一種電流傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及一種電流傳感器，傳感器包括第一霍爾元件、第二霍爾元件、第三霍爾元件、第一L型磁環、第二L型磁環、U型磁環，第一L型磁環、第二L型磁環以及U型磁環兩兩鄰接，且兩兩之間間隔存在特定距離以形成縫隙，共形成3個縫隙，第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件分別設置在三個縫隙中間，采用三個霍爾元件放置在橢圓型磁感應器的三個不同位置，解決了霍爾信號輸出的穩定性，采取三個霍爾元件放置在三個縫隙處，使得霍爾元件安裝簡潔。
【專利說明】
一種電流傳感器
技術領域
[0001]本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及一種電流傳感器。
【背景技術】
[0002]傳感器是將各種參量送入計算機系統，進行智能監測、控制的最前端。隨著科技的發展，數字化、網絡化傳感器應用日益廣泛，以其傳統方式不可比擬的優勢漸漸成為技術的趨勢和主流。
[0003]近年來，新一代功率半導體器件大量進入電力電子、交流變頻調速、逆變裝置及開關電源等領域，霍爾電流、電壓傳感器是近十幾年發展起來的測量控制電流、電壓的新一代工業用電量傳感器，是一種新型的高性能電氣檢測元件。利用同一只霍爾傳感器檢測元件既可以檢測交流也可以檢測直流，甚至可以檢測瞬態峰值，因而是替代互感器和分流器的新一代產品，然而，在現有技術中，利用單一霍爾元件固定在某一位置往往表現出來檢測效果不穩走。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種電流傳感器，旨在解決現有的電流傳感器檢測電流穩定性不好的問題。
[0005]本實用新型提供了一種電流傳感器，電流傳感器包括:第一霍爾元件、第二霍爾元件、第三霍爾元件、第一 L型磁環、第二 L型磁環、U型磁環；
[0006]第一 L型磁環、第二 L型磁環以及U型磁環兩兩鄰接，且兩兩之間間隔存在特定距離以形成縫隙，共形成3個縫隙；
[0007]第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件分別設置在三個縫隙中間。
[0008]進一步地，第一 L型磁環、第二 L型磁環以及U型磁環組合成一個橢圓型磁感應器。
[0009]進一步地，第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件還連接有恒流電源電路以及驅動放大電路，恒流電源電路與第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件連接，第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件還與驅動放大電路連接。
[0010]進一步地，恒流電源電路包括電阻Rl、電阻R2、電阻R8、電阻R9、運算放大器Ul、電位器VRS、PNP三極管Ql、穩壓管Zl、電容C4;
[0011]第一霍爾元件第一引腳、第二霍爾元件第一引腳以及第三霍爾元件第一引腳串聯，第一霍爾元件第二引腳、第二霍爾元件第二引腳以及第三霍爾元件第二引腳串聯，第一霍爾元件第三引腳、第二霍爾元件第三引腳以及第三霍爾元件第三引腳串聯，第一霍爾元件第四引腳、第二霍爾元件第四引腳以及第三霍爾元件第四引腳串聯；
[0012]電阻Rl的一端與外部十二伏電壓相連，電阻Rl的另一端與電位器VRS的第三引腳相連，電位器VRS的第三引腳與電位器VRS的第二弓丨腳相連，電位器VRS的第一弓丨腳分別與運算放大器Ul第二引腳和PNP三極管Ql的發射極相連，穩壓管Zl的負極與外部十二伏電壓相連，穩壓管ZI的的正極分別與電阻R8的一端、電阻R2的一端以及電容C4的一端相連，電阻R2的另一端和電容C4的另一端相連并一起接地，電阻R8的另一端與運算放大器Ul的第三引腳相連，運算放大器Ul的第一引腳與電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端與PNP三極管Ql的基極相連，三極管Ql的集電極與第一霍爾元件的第一引腳相連，第一霍爾元件的第三引腳接地。
[0013]進一步地，運算放大器Ul型號為TL082，電位器VRS型號為VRS3296。
[0014]進一步地，驅動放大電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R51、電阻R52、電阻R61、電阻R62、電阻R7、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容Cl、電容C2、電容C3、電位器VRZ以及運算放大器U2;
