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電源板及電力測量系統.pdf

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電源板 電力 測量 系統
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摘要
申請專利號:

CN201110034827.0

申請日:

2011.01.30

公開號:

CN102170062B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01R 13/02申請日:20110130|||公開
IPC分類號: H01R13/02; H01R13/10; H01R13/502; H01R13/648; H01R13/66; G01R21/08 主分類號: H01R13/02
申請人: 富士通株式會社; 富士通電子零件有限公司
發明人: 曾根田弘光; 壺井修; 中澤文彥; 長尾尚幸
地址: 日本國神奈川縣川崎市
優先權: 2010.01.29 JP 2010-019166
專利代理機構: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003 代理人: 鄭特強;付永莉
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110034827.0

授權公告號:

102170062B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2011.10.12|||2011.08.31

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種電源板及電力測量系統,其中的電源板包括:電連接到電源的匯流排;允許多個電源插頭分別插入其中的多個插座;從匯流排分支出并將電源的電流分別供應到插座的配電棒;以及分別設置為測量流經多個配電棒中的相應配電棒的電流的多個電流測量單元。本發明可提高電流測量的精度。

權利要求書

1.一種電源板,包括:匯流排,電連接到電源;多個插座,多個電源插頭分別能插入到所述多個插座中;多個配電棒,從所述匯流排分支出并將所述電源的電流分別供應到所述多個插座;以及多個電流測量單元,分別測量流經所述多個配電棒的電流。2.根據權利要求1所述的電源板,其中,所述多個配電棒中的每個配電棒沿與所述匯流排的延伸方向垂直的方向延伸。3.根據權利要求1所述的電源板,其中,所述電流測量單元包括:圍繞所述多個配電棒中的一個配電棒并在內部形成有間隙的磁芯;以及設置在所述間隙中的霍爾元件。4.根據權利要求3所述的電源板,其中,所述霍爾元件的磁感應表面與所述匯流排的延伸方向垂直。5.根據權利要求3所述的電源板,其中,所述霍爾元件的磁感應器位于所述磁芯的面向所述間隙的間隙表面的中央附近,而不位于所述磁芯的所述間隙表面的邊緣部分。6.根據權利要求3所述的電源板,還包括電路板,所述磁芯和所述霍爾元件固定到所述電路板上。7.根據權利要求6所述的電源板,其中,所述電路板上設有磁屏蔽件,所述磁屏蔽件豎立在所述間隙的旁側。8.根據權利要求6所述的電源板,還包括:下蓋,所述下蓋中容納所述匯流排和所述電路板,并且所述下蓋設有豎立在所述下蓋的內表面上的多個L形肋,其中所述電路板中形成有多個開口,所述多個L形肋分別經由所述開口插入,并且每個磁芯被保持在經由各個開口插入的一對L形肋之間。9.根據權利要求8所述的電源板,其中,在每個L形肋的頂端上設有爪部,所述爪部構造為保持所述磁芯的上表面。10.根據權利要求9所述的電源板,其中,在所述爪部的下方、所述磁芯的側面中形成凹槽,所述凹槽的寬度和深度足以允許所述爪部配合到所述凹槽中。11.根據權利要求3所述的電源板,還包括構造為在與所述磁芯的上表面接觸的同時朝向所述電路板按壓所述多個磁芯的板。12.根據權利要求6所述的電源板,還包括:上蓋,在所述上蓋中相應于所述多個插座形成用于插入所述電源插頭的多個開口;以及彈性體,所述彈性體構造為在與所述上蓋的內表面和所述磁芯的上表面接觸的同時朝向所述電路板按壓所述磁芯。13.根據權利要求6所述的電源板,其中,在所述配電棒的端部上設有一對用于插入所述電源插頭的觸頭,并且所述觸頭附近的所述配電棒與所述電路板之間的間距設定為小于所述匯流排附近的所述配電棒與所述電路板之間的間距。14.根據權利要求6所述的電源板,其中,所述配電棒上設有支柱,并且所述支柱固定在所述電路板上。15.根據權利要求1所述的電源板,其中,所述匯流排設有用于保持所述配電棒的一對保持件,所述配電棒的主表面由所述保持件保持,并且所述配電棒的被保持在該對保持件之間的部分被倒角。16.根據權利要求1所述的電源板,還包括運算器,所述運算器將所述電源的電壓乘以由所述多個電流測量單元分別測量得到的各個電流從而計算分別連接到所述多個插座的多個電子裝置各自消耗的電力大小。17.一種電源板,包括:第一匯流排,電連接到電源的一個極;多個第一觸頭,與所述第一匯流排一體形成,所述第一觸頭允許電源插頭的兩個插頭片中的一個插頭片插入所述第一觸頭之間;第二匯流排,電連接到所述電源的另一極;保持件,與所述第二匯流排一體設置;多個配電棒,所述配電棒的主表面被保持在所述保持件之間;多個第二觸頭,設置在所述配電棒上,所述第二觸頭允許所述電源插頭的兩個插頭片中的另一插頭片插入所述第二觸頭之間;以及多個電流測量單元,所述電流測量單元用于測量流經所述配電棒中的相應一個配電棒的電流,其中通過在彎折加工中彎折具有相同平面形狀的導電板來制造所述第一匯流排和所述第二匯流排。18.根據權利要求17所述的電源板,還包括保持接地并具有多個第三觸頭的第三匯流排,所述第三觸頭允許所述電源插頭的接地端子插入所述第三觸頭之間,其中通過在彎折加工中彎折具有相同平面形狀的導電板來制造所述第一匯流排、所述第二匯流排以及所述第三匯流排。19.一種電力測量系統,包括:多個電流測量單元,每個所述電流測量單元構造為測量流經多個配電棒中的相應一個配電棒的電流,所述配電棒從電源板的匯流排分支出并將電能分別供應到多個插座;以及程序,所述程序將電源的電壓乘以各個測量得到的電流從而計算分別連接到所述多個插座的多個電子裝置各自消耗的電力大小。20.根據權利要求19所述的電力測量系統,其中,所述程序儲存在記錄介質中。

