KR102023859B1 - 전류 센서를 위한 센서 조립체, 그러한 센서 조립체를 포함하는 전류 센서, 그러한 전류 센서를 위한 홀더, 및 전류 센서를 조립하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 홀 소자(30) 그리고 홀 소자(30)를 위한 홀더(20)를 포함하는, 전류 센서(10)를 위한 센서 조립체에 관한 것이다. 홀더(20)는 강성이고, 홀 소자(30)를 위한 수용 영역(24)을 갖고, 홀 소자는 낮은 허용오차로 수용 영역 내에 수용된다. 센서 조립체는 자기 코어(16)에 대한 2개의 지지 표면(22)을 또한 포함한다. 본 발명은 또한 그러한 센서 조립체 및 자기 코어(16)를 포함하는 전류 센서(10)에 관한 것으로, 자기 코어는 적어도 하나의 간극(S)을 갖고, 여기서 홀더(20)는 자력선이 간극(S)을 통해 진행하는 방향에 직각으로 홀 소자(30)가 연장하도록 배열된다. 본 발명은 추가로 그러한 전류 센서(10)를 위한 홀더(20)에 관한 것으로, 상기 홀더는 기계적으로 경질의 비-자성 재료, 바람직하게는 경질 플라스틱 또는 아크릴 유리로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 마지막으로 전류 센서(10)를 조립하는 방법에 관한 것이다.

Description

전류 센서를 위한 센서 조립체, 그러한 센서 조립체를 포함하는 전류 센서, 그러한 전류 센서를 위한 홀더, 및 전류 센서를 조립하는 방법

본 발명은 전류 센서를 위한 센서 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 전류 센서, 그러한 전류 센서를 위한 홀더, 및 전류 센서를 조립하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전류 센서는 전류-전달 소자(예를 들어, 버스바(busbar))가 이를 관통하여 연장하는 링형 자기 코어를 갖는 소위 개방 루프 센서이다. 전류-전달 소자를 통해 흐르는 전류는 자기 코어 내에 농축되는 자계를 발생시킨다.

자기 코어에는 적어도 하나의 간극이 제공되고, 여기서 자기 코어의 2개의 대향 단부 면 사이의 간극 내의 자계 강도를 측정하는 데 사용될 수 있는 홀 소자(Hall element)가 배열된다. 자계 강도는 전류 전도 소자를 통해 흐르는 전류의 크기에 의존하므로, 홀 소자의 출력 신호는 전류 전도 소자를 통해 흐르는 전류의 크기를 지시한다.

전류 전도 소자를 통해 흐르는 전류의 크기가 자기 코어의 간극 내의 자계 강도로부터 추산될 수 있는 정확도는 다양한 다른 인자 중에서, 2개의 기하학적 양 즉 간극의 폭 및 홀 소자의 정렬상태에 의해 결정적인 영향을 받는다. 간극의 폭의 변화는 간극 내의 자계 강도의 상당한 변화로 이어진다. 간극 내의 홀 소자의 경사 위치는 홀 소자에 의해 감지되는 자계 강도에 영향을 미친다.

그러한 전류 센서의 측정 정확도를 증가시키는 종래 기술의 다양한 접근법이 있다.

제EP 2 224 461 A1호는 전류 센서를 위한 자기 코어로서, 슬롯의 양쪽 측면 상에서 자기 코어에 용접되는, 브리징 소자가 사용되는, 자기 코어를 개시한다. 이러한 방식으로, 자기 코어의 임의의 변형 그리고 그로 인한 슬롯의 폭의 변화가 방지될 것이다.

제EP 1 965 217 A1호는 자기 코어가 하우징 내의 적절한 위치에 고정되는 전류 센서를 개시한다. 홀 소자를 갖는 회로 기판이 또한 하우징 내의 적절한 위치에 고정되고, 그에 따라 슬롯에 대한 홀 소자의 위치가 미리한정된다.

제WO 2015/140129 A1호에 개시된 전류 센서에서, 홀 소자가 부착되는 회로 기판에는 자기 코어의 2개의 단부 면 사이의 슬롯 내로 연장하여 이들 단부 면에 대항하여 위치되는 스프링 요소가 제공된다. 이것은 부착된 홀 소자를 갖는 회로 기판이 상이한 자기 코어에 사용되게 하도록 의도된다.

본 발명의 목적은 높은 측정 정확도를 적은 작업으로 가능케 하는 것이다.