[0015]第一霍爾兀件的第一引腳還分別電容C3的一端、電阻R13的一端以及電位器VRZ的第一引腳相連，電容C3的另一端與電阻R13的另一端相連并接地，電位器VRZ的第二引腳接地，電位器VRZ的第三引腳與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與運算放大器U2的第二引腳相連，電阻R3的一端與第一霍爾元件的第二引腳相連，電阻R3的另一端與運算放大器U2第一引腳相連，運算放大器U2第一引腳還通過串聯電容Cl接地，運算放大器U2第一引腳還通過串聯電阻R51以及電阻R52接地，所述運算放大器U2第二引腳還與所述電阻R61的一端相連，電阻R61的另一端與電阻R62的一端相連，電阻R62的另一端與運算放大器U2第三引腳相連，運算放大器U2第二引腳還與電容C2的一端相連，電容C2的另一端與運算放大器U2第三引腳相連，運算放大器U2第三引腳與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與電阻R12的一端相連，電阻Rl 2的另一端輸出電流信號。
[0016]進一步地，運算放大器U2型號為TL082，電位器VRZ型號為VRZ3296。
[0017]進一步地，驅動放大電路還包括電阻RlO以及電容C5;
[0018]電阻RlO的一端與所述運算放大器Ul第三引腳相連，電阻RlO的另一端接地；
[0019]電容C5的一端與電阻RlI的另一端相連，電容C5的另一端接地。
[0020]進一步地，驅動放大電路還包括穩壓管TVS3，穩壓管TVS3的一端與電阻R12的另一端相連，穩壓管TVS3的另一端接地。
[0021]本實用新型的電流傳感器有益效果:采用三個霍爾元件放置在橢圓型磁感應器的三個不同位置，解決了霍爾信號輸出的穩定性，采取三個霍爾元件放置在三個縫隙處，使得霍爾7Π件安裝簡潔。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型一實施例一種電流傳感器的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型一實施例一種電流傳感器的恒流電源電路的電路圖；
[0024]圖3為本實用新型一實施例一種電流傳感器的驅動放大電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0026]圖1為本實用新型一實施例一種電流傳感器的結構示意圖，參考圖1，一種電流傳感器，包括:第一霍爾元件1、第二霍爾元件2、第三霍爾元件3、第一L型磁環4、第二L型磁環
5、U型磁環6;
[0027]第一 L型磁環4、第二 L型磁環5以及U型磁環6鄰接，第一 L型磁環4、第二 L型磁環5以及U型磁環6之間留有三個縫隙，第一L型磁環4、第二L型磁環5以及U型磁環6組合成一個橢圓型磁感應器，橢圓型磁感應器固定在PCB板上。
[0028]第一霍爾元件1、第二霍爾元件2以及第三霍爾元件3分別設置在橢圓型磁感應器的三個縫隙中間。
[0029]第一霍爾元件1、第二霍爾元件2以及第三霍爾元件3還連接有恒流電源電路以及驅動放大電路，恒流電源電路與第一霍爾元件1、第二霍爾元件2以及第三霍爾元件3連接，所述第一霍爾元件1、第二霍爾元件2以及第三霍爾元件3還與驅動放大電路連接。
[0030]三個霍爾元件用于檢測磁感應強度，并通過輸出一個與檢測到磁感應強度相關的電信號，采用三個霍爾元件放置在橢圓型磁感應器的三個不同位置，解決了霍爾信號輸出的穩定性。
[0031 ]采取三個霍爾元件放置在三個縫隙處，使得霍爾元件安裝簡潔。
[0032]圖2為本實用新型一實施例一種電流傳感器的恒流電源電路的電路圖，參考圖2，恒流電源電路包括電阻Rl、電阻R2、電阻R8、電阻R9、運算放大器U1、電位器VRS、PNP三極管Q1、穩壓管Z1、電容C4;
[0033]所述第一霍爾元件第一引腳、第二霍爾元件第一引腳以及第三霍爾元件第一引腳串聯，所述第一霍爾元件第二引腳、第二霍爾元件第二引腳以及第三霍爾元件第二引腳串聯，所述第一霍爾元件第三引腳、第二霍爾元件第三引腳以及第三霍爾元件第三引腳串聯，所述第一霍爾元件第四引腳、第二霍爾元件第四引腳以及第三霍爾元件第四引腳串聯；
[0034]所述電阻Rl的一端與外部十二伏電壓相連，電阻Rl的另一端與所述電位器VRS的第三引腳相連，所述電位器VRS的第三引腳與所述電位器VRS的第二引腳相連，所述電位器VRS的第一引腳分別與運算放大器Ul第二引腳和PNP三極管Ql的發射極相連，所述穩壓管Zl的負極與外部十二伏電壓相連，所述穩壓管Zl的的正極分別與所述電阻R8的一端、電阻R2的一端以及電容C4的一端相連，所述電阻R2的另一端和電容C4的另一端相連并一起接地，所述電阻R8的另一端與所述運算放大器Ul第三引腳相連，所述運算放大器Ul第一引腳與所述電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端與所述PNP三極管Ql的基極相連，所述三極管Ql的集電極與所述第一霍爾元件第一引腳相連，所述第一霍爾元件第三引腳接地，恒流電源電路通過穩壓管Zl的穩壓、電容C4以及電阻R2的濾波、電位器VRS電阻的調節，能提供出穩定電壓給霍爾元件供電。