說明書

電源板及電力測量系統

技術領域

本發明涉及一種電源板及電力測量系統。

背景技術

近年來,考慮到逐漸增長的電力需求和全球環境,越來越傾向于節約家庭和辦公室的電力消耗。隨著能源節約趨勢的增長,正努力頻繁地關閉電子裝置和檢查空調的溫度設定等。

為了顯示出這些努力實際節省了多少能量,提出了各種測量電力消耗的方法。

然而,這些方法中的任一種都難以精確測量各個電子裝置的電力消耗。

例如,提出了對家庭內插座設置用于測量電力消耗的終端以及測量連接到插座的電子裝置的電力消耗的方法。然而,當電源板連接到一個壁裝電源插座并且多個電子裝置連接到電源板時,該方法具有下面的問題:盡管電源板能夠測量多個電子裝置的總的電力消耗,但電源板不能分別測量各個電子裝置的電力消耗。

在另一方法中,在通過住宅內的配電盤分配的電力的上游電源線上設置用于測量電力消耗的電流傳感器。然而,這種方法不能顯示出通過配電盤分配的電力的下游的各個電源線中消耗的電力的量。

應該注意到,在特開平09-84146、11-313441以及2001-663330號公報中披露了與本申請相關的技術。

發明內容

本發明的目的是在電源板和電力測量系統的領域中測量連接到電源板的多個插座上的電子裝置的電力消耗。

根據在此闡述的一個方案,提供了一種電源板,該電源板包括:電連接到電源的匯流排;允許多個電源插頭分別插入其中的多個插座;從匯流排分支出并將電源的電流分別供應到多個插座的多個配電棒;以及分別測量流經多個配電棒的電流的多個電流測量單元。

根據在此闡述的另一方案,提供了一種電源板,該電源板包括:電連接到電源的一個極上的第一匯流排;與第一匯流排一體形成的多個第一觸頭;第一觸頭允許電源插頭的兩個插頭片中的一個插頭片插入到所述第一觸頭之間;電連接到電源的另一極上的第二匯流排;與第二匯流排一體形成的保持件;多個配電棒,配電棒的主表面被保持在所述保持件之間;設置在配電棒上的多個第二觸頭,第二觸頭允許電源插頭的兩個插頭片中的另一插頭片插入到所述第二觸頭之間;以及多個電流測量單元,用于測量流經多個配電棒中的相應配電棒的電流,其中通過在彎折加工中彎折具有相同平面形狀的導電板制造第一匯流排和第二匯流排。

根據在此闡述的又一方案,提供了一種電力測量系統,該電力測量系統包括:多個電流測量單元,每個電流測量單元設置為測量流經多個配電棒中的相應配電棒的電流,配電棒從電源板的匯流排分支出并將電能分別供應到多個插座;以及將電源的電壓乘以各個測量得到的電流從而計算分別連接到多個插座的多個電子裝置各自消耗的電力大小的程序。

根據下面的描述,可利用由電流測量單元測量的流經配電棒的電流計算連接到電源板的多個電子裝置的電力消耗。

而且,由于配電棒從電源板的匯流排分支出,所以由匯流排產生的磁場不平行于由配電棒產生的磁場。因此,當電流測量單元基于由配電棒產生的磁場測量電流時,測量得到的電流中不太可能包含由匯流排產生的磁場的影響,所以可提高電流測量的精度。