이러한 목적을 성취하기 위해, 본 발명에 따르면, 전류 센서를 위한 센서 조립체가 제공되고, 센서 조립체는 홀 소자 그리고 홀 소자를 위한 홀더를 포함하고, 홀더는 강성이며 홀 소자를 위한 보유부 - 여기서 홀 소자는 작은 허용오차로 수용됨 - 및 자기 코어에 대한 2개의 접촉 표면을 포함한다. 상기 목적을 성취하기 위해, 다편(multipart) 자기 코어를 갖는, 그러한 센서 조립체를 포함하는 전류 센서로서, 홀더는 2개의 각각의 자기 코어 부분 사이의 간극 내에 배열되고 그에 따라 홀 소자는 자력선이 간극을 통과하는 방향에 직각으로 연장하는, 전류 센서가 또한 제공된다. 상기 목적을 성취하기 위해, 그러한 전류 센서를 위한 홀더로서, 기계적으로 경질의, 비-자성 재료, 바람직하게는 경질 플라스틱 또는 아크릴 유리로 구성되는, 홀더가 추가로 제공된다.

본 발명의 기본적인 개념은 이중 기능을 갖는 강성 홀더를 사용하는 것에 기인한다. 하나의 기능에 따르면, 홀더는 간극을 자기 코어 내에 한정하는 대향 단부 면 사이의 스페이서로서 역할을 한다. 다편 자기 코어를 함께 보유하는 테이프 및/또는 포팅 화합물(potting compound) 및/또는 다른 성형체(formation)와 함께, 강성 홀더가 힘-로킹 방식으로 개별의 자기 코어 부분들 사이에 간극을 한정한다. 자기 코어의 단부 면을 홀더의 접촉 표면에 대항하여 가압하는 것에 의해, 최소 작업으로 자기 코어 내의 간극이 미리한정된 폭을 갖는 것이 보증된다. 이러한 폭은 단지 홀더의 제조 시의 허용오차에 그리고 또한 전류 센서의 상이한 동작 온도로 인한 홀더의 열팽창에 의존한다. 그러나, 매우 적은 작업으로 허용오차를 mm의 몇 분의 1 아래로, 특히 0.1 mm보다 작게 유지하는 것이 가능하다. 또 다른 기능에 따르면, 홀더는 홀 소자를 적절한 위치에 고정하는 역할을 하고 그에 따라 홀 소자는 자계가 그 내에 유도될 때에 자기 코어의 간극을 통과하는 자력선의 방향에 직각으로 연장한다. 홀 소자를 기계적으로 적절한 위치에 고정하기 위해, 홀더는 홀 소자가 간단하게 삽입될 수 있는 보유부를 갖는다. 이러한 실시예에서 보유부의 폭이 홀 소자의 두께보다 약간 크면 충분하고; 요구에 따라, 홀 소자는 또한 여유를 (거의) 갖지 않고 보유부 내에 배열될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 홀 소자의 신호를 증폭하는 전자 회로가 제공된다. 그러한 회로는 홀 소자가 또한 장착되는 회로 기판 내로 합체될 수 있다. 이것은 작은 치수로 이어진다.

바람직하게는, 홀더 내의 보유부는 접촉 표면에 평행하게 연장하도록 제공된다. 이것은 홀 소자가 자기 코어의 간극의 단부 면에 대해 요구된 정렬상태로 연장하는 것을 자동적으로 보증한다.

본 발명의 하나의 구성에 따르면, 자기 코어는 2개 이상의 연속형 간극을 갖고, 그에 따라 자기 코어는 다편 구성을 갖도록 제공된다. 이들 간극의 각각은 홀 소자가 내부에 배열된 각각의 홀더를 갖는다. 바꿔 말하면, 자기 코어 부분은 홀더에 의해 기계적으로, 특히 형태-로킹 및/또는 힘-로킹 방식으로 서로에 연결된다. 복수의 홀 센서를 이러한 방식으로 사용하는 것은 전류 센서의 검출 정확도를 증가시킨다. 3개 이상의 간극 그리고, 그에 따라, 홀 소자가 사용되면, 수신된 신호의 자동적인 보상이 획득될 수 있고, 그에 따라 전류 센서는 전류 센서의 내부 내에서의 버스바의 편심 배열에 덜 민감하게 반응한다. 그와 동시에, 이러한 방식으로, 각각의 간극 폭은 각각의 홀더에 의해 배타적으로 한정된다. 홀더의 형상이 특정된 온도 범위에 걸쳐 일정하게 유지되거나 약간만 변화되면, 동일한 사항이 간극 폭에 자동적으로 적용된다.

