[发明专利]高精度罗氏电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种罗氏(Rogowski)电流互感器。更具体地说，本发明涉及一种在印刷电路板上实现的电流互感器。

背景技术

为了测量经过实心汇流条上的AC电流，希望有在印刷电路上的罗氏型线圈，该线圈是刚性的，并且可安装在该汇流条上。

当前在印刷电路板上实现罗氏线圈的工作是在多个印刷电路板上使用多个线圈。这些线圈排列成当它们沿电性上相反的方向串联布线时可以抵消外部磁场的影响。该方法类似于传统的罗氏线圈，使得经过单个罗氏线圈的导体返回通过该线圈的螺旋绕组提供了对外场的抑制和抵消。

在这样的罗氏线圈中，使用多个印刷电路板有效增大了罗氏线圈的匝数，其具有的优点是提高了输出电压。然而，使用多个印刷电路板也会增加总体成本和复杂性。而且，将该多个线圈印刷电路板连接起来所需的互连件在该罗氏电流传感器系统中引入了额外的失效点，从而降低了可靠性。

希望有一种在单个印刷电路板上实现的罗氏线圈，其既提供传统罗氏线圈对外场的抑制，而且类似于多印刷电路板罗氏线圈布置方式那样有增大的输出电压。

发明内容

按照本发明，已经令人惊讶地发现一种在单个印刷电路板上实现的罗氏线圈，其既具有多印刷电路板罗氏线圈布置方式的增大输出电压，而且具有传统的多印刷电路板罗氏线圈布置方式的对外场的抑制。

在一个实施例中，该用于测量导体中电流的装置具有：印刷电路板，该印刷电路板具有多个分立的基片层；外线圈，该外线圈围绕所述基片层中的至少一层进行缠绕；内线圈，该内线圈围绕所述基片层中的至少一层进行缠绕；以及开口，该开口在所述印刷电路板中。

在另一个实施例中，该用于测量导体中电流的装置具有：印刷电路板，该印刷电路板具有多个分立的基片层；第一线圈，该第一线圈围绕所述分立基片层中的至少一层进行缠绕；以及穿过该第一线圈中央的导体。

在另一个实施例中，该用于测量导体中电流的装置具有：印刷电路板，该印刷电路板具有四个分立的基片层，即第一表层、第一内层、第二内层和第二表层；外线圈，该外线圈缠绕在第一表层和第二表层上，并且穿过该第一表层、第一内层、第二内层和第二表层；内线圈，该内线圈缠绕在第一内层和第二内层上，并且穿过该第一内层和第二内层。

附图说明

图1是按照本发明的一个实施例的罗氏线圈印刷电路板的一部分的透视图；

图2是包括图1的电路板的高性能罗氏电流互感器的平面图；

图3是图2的高性能罗氏电流互感器的一部分的放大图；

图4是现有技术中公知的一种基本罗氏线圈的透视图。

具体实施方式

下文的详细说明和附图记载并示出了本发明的各种示例性实施例。该说明书和附图用于使得本领域技术人员能实现并利用本发明，并不是要以任何方式限制本发明的范围。对于所公开的方法，所列出的各步骤本质上是示例性的，因此这些步骤的顺序不是必然的或关键的。

现在参见附图，尤其是图1，其在标号2处总体上示出了一个多层印刷电路板的一部分。在该实施例中，该印刷电路板2包括层叠在一起的第一表层12、第二表层14、第一内层16和第二内层18。在所示实施例中，印刷电路板2的这些层12、14、16、18是由绝缘电路板基片10构成，该绝缘电路板基片10适于可以利用公知光阻工艺来沉积或者刻蚀导电轨迹。

通过将导电轨迹布置在第一表层12和第二表层14的外表面上，从而沿第一方向缠绕外线圈20。利用一系列导电的外线圈镀通孔25而将这些轨迹以螺旋方式连接起来，这些镀通孔25穿过该印刷电路板2的第一表层12、第二表层14、第一内层16和第二内层18。

通过将导电轨迹布置在第一内层16和第二内层18的、分别面对着层12和14的表面上，从而沿第二方向缠绕内线圈30。利用一系列导电的内线圈镀通孔35而将内线圈30的轨迹以螺旋方式连接起来，这些镀通孔35穿过第一内层16和第二内层18。该内线圈30沿第二方向的绕组在电性上与该外线圈20沿第一方向的绕组相反。另外，该内线圈30构造成具有比外线圈20更高的匝密度，以便补偿外线圈20和内线圈30的尺寸差异。该外线圈20和内线圈30的横截面为方形。可以根据需要使用其它绕组。

如图2所示，在该印刷电路板2中制出开口40。该开口40适于接纳实心导电汇流排。该外线圈20和内线圈30围绕该开口40的周边延伸。或者是，该开口40可以适于接纳一种或多种不同类型的电导体，这不脱离本发明的范围。