附圖說明

圖1是根據第一實施例的電源板的外觀圖;

圖2是當電源板的上蓋和下蓋移除時根據第一實施例的電源板的外觀圖;

圖3是根據第一實施例的電源板中的電流測量單元及其附近的立體放大圖;

圖4是根據第一實施例的電源板中包含的霍爾元件的電路圖;

圖5是根據第一實施例的電源板中包含的霍爾元件的平面圖;

圖6是用于說明在根據第一實施例的電源板中,霍爾元件的感磁面、第二匯流排以及配電棒之間的位置關系的立體圖;

圖7是在電源板的上蓋移除的狀態下根據第一實施例的電源板的外觀圖;

圖8是根據第一實施例的電源板中包含的傳輸電路部分的功能方框圖;

圖9是用于說明根據第一實施例的電力測量系統的示意圖;

圖10是用于說明第二實施例中的模擬的立體圖;

圖11A和圖11B分別是示出了第二實施例中的磁場強度的模擬結果的視圖;

圖12是根據第三實施例的配電棒和第二匯流排的立體放大圖;

圖13是根據第四實施例的配電棒和第二匯流排的側視圖;

圖14A和圖14B分別是示出了在第四實施例中非直線形成配電棒的情況的側視圖;

圖15是示出了根據第五實施例的磁芯和磁芯周圍區域的立體圖;

圖16是在第五實施例中從磁芯上方觀察的第一電路板的俯視圖;

圖17是示出了根據第六實施例的磁芯和磁芯周圍區域的立體圖;

圖18是根據第六實施例的磁芯和L形肋的側視圖;

圖19是根據第七實施例的磁芯的立體圖;

圖20是示出了在第七實施例中磁芯附連到第一電路板的方法的立體圖;

圖21是示出了根據第八實施例的磁芯和磁芯周圍區域的立體圖;

圖22是示出了第八實施例中使用的上蓋的上表面的外觀圖;

圖23是第九實施例中第一電路板和磁芯的立體圖;

圖24是示出了在第九實施例中板附連方法的局部立體圖(部分1);

圖25是示出了在第九實施例中板附連方法的局部立體圖(部分2);

圖26是根據第十實施例的磁芯的立體圖;

圖27是根據第十實施例的磁芯的俯視圖;

圖28是根據第十一實施例的配電棒的各部分的立體圖;

圖29是示出了在第十一實施例中配電棒的各部分組裝成一個單元的狀態的立體圖;

圖30是示出了在第十一實施例中配電棒的各部分組裝成一個單元的狀態的側視圖;

圖31是在第十二實施例中用作各個匯流排原始板的導電板的立體圖;

圖32是在第十二實施例中通過使導電板經受彎折加工獲得的第一匯流排的立體圖;

圖33是在第十二實施例中通過使導線板經受彎折加工獲得的第二匯流排的立體圖;

圖34是在第十二實施例中通過使導線板經受彎折加工獲得的第三匯流排的立體圖;

圖35是根據第十二實施例的電源板的立體圖。

具體實施方式

(第一實施例)

圖1是根據第一實施例的電源板1的外觀圖。

電源板1用于將交流電源分配到多個插座1a。由電源插頭2和電源線3供給交流電源。另外,電源板1具有由樹脂制成并相互螺接的上蓋6和下蓋5。

在上蓋6中形成有與多個插座1a對應的多對第一開口6a及第二開口6b。每對第一開口6a及第二開口6b允許外部電源插頭7插入其中。

各第一開口6a具有大體矩形的平面形狀以便允許電源插頭7的插頭片8和9中的相應插頭片插入其中。另外,各第二開口6b具有大體半圓形的平面形狀以便允許接地端子10插入其中。

圖2是當上蓋6和下蓋5移除時根據第一實施例的電源板的外觀圖。

如圖2所示,電源板1中設有第一匯流排11至第三匯流排13。可例如通過使金屬板(例如,黃銅板)經受沖壓加工并隨后經受彎折加工來制造匯流排11至13。

在匯流排11至13之中,第一匯流排11和第二匯流排12通過電源線3(見圖1)分別電連接到交流電源AC的兩極A+和A-,而第三匯流排13通過電源線3保持在接地電位。

另外,第一匯流排11具有多對第一觸頭11a,每對觸頭允許外部電源插頭7的插頭片8和9中的插頭片8插入所述第一觸頭之間。

同時,第二匯流排12具有沿第二匯流排12的延伸方向以恒定間隔排布的多對保持件12a。

每對保持件12a保持配電棒17的主表面,并在配電棒17的端部設有一對第二觸頭17a。每對第二觸頭17a與多對第一觸頭11a中的相應一對觸頭形成一對,并且每對第二觸頭允許電源插頭7的插頭片9插入所述第二觸頭之間。

