DE102012109224B4

DE102012109224B4 - Hochstromsensoren

Info

Publication number: DE102012109224B4
Application number: DE102012109224.9A
Authority: DE
Inventors: Udo Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2032-09-29
Also published as: US20130076341A1; US9651581B2; DE102012109224A1

Abstract

Stromsensor (100) mit:einer Stromschiene (102), die einen Schlitz (112) aufweist, der darin ausgebildet und eingerichtet ist, einen Stromflusseinengungsbereich in der Stromschiene (102) zu erzeugen, wobei der Schlitz (112) eine Länge und eine Breite aufweist, wobei die Länge größer ist als die Breite und wobei die Breite parallel zu einer Stromflussrichtung in der Stromschiene (102) ist; undeinem Sensorpaket (106), das mindestens ein Sensorelement (120, 120a, 120b) aufweist, das auf einem Substrat (118) angeordnet ist, wobei das Sensorpaket (106) innerhalb des Schlitzes (112) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (102) an eine Platte (104) gekoppelt ist und die Stromschiene (102) eine erste Hauptfläche und die Platte (104) eine zweite Hauptfläche aufweist und die Stromschiene (102) an die Platte (104) derart gekoppelt ist, dass die erste und zweite Hauptfläche orthogonal sind und ein offener Teil des Schlitzes (112) an die Platte (104) angrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft im Allgemeinen Stromsensoren und insbesondere geschlitzte Hochstrom-Magnetfeldsensoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Sensoren, die den in einem Leiter fließenden Strom bewerten, indem sie das zugehörige Magnetfeld erfassen, sind vom Stand der Technik her bekannt. Derartige Sensoren können allgemein als solche mit einem offenen Kreis oder mit einem geschlossenen Kreis eingeteilt werden.
Systeme mit einem geschlossenen Kreis, in denen der magnetische Sensor als ein Nullanzeigegerät verwendet wird und das System ein Feld erzeugt, welches das Magnetfeld des zu messenden Stromes aufhebt, können genauer sein als Systeme mit einem offenen Kreis, kranken aber an einer großen Stromentnahme, die für die Magnetfeldkompensation erforderlich ist.
Systeme mit einem offenen Kreis verwenden üblicherweise lineare Magnetfeldsensoren, wie z.B. Hallplättchen. Die in diesen Systemen verwendeten besonders geformten Leiter sind im Allgemeinen schwierig und teurer herzustellen. Wie zuvor erwähnt wurde, sind die Systeme mit einem offenen Kreis im Allgemeinen auch weniger genau.
Allgemeiner kranken die herkömmlichen Stromsensoren an anderen Nachteilen, einschließlich von Hystereseeffekten, begrenzten Überstromtauglichkeiten und höheren Kosten, die unter anderem die Notwendigkeit einer magnetischen Abschirmung betreffen, um die Hintergrundfelder zu unterdrücken.
Die Druckschrift DE 198 21 492 A1 beschreibt eine Hallsensoranordnung zur berührungslosen Messung eines einen Leiter durchfließenden Stromes, in welcher Anordnung zwei Hallsensoren in Form eines beidseitig vom Leiter umschlossenen Langloches in beiden Enden beabstandet angeordnet sind und die beiden Hallsensoren hinsichtlich ihres Betriebsstromes in Serie zueinander mit antiparalleler Stromdurchflußrichtung geschaltet sind und die Differenzhallspannung an denjenigen Abgriffen der Hallsensoren erfasst wird, die bezüglich des Langloches außen liegen, während die innen liegenden Abgriffe der Hallsensoren miteinander verbunden sind.
Die Druckschrift US 2010 / 0 001 715 A1 beschreibt einen Stromsensor, umfassend einen weich-ferromagnetischen Körper, der einen Hohlraum bildet, der zur Aufnahme eines Leiters konfiguriert ist, wobei der weich-ferromagnetische Körper einen ersten und einen zweiten Faltabschnitt aufweist, um den Leiter innerhalb des Hohlraums einzuschließen, und einen Magnetfelddetektor, der mindestens einen Abschnitt aufweist, der innerhalb der ersten und zweiten Faltabschnitte angeordnet ist.
