電流感測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般來說，本公開的實施例涉及感測系統(tǒng)，以及更具體來說，涉及由柔性電路所制作的模塊化電流感測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]按常規(guī)，不同電流感測裝置用于測量工業(yè)應(yīng)用中的電流。這些電流感測裝置包括但不限于電流旁路、電流變壓器和霍耳效應(yīng)傳感器。這些電流感測裝置的每個具有一個或多個局限性。例如，電流旁路必須在物理上較大，以操控高電流測量。另外，電流旁路用于高電流測量導(dǎo)致過度加熱。電流變壓器用作電流感測裝置因高電流飽和而引起損耗，因為電流變壓器包括鐵芯。在霍耳效應(yīng)傳感器用作電流感測裝置的情況下，大溫度漂移是主要問題。
[0003]除了上述電流感測裝置之外，羅果夫斯基電流傳感器可用于測量通過交變或瞬態(tài)電流所生成的磁場。傳統(tǒng)羅果夫斯基電流傳感器包括多個串聯(lián)耦合的多個線軸，其中許多匝卷繞于各線軸上。雖然羅果夫斯基電流傳感器可提供比其他電流感測裝置更低費用的解決方案，同時沒有電流飽和問題，傳統(tǒng)羅果夫斯基線圈的組裝需要極大人力卷繞過程，其能夠造成精度和可重復(fù)性難題，從而使大規(guī)模生產(chǎn)的成本保持為比期望要高。另外，常規(guī)羅果夫斯基電流傳感器不是模塊化的，并且因此無法易于縮放成感測多個電流電平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]按照本公開的方面，提供一種檢測單元。檢測單元包括柔性電路，其具有第一側(cè)以及與第一側(cè)相對的第二側(cè)。柔性電路包括其中限定的多個單元，多個單元的每個具有分別與柔性電路的第一側(cè)和第二側(cè)對應(yīng)的第一側(cè)和第二側(cè)。此外，柔性電路包括多個導(dǎo)電繞組，其設(shè)置在多個單元的第一側(cè)和第二側(cè)的至少一個上。此外，柔性電路包括多個單元的每個之間的應(yīng)力降低特征。另外，檢測單元包括密封元件，其配置成按照堆疊配置來固定柔性電路。
[0005]按照本公開的另一方面，提供一種感測系統(tǒng)。感測系統(tǒng)包括剛性支承結(jié)構(gòu)。此外，感測系統(tǒng)包括多個檢測單元，其設(shè)置在剛性支承結(jié)構(gòu)上，使得它們電耦合，其中多個檢測單元包括具有第一側(cè)以及與第一側(cè)相對的第二側(cè)的柔性電路。柔性電路包括其中限定的多個單元，多個單元的每個具有分別與柔性電路的第一側(cè)和第二側(cè)對應(yīng)的第一側(cè)和第二側(cè)。此夕卜，柔性電路包括多個導(dǎo)電繞組，其設(shè)置在多個單元的第一側(cè)和第二側(cè)的至少一個上。柔性電路包括多個單元的每個之間的應(yīng)力降低特征。多個檢測單元包括密封元件，其配置成按照堆疊配置來固定柔性電路。
[0006]按照本公開的又一方面，提供一種制作檢測單元的方法。該方法包括在通過單元邊界所分隔并且在柔性電路上限定的多個單元的至少一側(cè)上印制多個導(dǎo)電繞組。此外，該方法包括降低與柔性電路關(guān)聯(lián)的應(yīng)力。此外，該方法包括:按照交替方式將柔性電路折疊成接近單元邊界，以形成堆疊配置，使得在折疊時，通過導(dǎo)電繞組所生成的磁通量是相互加性的；以及按照堆疊配置來固定柔性電路。
[0007]技術(shù)方案1:一種檢測單元，包括:
柔性電路，具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)，所述柔性電路包括其中限定的多個單元，所述多個單元的每個具有分別與所述柔性電路的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)對應(yīng)的第一側(cè)和第二側(cè)；
多個導(dǎo)電繞組，設(shè)置在所述多個單元的所述第一側(cè)和第二側(cè)的至少一個上；