第三匯流排13具有多對第三觸頭13a,并且每對第三觸頭13a允許電源插頭7的接地端子10插入所述第三觸頭之間。

配電棒17下方設有第一電路板20。

第一電路板20設有多個電流測量單元30,每個電流測量單元設置為測量流經多個配電棒17的相應配電棒中的電流。

圖3是每一電流測量單元30及其附近的立體放大圖。

每個電流測量單元30包括與多個配電棒17中的一個配電棒對應、固定附連到第一電路板20的磁芯21。磁芯21形成為導致圍繞流經匯流排17的電流產生的磁場匯集,且磁芯21沿磁場的路徑形成為大體的環形形狀。磁芯21的材料不予以特別地限制,在該實施例中使用較容易獲得的物質,鐵素體,作為磁芯21的材料。

另外,每個電流測量單元30包括設于磁芯21的間隙21a中的霍爾元件22。霍爾元件22依據間隙21a中的磁場強度估計流經匯流排17的電流值,并且霍爾元件22通過焊接等方式安裝在第一電路板20上。

第一電路板20上設有多個電流測量單元30,第一電路板20是單件電路板。因此,與對每個電流測量單元30均設置電路板的情況相比,可實現部件數目的減少和組裝過程的簡化。

圖4是霍爾元件22的電路圖。

如圖4所示,霍爾元件22具有基于砷化鎵的磁感應器23以及運算放大器24。

當在電源端子22a與接地端子22b之間施加電壓Vcc的狀態下,磁感應器23暴露于磁場時,磁感應器23根據磁場的強度產生電位差ΔV。電位差ΔV被運算放大器24放大,之后從輸出端子22c輸出到外部。

圖5是霍爾元件22的平面圖。

如圖5所示,磁感應器23由樹脂26密封,從而使磁感應器位于感磁面PM的平面內。隨后,霍爾元件22檢測貫穿磁感應器23的磁場中的垂直于感磁面PM的磁場分量,隨后從輸出端子22c輸出與該磁場分量的大小相當的輸出信號。

應該注意到,端子22a至22c通過焊接等方法電連接到第一電路板20(參照圖3)中的配線。

上述的霍爾元件22與諸如變流器的其它磁場測量元件相比尺寸較小。因此,不會引起帶霍爾元件22的電源板的尺寸增大的問題。

進一步,變流器利用磁場隨著時間的波動產生的感應電流來測量磁場的大小。因此,變流器的測量對象局限于交流磁場。同時,霍爾元件22具有也可測量靜磁場強度的優點。

而且,霍爾元件22與變流器相比價格較低。因此,霍爾元件22可防止電源板的成本提高。

圖6是用于說明霍爾元件22的感磁面PM與第二匯流排12和配電棒之間的位置關系的立體圖。

感磁面PM設定為平行于配電棒17的延伸方向D1。在這種設置下,由流經配電棒17的電流產生的磁場H1沿大體垂直于感磁面PM的方向穿過感磁面PM。因此,這種構造可提高霍爾元件22的電流檢測敏感度。

另外,在該實施例中,配電棒17的延伸方向D1設定為不平行于第二匯流排12的延伸方向D2。因此,在第二匯流線12處產生的磁場H2不會沿垂直于感磁面PM的方向穿過感磁面PM。由此,為測量在配電棒17處產生的磁場H1設置的霍爾元件22意外地檢測到在第二匯流排12處產生的磁場H2的風險減小了。因此,可防止發生在霍爾元件22的磁場檢測結果中包含有磁場H1以外的磁場的影響導致的串音。由此,提高了霍爾元件22對磁場H1的測量精度。

具體地,當配電棒17的延伸方向D1設置為垂直于第二匯流線12的延伸方向D2時,感磁面PM也垂直于延伸方向D2。因此,在第二匯流線12處產生的磁場H2沒有垂直于感磁面PM的分量,因而進一步提高了霍爾元件22對磁場H1的測量精度。

圖7是在上蓋6移除的狀態下電源板1的外觀圖。

如圖7所示,下蓋5中配置有用于在其中容納第二電路板25的傳輸電路部分27。

第一電路板20和第二電路板25分別設有連接器35和36,并在這些連接器35和26之間連接有通訊電纜37。

通訊電纜37的作用在于:將經由電源線3供給的驅動霍爾元件22(參照圖3)所需的電力供給到第一電路板20。通訊電纜37的作用還在于將每個霍爾元件22的輸出信號傳輸到第二電路板25。

