电流转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流转换器，所述电流转换器包括磁芯和磁场检测器，所述磁场检测器用于测量在延伸穿过磁芯的初级导体中流动的电流。
【背景技术】
[0002]用于电流感测应用的电流转换器模块典型地包括由高导磁率材料制成的磁芯，所述磁芯围绕中央孔，运载待测电流的初级导体通过所述中央孔。磁芯典型地可以具有大致矩形或者圆形形状并且设置有气隙，磁场检测器(诸如呈ASIC形式的霍尔效应传感器)定位在所述气隙中。由在初级导体中流动的电流所产生的磁通被磁芯集中并且通过气隙。气隙中的磁场代表初级电流。在开环型电流转换器中，气隙中的磁场传感器产生了代表测量信号的待测量电流的图像。
[0003]在闭环型的电流转换器中，磁场传感器以反馈回路的方式连接到次级线圈，所述次级线圈典型地围绕磁芯的一部分卷绕，以了产生补偿流，所述补偿流趋于抵消由初级导体产生的磁场。补偿流因此代表待测量电流的图像。为了减小驱动补偿线圈所需的电流，众所周知的是围绕磁路的圆周的一段或者大部分卷绕很多圈。
[0004]典型地，补偿导体线圈围绕绝缘线筒支撑件卷绕，所述绝缘线筒支撑件环绕次级线圈延伸所沿着的磁路的一部分或者整个磁路。绝缘线筒典型地由两个部件组成，所述两个部件围绕磁芯组装在一起，有时，利用围绕所述磁芯缠绕的胶带使得两个部件围绕磁芯组装在一起。绝缘线筒保护线圈的第一层免受损坏，并且特别地在绕组制造处理期间并且在此后使用时防止因振动、震动或者热扩张效应而由磁芯引起短路。鉴于锐利的角部，这种防护需求对于横截面轮廓为正方形或者矩形的磁芯尤为重要。然而，传统的绝缘线筒增加了制造和组装成本。另一个缺陷是传统双部件式绝缘线筒的额外厚度，这增大了线圈绕组的直径，由此增加了所使用的铜丝的重量和长度。
[0005]与磁芯防护有关的一个问题是磁芯的几何形状可能非常不精确。实际上，内径和外径以及高度可能以不可忽略的方式变化。卷绕之后获得的线圈取决于初始芯尺寸。另一个问题是由于卷绕效果:丝张力非常重要并且施加在防护件上的力非常集中(重要的压应力作用在卷绕丝和防护件之间的非常小的接触表面上，主要作用在第一卷绕层上)。有时，丝围绕磁芯再分配，而卷绕因丝的初始层在磁芯防护件上滑动的事实而不均匀。此外，为了最小化获得不同线圈所需的铜丝，卷绕期间的跳线的数量应当尽可能少。经常，使用对应于具有主印刷电路板(PCBA)的3个固定点的3根跳线。
[0006]通过螺钉来固定电路板和次级线圈。这种方法虽然机械安全，但是成本不经济(额外的零件和人力成本)而且存在风险(螺钉丝驱动机头靠近PCBA电子部件)。两个部件之间的连结必须足够坚固，以允许安装传感器。实际上由充填树脂来确保最终的机械固定。
[0007]在其使用寿命期间转换器中的某些部件的位置准确性对于确保可靠性和测量准确性而言也至关重要。特别地，磁场检测器应当被精确地引入到磁芯气隙中，以为了获得良好的测量头性能水平。在传统的转换器中遇到的另一问题是在转换器中在充填处理之前静电屏蔽浮动并且被不合标准地引入。
[0008]在各种应用中使用电流转换器，用于监测或者控制电气装置和系统，并且在多种应用中，在削减这些部件的制造成本以及在电路中实施和使用这些部件的成本方面存在重要优势。经常，还在提供紧凑部件以缩小和/或减轻安装有部件的装置的重量方面存在重要优势。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种电流转换器，所述电流转换器紧凑并且具有成本效益，特别地对于制造和组装而言具有成本效益。