본 발명의 하나의 구성에 따르면, 하우징이 제공되고, 홀더는 하우징과 일편으로 구성된다. 이러한 구성에서, 홀더는 하우징 내에 정확하게 자동적으로 위치되고 그에 따라 그 접촉 표면은 자기 코어의 단부 면이 이에 대항하여 위치되게 하는 역할을 할 수 있다.

대안적인 구성에 따르면, 홀더를 위한 위치설정 성형체를 갖는 하우징이 제공되고, 하우징에 대한 홀더의 위치는 위치설정 성형체에 의해 고정된다. 이러한 실시예는 홀더가 하우징과 상이한 재료로부터 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 이러한 설계는 제조 공학의 관점에서 자기 코어가 초기에 별개로, 특히 임시로, 예를 들어 접착제로 홀더에 접합될 수 있고 및/또는 그 사이 내에 형태-로킹 방식으로 배열된 자기 코어 부분 및 홀더로 구성된 배열체가 예컨대 탄성 접착 테이프로 권취될 수 있다는 장점을 갖는다. 후속적으로, 이러한 배열체는 하우징 내로 도입되고 그곳에서 요구된 위치로 이동되고 포팅 화합물로 포팅될 수 있다. 배열체의 정확한 위치설정은 하우징이 제1 위치설정 수단을 갖고 각각의 홀더가 하우징의 위치설정 수단 중 적어도 하나와 협력하는, 적어도 하나의 제2 위치설정 수단을 갖는다는 점에서 용이해질 수 있다. 특히, 제1 위치설정 수단은 웨브로 구성될 수 있고, 제2 위치설정 수단은 홀더의 제2 슬롯으로 구성될 수 있다. 위치설정 성형체는 홀더가 하우징 내의 요구된 위치에 정밀하게 위치되는 것을 보증한다.

바람직하게는, 홀더에는 위치설정 성형체가 결합하는 홈(위에 언급된 제2 슬롯)이 제공된다. 이것은 홀더가 적은 작업으로 그리고 시간-소모적인 조립을 요구하지 않고 하우징에 대해 위치되게 한다.

홈은 바람직하게는 이러한 실시예에서 보유부에 대향으로 배향된다. 이것은 위치설정 성형체 및 홀 센서가 "서로 방해하지" 않을 것이기 때문에 조립 공정을 더 용이하게 만든다.

바람직하게는, 평면도에서, 홀더는 H자의 형상을 갖는다. 따라서, 홀더는 적은 작업으로 원래의 성형 공정으로 제조될 수 있고, 예컨대, 홀더는 사출 성형될 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, 보유부는 자기 코어에 의해 포위되는 공간의 중심으로부터 멀어지는 측면을 향해 개방되도록 제공된다. 이것은 홀 센서가 그것을 보유한 회로와 함께 "외측으로부터", 즉, 이용가능한 공간이 최소로 제한되는 측면으로부터 장착되게 한다.

바람직하게는, 홀더는 기계적으로 경질의, 비-자성 재료, 예를 들어 경질 플라스틱 또는 아크릴 유리로 구성된다. 그러나, 홀 소자를 정밀하게 정렬하고 자기 코어의 단부 면들 사이의 거리를 정밀하게 한정하는 데 사용될 수 있는 다른 재료가 또한 상정가능하다. 특히, 초기에 제조 공정 중에 간극 내에 독립적으로 위치되는, 홀 소자가 후속적인 포팅에 의해 포팅 화합물 내에 매입되고, 포팅 화합물의 경화 후에 그에 의해 배타적으로 간극 내의 그 최종 위치에 고정되는 기술적인 해결책에 비해, 본 발명에 따른 해결책은 특히 또한 장기간에 걸쳐, 즉, 예컨대 또한 수 년에 걸쳐 훨씬 더 높은 정밀도 및 안정성을 갖는다는 점에서 차별화된다. 본 발명에 따른 홀더는 약간의 시간 후의 포팅 화합물의 경우와 같이, 수축, 유동 및 동작되지 않는다.

본 발명의 하나의 구성에 따르면, 보유부는 삽입 경사부(insertion bevel)가 임의로 제공되는, 절개부로서 제공된다. 절개부와 같은 그러한 기하학적으로 단순한 구성이라도 홀 소자를 충분한 정밀도로 자기 코어의 간극 내에 위치시키기에 충분하다는 것이 밝혀졌다. 절개부 내로의 홀 소자의 삽입은 임의로 제공된 삽입 경사부에 의해 용이해질 수 있다.