Es gibt deshalb einen Bedarf an verbesserten Hochstromsensoren.
KURZDARSTELLUNG
Die Ausführungsformen betreffen Stromsensoren, die für hohe Ströme geeignet sind.
In einer Ausführungsform weist ein Stromsensor die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist ein Stromsensor die Merkmale gemäß Patentanspruch 15 auf.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren die Merkmale gemäß Patentanspruch 21.
Figurenliste
Die Erfindung kann bei Kenntnisnahme der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von verschiedenen detaillierten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen umfassender verstanden werden, in denen:

1 eine Seitenansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
2 eine Seitenansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
3 eine Seitenansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
4 eine partielle Draufsicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
5 eine Seitenansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
6 eine Seitenansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
7A eine seitliche Querschnittsansicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist;
7B eine Draufsicht der Stromsensorvorrichtung von 7A ist;
8 eine Draufsicht einer Stromsensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist.

Obwohl die Erfindung offen für verschiedene Abwandlungen und alternative Ausgestaltungen ist, wurden ihre Einzelheiten in der Form von Beispielen in den Zeichnungen dargestellt und werden ausführlich beschrieben. Es sollte jedoch verständlich sein, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die speziell beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung soll alle Abwandlungen, Äquivalente und Alternativen umfassen, die im Geist und im Umfang der Erfindung liegen, wie durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die Ausführungsformen betreffen Hochstromsensoren, die im Allgemeinen Flachleiter aufweisen. In einer Ausführungsform weist der Leiter ein nicht magnetisches Material, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, auf und ist mit einem groben Schlitz versehen, der die Querschnittsfläche für den Stromfluss ungefähr um einen Faktor zwei verringert. Der Schlitz wirkt auch als eine Öffnung, in der das Sensorpaket befestigt werden kann, wodurch es gegen Umgebungseinflüsse geschützt ist.
Mit Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform einer Stromsensorvorrichtung 100 dargestellt. Die Vorrichtung 100 weist eine Stromschiene 102, eine Platte 104, ein Sensorpaket 106 und mindestens eine Sensorzuleitung 108 auf. In der Ausführungsform von 1 ist die Stromschiene 102 derart in einer „stehenden“ Weise bezüglich der Platte 104 befestigt, dass eine Hauptfläche der Stromschiene 102 senkrecht zu einer Befestigungsfläche 110 der Platte 104 ist. Obwohl in 1 ein Zwischenraum zwischen der Stromschiene 102 und der Platte 104 dargestellt ist, sind in den Ausführungsformen die Stromschiene 102 und die Platte 104 starr miteinander gekoppelt, wie z.B. durch einen Kleber, ein Weichlot oder irgendein anderes geeignetes Material oder Verfahren. In anderen Ausführungsformen kann eine weniger starre Verbindung verwendet werden. Einige Ausführungsformen können auch eine Zwischenschicht zwischen der Stromschiene 102 und der Platte 104 aufweisen, so z.B. eine Gummischicht.
Die Stromschiene 102 weist ein nicht magnetisches Material (z.B. pr = circa 0,9 bis circa 1,1), wie z.B. Kupfer oder Aluminium, auf und umfasst in einer Ausführungsform einen Schlitz 112. Der Schlitz 112 ist in den Ausführungsformen relativ grob mit einer solchen Größe, dass er die Querschnittsfläche für den Stromfluss in der Stromschiene 102 ungefähr um einen Faktor zwei verringert. Die Länge der Stromschiene 102 in der x-Richtung ist normalerweise länger als die Breite W in der z-Richtung (mit Bezug auf die Ausrichtung in 1, die variieren kann). Die Dicke der Stromschiene 102 in der y-Richtung ist im Allgemeinen die kleinste Abmessung in den Ausführungsformen, wie z.B. circa 1 mm bis zu circa 5 mm in den Ausführungsformen. Die Stromschiene kann ein oder mehrere Befestigungslöcher 114 aufweisen, von denen eine Ausführungsform in 1 dargestellt ist.