圖8是傳輸電路部分27的功能方框圖。

如圖8所示,傳輸電路部分27具有頻率傳感器31、AD轉換器32、運算器33以及輸出端口34。頻率傳感器31檢測流經電源線3的交流電的頻率。AD轉換器32使從霍爾元件22輸出的模擬信號數字化。

傳輸電路部分27如下工作。

首先,各個霍爾元件22輸出表示流經多個配電棒17中相應配電棒的電流的模擬電流信號SIA。

作為模擬值的模擬電流信號SIA通過AD轉換器32數字化,并轉換為數字電流信號SID。

頻率傳感器31例如為光電耦合器,用于檢測流經連接到交流電源AC的電源線3的交流電的頻率,之后輸出與所述頻率同步從“0”升至“1”的頻率信號SP。例如,當交流電的頻率為50Hz時,頻率信號SP也以50Hz的頻率從“0”升至“1”。

運算器33測量頻率信號SP中信號上升的頻率,之后將該頻率識別為交流電源的頻率T。進一步,運算器33使用64/T作為采樣頻率,之后以該采樣頻率接收數字電流信號SID。

應該注意到,運算器33不局限于特定的處理器,在該實施例中使用8位MPU(微處理器)作為運算器33。

在下文中,運算器33格式化數字電流信號SID使其符合USB(通用串行匯流排)標準,之后將格式化信號作為輸出信號SOUT輸出到輸出端口34。

應該注意到,輸出信號SOUT的標準不局限于USB標準,可格式化數字電流信號SID使其符合諸如有線LAN(局域網)、無線LAN等可選的標準。

另外,可在運算器33上設置乘法器。在這種情況中,通過將交流電源AC的電壓乘以數字電流信號SID得到分別連接到配電棒17的各個電子裝置消耗的電能。在這種情況中,關于配電棒17的電能作為輸出信號SOUT輸出。

接著,描述使用電源板1的電力測量系統。

圖9是用于說明根據該實施例的電力測量系統60的示意圖。

當使用電源板1時,如圖9所示,將電源插頭2插入壁裝電源插座48中。

隨后,將第一電子裝置41至第四電子裝置44的電源插頭41a至44a分別插入到電源板1的插座1a中。應該注意的是,電子裝置不必連接到所有的插座1a,在多個插座1a之中可以有未使用的插座1a。

進一步,使用諸如USB電纜的信號電纜45將諸如個人計算機的電子計算機46連接到電源板1的輸出端口34。

在這種構造中,從各個插座1a供給到每個電子裝置41至44中的電流的值作為輸出信號SOUT輸入到電子計算機46。

電子計算機46設有諸如硬盤驅動器的存儲器46a。存儲器46a中存儲用于分別計算由各個電子裝置41至44消耗的電能的程序47。在此,程序47通過將電源的電壓乘以輸出信號SOUT中包含的電流來計算電能。

將程序47存儲在存儲單元46a中的方法不局限于任何特定的方法。例如,電子計算機46可利用電子計算機46的圖未示的CD(壓縮磁盤Compact?Disk)驅動等讀取儲存在諸如CD的記錄介質49中的程序47,并由此將程序47存儲在存儲器46a中。

在使用時,程序47加載到RAM(隨機存取存儲器)46b中,諸如CPU的運算器46c利用程序47分別對每個電子裝置41至44計算所述電子裝置41至44的電力消耗。隨后,計算結果顯示在每個插座1a的監視器51上。

當在運算器33(參照圖8)上設置乘法器時,不必通過電子計算機46執行上述的計算,對于各個插座1a在輸出信號SOUT中包含的電能顯示在監視器51上。

隨后,使用者可觀察監視器51并由此實時掌握每個電子裝置41至44所消耗的電力的大小。由此,使用者可獲得關于判斷為節省能源是否需要減小由各個電子裝置41至44消耗的電力的信息。

另外,可在電子計算機46中設置數據庫46d,電子裝置41至44在預定時間段內消耗的總電力可儲存在數據庫46d中。因此,可獲得用于判斷是否需減小電力的附加信息。

根據上述的實施例,如參照圖9所描述的,可分別監視連接到電源板1的電子裝置41至44的電力消耗量。

而且,如參照圖6所述的,由于配電棒17從第二匯流排12分支出,所以配電棒17的延伸方向D1與第二匯流排12的延伸方向D2不平行,因而減小了霍爾元件22意外地測量到在第二匯流排12處產生的磁場H2的風險。因此,可通過多個霍爾元件22中相應的霍爾元件以較高精度檢測流經各個配電棒17的電流,并可提高各個電子裝置41-44的電力消耗量的計算值的可靠性。