위에-언급된 목적을 성취하기 위해, 본 발명에 따르면, 간극이 제공되는 자기 코어를 포함하는, 전류 센서를 조립하는 방법이 또한 제공된다. 본 발명에 따르면, 우선 홀더가 자기 코어의 간극의 2개의 대향 단부 면 사이에 배열되고, 홀더에는 홀 소자를 위한 보유부가 제공된다. 후속적으로, 끼워진 홀 소자를 갖는 회로 기판은 홀 소자가 적어도 여유를 거의 갖지 않고 보유부 내로 삽입되는 그러한 방식으로 장착된다. 본 발명에 따른 방법은 홀 소자의 부정확한 위치설정이 적은 작업으로 검출될 수 있다는 취지에서 오차로부터의 매우 높은 보호가 자동적으로 획득된다는 점에서 차별화된다. 홀 소자를 위한 보유부가 홀 소자의 두께보다 약간만 넓으므로, 홀 소자는 그것이 정확하게 위치되면 그리고 정확하게 위치될 때에, 즉, 홀 소자가 간극 내에서 자력선의 방향에 직각으로 연장할 때에만 보유부 내로 삽입될 수 있다. 그러나, 홀 소자가 경사 각도로 회로 기판에 장착되거나 회로 기판이 조립 중에 정확하게 정렬되지 않으면, 홀 소자는 보유부 내로 진입할 수 없다. 따라서, 회로 기판을 정확한 위치로 이동시키려고 하는 것이 시도될 때에, 홀 소자는 파괴될 것이고, 그에 따라 최종 검사 중에, 홀 소자가 정확하게(즉, 유일한 있을 수 있는 배향으로) 보유부 내에 배열되는지 또는 전혀 그렇지 않는지가 바로 분명해질 것이다.

본 발명의 특별한 장점은 제조하는 데 비용-효과적인 구성요소, 즉 홀더를 사용하여, 다수의 기능이 이행될 수 있는 것에 기인한다.

즉, - 이웃한 자기 코어 부분들 사이의 간극의 폭은 최소 작업으로 그리고 매우 작은 허용오차로 고정되고;

- 홀 소자는 최소 작업으로 간극 내에 위치되고;

- 자기 코어 부분은 홀더에 의해 하우징에 대해 위치될 수 있고;

- 최종 검사가 단순화되고, 그에 따라 불량 전류 센서가 출하될 위험성이 감소된다.

이들 장점이 커질수록, 센서 내에 설치될 홀더의 개수가 많아진다.

최종 검사는 특히 홀 소자를 장착한 후에, 홀 소자가 보유부 내로 삽입되었는지 또는 보유부 외측에 있는지가 전류 센서의 전기적 기능을 사용하여 간단한 예/아니오 평가에 기초하여 점검될 수 있기 때문에 단순화된다. 홀 소자가 보유부 내에 있으면, 전류 센서는 의도된 대로 동작할 것이다. 홀 소자가 보유부 외측에 있으면, 전류 센서는 전혀 동작하지 않을 것이다. 이것은 홀 센서가 단순하게 포팅되어 약간이라도 위치이상이 순수하게 품질의 관점에서 측정 정확도에 영향을 미치는 다른 설계보다 우수한 장점이다. 포팅 후에, 포팅 화합물 내에서의 홀 소자의 실제 위치는 더 이상 점검될 수 없다(또는, 기껏해야, 예를 들어, X-선 기술에 의해, 극히 큰 작업으로 점검될 수 있다). 반면에, 본 발명에 따르면, 홀 소자가 정확하게 설치되어 있는지 즉 홀 소자가 보유부 내측에 위치되는지, 또는 굽혀지거나 접혀진 상태로 보유부 외측에 있는지가 매우 신속하게 결정될 수 있는데, 이것은 전류 센서의 전기적 기능 그리고, 그에 따라, 홀 소자의 전기적 기능을 점검하는 것에 의해 최종 검사 중에 용이하게 그리고 확실하게 검출될 수 있다. 더 정확하게는, 자기 코어를 통과하는 전류에도 불구하고 홀 소자의 적절한 신호가 없으면, 전류 센서는 명확하게 불량인 것으로서, 본 발명에 따라, 식별될 것이다. 이것과 대조적으로, 종래 기술에 있을 수 있는 것과 같은 홀 소자의 단지 약간의 오정렬의 경우에, 예를 들어 완벽한 것으로 간주되는 기준 센서를 사용하는 것에 의해, 그러한 품질-보증 구별을 수행하는 것은 훨씬 더 어려울 것이다.

