC电源电路，在启动时电容充电导致瞬时峰值电流，则采用另外一种负电阻温度系数的电热元件，即在起始阶段具有高的电阻，用于限制开始时的电容充电的瞬时冲击电流，当电容正常工作时，电阻开始发热温度升高，导致电阻减小，使得消耗减小。

但是电热元件用于电流限流，存在着以下缺点和不足：

1）电热元件阻值的变化依赖于热传导所导致的温度变化，温度的上升和下降通常需要一定时间，因此其响应速度较慢，而且温度的变化依赖于电热元件所处的环境，例如环境温度的变化，以及电热元件附近可能存在的其他元件如PCB板等都可能影响其相应量及相应速度；

2）如果电路中电流在间隔很短的时间内连续产生峰值，则电热元件在开始时能够产生相应，对于后面发生的变化，由于温度无法在短时间内恢复到稳定的工作状态，所以无法发挥限流作用；

3）电热元件只能使得电路中的冲击电流受到限制，对于电流低于正常值的情况则不能发挥作用，从而使电流减小幅度得到限制。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型磁阻限流器，利用磁隧道结电阻随外磁场变化的特点，通过线圈将电流转变成磁场，当电流增加时，磁场增加，导致磁隧道结电阻增加，从而使得电流增加幅度得到限制，当电路恢复正常时，磁场和电阻能够迅速回到正常值，或者另一种情况，当电流减小时，磁场减小，磁隧道结电阻减小，从而使得电流减小幅度得到限制，当电路恢复正常时，磁场和电阻回到正常值。

本实用新型提供了一种磁阻限流器，包括：基片、输入电极、输出电极、磁阻传感器层、第一绝缘层、线圈、第二绝缘层以及磁屏蔽层；线圈位于磁屏蔽层和磁阻传感器层之间，第一绝缘层分隔线圈和磁阻传感器层，第二绝缘层分隔线圈和磁屏蔽层；磁阻传感器层包括N行阵列式的磁隧道结行，N为大于1的整数，每行磁隧道结行包括一个或多个互联的磁隧道结单元，磁隧道结行之间以串联、并联或者混合串并联形成磁阻传感器层的两端口结构，线圈也具有两端口结构，磁阻传感器层的一个端口与线圈的一个端口相接，磁阻传感器层的另一个端口与输入电极相连，线圈的另一端口与输出电极相连；电流经输入电极流入磁阻传感器层，再经线圈从输出电极流出。

优选的，所述磁阻传感器层的电阻与流经输入电极-输出电极的电流所产生磁场成线性关系，或所述磁阻传感器层的电阻与流经输入电极-输出电极的电流所产生磁场的绝对值成对称线性分布特征，当流经输入电极-输出电极的电流为正常值时，所述磁阻传感器层的电阻处于最小值或者最大值位置，且随直流电流增加或减小，其对应电阻也相应增加或减小。

优选的，所述磁隧道结单元之间的连接方式是串联、并联或者串并联混合，所述磁隧道结单元的磁敏感轴垂直于磁隧道结行。

优选的，所述线圈包含（2*N+M）个导电行，其中N>1，M=-1或3，并且所述导电行之间串联连接，所述导电行平行于所述磁隧道结行，部分所述导电行位于所述磁隧道结行的上方或下方，另外部分所述导电行位于所述磁隧道结行之间，电流正方向流入位于所述磁隧道结行之上或之下的导电行，反方向流入位于两个所述磁隧道结行之间的导电行。

优选的，线圈包含（N+M）个导电行，其中N>1，M=0或2，并且所述导电行之间并联连接，所述导电行平行于所述磁隧道结行，所述导电行位于所述磁隧道结行的上方或下方，电流同方向流入各所述导电行。

优选的，当M>0时，所述线圈的每个导电行的截面的尺寸相同；当M=0或M＜0时，通过改变所述线圈的导电行的截面尺寸，从而保证在所述磁阻传感器层的每一磁隧道结行的位置处产生恒定敏感轴向磁场。