[0035]優選地，運算放大器Ul型號為TL082，所述電位器VRS型號為VRS3296。
[0036]圖3為本實用新型一實施例一種電流傳感器的驅動放大電路的電路圖，參考圖3，驅動放大電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R51、電阻R52、電阻R61、電阻R62、電阻R7、電阻Rl 1、電阻Rl 2、電阻Rl 3、電容Cl、電容C2、電容C3、電位器VRZ以及運算放大器U2 ；
[0037]電位器VRZ包括電位器VRZ的第一引腳、電位器VRZ的第二引腳以及電位器VRZ的第三引腳，運算放大器U2包括運算放大器U2的第一引腳、運算放大器U2的第二引腳以及運算放大器U2的第三引腳；
[0038]第一霍爾兀件的第一引腳還分別與電容C3的一端、電阻R13的一端以及電位器VRZ第一引腳相連，電容C3的另一端與電阻R13的另一端相連并接地，電位器VRZ的第二引腳接地，電位器VRZ的第三引腳與電阻R7的一端相連，電阻R7的另一端與運算放大器U2的第二引腳相連，電阻R3的一端與第一霍爾元件的第二引腳相連，電阻R3的另一端與運算放大器U2的第一引腳相連，運算放大器U2的第一引腳還通過串聯電容Cl接地，運算放大器U2第一引腳還通過串聯電阻R51以及電阻R52接地，運算放大器U2的第二引腳還與電阻R61的一端相連，電阻R61的另一端與電阻R62的一端相連，電阻R62的另一端與運算放大器U2第三引腳相連，運算放大器U2第二引腳還與電容C2的一端相連，電容C2的另一端與運算放大器U2第三引腳相連，運算放大器U2第三引腳與電阻Rll的一端相連，電阻Rll的另一端與電阻R12的一端相連，電阻R12的另一端輸出電流信號，驅動放大電路通過電容C3以及電阻R13的濾波、電位器VRZ電阻的調節，能提供出穩定電壓給運算放大器U2供電，通過運算放大器U2把三個霍爾元件輸入的電信號放大再輸出。
[0039]本實施新型的電流傳感器工作原理:原邊電流Ip在橢圓型磁感應器的中心空心處產生一個磁場，三個霍爾元件在不同位置分別檢測到磁感應強度，磁感應強度的大小反應原邊電流Ip的大小，三個霍爾元件輸出一個與檢測到磁感應強度相關的電信號，電信號大小反應磁感應強度的大小，電信號通過驅動放大電路的放大，再由電阻Rl 2輸出，這個輸出電流按一定的比例放大能夠真實的反應被測試原邊電流Ip的大小。
[0040]優選地，運算放大器U2型號為TL082，所述電位器VRZ型號為VRZ3296。
[0041]優選地，驅動放大電路還包括電阻RlO以及電容C5，電阻RlO的一端與運算放大器Ul第三引腳相連，電阻RlO的另一端接地，電容C5的一端與電阻Rll的另一端相連，電容C5的另一端接地，通過電阻Rl O和電容C5的濾波，使輸出電流更大穩定。
[0042]優選地，驅動放大電路還包括穩壓管TVS3，穩壓管TVS3的一端與電阻R12的另一端相連，穩壓管TVS3的另一端接地，驅動放大電路通過并聯穩壓管TVS3，同樣使輸出電流更大穩定。
[0043]本實用新型實施例提供的一個或多個技術方案，至少有以下技術效果:
[0044]I)采用三個霍爾元件放置在橢圓型磁感應器的三個不同位置，解決了霍爾信號輸出的穩定性。
[0045]2)采取三個霍爾元件放置在三個縫隙處，使得霍爾元件安裝簡潔。
[0046]3)恒流電源電路通過穩壓管Zl的穩壓、電容C4以及電阻R2的濾波、電位器VRS電阻的調節，能提供出穩定電壓給霍爾元件供電。
[0047]4)驅動放大電路通過電阻RlO和電容C5的濾波，使輸出電流更大穩定。
[0048]5)驅動放大電路通過并聯穩壓管TVS3，同樣使輸出電流更大穩定。
[0049]對本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應該屬于本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電流傳感器，其特征在于，包括:第一霍爾元件、第二霍爾元件、第三霍爾元件、第一 L型磁環、第二 L型磁環、U型磁環； 所述第一 L型磁環、第二 L型磁環以及U型磁環兩兩鄰接，且兩兩之間間隔存在特定距離以形成縫隙，共形成3個縫隙； 所述第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件分別設置在三個縫隙中間。2.根據權利要求1所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述第一L型磁環、第二 L型磁環以及U型磁環組合成一個橢圓型磁感應器。