본 발명은 첨부 도면에 도시되는 실시예를 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전류 센서의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 세부 II를 확대도로 도시한다.
도 3은 도 1의 전류 센서에 사용되는 홀더의 사시도를 도시한다.
도 4a 내지 4c는 도 3의 홀더를 평면도, 제1 측면도 및 제2 측면도로 도시한다.
도 5는 센서 조립체를 전류 센서에 장착할 때의 제1 단계의 개략도를 도시한다.
도 6은 홀 소자를 홀더 내로 삽입하는데 성공하지 못한 시도 후의 전류 센서를 도시한다.
도 7은 정확하게 삽입된 홀 소자를 갖는 전류 센서를 도시한다.
도 8은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 전류 센서를 위한 홀더와 관련되는 자기 코어를 개략적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전류 센서를 위한 홀더와 관련되는 자기 코어를 개략적으로 도시한다.

도 1은 하우징(12)을 갖는 전류 센서(10)를 개략적으로 도시한다. 하우징은 전류-전달 소자, 예를 들어 버스바가 관통하여 연장할 수 있는 내부(14)를 포위한다.

다편 자기 코어(16)가 하우징 내측에 배열되고 그에 따라 내부(14)를 포위한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 자기 코어는 간극(S)이 그 대향 단부 면(18) 사이에 존재하도록 배열되는, 2개의 자기 코어 절반부(16A, 16B)로 구성된다.

도 3 및 4에 상세하게 도시되는, 홀더(20)가 각각의 간극(S) 내에 단부 면(18) 사이에 배열된다.

홀더(20)는 직육면체 기본 형상을 갖는다. 서로로부터 멀리 떨어진 2개의 외부 표면이 접촉 표면(22)을 구성하고, 접촉 표면(22)은 서로에 평행하게 연장하여 단부 면(18)에 제공되고 그에 따라 이에 대항하여 위치되는 자기 코어의 간극(S)을 한정한다.

홀더(20)의 추가적인 외부 표면으로부터 출발하여, 홀 소자를 위한 보유부(24)가 연장한다. 이러한 실시예의 보유부(24)는 일정한 폭(B)을 갖는 직선형, 연속형 절개부의 형태로 되어 있고, 절개부는 접촉 표면(22)에 평행하게 연장한다.

보유부(24)는 내부(14)로부터 멀어지는 측면으로, 즉, 자기 코어(16)의 외주부의 측면 상으로 개방된다.

홈(26)이 보유부(24)로부터 멀어지는 홀더(20)의 측면 상으로 제공되고, 또한 접촉 표면(22)에 평행하게 연장한다. 결과적으로, 홀더(20)는 평면도에서 H자형이다(도 4a 참조).

따라서, 홈(26)은 자기 코어(16)에 의해 포위되는 공간(내부(14))의 중심을 향하고, 그에 따라, 보유부(24)에 대향으로 배향된다.

도시된 예시적인 실시예 이외에, 상이한 폭이 보유부(24) 및 홈(26)에 사용될 수 있다. 또한, 개별의 경우의 요건에 따라, 보유부(24) 및 홈(26)의 깊이는 도면에 도시된 것과 상이하도록 선택될 수 있다.

홀더(20)에 사용되는 재료는 기계적으로 경질의, 비-자성 재료이다. 경질 플라스틱 또는 아크릴 유리가 이러한 실시예에 특히 적절하다. 사용되는 재료에 대한 일반적인 요구사항은 하중이 가해질 때에 변형되지 않는 것이다. 또한, 그것은 최대한 낮은 열팽창 계수를 가져야 한다.

바람직하게는, 홀더는 주형, 예를 들어 사출 주형을 사용하여 제조된다. 이것은 홀더가 매우 높은 정밀도 및 형상 정확도로 제조되게 한다.

특히 도 2에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 간극(S)을 한정하는 단부 면(18)은 홀더(20)의 접촉 표면(22)과 표면 접촉한다. 홀더(20)가 기계적으로 경질의 재료로부터 제조되므로, 홀더는 단부 면(18) 사이의 간극(S)의 폭을 매우 정밀하게 한정한다. 제1 실시예에서, 하우징(12)은 바람직하게는 그 내에 배열된 자기 코어 부분(16A, 16B)이 각각의 홀더(20)의 접촉 표면(22)에 대항하여 기계적으로 압박되고, 이러한 방식으로 홀더(20)를 힘-로킹 방식으로 간극(S) 내의 적절한 위치에 고정하도록 구성된다.