(第二實施例)

在該實施例中,描述了磁芯21與霍爾元件22之間的優選位置關系。

圖10是用于描述本申請的發明人實施的模擬的立體圖。

如圖10所示,模擬了與間隙21a面對的磁芯21的間隙表面21b上的磁場強度。

圖11A和圖11B分別示出了磁場強度的模擬結果。

圖11A中配電棒17與霍爾元件22之間的距離W1不同于圖11B中配電棒17與霍爾元件22之間的距離W2。圖11A中的霍爾元件22與圖11B中的霍爾元件22相比,設置在更靠近配電棒17的位置。

如圖11A和圖11B所示,已驗證在靠近配電棒17的位置處,間隙表面21b的邊緣部分21e中的磁場強度大幅減小。

基于上述發現,為了確保霍爾元件22檢測磁場的測量精度,磁感應器23優選地設置在磁場的空間波動較小的間隙表面21b的中央附近。

然而,當霍爾元件22安裝在第一電路板20(參照圖3)上時,預計霍爾元件22與第一電路板20之間具有一定程度的位置偏差,因此,難以精確定位磁感應器23,并且磁感應器23可能位于間隙表面21b的中央附近區域的外部。具體地,當如圖11A所示的間距W1設定為較小時,磁感應器23很有可能位于邊緣部分21e中磁場很弱的區域中。在這種情況中,難以確保霍爾元件22檢測磁場的測量精度。

為了解決這個問題,考慮到在安裝霍爾元件22時霍爾元件22的位置偏差,優選地使間距W2設置得盡可能大,由此,即使產生位置偏差也可防止磁感應器23位于邊緣部分21e中。在這種構造中,磁場傳感器23不位于邊緣部分21e中,而確實位于間隙表面21b的中央部分C附近。因此,可通過磁感應器23測量中央部分C附近的空間上近似均勻的磁場,從而提高了磁場測量的可靠性。

進一步,可使間隙表面21b的面積充分大于磁感應器23的面積。這種構造增大了在間隙表面21b中磁場大體均勻的區域,并由此可減小磁感應器23位于空間上磁場劇烈變化的區域,例如邊緣部分21e中。因此,可提高由霍爾元件22檢測磁場的測量精度。

然而,當間距W2因間隙表面21b的面積增大而變得過大時,磁感應器23與配電棒17過度分離。在這種情況中,具有因磁感應器23處的磁場強度減小而使得霍爾元件22對磁場的檢測敏感度減小的問題。

為了解決這個問題,間隙表面21a的高度B2優選地保持在霍爾元件22的高度A2的1.5至2.5倍左右,從而防止磁感應器23處的磁場因間隔W2增大而弱化。

(第三實施例)

本實施例與第一實施例的區別僅在于配電棒17的形式,本實施例的其它構造與第一實施例的構造相同。

圖12是根據本實施例的配電棒17和第二匯流排12的立體放大圖。

如圖12所示,配電棒17在組裝過程中插入到第二匯流排12的一對保持件12a之間。這時,優選地,預先倒角配電棒17的被保持在保持件12a之間的部分,由此在配電棒17的角部形成倒角部分17g。在這種構造中,允許倒角部分17g與保持件12a滑動接觸,由此允許在組裝過程中將配電棒17順暢和輕易地插入到一對保持件12a之間。

對形成倒角部分17g的方法不予以特別限制。然而,優選地通過利用模具的模壓加工來形成倒角部分17g,因為這種方法與切割加工相比花費更少的工時。

(第四實施例)

該實施例與第一實施例的區別僅在于配電棒17的形式,該實施例的其它構造與第一實施例的構造相同。

圖13是配電棒17和第二匯流排12的側視圖。

在圖13的實例中,配電棒17形成為直線狀。直線狀形成的配電棒17由下蓋5的肋5a支撐,每個肋5a的高度為L0。

圖14A和圖14B分別是示出了配電棒17形成為非直線狀的情況的側視圖。

在圖14A的實例中,在靠近第二觸頭17a的一側在配電棒17上設置朝向第一電路板20延伸的延伸部分17c。

在這種構造中,第一電路板20與第二觸頭17a附近的配電棒17之間的間距D1小于第一電路板20與第二匯流排12附近的配電棒17之間的間距D2。

因此,支撐配電棒17的肋5a的高度L1小于肋5a在圖13中所示的高度L0。因此,在這種構造中下蓋5可薄型化。

同時,在圖14B的實例中,配電棒17形成為橋狀,以便第二觸頭17a附近的配電棒17可更靠近第一電路板20。在這種構造中,間距D1也小于間距D2。因此,肋5a的高度L2可小于肋5a在圖13中示出的高度L0。因此,在這種構造中可實現下蓋5的厚度的減小。