Die Platte 104 weist in den Ausführungsformen eine Leiterplatine (PCB), ein direkt kupfergebundenes (DCB) Keramiksubstrat, ein isoliertes Metallsubstrat (IMS) oder irgendeine andere geeignete Ausformung auf. Im Zusammenwirken mit der mindestens einen Sensorzuleitung 108 kann eine Leiterspur 116 an eine Fläche der Platte 104 angeschlossen oder auf ihr ausgebildet sein.
Das Sensorpaket 106 weist ein Substrat 118 auf, auf dem mindestens ein Sensorelement 120 befestigt ist. In der Ausführungsform weist das Sensorpaket 106 zwei Sensorelemente 120a und 120b auf, die vertikale Hall-Elemente, magnetoresistive Elemente, wie z.B. anisotrope (AMR) oder gigantisch magnetoresistive (GMR) Elemente, oder irgendein anderes Magnetfeld-Sensorelement aufweisen können. In einer Ausführungsform ist das Sensorpaket 106 derart eingerichtet, dass ein Sensorelement, 120a in 1, in der Nähe einer Oberkante 122 des Schlitzes 112 angeordnet ist, an der wegen des Schlitzes 112 eine erhöhte Stromdichte auftritt. Das Sensorelement 120a ist deshalb an oder in der Nähe der Stelle angeordnet, wo das Magnetfeld am größten ist, um die magnetische Empfindlichkeit zu maximieren. Das Sensorelement 120b ist weiter weg von der Oberkante 122 in einem Abstand s von dem Sensorelement 120a auf dem Substrat 118 angeordnet. In einer Ausführungsform sind beide Sensorelemente an oder in der Nähe der Mitte des Schlitzes 112, d.h. bei x = 0 und y = 0, angeordnet. Eine Mittellinie bei W/2 sowohl vom oberen als auch vom unteren Rand (wie in der Seite in 1 dargestellt ist) aus legt einen Punkt fest, um den herum die Sensorelemente 120 symmetrisch platziert werden können, mit dem Sensorelement 120a bei einem Abstand s/2 über der Mittellinie und dem Sensorelement 120b bei einem Abstand s/2 unter der Mittellinie. Das Anordnen auf diese Weise kann dazu beitragen, ein Überkoppeln zu vermeiden. In einer Ausführungsform können auch die Befestigungslöcher 114 bezüglich dieser Mittellinie angeordnet sein, was aber nicht notwendig ist.
Beide Sensorelemente 120 sind empfindlich gegenüber der y-Komponente des Magnetfeldes, die senkrecht zur Zeichenebene ist, wie in 1 dargestellt ist. Im Betrieb kann die Sensorvorrichtung 100 die y-Komponente des Sensorelements 120b vom Sensorelement 120a subtrahieren, um homogene magnetische Störungen, die zum Beispiel auf das Magnetfeld der Erde zurückgehen, auszuschalten.
In der Ausführungsform von 1 ist das Sensorpaket 106 gänzlich innerhalb des Schlitzes 112 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform und mit Bezugnahme auf 2 kann eine verbesserte Spannungsisolation zwischen der Stromschiene 102 und den Sensorzuleitungen 108, die sich im Allgemeinen durch die Platte 104 hindurch erstrecken, erreicht werden, wenn sich der Formkörper 124 des Sensorpakets 106 zur Platte 104 hin erstreckt. In der Ausführungsform von 2 erfolgt das Befestigen im Allgemeinen während der Herstellung von der oberen Seite aus.
Mit Bezugnahme auf 3 kann das Befestigen auch von der unteren Seite aus erfolgen, wobei sich der Formkörper 124 zu der Platte 104 und durch sie hindurch erstreckt. In dieser Ausführungsform kann es von Vorteil sein, scharfe Kanten oder Ecken in dem Teil des Formkörpers 124 zu vermeiden, der sich durch die Platte 104 hindurch erstreckt, um einen festen Sitz im Durchgangsloch zu erreichen. In dieser und anderen Ausführungsformen kann es für den Formkörper 124 auch von Vorteil sein, dass er dünner als eine Dicke der Stromschiene 102 ist, sodass der Formkörper 124 bezüglich der Stromschiene 102 nicht herausragt und das gesamte Sensorpaket 106 für den physischen Schutz und die Abschirmung gegen abgestrahlte äußere Störungen, wie z.B. die elektromagnetische Beeinflussung (EMB), innerhalb des Schlitzes 112 liegt.
