[发明专利]一种闭环TMR电流传感器

说明书

本发明涉及一种闭环TMR电流传感器，包括有母排、印制电路板、连接在电路板上的TMR元件。TMR元件与母排相对并间隔设置，TMR元件集成有线圈，该TMR元件的等效电路包括惠斯通电桥和线圈，印制电路板中具有第一运放电路和第二运放电路，惠斯通电桥的两个输出端分别与第一运放电路的两个输入端相连接，第一运放电路的输出端与线圈的一端相连接，线圈的另一端则与第二运放电路的输入端相连接，第二运放电路的输出端则输出检测信号。该闭环TMR电流传感器中，TMR元件集成有线圈作为次边反馈线圈使用，从而实现原边待测电流和次边反馈电流的磁场平衡，对待测电流的测量更加精确。同时该电流传感器的体积小、重量轻、生产成本低。

技术领域

本发明涉及磁传感器技术领域，本发明还涉及一种闭环TMR电流传感器。

背景技术

磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流。在现有技术中，主要使用的是霍尔电流传感器。以霍尔元件为敏感元件的霍尔电流传感器通常使用聚磁环结构来放大磁场，提高霍尔输出灵敏度，从而增加了传感器的体积和重量，同时霍尔元件具有功耗大、线性度差的缺陷。

最近十几年间，AMR(各向异性磁电阻Anisotropic Magneto resistance)、GMR(巨磁电阻Giant Magneto resistance)和TMR(隧道磁电阻Tunnel Magneto Resistance)元件已逐步在电流传感器上得到了应用。AMR、GMR电流传感器元件其灵敏度比霍尔元件高很多，但是其线性范围窄。

TMR电流传感器相对于霍尔电流传感器的优势在于：具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更好的线性度。TMR电流传感器相对于AMR、GMR电流传感器的优势在于：具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更宽的线性范围。

现有的TMR电流传感器，一类仅使用了TMR元件替代霍尔元件，仍然需要铁芯进行聚磁，结构成本上没有优势。另一类产品没有使用铁芯进行聚磁，而使用霍尔元件直接感应磁场，所以仍受外界磁场干扰，且这类产品为开环电流传感器，精度和温漂性能比闭环电流传感器差。如申请公布号为CN102928651A(申请号为201210489181.X)的中国发明专利申请《TMR电流传感器》，其中公开的TMR电流传感器即为一种开环电流传感器，其测量精度和温漂性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种体积小、测量精度高、抗干扰能力强的闭环TMR电流传感。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种闭环TMR电流传感器，包括有母排、印制电路板、连接在电路板上的TMR元件，其特征在于：所述TMR元件与所述母排相对并间隔设置，所述TMR元件集成有线圈，该TMR元件的等效电路包括惠斯通电桥和线圈，所述印制电路板中具有第一运放电路和第二运放电路，所述惠斯通电桥的两个输出端分别与第一运放电路的两个输入端相连接，所述第一运放电路的输出端与所述线圈的一端相连接，所述线圈的另一端则与第二运放电路的输入端相连接，所述第二运放电路的输出端则输出检测信号。

为了减小外部干扰磁场对TMR元件工作的影响，还包括有一屏蔽环，所述屏蔽环穿设在所述母排、印制电路板中并围在母排、印制电路板和TMR元件的工作元件外。

优选地，所述屏蔽环为一U形的屏蔽环。

为了保证信号的稳定性，减小振动和母排移动时传感器的输出误差，所述母排、印制电路板和TMR元件通过限位装置进行限位，以使得母排和TMR元件之间具有固定的间距。

方便地，所述限位装置为一限位块，所述限位块夹设在所述母排和印制电路板之间，所述限位块上对应于所述TMR元件设置有一供所述TMR元件容置在内的凹槽。

方便地，所述母排、定位块和印制电路板中贯穿设置有螺丝以实现固定。

优选地，还包括有一壳体，所述母排、印制电路板、TMR元件均设置在所述壳体内。