CN107345977B - 锰铜分流器的引线结构、pcb板及pcb板的走线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锰铜分流器的引线结构、PCB板及PCB板的走线结构，锰铜分流器的第一电流采样端和第二电流采样端位于锰铜分流器的同侧，第二电流采样端受外部交变磁场干扰；第二采样信号线在与锰铜分流器平行设置的PCB板上形成一个环形走线，并以平行或者双绞的方式与第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样，以将外部交变磁场干扰同时作用于锰铜和环形走线上，使第二电流采样端受到的外部交变磁场干扰相互抵消。本发明采用改变锰铜分流器的电流采样端在PCB板上的走线方式，将交变磁场对第二电流采样端干扰相互抵消，从而防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。

Description

锰铜分流器的引线结构、PCB板及PCB板的走线结构
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种锰铜分流器的引线结构、PCB板及PCB板的走线结构。
背景技术
锰铜分流器广泛运用于仪表测量电流领域，可用于对通讯***、电子整机、自动化控制的电源等的回流、限流、均流的取样检测。锰铜分流器具有稳定性好、温度变化量小的特点。该器件作为电子式电能表的电流采样器件，已经有几十年的历史，直至今日仍作为一种不可缺少的采样器件进行使用。
现有的锰铜分流器通常通过固定紫铜片固定于电子设备的进线端，锰铜分流器的电流取样端与电子线路PCB板之间用二条电流取样信号线相连接，取样信号线采用立式走线方式或是直接焊接在PCB板上。由于锰铜分流器采集的电流信号非常微小，一般是微伏级的，所以传统的这种直接安装在端子上或者串联在继电器上的走线方式，特别容易受交变磁场的干扰，从而导致电流采样和计量不准确。
根据法拉第电磁感应定律，线圈产生的感应电动势计算公式为：E＝NdΦ/dt(其中φ＝BS，B为磁场强度，S为有效面积，N＝1)，当有交变磁场干扰时，在锰铜本身、线缆与锰铜的间隙或是PCB板和锰铜的间隙都有闭合环路，在采样端就会产生相应的感应电动势，该感应电动势经过后续电路放大、AD转换后严重影响电流采样的准确性。现有的某些不法分子便利用现有基于锰铜采样的电能表易受外部交变磁场影响不能准确计量的缺陷进行窃电，经测算利用该手段窃电导致的误差随交变磁场强度的强弱而变化，最大误差可以达到100％。此外，对锰铜分流器自身设计中内部的交变电磁干扰也不容忽视，例如，工频变压器漏磁影响表计运行误差；三相表三锰铜对称式接法，相与相之间电磁感应电流过大，小信号影响严重等。
因此，如何抵抗外界交变磁场对锰铜分流器的干扰，是一个函待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗外界交变磁场干扰的锰铜分流器的引线结构、PCB板及PCB板的走线结构，主要用于电能表领域的抗外界交变磁场干扰的锰铜电流采样器件。
本发明提供的锰铜分流器的引线结构，所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端，其特征在于，所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线；
所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第二采样信号线，在与所述锰铜分流器平行设置的PCB板上形成一个环形走线，并以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样，以将外部交变磁场干扰同时作用于锰铜和环形走线上，使第二电流采样端受到的外部交变磁场干扰相互抵消。
本发明还提供了一种锰铜分流器的引线结构，包括第一PCB板、第二PCB板以及垂直焊接在所述第一PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述锰铜分流器的一侧平行设置有所述第二PCB板；
所述第一采样信号线从所述第一电流采样端走到所述第二PCB板上，形成一个环形走线后，回到所述第一PCB板上，最后以平行或者双绞的方式与所述第二采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
本发明还提供了一种锰铜分流器的引线结构，包括第三PCB板以及平行焊接在所述第三PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述第三PCB板上，形成一个环形走线后，以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
本发明提供了一种PCB板，包括基板，所述基板上布置有上述任一项所述的锰铜分流器的引线结构。
本发明提供了一种电能表，包括锰铜分流器，所述锰铜分流器采用上述任一项所述的锰铜分流器的引线结构。
