專利名稱：一種電流檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電流檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
伴隨著城市人口和建設(shè)規(guī)模的擴大，各種用電設(shè)備的增多，用電量越來越大，城市的供電設(shè)備經(jīng)常超負荷運轉(zhuǎn)，用電環(huán)境變得越來越惡劣，對電源的“考驗”越來越嚴重。據(jù)統(tǒng)計，每天，用電設(shè)備都要遭受120次左右各種的電源問題的侵擾，電子設(shè)備故障的60%來自電源。因此，電源問題的重要性日益凸顯出來。原先作為配角，資金投入較少的電源越來越受到廠商和研究人員的重視，電源技術(shù)遂發(fā)展成為一門嶄新的技術(shù)。小小的電源設(shè)備已經(jīng)融合了越來越多的新技術(shù)。例如開關(guān)電源、硬開關(guān)、軟開關(guān)、 參數(shù)穩(wěn)壓、線性反饋穩(wěn)壓、磁放大器技術(shù)、數(shù)控調(diào)壓、PWM、SPWM、電磁兼容等等。實際需求直接推動電源技術(shù)不斷發(fā)展和進步，為了自動檢測和顯示電流，并在過流、過壓等危害情況發(fā)生時具有自動保護功能和更高級的智能控制，具有傳感檢測、傳感采樣、傳感保護的電源技術(shù)漸成趨勢，檢測電流或電壓的傳感器便應(yīng)運而生并在中國開始受到廣大電源設(shè)計者的青睞。傳統(tǒng)的電阻采用系統(tǒng)中，電子采樣系統(tǒng)中電流越大，則采樣電阻的損耗越大，對系統(tǒng)添加的負擔(dān)越是重，使得效率的下降，進而影響了電源的節(jié)能指標，而且當電流大到一定級別，除了給系統(tǒng)添設(shè)的額外負擔(dān)外，電阻上的溫度也會很高，影響系統(tǒng)判斷的準確性，一致性。因此，希望提供一種能夠不增加系統(tǒng)負擔(dān)，不使系統(tǒng)的效率降低，并具有較高精度的新型電流檢測系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是提供一種電流檢測系統(tǒng)，其能夠不增加系統(tǒng)負擔(dān)，不使得系統(tǒng)的效率降低，并具有較高精度。本實用新型的電流檢測系統(tǒng)包括固定器、磁環(huán)、傳感器，所述傳感器與所述磁環(huán)連接，所述磁環(huán)固定在所述固定器中，待測導(dǎo)線穿過所述固定器。固定器用于將檢測系統(tǒng)固定到待檢測的設(shè)備上并與待檢測的導(dǎo)線電絕緣，從而實現(xiàn)磁電分離。傳感器可檢測到磁環(huán)所產(chǎn)生的磁場與流經(jīng)待測導(dǎo)線的電流所產(chǎn)生的磁場疊加所形成的新磁場，通過對該新磁場的檢測，可測定最終電流的大小。另一優(yōu)選實施例中，所述固定器中設(shè)有環(huán)形凹槽、固定器切口、以及通孔。另一優(yōu)選實施例中，所述磁環(huán)為環(huán)狀磁鐵并設(shè)有容納所述傳感器的切口。另一優(yōu)選實施例中，所述固定器中設(shè)有環(huán)形凹槽、固定器切口、以及通孔，所述磁環(huán)設(shè)有磁環(huán)切口，所述磁環(huán)固定在所述環(huán)形凹槽中，所述傳感器穿過所述固定器切口安裝到所述磁環(huán)切口，所述待測帶電導(dǎo)線穿過所述通孔。另一優(yōu)選實施例中，所述固定器為盤狀件，由上盤體、下盤體兩部分組成，所述下盤體外周壁設(shè)有安裝部。另一優(yōu)選實施例中，所述安裝部為設(shè)有安裝孔的凸耳。另一優(yōu)選實施例中，所述固定器材料為非金屬材料。另一優(yōu)選實施例中，所述傳感器為可編程線性霍爾傳感器。另一優(yōu)選實施例中，所述傳感器型號Allegro的A1360LKTTN-T。A1360LKTTN-T是可編程線性霍爾傳感器，其中可編程指的是，帶寬調(diào)整，靈敏度的調(diào)整，溫抗系數(shù)的調(diào)整，輸出基準電壓的調(diào)整，采樣脈沖寬度，在不同的條件下，可以調(diào)整到最適合的觀察范圍，最合適的采樣時間，節(jié)省系統(tǒng)的用電。