一种电流传感器及电子设备的制作方法

本发明涉及一种电流测量，特别涉及一种电流传感器及电子设备。

背景技术：

1、电流传感器是一种检测电流的装置，一般应用于电流的实际测量和保护系统中，如光伏、风电、电力、智能电网、铁路机电、航天、新能源汽车等领域，电流传感器作为主要的检测元件，在保障系统的安全稳定方面发挥了至关重要的作用。

2、在igbt高速开关器件、gan基整流逆变电路等高度集成的功率电子模块中，通常将电流监测元件部署在系统模块的pcb上进行模块工作状态的实时监测，其电流频率能达到1mhz以上。

3、应用隧道磁阻效应的电流传感器一般难以实现1mhz以上的宽频域电流监测，且对于mhz级的片上电流走线，其产生的磁场分布会严重受到趋肤效应的影响，从而进一步限制tmr传感器带宽。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种电流传感器，以改善现有电流传感器的带宽不高难以适应1mhz以上的电流检测的问题。

2、本发明的第一方面提供一种用于检测待测导线电流情况的电流传感器，所述电流传感器包括：

3、并联集流体，由并联耦接的第一集流体和第二集流体组成；所述第一集流体中第一延伸段与所述第二集流体中第二延伸段的延伸方向平行：

4、至少一磁阻元件，位于所述第一延伸段和/或所述第二延伸段的上方，用于采集所述第一集流体和/或所述第二集流体的电流信息；

5、所述磁阻元件具有惠斯通电桥结构，包括彼此磁灵敏方向相反的两磁阻块；所述两磁阻块的排列方向垂直于所述第一延伸段；

6、所述待测导线与所述第一集流体、所述第二集流体或所述并联集流体串联耦接。

7、根据本发明的一些实施例，所述磁阻元件包括依次耦接的第一磁阻臂、第二磁阻臂、第三磁阻臂及第四磁阻臂，所述第一磁阻臂及所述第三磁阻臂具有第一磁灵敏方向，所述第二磁阻臂及所述第四磁阻臂具有与所述第一磁灵敏方向相反的第二磁灵敏方向；

8、所述磁阻元件还包括负差分引脚、电源引脚、正差分引脚及接地引脚；

9、所述负差分引脚分别与所述第一磁阻臂及所述第二磁阻臂电耦接；所述接地引脚分别与所述第二磁阻臂及所述第三磁阻臂电耦接；所述正差分引脚分别与所述第三磁阻臂及所述第四磁阻臂电耦接；所述电源引脚分别与所述第四磁阻臂及所述第一磁阻臂电耦接。

10、根据本发明的一些实施例，所述两磁阻块包括第一磁阻块和第二磁阻块；

11、所述第一磁阻块包括所述第一磁阻臂、所述第三磁阻臂、第一焊盘、第二焊盘、第三焊盘及第四焊盘；所述第一磁阻臂经所述第一焊盘与所述电源引脚电耦接，并经所述第二焊盘与所述负差分引脚电耦接；所述第三磁阻臂经所述第三焊盘与所述正差分引脚电耦接，并经所述第四焊盘与所述接地引脚电耦接；

12、所述第二磁阻块包括所述第二磁阻臂、所述第四磁阻臂、第五焊盘、第六焊盘、第七焊盘及第八焊盘；所述第四磁阻臂经所述第七焊盘与所述电源引脚电耦接，并经所述第八焊盘与所述正差分引脚电耦接；所述第二磁阻臂经所述第五焊盘与所述负差分引脚电耦接，并经所述第六焊盘与所述接地引脚电耦接。

13、根据本发明的一些实施例，所述电流传感器的-3db带宽高于1mhz。

14、根据本发明的一些实施例，所述第一延伸段与所述第二延伸段的距离为24～48mil；所述第二磁阻块与所述第三磁阻块的距离为24～48mil。

15、根据本发明的一些实施例，所述至少一磁阻元件为隧穿磁阻元件或巨磁磁阻元件。

16、根据本发明的一些实施例，所述至少一磁阻元件包括第一磁阻元件和第二磁阻元件；所述第一磁阻元件中各磁阻臂与所述第二磁阻臂中各磁阻臂具有相同的电阻；

17、所述第一磁阻元件包括彼此磁灵敏方向相反的磁阻块一和磁阻块二，所述第二磁阻元件包括彼此磁灵敏方向相反的磁阻块三和磁阻块四，所述磁阻块二与所述磁阻块三的磁灵敏方向相同；所述磁阻块一、所述磁阻块二、所述磁阻块三及所述磁阻块四呈线形排列，其排列方向垂直于所述第一延伸段。

18、根据本发明的一些实施例，所述待测导线与所述并联集流体串联耦接；

19、所述电流传感器还包括控制模块，所述控制模块分别与所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件电耦接，用于依据所述第一磁阻元件及所述磁阻元件的输出信号之和值确定所述待测导线的电流情况。

20、根据本发明的一些实施例，所述第一集流体和所述第二集流体为扁平状的导电材料。

21、为实现上述目的，本发明的第二方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的电流传感器。

22、根据本发明的一些实施例，所述电子设备通过所述电流传感器监测高频导线的电流情况。

23、因此，本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

24、本发明提供的电流传感器包括并联集流体和至少一磁阻元件，并联集流体包括并联耦合的第一集流体和第二集流体，第一集流体中第一延伸段与第二集流体中第二延伸段的延伸方向平行；至少一磁阻元件位于第一延伸段和/或第二延伸段的上方，用于采集第一集流体和/或第二集流体的电流信息；磁阻元件具有惠斯通电桥结构，包括彼此磁灵敏方向相反的两磁阻块；两磁阻块的排列方向垂直于第一延伸段，待测导线与第一集流体、第二集流体或并联集流体串联耦接。本发明通过并联集流体结构改善磁阻元件周围的磁场分布，使得磁阻元件能够感应1mhz以上的宽频电流，且实现了结构简单、易于实现的有益效果。

技术特征：

1.一种电流传感器，其特征在于，用于检测待测导线的电流情况；所述电流传感器包括：

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一延伸段与所述第二延伸段的距离为24～48mil；所述第二磁阻块与所述第三磁阻块的距离为24～48mil。

6.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述至少一磁阻元件为隧穿磁阻元件或巨磁磁阻元件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电流传感器，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的电流传感器，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，所述第一集流体和所述第二集流体为扁平状的导电材料。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中任一项所述的电流传感器。

技术总结
本发明涉及电流测量技术领域，公开了一种电流传感器及电子设备。电流传感器包括并联集流体和至少一磁阻元件，并联集流体包括并联耦合的第一集流体和第二集流体，第一集流体中第一延伸段与第二集流体中第二延伸段的延伸方向平行；至少一磁阻元件位于第一延伸段和/或第二延伸段的上方，用于采集第一集流体和/或第二集流体的电流信息；磁阻元件具有惠斯通电桥结构，包括彼此磁灵敏方向相反的两磁阻块；两磁阻块的排列方向垂直于第一延伸段，待测导线与第一集流体、第二集流体或并联集流体串联耦接。本发明通过并联集流体结构改善磁阻元件周围的磁场分布，使得磁阻元件能够感应1MHz以上的宽频电流，且实现了结构简单、易于实现的有益效果。

技术研发人员：关蒙萌,高杰强,杜玉前,胡忠强
受保护的技术使用者：珠海多创科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/2/13