[0010]有利的是提供了一种电流转换器，所述电流转换器精确、便于实施而且使用经济。
[0011]有利的是提供了一种电流转换器，所述电流转换器坚固并且稳定。
[0012]通过提供根据权利要求1所述的电流转换器已经实现了本发明的目的。
[0013]在此公开了一种电流转换器，所述电流转换器包括:磁芯，所述磁芯包括磁路间隙；磁场检测器，所述磁场检测器包括定位在磁路间隙中的感测部分；磁芯壳体，所述磁芯壳体包括线圈支撑部分和线圈端子连接部分；和次级线圈，所述次级线圈由围绕线圈支撑部分卷绕的丝形成。线圈支撑部分具有大致U状横截面轮廓，所述大致U状横截面轮廓包括底壁、从底壁延伸的径向内壁和从底壁延伸的径向外壁。径向内壁和径向外壁的高度构造成使得其开口端部边缘略微延伸超过包括任何制造公差的磁芯的轴向厚度，使得开口端部边缘通过围绕磁芯壳体卷绕的线圈而向内折叠在磁芯角部周围。
[0014]在一个实施例中，线圈支撑部分可以有利地包括呈锁定肩部形式的芯锁定元件，所述芯锁定元件构造成在组装期间允许磁芯轴向插入到磁芯壳体中并且将磁芯保持在磁芯壳体中。
[0015]在一个实施例中，底壁可以有利地包括孔口，所述孔口构造成用于在注射成型模具中形成锁定元件。
[0016]在一个实施例中，磁芯壳体还可以包括至少一个电路板支撑部分，所述电路板支撑部分安装到线圈支撑部分，构造成提供了用于将磁芯和次级线圈安装在电路板上的支撑腿。
[0017]在一个实施例中，磁芯壳体的芯支撑部分可以有利地包括丝防滑元件，所述丝防滑元件构造成在卷绕处理期间防止次级线圈的第一卷绕层在磁芯上滑动。
[0018]在一个实施例中，丝防滑元件包括形成在径向外壁和/或径向内壁的开口端部边缘上的凹部。
[0019]在一个实施例中，线圈端子连接部分可以包括壳体部分，所述壳体部分包括径向内壁部分、径向外壁部分、线圈侧壁部分和线圈侧壁部分，所述线圈侧壁部分包括偏转肋，所述偏转肋布置在将线圈侧壁部分连结到底壁的角部中，所述偏转肋构造成避免绕组匝在毗邻线圈侧壁部分的位置处聚集。
[0020]在一个实施例中，线圈端子连接部分可以包括磁性传感器接收腔，所述磁性传感器接收腔用于在其中存放磁场检测器。
[0021]在一个实施例中，线圈端子连接部分可以包括电路板搁置边缘和电路板锁定元件，所述电路板锁定元件在电路板的边缘上延伸，以将磁芯、磁芯壳体和次级绕组组件固定到电路板。
[0022]在一个实施例中，线圈端子连接部分可以包括第一丝固定槽和第二丝固定槽，所述第一丝固定槽位于壳体中，用于接收形成次级线圈的丝的第一连接端部；所述第二丝固定槽接收该丝的第二连接端部。
[0023]在一个实施例中，磁芯壳体还可以包括连接到芯支撑部的至少一个电路板支撑部分，所述电路板支撑部分包括电路板搁置边缘和电路板锁定元件，所述电路板锁定元件构造成在电路板的边缘上延伸，以将磁芯、磁芯壳体和次级绕组固定到电路板。
[0024]在一个实施例中，还可以设置仅仅一个电路板支撑部分，所述电路板支撑部分定位成与线圈端子连接部分相对，使得磁芯和次级绕组的安装支撑件基本平衡。电路板支撑部分和线圈端子连接部分由此形成将次级绕组和磁芯支撑在电路板上的两个支撑件，数量少的支撑件减少了次级