本實用新型的第一個優(yōu)點在于電流檢測采用的是磁電隔離方式，相對采用電阻采樣系統(tǒng)，由于磁采樣器件并沒有串接在系統(tǒng)中，故不會給系統(tǒng)附加額外的損耗，對系統(tǒng)電路也沒有任何的影響。相反，電阻采樣系統(tǒng)中，系統(tǒng)中電流越大，則采樣電阻的損耗越大，對系統(tǒng)添加的負擔(dān)越是重，使得效率的下降，進而影響了電源的節(jié)能指標，而且當電流大到一定級別，除了給系統(tǒng)添設(shè)的額外負擔(dān)外，電阻上的溫度也會很高，影響系統(tǒng)判斷的準確性，一致性。本實用新型的第二個優(yōu)點在于空間的要求非常低且成本相對低廉。因為 A1360LKTTN-T是IC級別的，相對模塊級別的系統(tǒng)，空間優(yōu)勢非常明顯。而且，由于磁環(huán)和固定器材料都比較通用，不存在某種材料非常難以得到或時而出現(xiàn)緊缺的弊端。另外，本實用新型應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從民用，到商用，到工業(yè)，到汽車，到軍用，都會有機會應(yīng)用到本實用新型。特別是需要大電流檢測，而且環(huán)境比較惡劣的，需要有較高隔離型，穩(wěn)定性，抗干擾性的場合，如汽車電子，變頻器，空調(diào)控制，伺服電機，電動工具等，本實用新型體系都將給其帶來非常顯著的幫助。

圖1是本實用新型的大致原理說明圖；圖2是本實用新型的電流檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是傳感器和磁環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型的傳感器A1360LKTTN-T的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖；圖5是圖2中固定器的俯視圖；圖6是固定器沿圖5的A-A剖切線剖切的剖視圖。
具體實施方式
為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明。首先需要說明的是，本實用新型并不限于下述具體實施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實施方式所體現(xiàn)的精神來理解本實用新型，各技術(shù)術(shù)語可以基于本實用新型的精神實質(zhì)來作最寬泛的理解。在用電設(shè)備中，通常需要對流過其關(guān)鍵部位的電流進行檢測，并根據(jù)檢測到的值的大小來決定是進行監(jiān)控，或是保護。參見圖1，電流檢測系統(tǒng)由磁環(huán)4、傳感器2、輸出系統(tǒng)3等構(gòu)成。由于電流流過導(dǎo)線5時，根據(jù)楞次定律，該導(dǎo)線的周邊會根據(jù)電流大小生成磁場1。因此，如果在導(dǎo)線5的附件放置一個磁環(huán)4，則流經(jīng)該導(dǎo)線5的電流產(chǎn)生的磁場1和磁環(huán)4本身的磁場會疊加成一個新磁場。此時，通過在該磁環(huán)4上放置一可時刻感應(yīng)到所述疊加的新磁場的變化值的傳感器2，并通過預(yù)設(shè)電壓與磁場變化值的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可將磁場的變化值換算成電壓并從輸出系統(tǒng)3輸出。用戶可從輸出系統(tǒng)3讀出電壓值。然后，根據(jù)電壓與磁場的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及磁場與電流的換算關(guān)系，換算出流經(jīng)該導(dǎo)線的電流值，由此檢測出電流的大小。參見圖2和圖3，電流檢測系統(tǒng)10包括磁環(huán)4、傳感器2、固定器6、輸出系統(tǒng)3。傳感器2固定到磁環(huán)4，磁環(huán)4固定到固定器6上，帶電流的導(dǎo)線5穿過固定器6和磁環(huán)4的中心。磁環(huán)4為環(huán)狀磁鐵，在其上具有一切口 41，切口 41的大小以剛好容納傳感器2為宜。