Mit Bezugnahme auf 4 kann es in den Ausführungsformen auch von Vorteil sein, den Formkörper 124 so auszubilden, dass der Formkörper 124 während des Einfügens in den Schlitz 112 geführt wird. So kann der Formkörper 124 in den Ausführungsformen Führungsstäbe 125 aufweisen, um einen Abstand mit Bezug auf die Stromschiene 102 bereitzustellen. Dieser Abstand kann dabei dienlich sein, der Stromschiene 102 zu ermöglichen, sich infolge thermischer Effekte oder mechanischer Kräfte zu bewegen, auszudehnen oder sich ein wenig zu verbiegen, ohne dass eine übermäßige Kraft auf das Sensorpaket 106 ausgeübt wird. Der Abstand oder Zwischenraum kann auch die thermische Kopplung minimieren; bei großen Überströmen kann sich die Oberkante 122 erhitzen, und es ist von Vorteil, wenn diese Temperaturzunahme von den Sensorelementen 120 und den anderen Schaltungen abgekoppelt ist. Es kann auch von Vorteil sein, wenn die thermische Leitfähigkeit des Substrats 118 und der Sensorzuleitungen 108 einschließlich der Chipauflage, mit der das Substrat 118 verbunden ist, hoch ist, um Temperaturgradienten zwischen den Sensorelementen 120 zu unterdrücken, was die Genauigkeit erhöhen kann.
Bei hohen Frequenzen kann das Magnetfeld des Stromes Wirbelströme in der Chipauflage und den Sensorzuleitungen 108 induzieren. Diese Ströme fließen überwiegend in der Dickenrichtung der Zuleitungen 108, wie in der x-z-Ebene dargestellt ist. Daher sollte der Leiterrahmen in den Ausführungsformen dünn und/oder geschlitzt sein, um die Stromlinien der Wirbelströme zu unterbrechen. Außerdem sollte das Substrat 118 in den Ausführungsformen dickenmäßig so bemessen sein, dass der Abstand zwischen den Sensorzuleitungen 108 und den Sensorelementen 120 maximiert wird.
Stattdessen oder zusätzlich können Führungsstäbe 125 angeordnet sein, um zu einem Zentrieren des Substrats 118 im Schlitz 112 beizutragen, wie in 5 dargestellt ist.
Wenn mit Bezugnahme auf 6 die Breite der Stromschiene 102 derart ist, dass der Schlitz 112 für die Länge der Sensorzuleitungen 108 zu lang ist, dann kann in der Stromschiene 102 ein zweiter Schlitz 128 ausgebildet werden. In den Ausführungsformen ist eine Breite in der x-Richtung des Schlitzes 128 größer als die des Schlitzes 112. Die Ausführungsform der Vorrichtung 100 von 6 kann für etwas geringere Ströme geeignet sein als die anderen Ausführungsformen, da der Einengungsbereich zwischen den Schlitzen 112 und 128 schmaler ist.
In noch weiteren Ausführungsformen kann die Stromschiene 102 in ihrer Lage mit Bezug auf die Platte 104 derart gedreht werden, dass die Stromschiene 102 „liegt“ statt zu „stehen“, wie in den zuvor dargelegten Ausführungsformen. Mit Bezugnahme auf 7 ist der Schlitz 112 wie in den anderen Ausführungsformen noch senkrecht bezüglich der globalen Richtung des Stromflusses, und die Sensorelemente 120 sind eingerichtet, Magnetfelder in der y-Richtung zu erfassen. Die Sensorelemente sind mit Bezug auf die Stromflussrichtung auch in der Mitte des Schlitzes 112 angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform kann der Schlitz 112 anders als senkrecht bezüglich der globalen Richtung des Stromflusses angeordnet sein. Zum Beispiel kann der Schlitz 112 um einen bestimmten Winkel, so zum Beispiel in einer Ausführungsform um 45 Grad, zur Stromflussrichtung geneigt sein. In anderen Ausführungsformen kann dieser Winkel kleiner oder größer sein.
