專利名稱：電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及電流傳感器。一些實施例涉及具有至少三個端子區(qū) (terminal area)和至少兩個磁場傳感器的電流傳感器節(jié)點，所述至少兩個磁場傳感器用于感測流入電流傳感器節(jié)點的每個電流。
背景技術(shù)：
電流傳感器用于多種應(yīng)用，例如，在多條導(dǎo)線連接在電路節(jié)點處的情況下測量或檢測電流如何分開。圖觀示出了將三條線(或?qū)Ь€)相連接的節(jié)點。這在許多配電系統(tǒng)中是常見的情形，其中，可以經(jīng)由Il (其中，Il可以指示第一電流)將一次能量(primary energy)輸入至系統(tǒng)。一次能量可以經(jīng)由12 (其中，12可以指示第二電流)流動至負(fù)載，但一次能量還可以經(jīng)由13 (其中，13可以指示第三電流)流動至備用電池。還可能發(fā)生的是，在一些實例中， Il等于0 (Il=O)并且負(fù)載(12)僅由電池(13)供應(yīng)。該情形還可以發(fā)生在電動車輛中，其中，Il可以由充電器供應(yīng)，12流經(jīng)車輛的電機(jī)，該電機(jī)還可以用作用于將動能恢復(fù)為電能的裝置，并且，13來自車輛中的大電池組。在這種情形下，不僅有興趣測量該網(wǎng)絡(luò)的單個分支中的單個電流，而且有興趣測量所有分支中的電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提供了一種包括導(dǎo)電元件和至少兩個磁場傳感器的電流傳感器。 所述導(dǎo)電元件包括至少三個端子區(qū)以及公共導(dǎo)電區(qū)，其中，所述至少三個端子區(qū)中的每一個連接至所述公共導(dǎo)電區(qū)以將對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流弓I導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中。所述至少兩個磁場傳感器被布置在與所述公共導(dǎo)電區(qū)相鄰的不同幾何位置處，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被配置為感測流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的電流的磁場分量以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。此外，所述電流傳感器可以包括評估器，被配置為評估流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流的值。本發(fā)明的其他實施例提供了一種用于對測量節(jié)點中的至少三個電流進(jìn)行測量的方法，其中，所述測量節(jié)點包括至少兩個磁場傳感器。所述方法包括利用所述至少兩個磁場傳感器感測流入所述測量節(jié)點的電流的磁場分量；以及基于感測到的磁場分量來評估流入所述測量節(jié)點的電流的值。本發(fā)明的一些實施例提供了一種電流傳感器，用于測量與所述電流傳感器的所述至少三個端子區(qū)相連接的至少三個導(dǎo)體中的電流分布。此外，所述至少三個端子區(qū)在所定義的區(qū)域(這里稱作公共導(dǎo)電區(qū))中電連接在一起，然而，在該區(qū)域外，所述至少三個端子區(qū)彼此隔離，例如通過隔離材料(isolating material).所述隔離材料使對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流彎曲，從而將所述電流引導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中。在所述公共導(dǎo)電區(qū)中，所述電流必然由于彎曲部(bend)而改變流動方向。所述至少兩個磁場傳感器被放置或布置為例如與這些彎曲部接近，此處，由所述電流的流動造成的磁場最大。所述評估器可以評估或計算對每個端子區(qū)施加的電流的值，例如，評估或計算為所述至少兩個磁場傳感器的傳感器信號的線性疊加。此外，所述評估器可以適于基于所述至少兩個磁場傳感器的傳感器信號來評估背景磁場的值，使得可以基于所述背景磁場的值來進(jìn)一步評估或計算對每個端子區(qū)施加的電流的值?？蛇x地，可以基于所述背景磁場的值來判斷測量的置信水平。


這里參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。圖1示出了具有三個端子區(qū)和三個磁場傳感器的電流傳感器的實施例的示意圖。圖2示出了具有三個端子區(qū)和三個磁場傳感器的電流傳感器的可替換實施例的示意圖。圖3示出了電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意頂視圖。圖4示出了圖3所示的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意底視圖。圖5示出了電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意平面圖。圖6示出了針對對兩個相鄰端子區(qū)施加的電壓的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件上的電勢分布的示意圖。圖7示出了針對對一個端子區(qū)施加的在兩個端子區(qū)之間流動的電流的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件上的總電流密度的分布的示意圖。圖8A和8B示出了針對對一個端子區(qū)施加的在兩個端子區(qū)之間流動的電流的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件上的電流密度的量值的分布的示意圖。圖9示出了針對對一個端子區(qū)施加的在兩個端子區(qū)之間流動的電流的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件上的熱剖面(thermal profile)的示意圖。圖10示出了針對對一個端子區(qū)施加的在兩個端子區(qū)之間流動的電流的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件之上0. 1 mm的磁通密度的Z分量的分布的示意圖。圖IlA至IlD在示意圖中示出了針對對一個端子區(qū)施加的在兩個端子區(qū)之間流動的電流的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件之上0. 1 mm、0. 2 mm、0. 3 mm和0. 4 mm的磁場的ζ分量的強(qiáng)度剖面(intensity profile)。圖12示出了全封裝電流傳感器的示例實施例的頂部上的示意透視圖。圖13示出了圖12的全封裝電流傳感器的實施例的示意底視圖。圖14示出了沒有模塑料的圖12的電流傳感器的示例實施例的示意圖。圖15示出了圖14的具有絕緣硅裸片(silicon die)的電流傳感器的示例實施例的示意平面圖。圖16示出了全封裝電流傳感器和具有凸出信號引腳的信號引腳的可替換實施例的示意圖。圖17示出了具有三個端子區(qū)的全封裝電流傳感器的可選實施例的示意圖，這三個端子區(qū)是可從頂部接近的。圖18示出了具有三個端子區(qū)和三個磁場傳感器的電流傳感器的實施例的示意圖。