傳感器2采用Allegro的A1360LKTTN-T，A1360LKTTN-T是可編程線性霍爾傳感器，其中可編程指的是，帶寬調(diào)整、靈敏度的調(diào)整、溫抗系數(shù)的調(diào)整、輸出基準電壓的調(diào)整、 采樣脈沖寬度等在不同的條件下，可以調(diào)整到最適合的觀察范圍，最合適的采樣時間，節(jié)省系統(tǒng)的用電等。通過將該傳感器2放置在磁環(huán)的切口處，可時刻感應(yīng)到疊加磁場的變化值。 參見圖4，在程序鎖存前，可把供電電壓Vcc當作IO 口進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，同時，根據(jù)不同的環(huán)境，對于零磁場時的輸出電壓、輸出電壓受磁場強度變化的改變精度、帶寬范圍、受溫度變化影響的抗干擾能力、編程電壓、采樣脈沖寬度等，可設(shè)定的不同數(shù)值，以高精度地采樣磁場變化，準確地電壓輸出數(shù)值。傳感器A1360LKTTN-T可利用霍爾效應(yīng)，在其正上方感應(yīng)到具體的磁場值，然后通過預(yù)先完成的編程換算成輸出電壓。如0.7 to 1.4(mV/G)的預(yù)設(shè)范圍，設(shè)置為lmV/G，那么磁場每變化1高斯，輸出電壓就變化lmV，此時可在系統(tǒng)中讀取到具體的輸出電壓，通過將其與基準電壓進行比較，可得到磁場的變化值。比如，所讀取到的電壓為2. 8V，而假設(shè)之前設(shè)定(可通過軟件編程設(shè)定)的輸出基準電壓為2. 5V，那么磁場變化為(2.8-2.5)/lmV/G =3000高斯，再通過磁場與電流的關(guān)系，最終換算出流經(jīng)的電流大小。參見圖5和6，固定器6是固定磁環(huán)4和傳感器2的套具，其為大致圓形的盤狀件 (可根據(jù)具體應(yīng)用，采用其他結(jié)構(gòu)，比如長方體狀)，由上盤體6a和下盤體6b兩部分組成， 在下盤體6b外周壁設(shè)有3個凸耳61，凸耳61上設(shè)有安裝孔62，以通過螺栓等將固定器固定到設(shè)備(未示出)上。上盤體設(shè)有環(huán)形凹槽63以容納磁環(huán)4，凹槽63的大小設(shè)置成恰好容納下磁環(huán)，使得磁環(huán)放入凹槽63后不會產(chǎn)生移位或晃動，避免由于磁環(huán)的移位、晃動而增大測量的誤差值。上盤體6a和下盤體6b的中心設(shè)有與環(huán)形凹槽63同軸心的通孔64，使得帶電導(dǎo)線5可穿過該通孔。固定器6還設(shè)有與磁環(huán)4上的切口 41相對應(yīng)的切口 65，傳感器2通過該切口 65連接到輸出系統(tǒng)。另外，由于金屬遇磁會被磁化的緣故，所以固定器 6的材料選用諸如塑料等非金屬材料。安裝時，先將磁環(huán)4放入上盤體6a中，并通過卡接方式將上盤體6a安裝到下盤體上，由此固定磁環(huán)。接著，將傳感器2穿過切口 65固定到磁環(huán)4的切口 41上，并使得傳感器2的中心對準切口 41的中心，最后將固定器固定到所應(yīng)用的設(shè)備上，使設(shè)備中的帶電導(dǎo)線穿過固定器6的通孔64，并使磁環(huán)4與被檢測導(dǎo)線5垂直。根據(jù)楞次定理，右手螺旋法則，當電流通過導(dǎo)線時，導(dǎo)線周邊產(chǎn)生固定方向的磁場，此時，放置于磁環(huán)4的切口 41中的傳感器2檢測到的磁場大小會因為電流的大小變化而變化，并將磁場的變化轉(zhuǎn)換成電壓變化。該變化的電壓可從輸出系統(tǒng)3輸出。然后，根據(jù)電壓與磁場的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以及磁場與電流的換算關(guān)系，可換算出流經(jīng)該導(dǎo)線的電流值，由此檢測出電流的大小。本實用新型的電流檢測系統(tǒng)的第一個優(yōu)點在于采用磁電隔離方式，相對采用電阻采樣系統(tǒng)，由于磁采樣器件并沒有串接在系統(tǒng)中，故不會給系統(tǒng)附加額外的損耗，對系統(tǒng)電路也沒有任何的影響。相反，電阻采樣系統(tǒng)中，系統(tǒng)中電流越大，則采樣電阻的損耗越大，對系統(tǒng)添加的負擔(dān)越是重，使得效率的下降，進而影響了電源的節(jié)能指標，而且當電流大到一定級別，除了給系統(tǒng)添設(shè)的額外負擔(dān)外，電阻上的溫度也會很高，影響系統(tǒng)判斷的準確性， 一致性。