Die Ausführungsform von 7 kann jedoch weniger robust gegenüber mechanischen Toleranzen sein. Deshalb ist mit Bezugnahme auf 8 der Schlitz 112 in einer weiteren Ausführungsform als eine Öffnung durch die Stromschiene 102 hindurch ausgebildet. Die Ausführungsform von 8 kann sehr robust bezüglich einer Verschiebung der Sensorelemente 120 in z-Richtung relativ zur Stromschiene 102 sein. Wie oben mit Bezugnahme auf 7 dargelegt wurde, kann der Schlitz 112 auch anders als senkrecht bezüglich der globalen Richtung des Stromflusses angeordnet sein.
Die Ausführungsformen des Stromsensors sind geeignet für hohe Ströme, wie z.B. circa 500 A statisch und bis zu circa 10 kA für Impulse mit einer Länge von circa 100 ps bis zu circa 10 ms. Die Stromschiene oder der Leiter weist im Allgemeinen einen geringen elektrischen Widerstand, wie z.B. in einer Ausführungsform circa 15 µΩ, auf. Die Leistungsaufnahme des Sensors ist in den Ausführungsformen ebenfalls gering, wie z.B. circa 75 mW für die Sensorschaltung zuzüglich des dissipativen Verlustes im Hochstrompfad. In den Ausführungsformen ist die Sensorschaltung auch gegenüber dem Strompfad bis zu circa 10 kV isoliert. Wie dargelegt wurde, ist der Sensor robust bezüglich der magnetischen Hintergrundfelder, und die Ausführungsformen weisen eine Bandbreite von mehr als circa 100 kHz auf. Ausführungsformen des vorliegenden Stromsensors können Überströme innerhalb 1 ps nachweisen und sind genau bis zu circa 0,1% zu circa 1% ihres Wertes, und selbst nach starken Überstromimpulsen weisen sie einen Nullpunktfehler von circa 0,5 A auf. Die Ausführungsformen sind nicht empfindlich gegenüber Hystereseeffekten und können Selbsttestfunktionen bereitstellen. Diese und weitere Kenngrößen, Fähigkeiten und Funktionen erbringen Verbesserungen und Vorteile gegenüber den herkömmlichen Stromsensoren.
Hier wurden verschiedene Ausführungsformen der Systeme, Vorrichtungen und Verfahren beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiele angeführt und nicht dazu gedacht, den Umfang der Erfindung einzuschränken. Darüber hinaus sollte anerkannt werden, dass die verschiedenen Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedenen Wegen kombiniert werden können, um zahlreiche zusätzliche Ausführungsformen hervorzubringen. Obwohl verschiedene Materialien, Abmessungen, Formen, Konfigurationen und Anordnungen usw. zur Verwendung mit den offenbarten Ausführungsformen beschrieben wurden, können über die offenbarten hinaus andere verwendet werden, ohne den Umfang der Erfindung zu überschreiten.
Fachleute in den einschlägigen Technikbereichen werden erkennen, dass die Erfindung weniger Merkmale aufweisen kann, als in irgendeiner einzelnen oben beschriebenen Ausführungsform dargestellt sind. Es ist nicht beabsichtigt, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen eine vollständige Darstellung der Wege liefern, auf denen die verschiedenen Merkmale der Erfindung kombiniert werden können. Dementsprechend sind die Ausführungsformen keine sich gegenseitig ausschließenden Kombinationen von Merkmalen; stattdessen kann die Erfindung eine Kombination verschiedener einzelner Merkmale aufweisen, die aus verschiedenen einzelnen Ausführungsformen ausgewählt sind, wie Fachleute verstehen werden.
