CN112394216B - 漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备，属于电子技术领域。该漏电流传感器将磁性传感元件设置在多条电流导线的对称轴或者对称中心所在区域，由此可以实现漏电流检测的功能。并且，由于该漏电流传感器将磁性传感元件和多条电流导线均设置在基板上，该平面式的设置方式相比于相关技术中采用环形磁芯，以及电流导线穿线式的设置方式，有效简化了漏电流传感器的结构，减小了漏电流传感器的体积。

Description

漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备

技术领域

本申请涉及电子技术领域，特别涉及一种漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备。

背景技术

逆变器和不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)等电源设备能够为用电设备提供多相交流电。正常情况下，电源设备提供的各相交流电的相位差为固定值，各相交流电之和应当为零。当各相交流电的相位差发生变化时，各相交流电之和不为零，即各相交流电中存在漏电流，此时将会对用电设备的正常工作造成影响。因此，目前电源设备中一般设置有用于检测漏电流的漏电流传感器。

相关技术中，漏电流传感器一般为磁通门传感器，该磁通门传感器包括：环形的磁芯，绕制在该磁芯上的感应线圈，以及穿过该磁芯的多条电流导线。每条电流导线可以与电源设备中的多相电流输出端中的一相电流输出端连接。该多条电流导线中流过的电流的相位差发生变化时，会使得磁芯的导磁特性发生变化，从而使绕制在磁芯上的感应线圈产生感应信号，该感应信号的大小即可反映漏电流的大小。

但是，由于磁芯呈环形，且电流导线需要采取穿线式的设置方式，使得磁通门传感器的体积较大，占据了电源设备的大量空间。

发明内容

本申请提供了一种漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备，可以解决相关技术中漏电流传感器体积较大的问题，技术方案如下：

一方面，提供了一种漏电流传感器，包括：基板，位于该基板上的一个或多个磁性传感元件，以及位于该基板上的多条相互绝缘的电流导线；该多条电流导线形成轴对称图形，该轴对称图形具有至少一条对称轴，该一个或多个磁性传感元件位于该一条对称轴上；或者，该多条电流导线形成中心对称图形，该一个或多个磁性传感元件位于该中心对称图形的对称中心所在区域。

将磁性传感元件设置在多条电流导线的对称轴或者对称中心所在区域，由此可以实现漏电流检测的功能。并且，由于将磁性传感元件和多条电流导线均设置在基板上，该平面设置方式相比于相关技术中的穿线式的设置方式，有效简化了漏电流传感器的结构，减小了漏电流传感器的体积。

可选的，该轴对称图形可以为非封闭的圆形、非封闭的多边形或者由两条平行设置的电流导线形成的图形。其中，该多边形可以为正多边形，且多边形的每条边可以为直线也可以为弧线。

可选的，该漏电流传感器可以包括：三条电流导线；该轴对称图形可以为该三条电流导线形成的非封闭的等边三角形。在该实现方式中，该一个或多个磁性传感元件可以位于等边三角形的中心所在区域。

可选的，该中心对称图形可以为非封闭的圆形、非封闭的边数为偶数的正多边形或者由两条平行设置的电流导线形成的图形。

可选的，漏电流传感器可以包括：多个磁性传感元件；该多个磁性传感元件可以沿垂直于基板的承载面的方向层叠设置；或者，该多个磁性传感元件可以在基板的承载面内对称排布。

通过设置多个磁性传感元件，可以确保该漏电流传感器的检测精度和可靠性。

可选的，每条电流导线均呈直线型，且该多条电流导线的长度相等，线宽相等。将电流导线设计为直线型可以简化在基板上形成电流导线时的工艺复杂度，降低制造成本。

可选的，该漏电流传感器还可以包括：位于该基板上的屏蔽层；该屏蔽层在该基板上的正投影，可以与每条电流导线在该基板上的正投影以及每个磁性传感元件在该基板上的正投影均重叠。

通过设置屏蔽层，可以实现对外界干扰信号的屏蔽，确保磁性传感元件的检测精度。

可选的，该屏蔽层在该基板上的正投影，可以覆盖该每个磁性传感元件在该基板上的正投影。由此，可以确保有效屏蔽外界干扰信号对磁性传感元件的干扰。

可选的，该漏电流传感器包括：两层屏蔽层；其中一层屏蔽层位于该一个或多个磁性传感元件和该电流导线远离该基板的一侧，另一层屏蔽层位于该基板远离该一个或多个磁性传感元件和该电流导线的一侧。由此，可以有效确保该屏蔽层的屏蔽效果。