本发明提供了一种PCB板的走线结构，包括第一PCB板、第二PCB板以及垂直焊接在所述第一PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二PCB板，位于所述锰铜分流器的一侧，且与所述锰铜分流器平行设置；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述第二PCB板上，形成一个环形走线后，回到所述第一PCB板上，最后以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
本发明提供了一种PCB板的走线结构，其特征在于，包括PCB板以及平行焊接在所述PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述PCB板上，形成一个环形走线后，以平行或者双绞的方式与所述第二采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
本发明提供的锰铜分流器的引线结构、PCB板及PCB板的走线结构，采用改变锰铜分流器的电流采样端在PCB板上的走线方式，增加环路面积，从而将交变磁场对第二电流采样端来着锰铜的干扰，与第二采样信号线的环形走线的干扰进行叠加，使两者干扰相互抵消，从而防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。不仅可以解决外部交变磁场的干扰，同时也能够解决对内部自身工频变压器漏磁和三相表三锰铜对称式方案的相与相之间的电磁感应互扰。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的PCB板的走线结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的PCB板的走线结构侧示图；
图3为本发明实施例二提供的PCB板的走线结构俯示图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
本发明提供的锰铜分流器的引线结构，通过改变传统的引线结构，从而防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰，其主要用于电能表领域的抗外界交变磁场干扰的锰铜电流采样器件。
锰铜分流器具有三端，分别为电压采样端、第一电流采样端和第二电流采样端，第一电流采样端连接有第一采样信号线，第二电流采样端连接有第二采样信号线。本发明提供的锰铜分流器的引线结构，其第一电流采样端和第二电流采样端位于锰铜分流器的同侧；第二电流采样端受外部交变磁场干扰；第二采样信号线，在与锰铜分流器平行设置的PCB板上形成一个环形走线，并以平行或者双绞的方式与第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样，以将外部交变磁场干扰引入环形走线，使第二电流采样端受到的外部交变磁场干扰相互抵消。
其采用改变锰铜分流器的电流采样端在PCB板上的走线方式，增加环路面积，从而将交变磁场对第二电流采样端的锰铜干扰，同时引进环形走线，使第二电流采样端受到的外部交变磁场干扰相互抵消，从而防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。不仅可以解决外部交变磁场的干扰，同时也能够解决对内部自身工频变压器漏磁和三相表三锰铜对称式方案的相与相之间的电磁感应互扰。
本发明通过增加引线的环路面积，引入交变磁场对第二电流采样端干扰，让其受到原来锰铜引入的大小相同的方向相反的交变磁场干扰，两者相互抵消从，而防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。其实现方式可以有多种，例如，可以将锰铜分流器垂直焊接在第一PCB板上，然后在锰铜分流器的一侧平行设置第二PCB板，第二采样信号线从第二电流采样端走到第二PCB板上，形成一个环形走线后，回到第一PCB板上，最后以平行或者双绞的方式与第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。还可以将锰铜分流器平行焊接在PCB板上，第二采样信号线从第二电流采样端走到该PCB板上，形成一个环形走线后，以平行或者双绞的方式与第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
本发明实施例还提供一种PCB板，包括基板，基板上布置有上述锰铜分流器的引线结构。
下面列举两种具体的实施方式，对本发明的实现过程进行详细说明。
实施例一
参见图1，本实施例提供的采用PCB板的走线结构抗外界交变磁场对锰铜分流器干扰的设计，它主要包括锰铜分流器03、第一PCB板01和第二PCB板02。锰铜分流器03垂直焊接在第一PCB板01上，第二PCB板02平行靠近锰铜分流器03，PCB走线从锰铜分流器03的第二电流采样点B，走到第二PCB板02上画一个环形走线04，之后再走回第一PCB板01上的C点，同时与锰铜分流器03的第一采样端A引出的PCB走线以平行或双绞的方式连接到芯片的AD采样。