Eine beliebige Einbeziehung durch Verweis auf oben erwähnte Schriftstücke ist derart eingeschränkt, dass kein behandelter Gegenstand einbezogen ist, der im Gegensatz zu der hier vorliegenden ausdrücklichen Offenbarung steht. Ferner ist eine beliebige Einbeziehung durch Verweis auf oben erwähnte Schriftstücke derart eingeschränkt, dass keine Ansprüche, die in den Schriftstücken enthalten sind, hier durch Verweis einbezogen werden. Noch weitergehend ist eine beliebige Einbeziehung durch Verweis auf oben erwähnte Schriftstücke derart eingeschränkt, dass beliebige Definitionen, die in den Schriftstücken gegeben sind, hier nicht durch Verweis einbezogen werden, es sei denn, sie sind hier ausdrücklich enthalten.
Zu Zwecken der Interpretation der Ansprüche der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die Bestimmungen des Abschnitts 112, sechster Paragraph des 35 U.S.C. nicht geltend gemacht werden können, es sei denn, die speziellen Ausdrücke „Mittel für“ und „Schritt für“ sind in einem Anspruch genannt.

Claims

Stromsensor (100) mit: einer Stromschiene (102), die einen Schlitz (112) aufweist, der darin ausgebildet und eingerichtet ist, einen Stromflusseinengungsbereich in der Stromschiene (102) zu erzeugen, wobei der Schlitz (112) eine Länge und eine Breite aufweist, wobei die Länge größer ist als die Breite und wobei die Breite parallel zu einer Stromflussrichtung in der Stromschiene (102) ist; und einem Sensorpaket (106), das mindestens ein Sensorelement (120, 120a, 120b) aufweist, das auf einem Substrat (118) angeordnet ist, wobei das Sensorpaket (106) innerhalb des Schlitzes (112) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (102) an eine Platte (104) gekoppelt ist und die Stromschiene (102) eine erste Hauptfläche und die Platte (104) eine zweite Hauptfläche aufweist und die Stromschiene (102) an die Platte (104) derart gekoppelt ist, dass die erste und zweite Hauptfläche orthogonal sind und ein offener Teil des Schlitzes (112) an die Platte (104) angrenzt.
Stromsensor (100) nach Anspruch 1, wobei der Schlitz (112) eine Oberkante (122) in der Nähe des Stromflusseinengungsbereichs aufweist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine Sensorelement (120a) in der Nähe der Oberkante (122) angeordnet ist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 3, der zwei Sensorelemente (120a, 120b) aufweist, wobei ein erstes Sensorelement (120a) in der Nähe der Oberkante (122) angeordnet ist und ein zweites Sensorelement 8120b) einen Abstand vom ersten Sensorelement (120a) in einer von der Oberkante (122) abgewandten Richtung aufweist.
Stromsensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorpaket (106) innerhalb des Schlitzes (112) derart angeordnet ist, dass das mindestens eine Sensorelement (120, 120a, 120b) bezüglich der Breite des Schlitzes (112) mittig liegt.
Stromsensor (100) nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine Sensorelement (120, 120a, 120b) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem vertikalen Hall-Element und einem magnetoresistiven Sensorelement besteht.
Stromsensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schlitz (112) eine Querschnittsfläche für den Stromfluss in der Stromschiene (102) ungefähr um einen Faktor 2 verringert.
Stromsensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit mindestens einer Befestigungsöffnung (114), die in der Stromschiene (102) ausgebildet ist.
Stromsensor (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorpaket (106) einen Formkörper aufweist.
Stromsensor nach Anspruch 9, wobei sich der Formkörper vom Schlitz zur Platte erstreckt.
Stromsensor nach Anspruch 9, wobei das Sensorpaket einen Formkörper (124) aufweist und wobei sich der Formkörper (124) vom Schlitz (112) aus durch die Platte (104) hindurch erstreckt.
Stromsensor (100) nach Anspruch 9, wobei der Formkörper (124) mindestens einen Führungsstab (125) aufweist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 12, wobei der mindestens eine Führungsstab (125) innerhalb des Schlitzes (112) vorgesehen ist.
Stromsensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem zweiten Schlitz (128), der in der Stromschiene (102) ausgebildet ist, wobei der zweite Schlitz (128) eine zweite Länge und eine zweite Breite aufweist, wobei die zweite Länge auf einer Achse mit der Länge des Schlitzes (112) angeordnet ist und wobei die zweite Breite größer als die Breite des Schlitzes (112) ist.