圖19示出了圖18的電流傳感器的導(dǎo)電元件的等效電路的實施例的示意圖，其中，
第三端子區(qū)接至地。圖20示出了具有四個端子區(qū)和四個磁場傳感器的電流傳感器的實施例的示意圖。圖21示出了具有三個端子區(qū)和四個磁場傳感器的電流傳感器的實施例的示意圖。圖22示出了具有三個端子區(qū)和兩個磁場傳感器的電流傳感器的可替換實施例的示意圖。圖23示出了具有三個端子區(qū)和三個磁場傳感器的電流傳感器的可選實施例的平面圖。圖M示出了兩個電流傳感器在無半橋PFC中的應(yīng)用的實施例的示意圖。圖25A和25B在示意圖中示出了電流傳感器在PFC配置中的應(yīng)用的實施例。圖26A和26B在示意圖中示出了電流傳感器在無刷DC電流感測中的應(yīng)用的實施例。圖27示出了用于感測測量節(jié)點中的至少三個電流的方法的實施例。圖28示出了連接在公共節(jié)點處的三條線的示意圖。在以下描述中，利用等同或等效的參考標(biāo)記來表示等同或等效元件或具有等同或等效功能的元件。
具體實施例方式圖1示出了電流傳感器100的實施例的示意圖。電流傳感器100包括導(dǎo)電元件 (或電流軌道)，該導(dǎo)電元件(或電流軌道)具有三個端子區(qū)102_1至102_3和公共導(dǎo)電區(qū)104 (參見例如圖4、8A和21)，其中，三個端子區(qū)102_1至102_3中的每一個連接至公共導(dǎo)電區(qū) 104，以將對相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3施加的電流106_1至106_3引導(dǎo)至公共導(dǎo)電區(qū)104 中。電流傳感器100還包括三個磁場傳感器108_1至108_3，被布置在與公共導(dǎo)電區(qū)104 相鄰的不同幾何位置處，其中，三個磁場傳感器108_1至108_3中的每一個被配置為感測流入公共導(dǎo)電區(qū)104的電流(例如每個電流106_1至106_3)的磁場分量，以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。圖1所示的電流傳感器100包括例如三個端子區(qū)102_1至102_3和三個磁場傳感器108_1至108_3。電流傳感器100可以包括與公共導(dǎo)電區(qū)104相連接的多達(dá)η個端子區(qū) 102_1至102_η，其中，η可以是大于或等于三的自然數(shù)。此外，電流傳感器100可以包括 多達(dá)m個磁場傳感器108_1至108_m，被配置為感測流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1 至106_n的磁場分量，以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號，其中，m可以是大于或等于二的自然數(shù)。換言之，m個磁場傳感器108_1至108_m適于感測對η個端子區(qū)102_1至 102_η施加的多達(dá)η個電流106_1至106_η。在一些實施例中，磁場傳感器108_1至108_m的數(shù)目m可以等于端子區(qū)102_1至 102_n的數(shù)目η。此外，磁場傳感器108_1至108_m的數(shù)目m可以大于或等于端子區(qū)102_1至 102_n的數(shù)目η (m彡η),以感測對η個端子區(qū)102_1至102_η施加的η個獨立電流106_1 至106_η?？蛇x地，磁場傳感器108_1至108_m的數(shù)目m可以比端子區(qū)102_1至102_n的數(shù)目η小1，其中，可以基于m個磁場傳感器108_1至108_m的傳感器信號以及基爾霍夫電流電流定律來計算對η個端子區(qū)102_1至102_η施加的η個獨立電流106_1至106_η。以下，描述具有至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η ≥ 3)和至少三個磁場傳感器 108_1至108_m (m≥3)的示例電流傳感器100。此外，磁場傳感器108_1至108_m的數(shù)目 m可以大于或等于端子區(qū)102_1至102_n的數(shù)目η (m彡η)。以下描述也適用于電流傳感器100的其他實施例。在圖1所示的電流傳感器100的本實施例中，磁場傳感器108_1至108_m的數(shù)目 m被選擇為3 (m=3)。此外，端子區(qū)102_1至102_n的數(shù)目η被選擇為3 (η=3)。流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流可以通過至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)中的每一個來產(chǎn)生磁場。此外，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ≥3)可以被布置為使得感測到的磁場分量最大或者處于具有針對一個特定電流的最大磁場強(qiáng)度的至少50%或80%的范圍內(nèi)。例如，針對對一個特定端子區(qū)102_1至102_n施加的電流或者針對兩個特定端子區(qū)102_1至102_n之間的電流。包括公共導(dǎo)電區(qū)104和至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η≥3)的導(dǎo)電元件可以被形成或布置為使得流入公共導(dǎo)電區(qū)104或在至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η≥3)之間流動的不同電流106_1至106_η的電流密度在不同幾何位置處最大。例如，流入公共導(dǎo)電區(qū)104的第一電流106_1的電流密度可以在第一幾何位置處最大，其中，流入公共導(dǎo)電區(qū) 104的第二電流106_2的電流密度可以在第二幾何位置處最大，并且其中，流入公共導(dǎo)電區(qū) 104的第三電流106_3的電流密度可以在第三幾何位置處最大。最大電流密度意味著最大磁場，使得至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ≥ 3)可以被放置或布置在對應(yīng)的幾何位置處，其中，電流密度和從而得到的磁場分量最大或者處于具有最大磁場強(qiáng)度的至少50% 或80%的范圍內(nèi)。此外，電流傳感器100可以包括評估器，被配置為評估流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1至106_n的值?？蛇x地，評估器可以包括用于輸出流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1至106_n的值的輸出端。在可能的應(yīng)用中，可以將圖1所示的具有三個端子區(qū)102_1至102_3和三個磁場傳感器108_1至108_3的電流傳感器100放置在電路中，作為將三條導(dǎo)線或線相連接的節(jié)點。