可选的，该屏蔽层的材料为软磁材料。该软磁材料制成的屏蔽层不仅可以实现对外界干扰信号的屏蔽，可以放大磁场，由此，即使微弱的漏电流产生的磁场也可以被磁性传感元件检测到，从而有效提高了该磁性传感元件的检测精度。

可选的，该基板包括层叠的第一子基板和第二子基板，该电流导线位于该第一子基板上；该漏电流传感器还包括：位于该第二子基板上的电源导线和信号导线；该第一子基板中设置有过孔，每个磁性传感元件位于该第一子基板上，且穿过该过孔分别与该电源导线和该信号导线连接；其中，该电源导线还用于连接供电电源，该信号导线还用于连接信号处理子电路。

通过采用两个子基板，可以实现电流导线与电源导线和信号导线的异层设置，避免电源导线和信号导线对该电流导线造成干扰，确保磁性传感元件的检测精度。

可选的，该漏电流传感器还可以包括：设置在该基板边缘处的导线引脚；每条电流导线的每一端可以分别与一个导线引脚连接。通过设置导线引脚，可以便于连接该电流导线与外部电路。

其中，该电流导线可以为铜线，该导线引脚可以采用焊锡材料制成。

可选的，该磁性传感元件包括：霍尔元件、互感器元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件；该基板的材料为有机材料或陶瓷材料。

另一方面，提供了一种漏电流检测电路，该电路可以包括：如上述方面提供的漏电流传感器，以及信号处理子电路；该信号处理子电路与该漏电流传感器中的磁性传感元件连接，用于根据该磁性传感元件传输的感应信号，检测该漏电流传感器中多条电流导线中是否存在漏电流。

又一方面，提供了一种电源设备，该电源设备可以包括：如上述方面提供的漏电流检测电路，以及供电电路；该供电电路的电流输出端与该漏电流检测电路包括的漏电流传感器中的电流导线连接。

综上所述，本发明实施例提供了一种漏电流传感器、漏电流检测电路以及电源设备，该漏电流传感器将磁性传感元件设置在多条电流导线的对称轴或者对称中心所在区域，由此可以实现漏电流检测的功能。并且，由于该漏电流传感器将磁性传感元件和多条电流导线均设置在基板上，该平面式的设置方式相比于相关技术中采用环形磁芯，以及电流导线穿线式的设置方式，有效简化了漏电流传感器的结构，减小了漏电流传感器的体积。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种漏电流传感器的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种漏电流传感器在AA方向的截面图；

图3是本发明实施例提供的另一种漏电流传感器的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种漏电流传感器的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的另一种漏电流传感器在AA方向的截面图；

图12是本发明实施例提供的又一种漏电流传感器在AA方向的截面图；

图13是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的一种漏电流传感器在BB方向的截面图；

图15是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图；

图16是本发明实施例提供的一种漏电流检测电路的结构示意图；

图17是本发明实施例提供的一种电源设备的结构示意图。

具体实施方式

相关技术中，为了确保磁通门传感器中磁芯的磁场敏感度，磁芯通常采用纳米晶材料制成，该纳米晶材料的价格昂贵，导致磁通门传感器的材料成本高。并且，为了达到较高的检测精度，磁通门传感器中感应线圈的匝数通常较高，导致磁通门传感器的制造工艺复杂，制造成本较高。

本发明实施例提供了一种漏电流传感器，可以解决相关技术中的磁通门传感器体积较大的问题，并且，还可以解决该磁通门传感器体材料成本和制造成本较高的问题。

图1是本发明实施例提供的一种漏电流传感器的结构示意图，图2是图1在AA方向的截面图。如图1和图2所示，该漏电流传感器可以包括：基板01，位于该基板01上的一个或多个磁性传感元件02，以及位于该基板01上的多条相互绝缘的电流导线03。例如，图1和图2中示出了一个磁性传感元件02以及两条电流导线03。其中，多个是指两个或两个以上，多条是指两条或两条以上。