(第五實施例)

圖15是示出根據第五實施例的磁芯21和磁芯21周圍區域的立體圖。

本實施例與第一實施例的區別僅在于磁芯21的附連方法,本實施例的其它構造與第一實施例的構造相同。

如圖15所示,在該實施例中,第一電路板20中形成有多個開口20a,L形肋5b分別插入到開口20a中。

用于形成L形肋5b的方法不予以特別限制。然而,從減少部件數量的角度出發,優選地,L形肋5b豎直形成在下蓋5(參照圖7)的內表面上,且與下蓋5一體成型。

圖16是從磁芯上方觀察的第一電路板20的俯視圖。

如圖16所示,兩個L形肋5b相對于具有矩形截面形狀的磁芯21沿對角線方向設置。這時,兩個L形肋5b相互協作保持磁芯21。

因此,磁芯21不再需要附連到第一電路板20,并可減少附連所需的步驟數目。

而且,在這種結構中磁芯21未固定到第一電路板20。因此,即使第一電路板20熱膨脹,間隙21a的寬度G也不會隨著熱膨脹發生波動。因此,可抑制由寬度G的波動引起的間隙21a中的磁場變化。由此可保持通過霍爾元件22檢測磁場的測量精度。

(第六實施例)

圖17是示出磁芯21和磁芯21周圍區域的立體圖。

本實施例與第五實施例的區別僅在于肋5b的形式,本實施例的其它構造與第五實施例的構造相同。

如圖17所示,在每個L形肋5b上設置延伸部分5c,并在延伸部分5c的頂端進一步形成爪部5d。

圖18是磁芯21和L形肋5b的側視圖。

如圖18所示,爪部5d設置為保持磁芯21的上表面21c。

在此,磁芯21通過設于L形肋5b上的爪部5d壓向第一電路板20。因此,可防止磁芯21從L形肋5b中移位。

(第七實施例)

圖19是根據本實施例的磁芯21的立體圖。

在本實施例中,如圖19所示,在磁芯21的側面21d上分別設置凹槽21e。本實施例的其它構造與第六實施例的構造相同。

圖20是示出磁芯21附連到第一電路板20的方法的立體圖。

每個凹槽21e的寬度和深度足以允許爪部5d配合到凹槽21e中。因此,當磁芯21在附連過程中朝向第一電路板20下移時,爪部5d置于凹槽21e中。由此,可防止因磁芯21與爪部5滑動接觸而損壞磁芯21。

(第八實施例)

圖21是示出了根據本實施例的磁芯21和磁芯21的周圍區域的立體圖。

在本實施例中,如圖21所示,在磁芯21的上表面上設置彈性體38。本實施例的其它構造與第五實施例的構造相同。

圖22是示出了與彈性體38一起使用的上蓋6的內表面的外觀圖。

如圖22所示,上蓋6的內表面6c具有與彈性體38接觸的局部區域R。

彈性體38的作用在于:在與內表面6c的局部區域R和磁芯21的上表面接觸的同時朝向第一電路板20按壓磁芯21。

使用彈性體38調節磁芯21沿磁芯21的高度方向M(參照圖21)的運動。因此,彈性體38可防止磁芯21從第一電路板20中移位。

彈性體38的材料不予以特別限制,但優選地使用不太可能損壞磁芯21的柔軟海綿或橡膠作為彈性體38的材料。進一步,可使用可沿高度方向M伸縮的彈簧作為彈性體38。

應該注意到,所有的磁芯21可共同使用一個彈性體38,而不是如圖21所示對多個磁芯21設置多個彈性體38。

(第九實施例)

圖23是本實施例中第一電路板20和磁芯21的立體圖。

在該實施例中,如圖23所示,設有板39。板39在與多個磁芯21的上表面接觸的同時朝向第一電路板20按壓多個磁芯21。本實施例的其它構造與第五實施例的構造相同。

圖24和圖25分別是示出了板39的附連方法的立體圖。

如圖24所示,在下蓋5的內表面上設有突起5e,每個突起5e均包括形成于其中的螺紋孔。

如圖25所示,突起5e穿過第一電路板20的開口20b插入,之后通過螺釘40固定到板39。

使用板39調節磁芯21沿其高度方向的運動。因此,板39可防止磁芯21從第一電路板20中移位。

板39的材料不予以特別限制,但從防止磁芯21在板39與磁芯21接觸時受到損壞的角度出發,優選地使用樹脂板作為板39的材料。

(第十實施例)