從而，電流傳感器100可以同時測量所有三個電流106_1至106_3。這節(jié)約了空間、成本、體積、材料、復(fù)雜度和耗散，并提高了可靠性。此外，本發(fā)明的實施例允許同時測量所有三個電流，而無需用于計算第三電流的 DSP (DSP=數(shù)字信號處理器)能力。從而，創(chuàng)造了成本收益，并且，客戶可以集中于僅需要電流值的應(yīng)用。最后，將組件的量減少至單個組件(或電流傳感器100)允許另外的功耗和精度優(yōu)化。在具有背景磁場的環(huán)境中，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ≥ 3)將不僅感測或檢測由流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1至106_n造成的磁場的分量，而且將感測或檢測背景磁場的分量。為了補(bǔ)償或最大化感測到的背景磁場分量，評估器還可以被配置為基于至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ≥ 3)中的每一個的傳感器信號來導(dǎo)出背景磁場的值，并基于背景磁場的值來評估或估計流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1 至106_n的值。
附圖示出了 x-y-z坐標(biāo)系的各個軸，其中，χ軸和y軸定義了與導(dǎo)電元件平行的橫向平面或橫向維度，該導(dǎo)電元件包括公共導(dǎo)電區(qū)104和至少三個端子區(qū)102_1至102_n (η ^ 3)，并且其中，ζ軸定義了與電流傳感器100的導(dǎo)電元件垂直的垂直維度。至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m彡3)可以被布置在與公共導(dǎo)電區(qū)104相鄰的不同幾何位置處。例如，至少三個磁場傳感器108_1至108_m(m ^ 3)可以被布置為使得可以將流入公共導(dǎo)電區(qū)104的至少三個電流106_1至106_η (η彡3)作為至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)中的每一個上的磁場的疊加來同時測量或計算。因此，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)可以被布置在圓110上，其中，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m彡3)可以與導(dǎo)體(或?qū)щ娫?隔離。此外，至少三個磁場傳感器 108_1至108_m (m彡3)可以被對稱地布置在圓110上。圓110的中心點112可以與公共導(dǎo)電區(qū)104的中心點重合或匹配。此外，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m彡3)可以是(360° /m)對稱布置的。如果電流傳感器100包括三個磁場傳感器108_1至108_3， 則三個磁場傳感器108_1至108_3可以是120°對稱布置的。如果電流傳感器100包括四個磁場傳感器108_1至108_4，則四個磁場傳感器108_1至108_4可以是90°對稱布置的。此外，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)(或?qū)?yīng)的磁場傳感器108_1 至108_m的有效或有源敏感區(qū)的中心)可以被布置在兩個相鄰端子區(qū)102_1至102_n之間的圓110上。在圖1中，三個磁場傳感器108_1至108_3被布置在接近槽縫(slot)的末端， 或者換言之，被布置在兩個相鄰端子區(qū)之間。因此，第一磁場傳感器108_1可以被放置在第一和第二端子區(qū)102_1和102_2之間。此處，磁場的ζ分量最大或者處于具有最大磁場強(qiáng)度的至少50%或80%的范圍內(nèi)。因此，三個磁場傳感器108_1至108_3可以是對磁場的ζ 分量敏感的磁場傳感器。因此，在一些實施例中，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)可以是霍爾傳感器、霍爾板或者被配置為感測由要測量的電流106_1至106_n導(dǎo)致或造成的磁場的ζ 分量的任何其他磁場傳感器元件。圖2示出了具有三個端子區(qū)102_1至102_3和三個磁場傳感器108_1至108_3的電流傳感器100的可替換實施例的示意圖。與圖1相比，在圖2中，三個端子區(qū)102_1至 102_3中的每一個被布置為限定中心線114_1至114_3，其中，三個端子區(qū)102_1至102_3 的中心線114_1至114_3相交于中心點112，并且其中，三個磁場傳感器108_1至108_m中的每一個(或?qū)?yīng)的磁場傳感器108_1至108_3的有效或有源敏感區(qū)的中心)被布置在相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3的中心線114_1至114_3上與中心點112相距所定義的距離處。此外，三個磁場傳感器108_1至108_3中的每一個可以被布置在相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3 的中心線114_1至114_3上與中心點112相距相等距離處。一般地，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)可以被布置在具有幾何對稱形式(例如，關(guān)于中心點)的任何圓周線上。至少三個磁場傳感器108_1至108_m(m ^ 3) 的對稱布置可以提高電流測量結(jié)果的精度。然而，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)的非對稱布置也是可能的，其中，可以基于電流傳感器100的校準(zhǔn)來提高電流測量結(jié)果的精度。此外，評估器可以被配置為基于例如校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來評估流入公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流106_1至106_n的值。如圖2所示，三個磁場傳感器108_1至108_3可以被布置在槽縫的末端之間的中心線114_〗至114_3上。此處，磁場的平面內(nèi)分量最大或者處于具有最大磁場強(qiáng)度的至少 50%或80%的范圍內(nèi)。因此，三個磁場傳感器108_1至108_3可以是對磁場的與電流流動方向垂直的平面內(nèi)分量(或χ-y分量)敏感的磁場傳感器(例如垂直霍爾器件或磁控電阻器 MR,如(各向異性 MR) AMR、(巨 MR) GMR、(隨道 MR) TMR 禾口 (龐 MR) CMR)。圖2所示的電流傳感器100包括例如三個端子區(qū)102_1至102_3和三個磁場傳感器108_1至108_3。當(dāng)然，思想可以被一般化為測量流入公共節(jié)點(或具有η個端子區(qū)102_1 至102_η的電流傳感器節(jié)點)的四個或更多個電流106_1至106_η。