在本发明实施例中，该多条电流导线03可以形成一个轴对称图形，该轴对称图形具有至少一条对称轴，即一条或多条对称轴。该多条电流导线03中的至少两条电流导线可以位于其中一条对称轴m的两侧，且该一个或多个磁性传感元件02可以位于该一条对称轴m上。例如，多个磁性传感元件02可以等间距排布在该对称轴m上。

或者，该多条电流导线03可以形成一个中心对称图形。该一个或多个磁性传感元件02则可以位于该中心对称图形的对称中心所在区域，该对称中心所在区域即对称中心所在点。例如，每个磁性传感元件02在基板01上的正投影可以覆盖该对称中心在基板01上的正投影。

其中，轴对称图形是指在平面内沿一条直线折叠后，直线两旁的部分能够完全重合的图形，该直线即为轴对称图形的对称轴。中心对称图形是指在平面内绕着某个点旋转180°后能与原来的图形重合的图形，该点即为中心对称图形的对称中心。

在采用该漏电流传感器进行漏电流检测时，可以将漏电流传感器中的每条电流导线03与待检测电路的多相电流输出端中的一相电流输出端连接。若待检测电路输出的各相交流电的相位差固定，即各相交流电中不存在漏电流，则该多条电流导线03在对称轴或者对称中心所在区域处所产生的磁场可以相互抵消，即该对称轴或者对称中心所在区域处的磁场强度接近于0奥斯特(Oe)。若待检测电路输出的各相交流电中存在漏电流，则多条电流导线03在对称轴或者对称中心所在区域处所产生的磁场无法完全抵消，位于对称轴或者对称中心所在区域的磁性传感元件02可以检测到磁场，并可以将检测到的磁场信号转换为感应信号并输出。其中，该感应信号可以为电压信号或电流信号。该感应信号的大小可以反映对称轴或者对称中心所在区域处的磁场强度的大小，进而可以反映该待检测电路输出的多相交流电中的漏电流的大小。

综上所述，本发明实施例提供了一种漏电流传感器，该漏电流传感器将磁性传感元件设置在多条电流导线的对称轴上或者对称中心所在区域，由此可以实现漏电流检测的功能。并且，由于该漏电流传感器将磁性传感元件和多条电流导线均设置在基板上，相比于相关技术中采用环形磁芯，以及电流导线穿线式的设置方式，该平面设置方式有效简化了漏电流传感器的结构，减小了漏电流传感器的体积。

此外，本发明实施例提供的漏电流传感器中，磁性传感元件和电流导线均可以采用传统的印制工艺形成在基板上，其制造工艺较为简单，制造成本较低。且由于磁性传感元件的成本较低，从而有效降低了漏电流传感器的材料成本。

在本发明实施例中，该基板01可以为印制电路板(printed circuit board，PCB)，其材料可以为有机材料或陶瓷材料，或者还可以为除陶瓷材料以外的其他无机材料。该磁性传感元件02可以为集成电路(integrated circuit，IC)，其体积较小，便于设置在基板上，可以有效缩减该漏电流传感器的体积。

可选的，该磁性传感元件02可以包括：霍尔元件、互感器元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件或磁性隧道结元件等。其中，磁性隧道结元件可以为隧穿磁电阻(tunneling magneto resistance，TMR)传感器。该TMR传感器的灵敏度较高，可以实现对纳特斯拉(nT)量级的磁场的检测，从而可以实现对微弱漏电流的检测。

需要说明的是，在本发明实施例中，该多条电流导线03的形状相同，长度相等，且线宽也相等。例如，参考图1，每条电流导导线03可以均呈直线型，将电流导线03设计为直线型，可以简化在基板01上形成电流导线03时的工艺复杂度，降低制造成本。或者参考图3，每条电流导线04可以均呈弧线型。其中，对于弧线型的电流导线，电流导线的长度可以是指弧长。

由于制造工艺精度的限制，电流导线03的形状、长度和线宽可能存在一定误差。在本发明实施例中，多条电流导线03的形状相同可以是指每条电流导线03的形状与固定形状的误差在一定误差范围内。多条电流导线03的长度相等可以是指每条电流导线03的长度与固定长度的长度误差在一定误差范围内。多条电流导线03的线宽相等可以是指每条电流导线03的线宽与固定线宽的线宽误差在一定误差范围内。并且，可以根据对漏电流传感器检测精度的要求，设定电流导线03的长度误差和宽度误差的误差范围。例如，电流导线03的长度误差的误差范围可以为：不大于固定长度的10％或30％，宽度误差的误差范围可以为：不大于固定宽度的10％或30％。

