一種高精密軟性電壓互感器及其制作方法
【專利摘要】一種高精密軟性電壓互感器，其在軟裝條上設有定位槽，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路分別設置在安裝槽內，第一線路和第三線路相對于軟裝條對稱設置，第二線路和第四線路相對于軟裝條對稱設置，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路為設置在FPC上的傾斜的銅線，FPC內側面上對應于銅線兩端分別設有壓接焊點，壓接焊點與相應的銅線相連接，第一線路和第二線路上的壓接焊點壓接在一起，使第一線路和第二線路上的銅線形成一個回路線圈，第三線路和第四線路上的壓接焊點壓接在一起，使第三線路和第四線路上的銅線形成一個回路線圈，第一線路和第三線路端頭分別設有一個入線接口，第二線路和第四線路端頭分別設有一個出線接口。
【專利說明】一種高精密軟性電壓互感器及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明公開一種電壓互感器，特別是一種高精密軟性電壓互感器及其制作方法。【背景技術】
[0002]在交流電壓測量技術中，針對電壓的取樣方式，目前常用的方法為電阻取樣、變壓互感器取樣以及霍爾電壓傳感器取樣三種方式。目前，現有技術中的變壓互感器通常是由高導磁材料(如硅鋼片)、初級線圈、次級線圈和帶絕緣的殼體材料三部分組成。它存在以下問題:1、線圈在繞制過程中繞制分布不均勻、松緊度不一致，從而容易導致非線性盲點誤差，以及性能不一致，精度不一致等。2、電壓互感器整體體積大，占用空間大。3、形態固定，相關的產品設計和工程的靈活空間不夠，不能向薄、小、異形方向想象。
【發明內容】
[0003]針對上述提到的現有技術中的交流電壓互感器存在的線圈繞制問題，本發明提供一種高精密軟性電壓互感器結構，其通過FPC上制作線路，代替傳統電壓互感器中的線圈，解決上述問題。
[0004]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種高精密軟性電壓互感器，電壓互感器包括第一線路、第二線路、第三線路、第四線路和軟裝條，軟裝條上設有定位槽，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路分別設置在安裝槽內，第一線路和第三線路相對于軟裝條對稱設置，第二線路和第四線路相對于軟裝條對稱設置，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路為設置在FPC上的傾斜的銅線，FPC內側面上對應于銅線兩端分別設有壓接焊點，壓接焊點與相應的銅線相連接，第一線路和第二線路上的壓接焊點壓接在一起，使第一線路和第二線路上的銅線形成一個回路線圈，第三線路和第四線路上的壓接焊點壓接在一起，使第三線路和第四線路上的銅線形成一個回路線圈，第一線路和第三線路端頭分別設有一個入線接口，第二線路和第四線路端頭分別設有一個出線接口。
[0005]一種如上述的高精密軟性電壓互感器的制造方法，該方法為在FPC上定制傾斜的銅線作為線路，將上下兩層FPC的線路通過壓接焊點焊接在一起，形成一條回路線圈，通過定制銅線的粗細、走向方式，即銅線的傾斜方向，銅線間的間距，通過這三個參數的方式來調整銅線的匝數和通過電流的能力，以滿足不同參數的需要。
[0006]本發明解決其技術問題采用的技術方案進一步還包括:
所述的第一線路設置在第一 FPC上，第二線路設置在第二 FPC上，第三線路設置在第三FPC上，第四線路設置在第四FPC上，第一 FPC和第三FPC并排設置，第二 FPC和第四FPC并排設置。
[0007]所述的第一 FPC和第三FPC下方設置有第一高導磁合金條，第二 FPC和第四FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
[0008]所述的第一線路和第二線路分別設置在第一 FPC上，第一 FPC上設有相對獨立的第一線路區和第二線路區，第三線路和第四線路分別設置在第二 FPC上，第二 FPC上設有相對獨立的第三線路區和第四線路區。
[0009]所述的第一 FPC下方設置有第一高導磁合金條，第二 FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
[0010]所述的第一線路設置在第一 FPC上，第二線路設置在第二 FPC上，第三線路設置在第三FPC上，第四線路設置在第四FPC上，第一 FPC和第三FPC層疊設置，第一 FPC設置在第三FPC上方，第二 FPC和第四FPC層疊設置，第二 FPC設置在第四FPC下方，第一 FPC的寬度比第三FPC的寬度寬，第二 FPC的寬度比第四FPC的寬度寬，第一 FPC和第三FPC之間設有絕緣紙，第二 FPC和第四FPC之間設有絕緣紙。
[0011]所述的第三FPC下方設置有第一高導磁合金條，第四FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
[0012]所述的軟裝條上開有定位孔，定位孔內設置有用于將各層組裝材料進行定位的定位釘。
[0013]所述的第一線路、第二線路、第三線路和第四線路上的銅線分別相互平行設置。
[0014]所述的第一線路、第二線路、第三線路和第四線路上的銅線分別均勻設置。
