專利名稱：電流傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來測量在初級導體中流動的電流的電流傳感器，該傳感器包括一個聯接到一個次級線圈上、且布置成它可以與初級導體相聯接的磁路，并且進一步包括用來測量在該磁路中的磁通的裝置、用來產生次級線圈中的補償電流以便消除所述磁通的控制裝置，及用來測量補償電流的裝置。
這樣的傳感器常常用在其中要測量的電流以高頻切換的電源電路中。一個典型的例子是異步電機從三相逆變橋的供電，傳感器安置在把電機相連接到逆變橋上的三根線上。
開關速度能達到非常高的值，以致例如導致10kV/μs和更大量級的電壓變化。
由于在傳感器的初級導體上發現這些電壓變化，所以在這些導體與相應次級線圈之間的漏電容可能導致非常大的寄生電流。這些漏電容在小尺寸的傳感器中特別高，因為他們是由在該領域中的小型化發展產生的。況且，絕緣和密封常常通過傳感器內的造型樹脂的引入來保證。因此在初級導體與次級線圈之間可能存在5至10pF量級的漏電容，從而在與10kV/μs的電壓變化相對應的過渡期間導致達到50至100mA的漏電流的出現。這樣的值導致極高的測量誤差。
一種現有的方案包括，以連接到一個固定電位上、且繞初級導體布置的銅箔的形式提供屏蔽物。這種方案具有提供不足保護的缺點，因為屏蔽物不會完全包圍初級導體，也不會完全包圍次級線圈，并因而允許不可忽略的殘余漏電容存在。況且，這種屏蔽物的提供和特別是對固定電位的連接既不簡單又不便宜。
另一種方案包括把一個在其兩個表面上絕緣的、且以這樣一種方式鄰接以便避免短路繞組的銅箔繞次級線圈放置。然而這種方法成本非常高，特別是在其中次級線圈是環面且特別是如果環面直徑小的情況下。
根據本發明的一個最重要的方面，一個目的在于克服這些缺點，并且提供一種其中在初級導體與次級線圈之間的漏電容的影響實際上完全由非常簡單和經濟的裝置消除的電流傳感器。
為此目的，根據本發明的電池傳感器的特征在于次級線圈在補償電流流經的繞組表面處，包括至少一層形成一個作為整體連接到固定電位的一點上的開口保護繞組的絕緣導線螺旋。
最好，互連保護繞組的螺旋。
根據本發明的另一個方面，上述類型的傳感器在一方面包括穿過磁路內部以便允許至少一個第一初級導體插入的開口，另一方面包括部分圍繞磁路的相應段的初級導體的兩個或多個分離部分，這些導體部分這樣布置，從而他們可以在傳感器的外部單獨地以串聯、并聯或串聯-并聯連接到至少一個第二初級導體上。
初級導體的分離部分最好是U形形式的部分，由此末端這樣布置，從而為了其電氣連接和/或支撐傳感器，他們能夠使所述部分裝配到在傳感器外部的一塊電路板上。
這樣一種布置的目的特別在于，提供一種可以用于相反方向的兩個初級電流的不同測量的傳感器，這兩個初級電流分別在橫過所述開口的一個導體中和在初級導體的所述分離部分的至少一個中流動。
本發明的該方面，分別通過穿過所述傳感器開口和借助于初級導體的所述分離部分，特別導致在聯接到傳感器上的諸初級導體之間的非常好的絕緣。
與保護次級繞組和絕緣諸分離初級導體相關的上述布置可以便利地組合在相同的傳感器中。
由通過例子給出的實施例的描述和參照附圖，將明白本發明的其他特性、優點和目的，在附圖中
圖1示意和部分地以剖面表示根據本發明的一種電流傳感器；
圖2是圖1的一個次級繞組和初級導體的側視圖；圖3是根據本發明的一種電流傳感器的一個具體實施例的前視圖；及圖4是通過圖3的線IV-IV的剖視圖。
在圖1和2中表明的傳感器包括一個由具有良導磁性的材料制成的環面形式的閉合磁路1，該環面帶有一個其中定位一個磁場檢測器3的氣隙2。
一個初級導體4近似在環面的中心處穿過磁路1。環面攜帶一個包括幾層次級繞組6的次級線圈5。繞組6的末端7連接到其輸入連接到檢測器3上的一個控制電路8的輸出上，檢測器3在電路1中提供磁通的測量信號。
控制電路8的輸出向次級繞組6提供一個尋求消除在磁路1中產生的磁通的補償電流。該補償電流在繞組6的末端9處通過在一個測量電阻10兩端的電壓降測量，使初級電流的圖象出現在端子11處。