상이한 실시예에서, 자기 코어 부분(16A, 16B)이 우선 서로 대면하도록 하우징(12) 외측에 배열되고, 홀더(20)는 그 단부 면(18) 사이에 위치된다. 홀더(20)는 임시의 힘-로킹 고정에 의해 힘-로킹 방식으로, 예컨대 자기 코어(16)를 탄성 접착 테이프로 권취하는 것에 의해 자기 코어 부분(16A, 16B) 사이에 보유된다. 대안으로서, 홀더(20)는 또한 예를 들어, 단부 면에 접착제로 연결될 수 있다. 따라서, 자기 코어 부분(16A, 16B) 및 2개의 홀더(20)로 구성되는 배열체가 하우징 내로 도입될 수 있다.

홀더(20)의 홈(26)은 홀더를 하우징(12) 내에 위치시키는 역할을 한다. 이러한 목적을 위해, 하우징(12)에는 이러한 실시예에서 홈(26)에 상보성인 웨브의 형태로 되어 있는, 위치설정 성형체(28)가 제공된다. 홀더를 위치설정하는 것은 자기 코어 부분(16A, 16B) 및 홀더(20)로 구성되는 배열체를 하우징 내의 전용 위치에 자동적으로 위치시킬 것이다.

도시되지 않은, 대안적인 실시예에 따르면, 또한 기본적으로, 홀더(20)가 하우징(12)과 일편으로 형성되도록 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 홈(26) 및 위치설정 성형체(28)로 구성되는 설계 대신에, 일체형 재료 연결체가 제공된다.

보유부(24)는 회로 기판(32)에 장착되는, 홀 소자(30)를 수용하는 역할을 한다. 예를 들어, 홀 소자(30)의 출력 신호를 증폭하는 데 사용되는 전자 회로가 또한 회로 기판(32) 상에 장착될 수 있다.

홀 소자(30)의 그리고 보유부(24)의 치수는 서로에 맞게 구성된다. 더 구체적으로, 보유부(24)의 폭(B)은 홀 소자(30)의 두께와 일치하거나, 폭(B)은 홀 소자(30)의 두께보다 약간 크다. 보유부(24)의 폭(B)은 이러한 실시예에서, 한편으로, 홀 소자(30)가 그 길이 방향으로 보유부(24) 내로 삽입될 수 있고, 다른 한편으로, 보유부(24)가 홀 소자(30)의 배향을 미리한정하도록 선택된다. 특히, 보유부(24)는 홀 소자(30)가 접촉 표면(22) 및 단부 면(18)에 평행하게 그리고, 그에 따라, 전류가 내부(14)를 통해 연장하는 전류-전달 소자를 통해 흐를 때에 간극(S)을 통과하는 자력선의 방향에 직각으로 연장하는 것을 보증한다.

더 향상된 명료화를 위해, 도면은 홀더(20)를 자력선의 방향으로 연장하는 축을 중심으로 90˚만큼 회전된 상태로서 도시하고, 여기서 보유부(24)는 자기 코어(16)에 의해 포위되는 공간의 중심으로부터 멀어지는 그 측면을 향해 개방된다. 실제로, 보유부(24)는 "상부에 있고"(도 1 및 2와 관련됨), 그에 따라 회로 기판(32)은 도면에서 보유부(24)를 덮을 것이고, 보유부(24)는 관찰가능하지 않을 것이다. 후자의 경우에, 보유부는 하우징(12)의 후방 측면으로부터 멀어지는 그 측면으로 개방된다.

도 5 내지 7을 참조하면, 전류 센서(10)의 조립이 아래에서 논의될 것이다.

제1 단계에서, 홀더(20)가 단부 면(18) 사이에 배열되고, 여기서 자기 코어 부분(16A, 16B)은 홀더(20)에 대항하여 압박되고 그에 따라 홀더는 간극(S)의 폭을 정밀하게 결정한다.

이어서, 장착된 홀 소자(30)를 갖는 회로 기판(32)이 제공된다. 홀 소자(30)는 회로 기판(32)의 표면으로부터 실질적으로 직각으로 돌출한다.

회로 기판(32)을 전류 센서에 장착하기 위해, 회로 기판이 화살표의 방향(P)으로 이동되고 그에 따라 홀 소자(30)가 보유부(24) 내로 삽입된다. 실제로, 방향(P)은 전류 센서(10)의 내부(14)를 통해 연장하는 버스바의 크기의 방향에 평행하게 배향된다.