原先没有第二PCB板02时，交变磁场只作用于锰铜分流器03上，产生感应电动势累加在B点上，A、B两点进入芯片的AD采样，△UAB＝I*R+E。增加这个第二PCB板02后，产生感应电动势分别作用在A、C两点上，△UAC＝△UAB+△UBC＝I*R+E+E'≈I*R，接近实际的电流大小,A、C两点进入芯片的AD采样。其中I为需要采样的电流，R为锰铜值，E是工频磁场作用在锰铜分流器03的感生电动势，E'是交变磁场作用在第二PCB板02上的感生电动势,电动势大小和E相同，方向相反。
这种引线结构简单，将原来锰铜分流器第二电流采样端接收到锰铜环路所产生的电动势与电流环形所产生的感应电动势，两者大小相等，方向相反，从而相互抵消，AD采样值也更加接近实际的电流值，也就可防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。
实施例二
参见图2和图3，本实施例提供的采用PCB板的走线结构抗外界交变磁场对锰铜分流器干扰的设计，它主要包括分PCB板10和锰铜分流器11。锰铜分流器11平行于PCB板10焊接在PCB板10上，PCB走线从锰铜分流器11的第二电流采样点B，走到PCB板10上画一个环形走线12，之后再走回PCB板10上的C点，同时与锰铜分流器11的第一采样端A引出的PCB走线以平行或双绞的方式连接到芯片的AD采样。
同理，这种引线结构将原来锰铜分流器第二电流采样端接收到锰铜环路所产生的电动势与电流环形所产生的感应电动势，两者大小相等，方向相反，从而相互抵消，AD采样值也更加接近实际的电流值，也就可防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰。
基于上述实施例，本发明实施例还提供了一种电能表，包括锰铜分流器，该锰铜分流器采用上述锰铜分流器的引线结构，能够有效防止交变磁场对锰铜分流器的采样干扰，解决三相表三锰铜对称式方案的相与相之间的电磁感应互扰的影响，解决工频变压器与锰铜分流器距离近时，工频变压器漏磁对电能表计量的影响。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种锰铜分流器的引线结构，所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端，其特征在于，所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线；
所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第二采样信号线，在与所述锰铜分流器平行设置的PCB板上形成一个环形走线，并以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样，以将外部交变磁场干扰同时作用于锰铜和环形走线上，使第二电流采样端受到的外部交变磁场干扰相互抵消。
2.一种锰铜分流器的引线结构，其特征在于，包括第一PCB板、第二PCB板以及垂直焊接在所述第一PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述锰铜分流器的一侧平行设置有所述第二PCB板；
所述第一采样信号线从所述第一电流采样端走到所述第二PCB板上，形成一个环形走线后，回到所述第一PCB板上，最后以平行或者双绞的方式与所述第二采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
3.一种锰铜分流器的引线结构，其特征在于，包括第三PCB板以及平行焊接在所述第三PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述第三PCB板上，形成一个环形走线后，以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
4.一种PCB板，包括基板，其特征在于，所述基板上布置有上述权利要求1至3任一项所述的锰铜分流器的引线结构。
5.一种电能表，包括锰铜分流器，其特征在于，所述锰铜分流器采用上述权利要求1至3任一项所述的锰铜分流器的引线结构。
6.一种PCB板的走线结构，其特征在于，包括第一PCB板、第二PCB板以及垂直焊接在所述第一PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二PCB板，位于所述锰铜分流器的一侧，且与所述锰铜分流器平行设置；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述第二PCB板上，形成一个环形走线后，回到所述第一PCB板上，最后以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
7.一种PCB板的走线结构，其特征在于，包括PCB板以及平行焊接在所述PCB板上的锰铜分流器；
所述锰铜分流器包括第一电流采样端和第二电流采样端；所述第二电流采样端受外部交变磁场干扰；
所述第一电流采样端连接有第一采样信号线，所述第二电流采样端连接有第二采样信号线，所述第一电流采样端和第二电流采样端位于所述锰铜分流器的同侧；
所述第二采样信号线从所述第二电流采样端走到所述PCB板上，形成一个环形走线后，以平行或者双绞的方式与所述第一采样信号线一起连接到芯片的AD采样。
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