此外，至少三個磁場傳感器108_1至108_m(m彡3)可以是分立的傳感器，其中，傳感器信號可以被發(fā)送至集成電路或微處理器，該集成電路或微處理器計算流入公共導(dǎo)電區(qū) 104的至少三個電流106_1至106_η (η彡3)的值?？商鎿Q地，至少三個磁場傳感器108_1 至108_m 3)可以是集成電路的一部分。該集成電路可以包括半導(dǎo)體襯底和與電路耦合的多個電子器件。因此，該襯底可以是硅芯片或可常用在厚膜技術(shù)中的任何其他襯底。此外，集成電路可以包括PCB (PCB=印刷電路板)、微處理器、DSP、FPGA (FPGA=現(xiàn)場可編程門陣列)或其他計算方案。導(dǎo)電元件可以包括具有至少3*10~7 S/m電導(dǎo)率的均質(zhì)導(dǎo)電材料。因此，對于導(dǎo)電元件，銅或鋁合金是合適的，其中，可以不包含磁性添加物(magnetic addition)。否則，使用具有大的片厚度(從0. 3 mm起)的磁性添加物(例如鈷或鐵)，以使材料更硬從而較不柔軟且尺寸上更穩(wěn)定。如圖1或圖2所示，三個端子區(qū)102_1至102_3在公共導(dǎo)電區(qū)104外的區(qū)域中彼此隔離，例如通過隔離材料。隔離材料使對相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3施加的電流106_1 至106_3彎曲，從而將電流106_1至106_3引導(dǎo)至公共導(dǎo)電區(qū)104中。如圖1或2所示，電流傳感器100的導(dǎo)電元件可以是具有至少三個槽縫以形成至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η彡3)的圓形片狀導(dǎo)體。在這種情況下，至少三個端子區(qū) 102_1至102_η (η彡3)可以通過隔離材料(例如空氣)彼此隔離。還可以從片狀導(dǎo)體切開其他形狀，例如，尖端向著結(jié)構(gòu)中心的三角形或者從片金屬切開的60°角或90°角。此外，導(dǎo)電元件的至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η彡3)可以是沿著圓以 (360° /n)對稱的方式對稱布置的。因此，具有三個端子區(qū)102_1至102_3的電流傳感器的端子區(qū)可以是120°對稱布置的，其中，具有四個端子區(qū)102_1至102_4的電流傳感器100 的端子區(qū)可以是90°對稱布置的?？商鎿Q地，如果不是所有電流106_1至106_11都相等或大小相同，則一些端子區(qū)102_1至102_11可以小于其他端子區(qū)。例如，在具有中性導(dǎo)體的三相系統(tǒng)中，與中性導(dǎo)體相對應(yīng)的端子區(qū)可以小于其他端子區(qū)。此外，電流傳感器100的公共導(dǎo)電區(qū)104可以被布置在圓心處。在一些實施例中，至少三個磁場傳感器108_1至108_m(m彡3)可以緊密地彼此耦合并耦合至導(dǎo)電元件。由于被布置在一個襯底上，所述至少三個磁場傳感器108_1至108_
3)可以包括相對于彼此的極小位置容限和極小參數(shù)散射。此外，導(dǎo)電元件可以由一個固體件制成，使得不需要將至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)中的每一個分別置于導(dǎo)電元件上。因此，僅需要對準(zhǔn)與導(dǎo)電元件鄰近的襯底，例如，模板。該設(shè)置導(dǎo)致耦合，其特征在于至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)中的每一個暴露于流入公共導(dǎo)電區(qū)104的每個電流106_1至106_n的磁場分量。該耦合可以使用簡單的手段(例如，線性方程組)來算術(shù)求解。此外，至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m彡3)可以具有幾乎相同的溫度，這是由于導(dǎo)電元件中具有最高阻抗的部分(其為公共導(dǎo)電區(qū)104)的溫度增加主要導(dǎo)致襯底 (或硅裸片)的均勻溫度增加，以及由于溫度梯度小至少一個量級。換言之，流入公共導(dǎo)電區(qū) 104的每個電流106_1至106_n可以提供每個磁場傳感器108_1至108_m的平均溫度增加， 其中，兩個磁場傳感器108_1至108_m之間的溫度增加的最大容限可以相當(dāng)于平均溫度增加的10%。在一些實施例中，可以通過將導(dǎo)體連接至具有多個接觸部(或至少三個端子區(qū) 102_1至102_n (η ^ 3))的片狀導(dǎo)體來測量連接在公共節(jié)點處的多個導(dǎo)體中的電流分布。 所有接觸部在所定義的區(qū)域(或公共導(dǎo)電區(qū)104)中電連接在一起，而在該區(qū)域外，所有接觸部通過槽縫/沖壓成型的/蝕刻成型的部件彼此分離。此處，電流106_1至106_n必然由于彎曲部而改變流動方向。至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)可以被放置為靠近這些彎曲部，此處，要測量的電流106_1至106_n的磁場最大。每個接觸部(或至少三個端子區(qū)102_1至102_η (η彡3)中的每一個)中的電流106_1至106_η可以被計算為至少三個磁場傳感器108_1至108_m (m ^ 3)中的每一個上的磁場的線性疊加。此外，可以估計背景磁場干擾，以判斷測量的置信水平。電流傳感器100的一些實施例包括具有三個槽縫和處于槽縫之間的三個大接觸部(或端子區(qū)102_1至102_3)的片狀導(dǎo)體。三個磁場傳感器108_1至108_3可以被放置在槽縫的末端附近(或者槽縫的末端之間)的導(dǎo)體(或?qū)щ娫?之上。此外，磁場傳感器108_1 至108_3可以通過隔離材料與導(dǎo)體(或?qū)щ娫?電隔離。如果磁場傳感器108_1至108_3 具有對作用于它們的磁場的線性響應(yīng)，則經(jīng)過每個接觸部(或端子區(qū)102_1至102_3)的電流等于磁場傳感器的信號的線性組合。此外，系統(tǒng)(或電流傳感器100)還可以計算作用于所有三個磁場傳感器108_1至108_3的平均外部磁場，這表示不是由要測量的三個電流106_1 至106_3造成的任何磁干擾。以下，將參照電流傳感器100的示例實施例來描述電流傳感器100的功能和電流計算。電流傳感器100可以是用于三相電流測量的CLMCS (CLMCS=無核磁電流傳感器)，其中，磁場傳感器108_1至108_3可以是霍爾板。當(dāng)然，以下描述也適用于電流傳感器100的其他實施例。圖3示出了電流傳感器100的示例實施例的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意頂視圖。 導(dǎo)電元件是具有三個槽縫以形成三個端子區(qū)102_1至102_3的圓形片狀導(dǎo)體。三個端子區(qū) 102_1至102_3是沿著圓以120°對稱的方式對稱布置的，其中，圓的中心點與公共導(dǎo)電區(qū) 104的中心點重合或匹配。一方面，將導(dǎo)電元件形成或勾勒(profile)為片狀導(dǎo)體的目的是提高機(jī)械穩(wěn)定性。 另一方面，可以利用該輪廓來創(chuàng)建隆起(elevation)。如果將襯底(如硅裸片)放置在其上， 并且如果所述襯底在其底側(cè)具有薄的電絕緣體，則可以通過使襯底在所有側(cè)伸出到隆起之外(例如伸出0.5 mm)來實現(xiàn)相當(dāng)強(qiáng)的電壓保持能力(電壓隔離)。該輪廓的另一原因在于稍后在圖12和13中描述的封裝的模塑料可以填充立面下面的所得到的淺空腔，其中，可以避免由在焊接到PCB (PCB=印刷電路板)上期間對模塊(或電流傳感器100)的不正確放置造成或由無意的焊橋造成的錯誤短路。