所述多個單元的每個之間的應(yīng)力降低特征；
以及
密封元件，配置成按照堆疊配置來固定所述柔性電路。
[0008]技術(shù)方案2:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，其中，所述密封元件包括一個或多個包裝層、粘合層或者其組合。
[0009]技術(shù)方案3:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，其中，所述多個導(dǎo)電繞組的至少一個導(dǎo)電繞組設(shè)置在所述多個單元的單元的所述第一側(cè)上，以及至少一個導(dǎo)電繞組設(shè)置在所述單元的所述第二側(cè)上。
[0010]技術(shù)方案4:如技術(shù)方案3所述的檢測單元，還包括連接器，其中所述連接器將所述單元的所述第一側(cè)上設(shè)置的所述至少一個導(dǎo)電繞組和所述單元的所述第二側(cè)上設(shè)置的所述至少一個導(dǎo)電繞組耦合。
[0011]技術(shù)方案5:如技術(shù)方案3所述的檢測單元，其中，所述單元的所述第一側(cè)上設(shè)置的所述至少一個導(dǎo)電繞組和所述單元的所述第二側(cè)上設(shè)置的所述至少一個導(dǎo)電繞組定向成使得在所述導(dǎo)電繞組中流動的電流生成相互加性的磁通量。
[0012]技術(shù)方案6:如技術(shù)方案3所述的檢測單元，其中，所述多個導(dǎo)電繞組在第一取向與第二取向之間交替，并且所述單元的所述第一側(cè)上的所述至少一個導(dǎo)電繞組的取向與所述相鄰單元的所述第一側(cè)上的所述至少一個導(dǎo)電繞組的取向不同。
[0013]技術(shù)方案7:如技術(shù)方案6所述的檢測單元，其中，所述第一取向包括順時針旋轉(zhuǎn)，以及所述第二取向包括逆時針旋轉(zhuǎn)。
[0014]技術(shù)方案8:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，還包括連接通路，其中所述連接通路設(shè)置在所述多個單元的各單元之間，以逐個單元地電耦合所述多個導(dǎo)電繞組。
[0015]技術(shù)方案9:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，其中，所述多個導(dǎo)電繞組按照阿基米德螺旋配置、同心正方形配置或者其組合來印制。
[0016]技術(shù)方案10:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，其中，所述柔性電路折疊成接近所述應(yīng)力降低特征。
[0017]技術(shù)方案11:如技術(shù)方案1所述的檢測單元，還包括所述柔性電路上設(shè)置的一個或多個電子電路。
[0018]技術(shù)方案12:—種感測系統(tǒng)，包括:
剛性支承結(jié)構(gòu)；
多個檢測單元，設(shè)置在所述剛性支承結(jié)構(gòu)上，使得它們電耦合，其中所述多個檢測單元包括
柔性電路，具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)，所述柔性電路包括
其中限定的多個單元，所述多個單元的每個具有分別與所述柔性電路的所述第一側(cè)和第二側(cè)對應(yīng)的第一側(cè)和第二側(cè)；
多個導(dǎo)電繞組，設(shè)置在所述多個單元的所述第一側(cè)和第二側(cè)的至少一個上；
所述多個單元的每個之間的應(yīng)力降低特征；
以及
密封元件，配置成按照堆疊配置來固定所述柔性電路。
[0019]技術(shù)方案13:如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，還包括所述剛性支承結(jié)構(gòu)上設(shè)置的導(dǎo)電跡線，以提供所述多個檢測單元之間的導(dǎo)電通路。
[0020]技術(shù)方案14:如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，還包括在操作上耦合到所述多個檢測單元的放大電路。