Stromsensor (100) mit: einer Stromschiene (102), die einen Schlitz (112) aufweist, der darin ausgebildet und eingerichtet ist, einen Stromflusseinengungsbereich in der Stromschiene (102) zu erzeugen, wobei der Schlitz (112) eine Länge und eine Breite aufweist, wobei die Länge größer ist als die Breite und wobei die Breite parallel zu einer Stromflussrichtung in der Stromschiene (102) ist, wobei die Stromschiene (102) eine Länge, eine Breite und eine Tiefe aufweist, wobei die Länge und die Breite beide größer als die Tiefe sind; einer Platte (104), die derart an die Stromschiene (102) gekoppelt ist, dass sich die Tiefe der Stromschiene (102) nach oben von der Platte (104) aus erstreckt; und einem Sensorpaket (106), das mindestens ein Sensorelement (120, 120a, 120b) aufweist, das auf einem Substrat angeordnet ist, wobei das Sensorpaket (106) innerhalb des Schlitzes (112) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die Stromschiene (102) an eine Platte (104) gekoppelt ist und die Stromschiene (102) eine erste Hauptfläche und die Platte (104) eine zweite Hauptfläche aufweist und die Stromschiene (102) an die Platte (104) derart gekoppelt ist, dass die erste und zweite Hauptfläche orthogonal sind und ein offener Teil des Schlitzes (112) an die Platte (104) angrenzt.
Stromsensor (100) nach Anspruch 15, wobei der Schlitz (112) eine erste Oberkante(122) in der Nähe des Stromflusseinengungsbereichs aufweist.
Stromsensor (100) nach Anspruch 16, wobei das mindestens eine Sensorelement (120a) in der Nähe der ersten Oberkante (122) angeordnet ist.
Stromsensor (100) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Schlitz (112) eine zweite Oberkante in der Nähe eines zweiten Flusseinengungsbereichs aufweist.
Stromsensor nach Anspruch 18, wobei ein erstes Sensorelement in der Nähe der ersten Oberkante angeordnet ist und ein zweites Sensorelement in der Nähe der zweiten Oberkante angeordnet ist.
Stromsensor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorpaket (106) innerhalb des Schlitzes (112) derart angeordnet ist, dass das mindestens eine Sensorelement (120, 120a, 120b) bezüglich der Breite des Schlitzes (112) mittig liegt.
Verfahren, umfassend: Koppeln eines Sensorpakets (106) an eine Stromschiene (102) durch Anordnen des Sensorpakets (106) innerhalb eines Schlitzes (112), der in der Stromschiene (102) ausgebildet ist, wobei der Schlitz (112) eine Länge und eine Breite aufweist, wobei die Länge größer als die Breite ist; Koppeln des Sensorpakets (106) und der Stromschiene (102) derart an eine Platte (104) dass eine Hauptfläche der Stromschiene (102) senkrecht zu einer Befestigungsfläche (110) der Platte (104) ist und die Stromschiene (102) eine erste Hauptfläche und die Platte (104) eine zweite Hauptfläche aufweist und die Stromschiene (102) an die Platte (104) derart gekoppelt ist, dass die erste und zweite Hauptfläche orthogonal sind und ein offener Teil des Schlitzes (112) an die Platte (104) angrenzt; Bewirken, dass Strom in der Stromschiene (102) in eine Richtung fließt, die senkrecht zu der Länge des Schlitzes (112) ist; und Erfassen eines Magnetfelds, das auf den in der Stromschiene (102) fließenden Strom zurückzuführen ist, durch mindestens ein Sensorelement (120, 120a, 120b) in dem Sensorpaket (106).
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Koppeln eines Sensorpakets (106) an eine Stromschiene (102) ferner ein Anordnen des Sensorpakets (106) innerhalb des Schlitzes (112) derart umfasst, dass das mindestens eine Sensorelement (120, 120a, 120b) bezüglich der Breite des Schlitzes (112) mittig liegt.