在本发明实施例中，对于该多条电流导线03形成轴对称图形的场景，作为一种可选的实现方式，该每条电流导线03可以呈弧线型，该轴对称图形可以为该多条电流导线形成的非封闭的圆形。

例如，参考图3，该漏电流传感器可以包括两条电流导线03，该轴对称图形可以为该两条电流导线03形成的非封闭的圆形。或者，参考图4，该漏电流传感器可以包括三条电流导线03，该轴对称图形可以为该三条电流导线03形成的非封闭的圆形。

作为另一种可选的实现方式，该轴对称图形可以为该多条电流导线形成的非封闭的多边形。该多边形可以为正多边形或者可以为菱形。该多边形的每条边可以为直线也可以为弧线。并且，该多边形的每条边可以由一条电流导线形成，或者也可以由多条间隔且共线的电流导线组成。其中，该多条间隔且共线的电流导线可以与同一相电流输出端连接。

例如，参考图5，该漏电流传感器可以包括三条呈直线型的电流导线03，该轴对称图形可以为该三条电流导线03形成的非封闭的等边三角形(即正三角形)。或者，参考图6，该漏电流传感器可以包括三条呈弧线型的电流导线03，该轴对称图形可以为该三条电流导线03形成的非封闭的圆弧三角形(也称勒洛三角形或弧三角形)。又或者，参考图7和图8，该漏电流传感器可以包括四条呈直线型的电流导线03，该轴对称图形可以为该四条电流导线03形成的如图7所示的非封闭的菱形，或者如图8所示的非封闭的正方形。

作为再一种可选的实现方式，如图1所示，该轴对称图形可以为由两条平行设置的电流导线03形成的图形。也即是，该漏电流传感器可以包括两条呈直线型、轴对称且平行设置的电流导线03。

或者，参考图9，该漏电流传感器包括的两条呈直线型的电流导线03也可以不平行，即两条电流导线03的延伸方向可以相交。

对于该多条电流导线03形成中心对称图形的场景，参考图3和图4，该中心对称图形可以非封闭的圆形。或者，参考图8，该中心对称图形可以为非封闭的边数为偶数的正多边形。又或者，如图10所示，该中心对称图形可以为由两条平行设置的电流导线03形成的图形，从图10可以看出，该中心对称图形不为轴对称图形。

需要说明的是，在本发明实施例中，该漏电流传感器中设置的电流导线03的条数可以根据漏电流传感器所应用的待检测电路输出的多相交流电的相数进行灵活设计，即该电流导线03的条数可以等于待检测电路输出的交流电的相数。上文分别以两条电流导线、三条电流导线和四条电流导线为例进行了说明。当待检测电路输出的交流电的相数为N，且N为大于4的整数时，漏电流传感器中设置的电流导线03的条数也可以为N。并且，该N条电流导线03可以围成非封闭的正N边形或者圆形。例如，当N＝5时，该N条电流导线03可以围成非封闭的正五边形。

在本发明实施例中，该漏电流传感器可以包括一个或多个磁性传感元件02。当该漏电流传感器仅包括一个磁性传感元件02时，可以确保该漏电流传感器的成本较低。当该漏电流传感器包括多个磁性传感元件02时，可以有效提高该漏电流传感器的可靠性和检测精度。

其中，对于该漏电流传感器包括多个磁性传感元件02的方案，如图11所示，该多个磁性传感元件02可以沿垂直于基板01的承载面的方向层叠设置。或者，如图3和图8所示，该多个磁性传感元件02可以在该基板01的承载面内对称排布。例如，对于多条电流导线03形成轴对称图形的方案，参考图3，该多个磁性传感元件02可以对称排布在该对称轴m上。并且，该多个磁性传感元件02可以以该对称轴m上与各条电流导线的端点距离相等或距离相近(例如距离最相近)的一点为对称点对称排布。对于多条电流导线03形成中心对称图形的方案，参考图8，该多个磁性传感元件02可以以该对称中心o为对称点对称排布。