홀 소자(30)가 부정확하게 정렬된 상태에서 회로 기판(32)에 끼워지면, 또는 회로 기판(32)이 홀더(20)에 대해 정확하게 위치되지 않으면, 또는 어떤 다른 오정렬이 있으면, 홀 소자(30)는 회로 기판(32)이 화살표의 방향(P)으로 이동될 때에 보유부(24) 내로 이동하지 않을 것이다. 이것은 홀 소자(30)가 불량한 조립 중에 파괴되는 것을 보증한다(명료화를 위해 굽혀진 홀 소자를 도시하는, 도 6 참조). 이러한 상태는 전류 센서(10)의 전기적 기능을 시험하는 것에 의해 전류 센서의 최종 검사 중에 후속적인 점검으로 또는 다른 방식으로 적은 작업으로 신뢰가능하게 검출될 수 있다.

대조적으로, 홀 소자(30)가 보유부(24)에 대해 정확하게 정렬되면, 홀 소자는 어렵지 않게 홀더(20) 내로 삽입된다(도 7 참조). 이러한 실시예에서, 보유부(24)는 홀 소자(30)가 간극(S) 내에 정확하게 배향 또는 정렬되는 것을 보증한다.

요구에 따라, 홀더의 보유부(24) 내로의 홀 소자(30)의 삽입은 각각의 삽입 경사부(25)(특히 도 5 참조)가 보유부(24)의 모서리에 제공되는 것에 의해 용이해질 수 있다.

홀 소자가 홀더(20) 내로 삽입되면, 자기 코어 부분(16A, 16B), 그 사이 내에 위치되는 홀더(20), 및 그 내에 삽입되는 홀 소자(30)로 구성되는 배열체가 포팅 화합물로 하우징(12) 내에 포팅될 수 있다.

도 8은 추가적인 실시예에 따른 전류 센서를 위한 홀더(20)와 관련되는 자기 코어를 개략적으로 도시한다. 동일한 도면 부호가 선행 실시예로부터 알려져 있는 구성요소에 사용될 것이고, 이러한 관점에서 위의 논의가 참조된다.

도 8에 따른 실시예와 제1 실시예 사이의 차이는 자기 코어가 이러한 실시예에서 원형이고 총 3개의 간극(S)이 제공되는 것에 기인한다. 따라서, 3개의 자기 코어 부분(16A, 16B, 16C)이 있고, 각각은 거의 120˚의 각도 범위에 걸쳐 연장한다. 간극(S)의 각각 내에는 홀더(20)가 배열되고, 홀더(20)는 그에 장착된 홀 소자(30)를 갖는다(이러한 실시예에서 도시되지 않음).

이러한 실시예의 장점은 전류 센서(10)가 내부(14) 내에서의 버스바의 편심 배열에 덜 민감하게 반응한다는 것이다. 버스바가 편심으로 배열되고 그에 따라 하나의 홀 소자(30)로부터 더 멀리 떨어져 배열되면, 버스바는 다른 2개 중 적어도 하나의 홀 소자(30)에 더 근접하게 자동적으로 배열된다. 이것은 전류 세기에 대해 전체적으로 측정되는 신호의 자동 보상으로 이어진다.

도 9는 제3 실시예에 따른 전류 센서를 위한 홀더와 관련되는 자기 코어를 개략적으로 도시한다. 동일한 도면 부호가 선행 실시예로부터 알려져 있는 구성요소에 사용될 것이고, 이러한 관점에서 위의 논의가 참조된다.

도 9에 따른 실시예와 제1 실시예 사이의 차이는 이러한 실시예에 제공되는 자기 코어가 총 4개의 간극(S), 더 구체적으로 대체로 직사각형의 자기 코어(16)의 각각의 직선형 측면 상에 하나의 각각의 간극을 갖는 것에 기인한다. 따라서, 자기 코어(16)는 4개의 자기 코어 부분(16A 내지 16D)으로 구성되고, 각각은 90˚에 걸쳐 연장하는 반경방향 섹션 그리고 그에 인접한 긴 및 짧은 레그를 갖는다. 이러한 실시예에서도, 각각의 간극(S)은 그 내에 배열된 홀더(20)를 갖고, 홀더(20)는 그에 장착된 홀 소자(30)를 갖는다(이러한 실시예에서 도시되지 않음).

제3 실시예에서도, 장점은 전류 센서가 내부(14) 내에서의 버스바의 편심 배열에 덜 민감하게 반응하는 것으로부터 발생한다. 버스바가 편심으로 배열되고 그에 따라 하나의 홀 소자(30)로부터 더 멀리 떨어지면, 버스바는 다른 3개 중 적어도 하나의 홀 소자(30)에 더 근접하게 자동적으로 배열되고, 그 결과로 4개의 간극(S)에서 전체적으로 측정되는 자계는 (적어도 대략) 일정하게 유지된다.