根據本發明，次級繞組6在其外表面上由至少一層螺旋纏繞，最好互連，螺旋形成一個提供電氣屏蔽的保護繞組12，特別是相對于導體4。為此目的，繞組12開口，并且作為整體連接到諸如地13的電位之類的一個固定電位上。
例如由用于絕緣的漆包線制成的且可以是與用于次級繞組6的導線相同的導線制成的繞組12，覆蓋繞組6的全部，從而在次級線圈中幾乎不會由于初級導體的電壓變化而產生寄生電流。
根據本發明的布置因而提供一種完整的屏蔽，并且又便利地非常經濟，因為保護繞組可以以與次級繞組相類似的方式制成。
圖3和4表示一種傳感器的實施例，該傳感器特別能夠實現以相反方向流經彼此間良好絕緣的初級導體的兩個電流的差值測量。
一個環面14形式的、具有一個氣隙15的磁路布置在傳感器的殼體16中。該磁路攜帶一個次級線圈17，次級線圈17包括連接到諸如銷18之類的端子上的至少一個次級繞組，以便連接到例如在一塊印刷電路板(未表示)上的外部電路上。銷18也可以用來連接定位在氣隙15中的霍耳效應單元和一個如上所述的保護繞組。
根據圖3和4，傳感器包括U形形式的三個穿過磁路14內部的導體部分，如數字19所示。這些導體部分可以個別地以并聯、串聯、或串聯-并聯形式連接到一個初級導體上。該導體因而可以通過繞帶有次級線圈17的環面14形成兩個螺旋來聯接到磁路上。
況且，殼體16包括一個經其通過一個穿過磁路14的初級導體21的開口20。該導體21可以帶有其自己的絕緣，使它比三個初級導體部分19耐高壓。
因而根據圖3和4的布置能夠使用這樣一種傳感器，或用來測量流經導體21或流經一個或多個導體部分19的初級電流、或用來差值測量分別流經導體21和流經一個或多個導體部分19的電流。這些部分19的未端用作到相應初級導體的電氣連接，以及把傳感器支撐在一塊外部電路板上。
權利要求
1.用來測量流經一個初級導體(4)的電流的電流傳感器，包括一個聯接到一個次級線圈(5)上、且布置成可以與所述初級導體相聯的磁路(1)，并且進一步包括用來測量磁路中的磁通的裝置(3)、布置成在次級線圈中產生一個尋求消除所述磁通的補償電流的控制裝置(8)、及用來測量所述補償電流的裝置(10)，其特征在于次級線圈(5)在補償電流經其流動的繞組(6)的表面處，包括由形成一個開口保護繞組(12)的絕緣導線制成的、作為整體連接到一個固定電位點(13)上的至少一層螺旋。
2.根據權利要求1所述的電流傳感器，其特征在于互連保護繞組(12)的螺旋。
3.用來測量流經一個初級導體的電流的電流傳感器，包括一個聯接到一個次級線圈上、且布置成可以與所述初級導體相聯的磁路，并且進一步包括用來測量磁路中的磁通的裝置、布置成在次級線圈中產生一個尋求消除所述磁通的補償電流的控制裝置(8)、及用來測量所述補償電流的裝置，其特征在于它在一方面包括穿過磁路內部以便能夠使至少一個第一初級導體插入的開口，和另一方面包括部分圍繞磁路的相應段的初級導體的兩個或多個分離部分，所述導體部分這樣布置，從而他們可以在傳感器的外部個別地以串聯、并聯或串聯-并聯的形式連接到至少一個第二初級導體上。
4.根據權利要求3所述的電流傳感器，其特征在于所述分離初級導體部分是U形形式的部分，其末端這樣布置，從而為了其電氣連接和/或支撐傳感器，能夠使這些部分裝配到在傳感器外部的一塊電路板上。
5.一種根據權利要求3所述的傳感器的應用，用于進行相反方向的、分別流經穿過所述開口的一個導體和流經所述分離初級導體部分的至少一個部分的兩個初級電流的差值測量。
全文摘要
本發明涉及一種補償在磁路(1)中由相應初級電流和在一個次級線圈中循環的補償電流產生的磁通的電流檢測靴。所述次級線圈(5)在其表面處包括一層形成連接到一個固定電位(13)上的保護繞組的螺旋(12),從而實際消除在初級電流導體(4)與次級線圈(5)繞組(6)之間的漏電容的影響。
文檔編號G01R19/10GK1261959SQ98806909
公開日2000年8月2日 申請日期1998年4月27日 優先權日1997年7月4日
發明者弗雷德里克·卡坦尼奧, 皮埃爾·卡坦尼奧, 蓋伊·威勒莫茲 申請人:機電聯合股份有限公司