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此外，可以增強(qiáng)圖3所示的電流傳感器100以感測對η個端子區(qū)102_1至102_η 施加的多達(dá)η個電流106_1至106_η，其中，η個端子區(qū)102_1至102_η可以是(360° /n) 對稱布置的。圖4示出了圖3所示的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意底視圖。三個端子區(qū)102_1至 102_3具有1 mm厚度(或者在0.2 mm與2 mm之間或在0.6 mm與1. 4 mm之間)。中心裂縫 (或者隆起，或公共導(dǎo)電區(qū)104)從接觸部(或端子區(qū)102_1或102_3)表面(=半剪切(half shear))凸出0.5 mm (或者在0. 1 mm與1 mm之間或在0.3 mm與0. 7 mm之間)，其中，圓頂端120_1至120_3的曲率半徑等于0. 5 mm (或者在0. 1 mm至1 mm之間或在0. 3 mm至 0. 7 mm之間)。在一些實施例中，三個端子區(qū)102_1至102_3中的每一個是(電)接觸部，其中，僅相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3的頂和/或底表面可以是具有周圍物(例如具有導(dǎo)體)的真正(電)接觸區(qū)。因此，(電)接觸區(qū)可以被定義為相應(yīng)端子區(qū)102_1至102_3中被焊料所覆蓋的用于與用作電流輸入端或輸出端的導(dǎo)體相接觸的的區(qū)域。例如，圖4所示的三個端子區(qū)102_1至102_3中的每一個的表面(底側(cè))可以是接觸區(qū)?？商鎿Q地，圖3所示的三個端子區(qū)102_1至102_3中的每一個的表面(頂側(cè))可以是接觸區(qū)。圖5示出了電流傳感器100的示例實施例的導(dǎo)電元件或電流軌道的示意平面圖， 其中，半徑的尺寸是以毫米為單位給出的。如上所述，圓頂端120_1至120_3的曲率半徑等于0. 5 mm (或者在0. 1 mm至1 mm之間或在0. 3 mm至0. 7 mm之間)。此外，3 mm (或者在 1 mm與6 mm之間或在2 mm與4 mm之間)直徑的圓可以內(nèi)接在頂端120_1至120_3內(nèi)。每個接觸部(或端子區(qū)102_1至102_3)的大小為86. 3 mm2 (或者在20 mm2至160 mm2之間或在50 mm2至120 mm2之間)，這在焊接的情況下可以適于大約1，700 A的均勻電流。如果霍爾板108_1至108_3被放置在一個邊緣的角落處和與鋸切邊緣相距100 μ m的相對邊緣的中心處，則稍后在圖14中描述的硅裸片可以具有2. 4 mmX2.9 mm(或者在0. 8 mmXO. 8 mm 與5 mmX5 mm之間或在2 mmX2 mm與4 mmX4 mm之間)的面積，其等于7 mm2的面積。在一些實施例中，實現(xiàn)電節(jié)點(或公共導(dǎo)電區(qū)104)的導(dǎo)體(或?qū)щ娫?的內(nèi)部連接件可以小于三個磁場傳感器108_1至108_3所跨越的區(qū)域。在特征尺寸為0.35 μπι的傳統(tǒng)CMOS技術(shù)中，對三個磁場傳感器108_1至108_3的磁場進(jìn)行測量和放大并根據(jù)該磁場計算電流分布的電路可能需要5 mm2至8 mm2的硅(或硅裸片)面積，使得三個端子區(qū)102_1 至102_3的內(nèi)部連接節(jié)點(或公共導(dǎo)電區(qū)104)可以小于5 mm2至8 mm2。此外，導(dǎo)電元件或電流軌道的外徑可以由最大可容許電流密度的要求來確定。典型地，焊接接觸點可以永久支持20 A至30 A每mm2。因此，對于500 A電流傳感器100，每個接觸部或端子區(qū)102_1至102_3必須提供近似20 mm2的可焊接區(qū)域。圖6示出了針對對兩個相鄰端子區(qū)102_1和102_3施加的10 mV電壓的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件上的電勢分布的示意圖。對兩個端子區(qū)102_1和102_3的周邊施加10 mV (或在1 mV與500 mV之間)提供了比接觸部(或三個端子區(qū)108_1至108_3) 被焊接至大電流軌道的情況更大的電阻。然而，在DCB模塊(DCB=直接銅鍵合)(用于逆變器和類似的功率電路)中，跡線僅0.2 mm至0.3 mm,比電流傳感器100的接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)明顯更薄。因此，電流主要在接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3) 中橫向流動，這由接觸周邊的方法近似。如果假定電流傳感器100的導(dǎo)電元件的電導(dǎo)率是 43 * IO6 S/m (對于引線框的非磁性銅等級)，則電阻等于68 μ Ohm (在室溫下)。
圖7示出了針對對一個端子區(qū)102_1或102_3施加的在兩個端子區(qū)102_1和102_3 之間流動的146A(或者在50 A與300 A之間或在100 A與200 A之間)的、電流傳感器100 的示例實施例的導(dǎo)電元件上的總電流密度的分布的示意圖。如圖7所示，可以對第一端子區(qū)102_1施加146A的電流，其中，電流從第一端子區(qū)102_1流入第三端子區(qū)102_3，使得對第三端子區(qū)102_3施加的電流可以相當(dāng)于-146A，反之亦然。此外，第二端子區(qū)102_2中的電流或?qū)Φ诙俗訁^(qū)102_2施加的電流可以相當(dāng)于OA。因此，第二端子區(qū)102_2可以是開路的。圖7示出了例如對第一端子區(qū)102_1施加的電流從第一端子區(qū)102_1流入公共導(dǎo)電區(qū)104然后流入第三端子區(qū)102_3，其中，電流密度的量值在第一和第三端子區(qū)102_1和 102_3之間的頂端120_3處增大。電流密度的量值還在在端子區(qū)102_1和102_2之間以及端子區(qū)102_2和102_3之間的頂端120_1和120_2處稍微增強(qiáng)。圖8A和8B示出了針對對一個端子區(qū)102_1或102_3施加的在兩個端子區(qū)102_1 和102_3之間流動的146A的、電流傳感器100的示例實施例的導(dǎo)電元件上的電流密度的量值的分布的示意圖。