Claims (16)

1. 전류 센서(10)를 위한 센서 조립체이며, 홀 소자(30) 그리고 홀 소자(30)를 위한 적어도 2개의 홀더(20)를 포함하고, 홀더(20)는 강성이며 홀더 각각은 관련된 홀 소자(30)를 위한 보유부(24)를 포함하고, 여기서 홀 소자는 작은 허용오차로 수용되고, 각각의 홀더(20)는 다편 자기 코어(16)에 대한 2개의 접촉 표면(22)을 추가로 갖고,
   홀더(20)를 위한 위치설정 성형체(28)를 갖는 하우징(12)이 제공되고, 하우징(12)에 대한 홀더(20)의 위치는 위치설정 성형체(28)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는, 센서 조립체.
2. 제1항에 있어서, 홀 소자(30)의 신호를 증폭하는 전자 회로가 제공되는 것을 특징으로 하는, 센서 조립체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 보유부(24)는 접촉 표면(22)에 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는, 센서 조립체.
4. 제1항 또는 제2항에 따른 센서 조립체를 포함하는 전류 센서(10)이며, 다편 자기 코어(16)를 갖고, 홀더(20)는 2개의 자기 코어 부분(16A-D) 사이의 간극(S) 내에 배열되고 그에 따라 홀 소자(30)는 자력선이 간극(S)을 통과하는 방향에 직각으로 연장하는, 전류 센서.
5. 제4항에 있어서, 자기 코어(16)는 홀 소자(30)를 갖는 홀더(20)가 각각 배열되는 2개 이상의 간극(S)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
6. 제5항에 있어서, 자기 코어 부분(16A-D)은 홀더(20)에 의해 힘-로킹 방식으로 서로에 연결되고, 그에 의해 자기 코어(16)는 적어도 2개의 간극을 갖고, 각각의 간극은 힘-로킹 방식으로 그 내의 위치에 고정되는 홀더(20)를 갖고, 홀더(20)는 간극 폭을 그 형상에 의해 한정하는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
7. 제4항에 있어서, 하우징(12)이 제공되고, 홀더(20)는 하우징(12)과 일편으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
8. 삭제
9. 제1항 또는 제2항에 따른 센서 조립체를 포함하는 전류 센서(10)에 있어서, 홀더(20)에는 위치설정 성형체(28)가 결합하는 홈(26)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
10. 제9항에 있어서, 홈은 보유부(24)에 대향으로 배향되는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
11. 제10항에 있어서, 평면도에서, 홀더(20)는 H자의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
12. 제4항에 있어서, 보유부(24)는 자기 코어(16)에 의해 포위되는 공간의 중심으로부터 멀어지는 그 측면을 향해 개방되거나, 보유부(24)는 하우징(12)의 후방 측면으로부터 멀어지는 그 측면을 향해 개방되는 것을 특징으로 하는, 전류 센서.
13. 제4항에 따른 전류 센서(10)를 위한 홀더(20)이며, 기계적으로 경질의, 비-자성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는, 홀더(20).
14. 제13항에 있어서, 보유부(24)는 삽입 경사부(25)가 임의로 제공되는 슬롯인 것을 특징으로 하는, 홀더(20).
15. 간극(S)이 제공되는 자기 코어(16)를 포함하는 전류 센서(10)를 조립하는 방법이며,
    - 홀더(20)를 자기 코어(16)의 간극(S)의 2개의 대향 단부 면(18) 사이에 배열하는 단계로서, 홀더(20)에는 홀 소자(30)를 위한 보유부(24)가 제공되는, 단계; 및
    - 홀 소자(30)가 적어도 여유를 갖지 않고 보유부(24) 내로 삽입되는 그러한 방식으로, 이에 끼워진 홀 소자(30)를 갖는 회로 기판(32)을 장착하는 단계
    를 포함하고,
    홀더(20)를 위한 위치설정 성형체(28)를 갖는 하우징(12)에 대한 홀더(20)의 위치는, 위치설정 성형체(28)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 홀 소자(30)를 장착한 후에, 홀 소자(30)가 보유부(24) 내로 삽입되었는지 또는 보유부(24) 외측에 있는지가 전류 센서(10)의 전기적 기능에 기초하여 점검되는 것을 특징으로 하는, 방법.

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