需要说明的是，当漏电流传感器中仅包括一个磁性传感元件02时，或者包括多个层叠设置的磁性传感元件02时，对于多条电流导线03形成轴对称图形的方案，若该轴对称图形仅包括一个对称轴，则该一个磁性传感元件02或者多个层叠设置的磁性传感元件02可以位于该对称轴上的任一点所在区域。并且，为了提高检测精度，该一个磁性传感元件02或者多个层叠设置的磁性传感元件02，可以位于该对称轴上与各条电流导线03的端点距离相等或距离相近(例如距离最相近)的一点所在区域。示例的，对于图9所示的方案，该一个磁性传感元件02或者多个层叠设置的磁性传感元件02，可以位于以该两条电流导线03为腰形成的等腰三角形的顶角平分线的中点所在区域。其中，中点是指将一条线段分为两条相等的线段的点。

对于多条电流导线03形成轴对称图形的方案，若该轴对称图形包括多条对称轴，则该一个磁性传感元件02或者多个层叠设置的磁性传感元件02，可以位于该多条对称轴的交点所在区域，由此可以进一步确保该漏电流传感器的检测精度。

图12是图1在AA方向的又一种截面图，如图12所示，该漏电流传感器还可以包括：位于该基板01上的一层或多层屏蔽层04。例如，图12中示出了两层屏蔽层04。该屏蔽层04在该基板01上的正投影，可以与该电流导线03在该基板01上的正投影以及每个磁性传感元件02在该基板01上的正投影均重叠。该屏蔽层04可以屏蔽外界干扰信号，从而确保磁性传感元件03的检测精度。

可选的，形成该屏蔽层04的材料可以软磁材料，该软磁材料可以包括铁氧体、金属粉芯、非晶材料和纳米晶材料中的一种或多种。其中，铁氧体可以为锰锌铁氧体。该由软磁材料形成的屏蔽层04不仅可以起到屏蔽外界干扰信号的作用，还可以起到放大磁场的作用，即该屏蔽层04具有聚磁和屏蔽的功能。由此，即使微弱的漏电流产生的磁场也可以被磁性传感元件03检测到，从而有效提高了该磁性传感元件03的检测精度。

在本发明实施例中，为了确保屏蔽层04的聚磁和屏蔽效果，每层屏蔽层04在该基板01上的正投影，可以覆盖每个磁性传感元件02在该基板01上的正投影。也即是，每个磁性传感元件02在该基板01上的正投影，均可以位于屏蔽层04在该基板01上的正投影之内。并且每层屏蔽层04在该基板01上的正投影，可以覆盖每条电流导线03在该基板01上的正投影的部分或者全部。例如，为了有效提高屏蔽层04的聚磁和屏蔽效果，每条电流导线03在该基板01上的正投影，也可以均位于屏蔽层04在该基板01上的正投影之内。

可选的，参考图12，该漏电流传感器可以包括：两层屏蔽层04。其中一层屏蔽层04可以位于该一个或多个磁性传感元件02和该电流导线03远离该基板01的一侧，另一层屏蔽层04可以位于该基板01远离该一个或多个磁性传感元件02和该电流导线03的一侧。

通过将该一个或多个磁性传感元件02，以及该电流导线03设置于两层屏蔽层04之间，可以确保对漏电流产生的磁场的有效放大，以及对外界干扰信号的有效屏蔽，从而进一步确保了该磁性传感元件03的检测精度。

图13是本发明实施例提供的再一种漏电流传感器的结构示意图，如图13所示，该基板01可以为多层基板，其可以包括层叠的第一子基板011和第二子基板012。该电流导线03可以位于该第一子基板011上。该漏电流传感器还可以包括：位于该第二子基板012上的电源导线05和信号导线06。

该第一子基板011中设置有过孔(图中未示出)，每个磁性传感元件02可以位于该第一子基板011上，并可以穿过该过孔分别与该电源导线05和该信号导线06连接。其中，该电源导线05还可以用于连接供电电源，供电电源可以通过该电源导线05为该磁性传感元件02供电。该信号导线06还可以用于连接信号处理子电路，磁性传感元件02可以通过该信号导线06将感应信号传输至信号处理子电路，以便信号处理子电路根据该感应信号判断是否存在漏电流。

通过采用两个子基板，可以实现电流导线03与电源导线05和信号导线06的异层设置，避免电源导线05和信号导线06对该电流导线03造成干扰，确保磁性传感元件03的检测精度。