如圖所示，電流密度的量值在三個端子區(qū)102_1至102_3之間的頂端120_1至120_3處增強(qiáng)，其中，電流密度的量值在用作電流輸入端和輸出端的兩個端子區(qū) 102_1和102_3之間的頂端120_3處具有局部最大值。電流密度的量值的增強(qiáng)是0. 55比 1. 369，其為因子2. 49。因此，三個磁場傳感器可以被放置在頂端102_1至120_3處或與頂端102_1至120_3相鄰處，此處，由增強(qiáng)的電流密度造成的磁場的ζ分量最大或者處于具有最大磁場強(qiáng)度的至少50%或80%的范圍內(nèi)。圖9示出了針對對一個端子區(qū)102_1或120_3施加的在兩個端子區(qū)102_1和102_3 之間流動的146A的、電流傳感器100的示例實施例的導(dǎo)電元件上的熱剖面的示意圖。這可以在1. 465905 W的耗散下導(dǎo)致1. 03°C的超溫，進(jìn)而導(dǎo)致0. 703°C /W的熱電阻。在圖9中， 電流傳感器100的導(dǎo)電元件的周邊被鉗位為0°C。此外，假定T/結(jié)溫)保持低于150°C并且客戶可以提供足夠的冷卻以將接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)的周邊保持在100°C， 那么最大允許耗散為71 W，與834 A的電流相對應(yīng)。圖10示出了針對對一個端子區(qū)102_1或102_3施加的在兩個端子區(qū)102_1和 102_3之間流動的146A的、電流傳感器100的示例實施例的導(dǎo)電元件之上0. 1 mm的磁通密度的ζ分量的分布的示意圖。磁通密度的ζ分量的最大幅度在第二和第三端子區(qū)102_2和 102_3之間的頂端120_2處相當(dāng)于17. 6 mT，其中，磁通密度的ζ分量的最小幅度在第一和第三端子區(qū)102_1和102_3之間的頂端120_3處相當(dāng)于30. 4 mT。假定為理想電流傳感器 100，那么，由于對稱，用作電流輸入端和輸出端的端子區(qū)102_1和102_3之間的頂端120_3 處的磁通密度的ζ分量的幅度的絕對值可以為頂端120_1和120_2處的磁通密度的ζ分量的幅度的絕對值的兩倍高，這分別得到200 μΤ/Α和100 μΤ/Α的絕對值。換言之，圖10示出了磁通密度的ζ分量在用作電流106_1和106_3輸入端和輸出端的兩個接觸部(或端子區(qū) 102_1和102_3)之間的槽縫的角落(或頂端120_3)附近最大。因此，第三霍爾板108_3可以被放置在頂端120_3處或與頂端120_3相鄰處，其中，第一和第二霍爾板108_1和108_2 可以分別被放置在頂端120_1和120_2處。 圖1IA至1ID在示意圖中示出了針對對一個端子區(qū)102_1或102_3施加的在兩個端子區(qū)102_1和102_3之間流動的146Α的、電流傳感器的示例實施例的導(dǎo)電元件之上0. 1mm、0. 2 mm、0. 3 mm和0. 4 mm的磁場的ζ分量的強(qiáng)度剖面。如圖IlA至IlC所示，如果磁場傳感器108_1至108_3的距離從導(dǎo)體(或?qū)щ娫?之上0. 1 mm增大至0. 2 mm或者甚至增大至0. 3 mm，則磁場的峰值幅度并不嚴(yán)重降低。因此，可以將薄的隔離小片置于例如硅裸片 140與導(dǎo)體(或者導(dǎo)電元件或公共導(dǎo)電區(qū)104)之間。(磁)場相對于垂直距離的輕微下降的原因是如上所述的具有1 mm厚度的相對較厚的導(dǎo)體(或?qū)щ娫?。圖IlD還示出了導(dǎo)電元件之上0. 4 mm的磁場的ζ分量的強(qiáng)度剖面。假定霍爾板處于導(dǎo)體之上0. 2 mm(例如，60 μ m裸片厚度+10 μ m焊料厚度+2. 5 μ m金屬厚度+115 μ m隔離小片厚度+2. 5 μ m金屬厚度+10 μ m焊料厚度)，那么磁場為大約-24 mT和+12 mT。那么，每個電流106_1至106_3的信號為在145 A處大約36 mT。 如果每個霍爾探頭的零點誤差為50 μΤ，則兩個霍爾探頭具有sqrtQ) * 50 μ T (的零點誤差)，與觀5 mA相對應(yīng)。這是834 A的0. 034%，其為69 dB的動態(tài)范圍。834 A處的最強(qiáng)場為大約140 mT。此處，硅霍爾板的固有非線性為大約(0. 14X0. 14)2 = 0. 04%(=μ2 * B2 =霍爾角的正切的平方)。因此，對于這些場強(qiáng)，霍爾效應(yīng)仍為適度線性的。圖12示出了全封裝電流傳感器100的示例實施例的頂部上的示意透視圖?？梢岳媚Ｋ芰?32來封裝包括公共導(dǎo)電區(qū)104和三個端子區(qū)102_1至102_3的電流傳感器100 或CLMCS節(jié)點，其中，三個霍爾板108_1至108_3或者包括這三個霍爾板108_1至108_3的集成電路可以經(jīng)由三個信號引線130_1至130_3而接觸。三個信號引線130_1至130_3可以用于給三個磁場傳感器108_1至108_3供應(yīng)電能。此外，三個信號引線130_1至130_3 可以用于通信目的以及用于提供傳感器信號。此外，圖12所示的模塑料132具有可增大信號引線130_1至130_3與電流軌道(或?qū)щ娫?之間的爬電距離的輪廓。圖13示出了圖12的全封裝電流傳感器100的實施例的示意底視圖。接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)通過模塑料132而分離，以便在接觸部焊接至例如DCB板時降低短路的風(fēng)險。為了確保良好的接觸，接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)可以從模塑 (材料)132凸出大約0. 2 mm(或者在0. 05 mm與0. 5 mm之間或在0. 1 mm與0. 3 mm之間)。圖14示出了沒有模塑料132的圖12的電流傳感器100的示例實施例的示意圖。 電流傳感器100可以包括硅裸片140，硅裸片140通過隔離小片142與公共導(dǎo)電區(qū)104隔離。集成電路140可以包括三個霍爾板108_1至108_3，其中，集成電路可以經(jīng)由三個信號引線130_1至130_3而連接。根據(jù)圖14，所有三個傳感器元件(或霍爾板108_1至108_3)可以安裝在單個半導(dǎo)體裸片140上。隔離小片142可以是某種類型的電隔離部，例如玻璃、瓷器、陶瓷或某種聚酰亞胺，如Kapton。還可以在分立的構(gòu)建設(shè)置中直接在PCB上或在導(dǎo)電材料上使用三個分立的傳感器元件(或磁場傳感器108_1至108_3)(例如，在特殊封裝內(nèi))，然后在μ C ( μ C= 微控制器)、DSP、FPGA或其他計算方案中將其輸出稍后組合在印刷電路板上。在一些實施例中，三個磁場傳感器108_1至108_3中的每一個可以包括傳感器引線130_1至130_3。從而，導(dǎo)電元件可以以幾何方式布置在第一平面中，其中，三個磁場傳感器108_1至108_3的傳感器引線130_1至130_3可以以幾何方式布置在第二平面中，其中，第一平面和第二平面彼此相鄰且隔離，其中，該隔離可以適于提供至少400 V的擊穿電壓(例如，由于材料參數(shù)或形成而引起)。