3.根據權利要求1或2所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件還連接有恒流電源電路以及驅動放大電路，所述恒流電源電路與所述第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件連接，所述第一霍爾元件、第二霍爾元件以及第三霍爾元件還與所述驅動放大電路連接。4.根據權利要求3所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述恒流電源電路包括電阻Rl、電阻R2、電阻R8、電阻R9、運算放大器Ul、電位器VRS、PNP三極管Ql、穩壓管Zl、電容C4; 第一霍爾元件第一引腳、第二霍爾元件第一引腳以及第三霍爾元件第一引腳串聯，第一霍爾元件第二引腳、第二霍爾元件第二引腳以及第三霍爾元件第二引腳串聯，第一霍爾元件第三引腳、第二霍爾元件第三引腳以及第三霍爾元件第三引腳串聯，第一霍爾元件第四引腳、第二霍爾元件第四引腳以及第三霍爾元件第四引腳串聯； 所述電阻Rl的一端與外部十二伏電壓相連，電阻Rl的另一端與所述電位器VRS的第三引腳相連，所述電位器VRS的第三引腳與所述電位器VRS的第二引腳相連，所述電位器VRS的第一引腳分別與運算放大器Ul第二引腳和PNP三極管Ql的發射極相連，所述穩壓管Zl的負極與外部十二伏電壓相連，所述穩壓管Zl的的正極分別與所述電阻R8的一端、電阻R2的一端以及電容C4的一端相連，所述電阻R2的另一端和電容C4的另一端相連并一起接地，所述電阻R8的另一端與所述運算放大器Ul的第三引腳相連，所述運算放大器Ul的第一引腳與所述電阻R9的一端相連，電阻R9的另一端與所述PNP三極管Ql的基極相連，所述三極管Ql的集電極與所述第一霍爾元件的第一引腳相連，所述第一霍爾元件的第三引腳接地。5.根據權利要求4所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述運算放大器Ul型號為TL082，所述電位器VRS型號為VRS3296。6.根據權利要求5所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述驅動放大電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R51、電阻R52、電阻R61、電阻R62、電阻R7、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容Cl、電容C2、電容C3、電位器VRZ以及運算放大器U2; 所述第一霍爾元件的第一引腳還分別與所述電容C3的一端、電阻R13的一端以及電位器VRZ的第一引腳相連，所述電容C3的另一端與所述電阻R13的另一端相連并接地，所述電位器VRZ的第二引腳接地，所述電位器VRZ的第三引腳與所述電阻R7的一端相連，所述電阻R7的另一端與所述運算放大器U2的第二引腳相連，所述電阻R3的一端與所述第一霍爾元件的第二引腳相連，所述電阻R3的另一端與所述運算放大器U2第一引腳相連，所述運算放大器U2第一引腳還通過串聯所述電容Cl接地，所述運算放大器U2第一引腳還通過串聯所述電阻R51以及電阻R52接地，所述運算放大器U2第二引腳還與所述電阻R61的一端相連，所述電阻R61的另一端與所述電阻R62的一端相連，所述電阻R62的另一端與所述運算放大器U2第三引腳相連，所述運算放大器U2第二引腳還與所述電容C2的一端相連，所述電容C2的另一端與所述運算放大器U2第三引腳相連，所述運算放大器U2第三引腳與所述電阻Rll的一端相連，所述電阻Rll的另一端與所述電阻R12的一端相連，所述電阻R12的另一端輸出電流信號。7.根據權利要求6所述的一種電流傳感器，其特征在于，運算放大器U2型號為TL082，所述電位器VRZ型號為VRZ3296。8.根據權利要求7所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述驅動放大電路還包括電阻RlO以及電容C5; 所述電阻RlO的一端與所述運算放大器Ul第三引腳相連，所述電阻RlO的另一端接地； 所述電容C5的一端與所述電阻Rll的另一端相連，所述電容C5的另一端接地。9.根據權利要求8所述的一種電流傳感器，其特征在于，所述驅動放大電路還包括穩壓管TVS3，所述穩壓管TVS3的一端與所述電阻R12的另一端相連，所述穩壓管TVS3的另一端接地。
【文檔編號】G01R19/00GK205608064SQ201620472899
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】萬楚華
【申請人】深圳市賽邁科技有限公司