需要说明的是，漏电流传感器中包括多个层叠设置的磁性传感元件02时，参考图11，该漏电流传感器可以包括多个层叠设置的第一子基板011，每个磁性传感元件02可以设置在一个第一子基板011上。

还需要说明的是，该基板01还可以包括除该第一子基板011和第二子基板012之外的其他子基板。该第一子基板011和第二子基板012可以为基板01中相邻的两层子基板，也可以为不相邻的两层子基板，本发明实施例对此不做限定。

可选的，图14是图1在BB方向的截面图，如图14所示，该漏电流传感器还可以包括：设置在该基板01边缘处的导线引脚07。每条电流导线03的每一端可以分别与一个导线引脚07连接。即电流导线03的末端可以与导线引脚07连接，电流导线03可以通过该导线引脚07与待检测电路的电流输出端连接。

示例的，参考图14，该电流导线03和导线引脚07可以位于基板01的不同侧，电流导线03可以通过基板01上的过孔与该导线引脚07连接。当然，电流导线03和导线引脚07也可以位于基板01的同一侧，此时，电流导线03可以直接与导线引脚07连接。

需要说明的是，在本发明实施例中，该电流导线03、电源导线05、信号导线06以及导线引脚07均可以由金属材料制成。例如，各个导线均可以由铜制成，导线引脚07可以由焊锡材料制成。

还需要说明的是，电源导线05远离磁性传感元件02的一端，以及信号导线06远离磁性传感元件02的一端也可以分别与一个导线引脚07连接。也即是，该基板01的边缘处可以设置有与电流导线03连接的导线引脚07、与电源导线05连接的导线引脚07以及与信号导线06连接的导线引脚07。

在本发明实施例中，如图12和图14所示，该漏电流传感器还可以包括外壳08，该基板01，以及设置在基板01上的各个元件可以均封装在该外壳08内。可选的，该外壳08可以采用塑料制成。

参考图14还可以看出，该漏电流传感器还可以包括多条连接线09，每条连接线09的一端位于外壳08内，并与一个导线引脚07连接，另一端位于外壳08外，用于与外部电路连接。其中，该连接线09可以为金属线，例如可以为铜线。

在本发明实施例中，若某个导线引脚07与电流导线03连接，则与该导线引脚07连接的连接线09的另一端可以与待检测电路的电流输出端连接。若某个导线引脚07与电源导线05连接，则与该导线引脚07连接的连接线09的另一端可以与供电电源连接。若某个导线引脚07与信号导线05连接，则与该导线引脚07连接的连接线09的另一端可以与信号处理子电路连接。

下文分别以漏电流传感器包括两条电流导线和三条电流导线为例，对本发明实施例提供的漏电流传感器的使用方法进行介绍。

一方面，若该漏电流传感器包括两条电流导线03，则该漏电流传感器所应用的待检测电路可以为提供相位差为180度的双相交流电的电源设备，即该漏电流传感器可以对双相交流电中的漏电流进行检测。在使用该漏电流传感器进行漏电流检测时，可以将每条电流导线分别与电源设备的一相电流输出端连接。并且，在连接时，如图3、图9、图10和图13所示，需使得两条电流导线03中流过的电流的方向相反。

由于两条电流导线03中流过的电流的方向相反，因此可以确保在该两条电流导线03中流过的电流的相位差为180度时，该两条电流导线03在其对称轴m或者对称中心所在区域产生的磁场能够相互抵消。由此，当该两条电流导线03中流过的电流的相位差发生变化时，即存在漏电流时，两条电流导线03在其对称轴m或者对称中心所在区域产生的磁场无法完全抵消，磁性传感元件02即可检测到磁场的变化并输出感应信号。

另一方面，若该漏电流传感器包括三条电流导线03，则该漏电流传感器所应用的待检测电路可以为提供相位差为120度的三相交流电的电源设备，即该漏电流传感器可以对三相交流电中的漏电流进行检测。在使用该漏电流传感器进行漏电流检测时，可以将每条电流导线分别与电源设备的一相电流输出端连接。并且，在连接时，如图4至图6所示，需使得三条电流导线03中流过的电流的方向呈顺时针或者逆时针排布，且每相邻两条电流导线03中流过的电流的相位差为120度。