[0021]技術(shù)方案15:如技術(shù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述放大電路設(shè)置在所述剛性支承結(jié)構(gòu)上。
[0022]技術(shù)方案16:如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，還包括用于固定地封裝所述感測系統(tǒng)的封裝單元。
[0023]技術(shù)方案17:如技術(shù)方案12所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測單元還包括所述柔性電路上設(shè)置的一個或多個電子電路。
[0024]技術(shù)方案18:—種制作檢測單元的方法，包括:
在通過單元邊界所分隔并且在柔性電路上限定的多個單元的至少一側(cè)上印制多個導(dǎo)電繞組；
降低與所述柔性電路關(guān)聯(lián)的應(yīng)力；
按照交替方式將所述柔性電路折疊成接近所述單元邊界，以形成堆疊配置，使得在被折疊時，由所述導(dǎo)電繞組所生成的磁通量是相互加性的；以及按照所述堆疊配置來固定所述柔性電路。
[0025]技術(shù)方案19:如技術(shù)方案18所述的方法，其中，降低所述應(yīng)力包括在所述多個單元的每個之間的所述邊界上形成應(yīng)力降低特征。
[0026]技術(shù)方案20:如技術(shù)方案18所述的方法，其中，印制多個導(dǎo)電繞組包括:
在所述柔性電路上鋪設(shè)導(dǎo)電種子圖案；以及在所述導(dǎo)電種子圖案上鍍敷導(dǎo)電元件。
[0027]技術(shù)方案21:如技術(shù)方案18所述的方法，其中，印制多個導(dǎo)電繞組包括按照阿基米德螺旋配置、同心正方形配置或者其組合來印制所述多個導(dǎo)電繞組。
[0028]技術(shù)方案22:如技術(shù)方案18所述的方法，還包括形成所述多個單元的各單元之間的連接通路，以逐個單元地電耦合所述多個導(dǎo)電繞組。
[0029]技術(shù)方案23:如技術(shù)方案18所述的方法，還包括在所述柔性電路上印制一個或多個電子電路。
【附圖說明】
[0030]通過參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，將會更好地了解本公開的這些及其他特征、方面和優(yōu)點，附圖中，相似標(biāo)號在附圖中通篇表示相似部件，附圖包括:
圖1是按照本發(fā)明的實施例的示范電流感測系統(tǒng)的圖解表示；
圖2是按照本發(fā)明的實施例、供圖1的示范系統(tǒng)中使用的檢測單元的柔性電路的第一側(cè)的圖解表示； 圖3是按照本發(fā)明的實施例、供圖1的示范系統(tǒng)中使用的、圖2的柔性電路的第二側(cè)的圖解表不;
圖4和圖5是按照本發(fā)明的實施例、供圖1的示范系統(tǒng)中使用的檢測單元的柔性電路上的導(dǎo)電繞組的定向的圖解表示；
圖6是按照本發(fā)明的實施例的示范檢測單元的一實施例的圖解表示；
圖7是按照本發(fā)明的實施例的示范檢測單元的另一個實施例的圖解表示；
圖8是按照本發(fā)明的實施例的示范檢測單元的另一個圖解表示；
圖9是按照本發(fā)明的實施例、具有一個或多個包裝層的示范檢測單元的圖解表示；
圖10A和圖10B是按照本發(fā)明的實施例、供圖1的示范系統(tǒng)中使用的檢測單元的不同視圖的圖解表不;
圖11是表示按照本發(fā)明的實施例、制作檢測單元的示范方法的流程圖；
圖12是本發(fā)明的示范實施例、圖1的示范電流感測系統(tǒng)的詳細(xì)圖解表示；以及圖13和圖14是按照本發(fā)明的實施例、圖1的示范封裝電流感測系統(tǒng)的不同視圖的圖解表示。
【具體實施方式】
[0031]除非另加說明，否則本文所使用的科技術(shù)語具有與本說明書所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍理解的相同的含意。如