電流互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及互感器領(lǐng)域，具體地涉及一種電流互感器。
【背景技術(shù)】
[0002]這個(gè)部分提供了與本公開(kāi)有關(guān)的背景信息，這不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]隨著不斷增加的對(duì)模塊電源(BMP)模塊的效率和功率密度的要求，無(wú)源元件如磁部件需要更小并且需要更小的封裝。隨著功率增加，輸入和輸出電流也增加。這意味著電流互感器需要處理較高的電流，或者甚至需要處理較高的電流的同時(shí)更小的封裝。
[0004]此外，對(duì)于BMP產(chǎn)品，其總高度最大為11.6mm，所以電流互感器的總高度最大為4.0mm。已知的結(jié)構(gòu)的電流互感器不適合于BMP低外觀產(chǎn)品。因此，本公開(kāi)提供了一種新結(jié)構(gòu)的電流互感器，以提高額定初級(jí)RMS電流的同時(shí)具有小的尺寸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]這個(gè)部分提供了本公開(kāi)的一般概要，而不是其全部范圍或其全部特征的全面披
Mo
[0006]本公開(kāi)的目的在于提供一種新結(jié)構(gòu)的電流互感器，其用于高功率的電流感應(yīng)。相較于已知的電流互感器，本公開(kāi)的新結(jié)構(gòu)的電流互感器具有用于繞組的更大的空間，其允許使用較厚的繞組，以減少互感器的DCR和功率損耗。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)的一方面，提供了一種電流互感器，包括:鐵芯，其包括兩個(gè)U型鐵芯，每個(gè)U型鐵芯具有橫梁和側(cè)柱，所述兩個(gè)U型鐵芯相對(duì)放置以形成所述鐵芯的窗口 ；初級(jí)繞組，其穿過(guò)所述鐵芯的窗口 ；以及次級(jí)繞組，其穿過(guò)所述鐵芯的窗口并纏繞在所述兩個(gè)U型鐵芯中的至少一個(gè)的側(cè)柱上。
[0008]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的初級(jí)繞組可以為I型銅箔，并且該I型銅箔可以在進(jìn)線端和出線端彎角。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的初級(jí)繞組可以為U型銅箔，其繞過(guò)兩個(gè)U型鐵芯中的一個(gè)的橫梁。
[0010]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器進(jìn)一步包括骨架，該骨架將初級(jí)繞組和次級(jí)繞組分開(kāi)。
[0011]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的初級(jí)繞組可以埋在骨架里面或置于骨架的下面。
[0012]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的初級(jí)繞組可以為I匝。
[0013]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的次級(jí)繞組可以設(shè)計(jì)為幾十匝至幾百匝。
[0014]優(yōu)選地，根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器可以進(jìn)一步包括初級(jí)繞組貼片封裝SMT腳、次級(jí)繞組貼片封裝SMT腳以及次級(jí)繞組掛線腳。
[0015]使用根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是:已知的電流互感器需要增加尺寸(長(zhǎng)、寬、高)以感應(yīng)更高的電流。而本公開(kāi)的互感器，通過(guò)僅增加較小的尺寸(互感器橫截面面積和繞組面積略微增大)而不需要增加高度就可以增加電流。因此，本公開(kāi)的電流互感器適用于由于低外形的要求而限制高度的BMP產(chǎn)品。
[0016]使用根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是:很容易增加電流輕微變化，例如，通過(guò)增加鐵芯的柱長(zhǎng)，同時(shí)可以增加繞組的寬度，次級(jí)繞組也可以使用更粗的導(dǎo)線作為增加的繞組面積。
[0017]從在此提供的描述中，進(jìn)一步的適用性區(qū)域?qū)?huì)變得明顯。這個(gè)概要中的描述和特定例子只是為了示意的目的，而不旨在限制本公開(kāi)的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0018]在此描述的附圖只是為了所選實(shí)施例的示意的目的而非全部可能的實(shí)施，并且不旨在限制本公開(kāi)的范圍。在附圖中:
[0019]圖1示出了已知的互感器的E型鐵芯的示意圖；
[0020]圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的U型鐵芯的示意圖；
[0021]圖3示出了已知的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0022]圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]雖然本公開(kāi)容易經(jīng)受各種修改和替換形式，但是其特定實(shí)施例已作為例子在附圖中示出，并且在此詳細(xì)描述。然而應(yīng)當(dāng)理解的是，在此對(duì)特定實(shí)施例的描述并不打算將本公開(kāi)限制到公開(kāi)的具體形式，而是相反地，本公開(kāi)目的是要覆蓋落在本公開(kāi)的精神和范圍之內(nèi)的所有修改、等效和替換。要注意的是，貫穿幾個(gè)附圖，相應(yīng)的標(biāo)號(hào)指示相應(yīng)的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0024]現(xiàn)在參考附圖來(lái)更加充分地描述本公開(kāi)的例子。以下描述實(shí)質(zhì)上只是示例性的，而不旨在限制本公開(kāi)、應(yīng)用或用途。
[0025]提供了示例實(shí)施例，以便本公開(kāi)將會(huì)變得詳盡，并且將會(huì)向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)其范圍。闡述了眾多的特定細(xì)節(jié)如特定部件、裝置和方法的例子，以提供對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例的詳盡理解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將會(huì)明顯的是，不需要使用特定的細(xì)節(jié)，示例實(shí)施例可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，它們都不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制本公開(kāi)的范圍。在某些示例實(shí)施例中，沒(méi)有詳細(xì)地描述眾所周知的過(guò)程、眾所周知的結(jié)構(gòu)和眾所周知的技術(shù)。
[0026]已知的貼片封裝(SMT)電流互感器如Datatronic CT319，其(8.13mm長(zhǎng)度X6_寬度X4.1Omm高度)在初級(jí)側(cè)最大可以處理20Amps (均方根RMS計(jì))。已知的互感器采用如圖1所示的E型鐵芯，其具有橫梁101、中柱103和兩個(gè)側(cè)柱102，其中，兩個(gè)側(cè)柱102分別和中柱103形成如104所示的兩個(gè)窗口。具體地，在已知的互感器中，如圖3所示，兩個(gè)E型鐵芯相對(duì)放置以形成圍成有兩個(gè)窗口的EE鐵芯301。原邊繞組304、305和副邊繞組306在圍成的窗口中通過(guò)骨架307分開(kāi)。原邊繞組304、305使用U形銅箔，其從一個(gè)窗口繞進(jìn)，穿過(guò)EE鐵芯301的中柱302并從另一個(gè)窗口繞出。副邊繞組306通過(guò)兩個(gè)窗口纏繞在EE鐵芯301的中柱302上。
[0027]因?yàn)閁形銅箔以EE鐵芯301的中柱302為軸繞進(jìn)和繞出，因此，其直流電阻(DCR)不能進(jìn)一步減小。而且，副邊繞組306通過(guò)兩個(gè)窗口纏繞在EE鐵芯301的中柱302上，因此其尺寸被限制。
[0028]此外，為了獲得高匝數(shù)比率如1:100的電流互感器，副邊繞組需要使用較高的美國(guó)線規(guī)(AWG)計(jì)，使其更薄并且具有較高的DCR。而繞組越薄，在組裝過(guò)程中越容易損壞。而互感器的DCR越高，其溫升越高并且熱降越低。
[0029]為了增加感應(yīng)電流，互感器的尺寸必須顯著增加(對(duì)于原邊繞組，需要更寬的U形銅箔；而對(duì)于副邊繞組，必須具有大的空間)以減少DCR。
[0030]圖1示出了已知的互感器的E型鐵芯的示意圖；而圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的電流互感器的U型鐵芯的示意圖。
[0031 ] 圖3示出了已知的電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，兩個(gè)E型鐵芯相對(duì)放置以形成圍成有兩個(gè)窗口的EE鐵芯301。原邊繞組304繞著EE鐵芯301的中柱302從一邊的窗口進(jìn)入，從另一邊的窗口繞出，繞組的形狀是U型銅箔。在相同的互感器尺