由于三条电流导线03中流过的电流的方向呈顺时针或逆时针排布，因此可以确保在每相邻两条电流导线03中流过的电流的相位差为120度时，三条电流导线03在其对称中心所在区域产生的磁场能够相互抵消。由此，当该三条电流导线03中流过的电流的相位差发生变化时，即存在漏电流时，该三条电流导线03在其对称中心所在区域产生的磁场无法完全抵消，磁性传感元件02即可检测到磁场的变化并输出感应信号。

需要说明的是，本发明实施例提供的漏电流传感器除了可以用于对多相交流电中的漏电流进行检测，还可以对直流电流进行检测，即可以用于检测多路直流电流的电流值是否相等。

例如，若该漏电流传感器包括两条电流导线03，则该漏电流传感器可以用于检测两路直流电流的电流值是否相等。在使用该漏电流传感器进行检测时，可以将每条电流导线分别与一个直流电输出端连接。并且，在连接时，如图15所示，需使得两条电流导线03中流过的电流的方向相同。由于两条电流导线03中流过的电流的方向相同，因此可以确保在两条电流导线03中流过的电流的电流值相等时，两条电流导线03在其对称轴m或者对称中心所在区域产生的磁场能够相互抵消。由此，当两条电流导线03中流过的电流的电流值不等时，两条电流导线03在其对称轴m所在区域产生的磁场无法完全抵消，磁性传感元件02即可检测到磁场的变化并输出感应信号。

若该漏电流传感器包括三条电流导线03，则该漏电流传感器可以用于检测三路直流电流的电流值是否相等。在使用该漏电流传感器进行检测时，可以将每条电流导线分别与一个直流电流输出端连接。并且，在连接时，参考图4至图6，需使得三条电流导线03中流过的电流的方向呈顺时针或者逆时针排布。由于三条电流导线03中流过的电流的方向呈顺时针或逆时针排布，因此可以确保在各条电流导线03中流过的电流的电流值均相等时，三条电流导线03在其对称中心所在区域产生的磁场能够相互抵消。由此，当该三条电流导线03中流过的电流的电流值不等时，该三条电流导线03在其对称中心所在区域产生的磁场无法完全抵消，磁性传感元件02即可检测到磁场的变化并输出感应信号。

综上所述，本发明实施例提供了一种漏电流传感器，该漏电流传感器将磁性传感元件设置在多条电流导线的对称轴或者对称中心所在区域，由此可以实现漏电流检测的功能。并且，由于该漏电流传感器将磁性传感元件和多条电流导线均设置在基板上，相比于相关技术中采用环形磁芯，以及电流导线穿线式的设置方式的结构，有效简化了漏电流传感器的结构，减小了漏电流传感器的体积。例如，相关技术中的磁通门传感器的尺寸一般为70毫米(mm)×50mm×40mm，而本发明实施例提供的漏电流传感器由于采用了平面电路结构，其尺寸可以缩减为40mm×40mm×20mm，有效减少了在电源设备中的占用空间。

此外，磁性传感元件和电流导线均可以采用传统的印制工艺形成在基板上，其制造工艺较为简单，制造成本较低，可以有效提高制造效率，以及提高产品的一致性，使产品质量更可靠。并且，由于磁性传感元件的成本较低，从而有效降低了漏电流传感器的材料成本。

本发明实施例还提供了一种漏电流检测电路，如图16所示，该电路可以包括：如上述实施例提供的漏电流传感器10，以及信号处理子电路20。

该信号处理子电路20可以与该漏电流传感器10中的磁性传感元件02连接，用于根据该磁性传感元件02传输的感应信号，检测该漏电流传感器10中多条电流导线03中是否存在漏电流。

可选的，该信号处理子电路20中可以预先存储有信号值范围，当信号处理子电路20检测到该磁性传感元件02传输的感应信号的信号值不处于该信号值范围内时，可以确定存在漏电流。

在本发明实施例中，该信号处理子电路20可以用专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)实现，或可编程逻辑器件(programmable logicdevice，PLD)实现，上述PLD可以是复杂程序逻辑器件(complex programmable logicaldevice，CPLD)，现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。

本发明实施例还提供了一种电源设备，如图17所示，该电源设备可以包括：如上述实施例提供的漏电流检测电路100，以及供电电路200。

其中，该供电电路200的电流输出端可以与该漏电流检测电路100包括的漏电流传感器10中的电流导线连接。

可选的，如图17所示，该电源设备还可以包括与该供电电路200连接的控制电路300。该漏电流检测电路100中的信号处理子电路20可以与该控制电路300连接。信号处理子电路20可以在检测到漏电流时，向该控制电路300发送漏电流提示信号，控制电路300可以响应于该漏电流提示信号，控制该供电电路200调整其输出的各相交流电的相位差，或者直接控制供电电路200停止工作。