此外，三個磁場傳感器108_1至108_3可以位于底部芯片側(cè)(=與隔離小片142更接近的側(cè))，從而它們與導(dǎo)電元件更接近。如果所有電路元件以及端子墊片(或信號引腳)位于底部芯片側(cè)，則隔離小片142可以支撐在與端子墊片(或信號引腳)相接觸且具有1 μπι 至10 ym之間(例如大約5 μ m)的厚度的頂側(cè)薄導(dǎo)電跡線上。在這種情況下，隔離小片 142可以至少在一側(cè)突出到芯片之外，其中，薄導(dǎo)電跡線伸出。那么，三個信號引線130_1至 130_3可以在隔離小片142上附著至導(dǎo)電跡線。此外，隔離小片142可以完全由絕緣材料構(gòu)成。此外，隔離小片142可以包括導(dǎo)電支撐材料，在該導(dǎo)電支撐材料的一側(cè)，可以布置絕緣薄膜。當(dāng)絕緣膜位于隔離小片142的頂側(cè)時，硅芯片(或硅裸片140)可以小于隔離小片 142并在所有側(cè)與隔離小片142的邊緣具有最小距離。導(dǎo)電元件的隆起可以小于或大于隔離小片142，其中，圖14中示出了后一種情況?？商鎿Q地，如果絕緣膜位于隔離小片142的底側(cè)上，則導(dǎo)電元件的隆起可以充分小于隔離小片142，使得在所有側(cè)可以存在導(dǎo)電元件與隔離小片142的邊緣之間的最小距離。硅芯片(或硅裸片140)可以小于或大于隔離小片142，其中，在后一種情況中，導(dǎo)電元件的剖面的高度必須保證導(dǎo)電元件與芯片(或硅裸片140)之間的垂直距離可以足夠大以實現(xiàn)足夠高的擊穿電壓。圖15示出了具有隔離的硅裸片140的電流傳感器100的示例實施例的示意平面圖。硅裸片140和隔離小片142是透明的，以提供磁場傳感器元件(或霍爾板108_1至 108_3)的視圖以及其相對于槽縫的位置(或布置)。如圖15所示，三個霍爾板108_1至108_3 中的每一個被布置在兩個相鄰端子區(qū)102_1至102_3之間，或者換言之，被布置在對應(yīng)的頂端 120_1 至 120_3 處。圖16示出了具有信號引線130_1至130_3和凸出信號引腳的全封裝電流傳感器的可替換實施例的示意圖。從電流傳感器100的頂部模塑表面132凸出的信號引腳可以更容易制造。圖17示出了具有三個端子區(qū)102_1至102_3的全封裝電流傳感器100的可選實施例的示意圖，這三個端子區(qū)102_1至102_3是可從頂部接近的。如果要焊接接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)(例如，要超聲焊接至DCB模塊(DCB=直接銅鍵合)上的跡線或大的匯流條)，那么必須可從頂部接近接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)，使得焊嘴可以在其上施加垂直的力。圖17中示出了該選項的封裝。此外，三個端子區(qū)102_1至102_3可以處于通過模塑料132彼此隔離的公共導(dǎo)電區(qū)104外的區(qū)域中。此外，可以根據(jù)隔離需求來縮放封裝的高度。還可能的是，信號引線130_1至 130_3延伸至頂部模塑表面之上的垂直方向，以得到通孔器件。然后，可以使用印刷電路板 (PCB)在CLMCS節(jié)點傳感器(或電流傳感器100)與系統(tǒng)的其余部分(例如，電機(jī)控制系統(tǒng)) 之間進(jìn)行電連接。以下，參照圖18來描述傳感器信號處理的示例實施例，其中，電流傳感器100的評估器被配置為執(zhí)行所描述的傳感器信號處理。當(dāng)然，以下描述也適用于電流傳感器100的其他實施例。在傳感器信號處理的以下描述中對三個霍爾板108_1至108_3加標(biāo)簽HI、H2和 H3，并且，對接觸部(或三個端子區(qū)102_1至102_3)加標(biāo)簽C1、C2和C3。從而，霍爾板Hl被布置在接觸部Cl和C2之間，霍爾板H2被布置在接觸部C2和C3之間，并且霍爾板H3被布置在接觸部C3和Cl之間。嚴(yán)格來講，霍爾板Hl處于槽縫的末端之上，該槽縫處于接觸部 Cl和C2之間，等等。類似地對電流106_1至106_3加標(biāo)簽，其中，電流Il流入接觸部Cl， 電流12流入接觸部C2，并且電流13流入接觸部C3。 以下各式可以成立
Il + 12 + 13 = 0.(1)
K11*I1 + K12*I2 + K13*I3 = Bl(2)
K21*I1 + Κ22*Ι2 + Κ23*Ι3 = Β2(3)
Κ31*Ι1 + Κ32*Ι2 + Κ33*Ι3 = Β3(4) 其中，Β1、Β2和Β3是在不存在均勻磁干擾BO的情況下對應(yīng)霍爾板Η1、Η2和Η3處的磁通密度(垂直分量或ζ分量)，并且其中，Kiij (i, j :1..3)是K矩陣的系數(shù)，其中，K矩陣可以是電流傳感器100的校準(zhǔn)矩陣。如果存在均勻磁干擾B0，則方程(2)、(3)和(4)可以
擴(kuò)展如下
K11*I1 + K12*I2 + K13*I3 +BO = Bl(2，)
K21*I1 + Κ22*Ι2 + Κ23*Ι3 +BO = Β2(3，)
Κ31*Ι1 + Κ32*Ι2 + Κ33*Ι3 +BO = Β3(4，)。由于系統(tǒng)(或電流傳感器100)的對稱性，K矩陣僅可以具有三個自由度
權(quán)利要求
1.一種電流傳感器，包括導(dǎo)電元件，具有至少三個端子區(qū)以及公共導(dǎo)電區(qū)，其中，所述至少三個端子區(qū)中的每一個連接至所述公共導(dǎo)電區(qū)以將對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流弓I導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中；以及至少兩個磁場傳感器，被布置在與所述公共導(dǎo)電區(qū)相鄰的不同幾何位置處，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被配置為感測流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的電流的磁場分量以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，還包括評估器，被配置為基于所述至少兩個磁場傳感器的傳感器信號來確定流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流的值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流傳感器，其中，所述評估器被配置為基于所述至少兩個磁場傳感器的傳感器信號來導(dǎo)出背景磁場的值，并且進(jìn)一步基于所述背景磁場的值來確定評估流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流傳感器，其中，所述評估器包括用于輸出流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流的值的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流通過所述至少兩個磁場傳感器中的每一個來產(chǎn)生磁場。