本實用新型的第二個優(yōu)點在于空間的要求非常低且成本相對低廉。因為 A1360LKTTN-T是IC級別的，相對模塊級別的系統(tǒng)，空間優(yōu)勢非常明顯。而且，由于磁環(huán)和固定器材料都比較通用，不存在某種材料非常難以得到或時而出現(xiàn)緊缺的弊端。雖然上文結(jié)合了優(yōu)選實施例描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，上述實施例在所有方面都將被理解成僅僅是示例性的和非限制性的，各組成構(gòu)件可以有各種變型而不脫離本實用新型的精神。因此，本實用新型的范圍由所附的權(quán)利要求書而不是前面的說明書來限定。所有落入權(quán)利要求書等效物的含義和范圍內(nèi)的改變都將包含在權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括固定器、磁環(huán)、傳感器，所述傳感器與所述磁環(huán)連接，所述磁環(huán)固定在所述固定器中，待測帶電導(dǎo)線穿過所述固定器。
2.如權(quán)利要求1所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器中設(shè)有環(huán)形凹槽、固定器切口、以及通孔。
3.如權(quán)利要求1所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述磁環(huán)為環(huán)狀磁鐵，并設(shè)有容納所述傳感器的切口。
4.如權(quán)利要求1所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器中設(shè)有環(huán)形凹槽、固定器切口、以及通孔，所述磁環(huán)設(shè)有磁環(huán)切口，所述磁環(huán)固定在所述環(huán)形凹槽中，所述傳感器穿過所述固定器切口安裝到所述磁環(huán)切口，所述待測帶電導(dǎo)線穿過所述通孔。
5.如權(quán)利要求2所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器為盤狀件，由上盤體、 下盤體兩部分組成，所述上盤體設(shè)有所述環(huán)形凹槽，所述下盤體外周壁設(shè)有安裝部。
6.如權(quán)利要求3所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述安裝部為設(shè)有安裝孔的凸耳。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述固定器材料為非金屬材料。
8.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為可編程線性霍爾傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的電流檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器型號Allegro的 A1360LKTTN-T。
專利摘要一種電流檢測系統(tǒng)，包括固定器、磁環(huán)、傳感器。所述傳感器與所述磁環(huán)連接，所述磁環(huán)固定在所述固定器中。固定器中設(shè)有環(huán)形凹槽、固定器切口、以及通孔，磁環(huán)設(shè)有磁環(huán)切口。磁環(huán)固定在環(huán)形凹槽中，傳感器穿過固定器切口安裝到磁環(huán)切口，待測的帶電導(dǎo)線穿過固定器的通孔。由于楞次定理，有電流流經(jīng)的地方就會磁場產(chǎn)生，流經(jīng)該導(dǎo)線的電流產(chǎn)生的磁場和磁環(huán)本身的磁場會疊加成一個新磁場，通過對該新磁場的檢測，可測定最終電流的大小。由于采用磁電隔離的方式，檢測系統(tǒng)不會給設(shè)備帶來額外的負擔(dān)，不使系統(tǒng)效率降低，且抗溫性較高。
文檔編號G01R19/00GK202305634SQ20112037555
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者晏智安 申請人:上海藍伯科電子科技有限公司