在本发明实施例中，该控制电路300也可以用ASIC或PLD实现。该电源设备可以为逆变器或者UPS等。

以上所述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种漏电流传感器，其特征在于，包括：基板，位于所述基板上的一个或多个磁性传感元件，以及位于所述基板上的多条相互绝缘的电流导线；

多条所述电流导线形成轴对称图形，所述轴对称图形具有至少一条对称轴，多条所述电流导线中的至少两条所述电流导线位于其中一条对称轴的两侧，且一个或多个所述磁性传感元件位于所述一条对称轴上；

或者，多条所述电流导线形成中心对称图形，一个或多个所述磁性传感元件位于所述中心对称图形的对称中心所在区域。

2.根据权利要求1所述的漏电流传感器，其特征在于，所述轴对称图形为非封闭的圆形、非封闭的多边形或者由两条平行设置的所述电流导线形成的图形。

3.根据权利要求2所述的漏电流传感器，其特征在于，所述漏电流传感器包括：三条所述电流导线，所述轴对称图形为非封闭的等边三角形。

4.根据权利要求1所述的漏电流传感器，其特征在于，所述中心对称图形为非封闭的圆形、非封闭的边数为偶数的正多边形或者由两条平行设置的所述电流导线形成的图形。

5.根据权利要求1至4任一所述的漏电流传感器，其特征在于，所述漏电流传感器包括：多个所述磁性传感元件；

多个所述磁性传感元件沿垂直于所述基板的承载面的方向层叠设置；

或者，多个所述磁性传感元件在所述基板的承载面内对称排布。

6.根据权利要求1至4任一所述的漏电流传感器，其特征在于，每条所述电流导线均呈直线型，且多条所述电流导线的长度相等，线宽相等。

7.根据权利要求1至4任一所述的漏电流传感器，其特征在于，所述漏电流传感器还包括：位于所述基板上的屏蔽层；

所述屏蔽层在所述基板上的正投影，与每条所述电流导线在所述基板上的正投影以及每个所述磁性传感元件在所述基板上的正投影均重叠。

8.根据权利要求7所述的漏电流传感器，其特征在于，所述屏蔽层在所述基板上的正投影，覆盖每个所述磁性传感元件在所述基板上的正投影。

9.根据权利要求7所述的漏电流传感器，其特征在于，所述漏电流传感器包括：两层所述屏蔽层；

其中一层所述屏蔽层位于一个或多个所述磁性传感元件和所述电流导线远离所述基板的一侧，另一层所述屏蔽层位于所述基板远离一个或多个所述磁性传感元件和所述电流导线的一侧。

10.根据权利要求7所述的漏电流传感器，其特征在于，所述屏蔽层的材料为软磁材料。

11.根据权利要求1至4任一所述的漏电流传感器，其特征在于，所述基板包括层叠的第一子基板和第二子基板，所述电流导线位于所述第一子基板上；

所述漏电流传感器还包括：位于所述第二子基板上的电源导线和信号导线；

所述第一子基板中设置有过孔，每个所述磁性传感元件位于所述第一子基板上，且穿过所述过孔分别与所述电源导线和所述信号导线连接；

其中，所述电源导线还用于连接供电电源，所述信号导线还用于连接信号处理子电路。

12.根据权利要求1至4任一所述的漏电流传感器，其特征在于，所述漏电流传感器还包括：设置在所述基板边缘处的导线引脚；

每条所述电流导线的每一端分别与一个所述导线引脚连接。

13.一种漏电流检测电路，其特征在于，所述电路包括：如权利要求1至12任一所述的漏电流传感器，以及信号处理子电路；

所述信号处理子电路与所述漏电流传感器中的磁性传感元件连接，用于根据所述磁性传感元件传输的感应信号，检测所述漏电流传感器中多条所述电流导线中是否存在漏电流。

14.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括：如权利要求13所述的漏电流检测电路，以及供电电路；

所述供电电路的电流输出端与所述漏电流检测电路包括的漏电流传感器中的电流导线连接。

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