圖26是根據本實施例的磁芯21的立體圖,圖27是根據本實施例的磁芯21的俯視圖。

如圖26和圖27所示,在本實施例中,磁屏蔽件50豎立在第一電路板20上。本實施例的其它構造與第五實施例的構造相同。

每個磁屏蔽件50設置在磁芯21的間隙21a旁側,并起到防止不必要的磁場從磁芯21的外部進入間隙21a中的作用。

例如,可使用具有高透磁率的材料作為具有這種功能的磁屏蔽件50的材料。透磁率很高的材料具有捕捉外部磁場并允許外部磁場穿透材料本身的特性。因此,當具有高透磁率的材料用作磁屏蔽件50的材料使用時,磁屏蔽件50捕捉試圖進入間隙21a中的外部磁場。因此,可防止霍爾元件22對磁場的測量精度因外部磁場的影響而降低。

在具有高透磁率的材料之中,優選地使用具有高透磁率和高飽和磁通密度且具有低的保持力的鐵磁材料作為磁屏蔽件50的材料。作為這種材料的實例,可使用電磁軟鐵,電磁鋼板,透磁合金,鐵、硅、硼的化合物的非晶態材料以及通過促使非晶態材料結晶化得到的微結晶帶等。

另外,可通過諸如粘結、焊接等的任何方法將磁屏蔽件50固定在第一電路板20上。

應該注意到,每個磁屏蔽件50的尺寸范圍內優選地形成為足以有效防止外部磁場進入間隙21a中。例如,磁屏蔽件50的寬度A1優選地大于間隙21a的寬度G但小于磁芯21的寬度B1。另外,磁屏蔽件50的高度A2優選地大于霍爾元件22的高度但小于間隙21a的高度B2。

(第十一實施例)

圖28是示出根據本實施例的配電棒17的各部分的立體圖。本實施例與第一實施例的區別僅在于配電棒17的形式,本實施例的其它構造與第一實施例的構造相同。

如圖28所示,在本實施例中,配電棒17分為感應部分17b和接觸部分17c。

在這些部分之中,感應部分17b設有支柱17d。同時,接觸部分17c除一對第二觸頭17a以外還設有一對保持件17e。

圖29是示出感應部分17b和接觸部分17c組裝成一個單元的狀態的立體圖。

如圖29所示,感應部分17b的一端被保持在接觸單元17c的一對保持件17e之間,而感應部分17b的另一端被保持在第二匯流排12的一對保持件12a之間。

而且,通過粘結、焊接等方法將感應部分17b的支柱17d固定在第一電路板20上。

圖30是示出了感應部分17b和接觸部分17c組裝成一個單元的狀態的側視圖。

如上所述,在本實施例中,支柱17d固定在第一電路板20上。因此,即使在插頭片8或9插入一對第一觸頭17a之間或從一對第一觸頭17a中移除時對感應部分17b施加力,感應部分17b與霍爾元件22之間的距離X也不會改變。

因此,可防止在感應部分17b的存在霍爾元件22的部分處的磁場強度因距離X的變化而波動。

(第十二實施例)

在本實施例中,對制造第一實施例中描述的第一匯流排11至第三匯流排13的方法進行說明。

圖31是用作匯流排11至13的原始板的導電板55的立體圖。

通過使用模具加工黃銅板并設置多個突起55a來成形導電板55。

圖32至圖34是通過使導電板55經受彎折加工獲得的第一匯流排11至第三匯流排13的立體圖。

如圖32至圖34所示,通過上述的彎折加工,多個突起55a形成為與第一匯流排11一體設置的第一觸頭11a、與第二匯流排12一體設置的第二觸頭12a、或者與第三匯流排13一體設置的第三觸頭13a。

以此方式,在該實施例中,可通過改變一個平坦的導電板55的彎折部位或彎折方向很容易地制造第一匯流排11至第三匯流排13。因此,可降低第一匯流排11至第三匯流排13的制造成本。

圖35是包括由前述方法制造的第一匯流排11至第三匯流排13的電源板1的立體圖。在圖35中省略了上蓋5和下蓋6(參照圖1)的圖示。

在該實施例中,由于可如上所述地降低匯流排11至13的制造成本,所以可實現其中包含匯流排11至13的電源板1的低成本化。

本文引用的所有實例和條件性語句旨在用于傳授目的,以幫助讀者理解發明人深入本技術領域所提出的發明和概念,且本發明不局限于這些具體引用的實例和條件,本說明書中描述的這些實例的結構也不用于展示本發明的優點和缺點。盡管詳細地描述了本發明的多個實施例,但應該理解的是,可在不背離本發明的原理和范圍的情況下對本發明進行各種修改、替換以及變型。

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