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器被布置在所述導(dǎo)電元件的與幾何圓相對應(yīng)的不同位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器被對稱地布置在所述導(dǎo)電元件的與幾何圓相對應(yīng)的不同位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被布置在兩個相鄰端子區(qū)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少三個端子區(qū)中的每一個被布置為限定與其相關(guān)聯(lián)的中心線，其中，所述至少三個端子區(qū)的中心線相交于中心點，并且其中所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被布置在相應(yīng)端子區(qū)的中心線上與所述中心點相距所定義的距離處。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被布置在相應(yīng)端子區(qū)的中心線上與所述中心點相距相等距離處。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器是分立的傳感O
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器是集成電路的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流向所述至少兩個磁場傳感器中的每一個提供平均溫度增加，其中，兩個磁場傳感器之間溫度增加的最大容限相當(dāng)于所述平均溫度增加的10%。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少三個端子區(qū)在所述公共導(dǎo)電區(qū)外的區(qū)域中通過隔離材料彼此隔離。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述導(dǎo)電元件是具有至少三個切開槽縫以形成所述至少三個端子區(qū)的圓形片狀導(dǎo)體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少三個端子區(qū)是沿著幾何圓對稱布置的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，在平面圖中，所述公共導(dǎo)電區(qū)被所述至少兩個磁場傳感器圍繞。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述導(dǎo)電元件包括電導(dǎo)率為至少3*10~7 S/m的均質(zhì)導(dǎo)電材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個包括傳感器引線，并且其中所述導(dǎo)電元件是在第一平面中以幾何方式布置的，其中，所述至少兩個磁場傳感器的傳感器引線是在第二平面中以幾何方式布置的，其中，所述第一平面和所述第二平面彼此相鄰且隔離，其中，該隔離適于提供至少400 V的擊穿電壓。
20.一種電流傳感器，包括片狀導(dǎo)電元件，具有至少三個切開槽縫以形成至少三個端子區(qū)，所述至少三個端子區(qū)在公共導(dǎo)電區(qū)外彼此隔離，并且每一個端子區(qū)被配置為將對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流引導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中；以及至少三個磁場傳感器，被布置在圓上與所述公共導(dǎo)電區(qū)相鄰的不同幾何位置處，其中， 所述至少三個磁場傳感器中的每一個被配置為感測流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的電流的磁場分量以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。
21.一種電流傳感器，包括導(dǎo)電元件，具有η個端子區(qū)以及公共導(dǎo)電區(qū)，其中η至少為3，其中，所述η個端子區(qū)中的每一個連接至所述公共導(dǎo)電區(qū)并被配置為將對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流引導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中；以及m個磁場傳感器，其中m至少為2，所述m個磁場傳感器被布置在與所述公共導(dǎo)電區(qū)相鄰的不同幾何位置處，其中，所述m個磁場傳感器中的每一個被配置為感測流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的電流的磁場分量以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電流傳感器，其中，m=n。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電流傳感器，其中，m=n-l。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電流傳感器，其中，m=n+l。
25.一種用于對測量節(jié)點中的至少三個電流進(jìn)行測量的方法，其中，所述測量節(jié)點包括至少兩個磁場傳感器，所述方法包括利用所述至少兩個磁場傳感器感測流入所述測量節(jié)點的電流的磁場分量；以及基于感測到的磁場分量來評估流入所述測量節(jié)點的電流的值。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的用于對測量節(jié)點中的至少三個電流進(jìn)行測量的方法，還包括以下步驟基于感測到的磁場分量來評估背景磁場的值；以及進(jìn)一步基于所述背景磁場的值來評估流入所述測量節(jié)點的每個電流的值。
全文摘要
本發(fā)明涉及電流傳感器。本發(fā)明的實施例提供了一種包括導(dǎo)電元件和至少兩個磁場傳感器的電流傳感器。所述導(dǎo)電元件包括至少三個端子區(qū)以及公共導(dǎo)電區(qū)，其中，所述至少三個端子區(qū)中的每一個連接至所述公共導(dǎo)電區(qū)，以將對相應(yīng)端子區(qū)施加的電流引導(dǎo)至所述公共導(dǎo)電區(qū)中。所述至少兩個磁場傳感器被布置在與所述公共導(dǎo)電區(qū)相鄰的不同幾何位置處，其中，所述至少兩個磁場傳感器中的每一個被配置為感測流入所述公共導(dǎo)電區(qū)的每個電流的磁場分量以基于感測到的磁場分量來提供傳感器信號。
文檔編號G01R19/00GK102565506SQ201110367738
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者U.奧塞萊希納, W.舍爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司