[0015]所述的電壓互感器為多圈式電壓互感器、異形電壓互感器或圓形電壓互感器。
[0016]所述的方法包括下述步驟:
A、備料:準備附著有第一線路、第二線路、第三線路和第四線路的FPC，以及第一高導磁合金條、絕緣紙、定位釘、軟裝條和第二高導磁合金條；
B、包覆:采用絕緣紙包裹上第一高導磁合金條和第二高導磁合金條；
C、組裝:將FPC、第一高導磁合金條、絕緣紙、第二高導磁合金條和第二FPC依次層疊設置在軟裝條的定位槽內；
D、壓合:通過熱壓方式，將第一線路和第三線路上的壓接焊點焊接起來，形成一條回路線圈，通過熱壓方式，將第二線路和第四線路上的壓接焊點焊接起來，形成另一條回路線圈；
E、成型:將制作好的條狀材料卷曲呈所需形狀的電壓互感器。
[0017]本發明的有益效果是:本發明提供一種軟體可變形的結構方式，其占用空間小、使用靈活，適用場合寬泛，解決常規的電壓互感器形體固定、大而導致的使用時靈活度不夠的問題；本發明在軟性電路材料(FPC)上，可定制銅線粗細、銅線走向、銅線間的分布密度，來替代繞制銅線線圈，解決繞制不均勻，松緊度不一致的問題，提高了產品的精密度和性能一致性。
[0018]下面將結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例一分解狀態結構示意圖。
[0020]圖2為本發明實施例一總裝正視結構示意圖。
[0021]圖3為本發明實施例一 FPC正面結構示意圖。
[0022]圖4為本發明實施例一 FPC背面結構示意圖。
[0023]圖5為本發明實施例二分解狀態結構示意圖。
[0024]圖6為本發明實施例二總裝正視結構示意圖。[0025]圖1為本發明實施例二 FPC正面結構示意圖。
[0026]圖8為本發明實施例二 FPC背面結構示意圖。
[0027]圖9為本發明實施例三分解狀態結構示意圖。
[0028]圖10為本發明實施例三總裝正視結構示意圖。
[0029]圖11為本發明中軟裝條結構示意圖。
[0030]圖12為本發明中高導磁合金條結構示意圖。
[0031]圖13為本發明中絕緣紙結構示意圖。
[0032]圖14為本發明中實施例三FPC正面結構示意圖。
[0033]圖15為本發明中實施例三FPC背面結構示意圖。
[0034]圖16為圖15中A局部放大結構示意圖。
[0035]圖17為圖15中B局部放大結構示意圖。
[0036]圖18為本發明成品實施例一立體結構示意圖。
[0037]圖19為本發明成品實施例二立體結構示意圖。
[0038]圖20為本發明成品實施例三立體結構示意圖。
[0039]圖中，1-第一 FPC，101-第三FPC，102-第四FPC，103-第一線路區，104-第二線路區，105-第三線路區，106-第四線路區，2-第一高導磁合金條，3-第一絕緣紙，301-第三絕緣紙，302-第四絕緣紙，4-定位釘，5-軟裝條，6-第二高導磁合金條，7-第二絕緣紙，8-第二 FPC，9-線路，10-壓接焊點，11-定位槽，12-電壓互感器。
【具體實施方式】
[0040]本實施例為本發明優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本發明保護范圍之內。
[0041]本發明保護一種軟性電壓互感器，即在一個軟性材料主體上集成有初級線圈和次級線圈，其具體結構可分為如下幾個具體的實施方式:
實施例一:請參看附圖1至附圖4以及附圖11至附圖17，本實施例中，主要包括第一FPC1、第三FPC101、第一高導磁合金條2、第一絕緣紙3、定位釘4、軟裝條5、第二高導磁合金條6、第二絕緣紙7、第四FPC102和第二 FPC8，軟裝條5為本發明的支撐結構，為本發明中所有的部件的安裝和定位裝置，本實施例中，軟裝條5采用硅膠、橡膠、尼龍類的軟性材料制成，其自身為對稱結構，軟裝條5中間開設有定位槽11，用于放置和固定安裝高導磁合金條用，同時還可以為絕緣紙和FPC的放置和連接等提供位置和空間，軟裝條5上還可有定位孔，定位孔內設置有定位釘4，用于將各層組裝材料進行定位之用。本實施例中，第一高導磁合金條2和第二高導磁合金條6可采用超薄的合金條狀結構，也可以采用粉末狀高導磁材料，將其設置在條狀位置中，填充密封。第一絕緣紙3包裹在第一高導磁合金條2外側，第二絕緣紙7包裹在第二高導磁合金條6外側，使高導磁合金條和FPC之間實現絕緣。
[0042]本實施例中，FPC為軟性電路材料，俗稱軟性電路板，目前市場通用技術，本實施例中，在FPC上定制線路，實現符合本發明使用的FPC。本發明中，由于FPC設有上下兩側，所以將FPC的靠近產品外側一面定義為FPC的外側面，將FPC靠近產品中間一面定義為FPC的內側面。本實施例中，第一 FPCl和第三FPClOl并排設置，第一 FPCl和第三FPClOl之間相互絕緣，第一 FPCl和第三FPClOl上分別設有一個入線接口，本實施例中，第一 FPCl和第三FPClOl的長度和與第一高導磁合金條2相同；同樣，第二 FPC8和第四FPC102并排設置，第二 FPC8和第四FPC102之間相互絕緣，第二 FPC81和第四FPC102上分別設有一個出線接口，本實施例中，第二 FPC8和第四FPC102的長度和與第二高導磁合金條6相同，第一 FPCl與第二 FPC8呈鏡像設置，即第一 FPCl與第二 FPC8相對于軟裝條對稱設置，第三FPClOl與第四FPC102呈鏡像設置，即第三FPClOl與第四FPC102相對于軟裝條對稱設置。第一 FPCl、第二 FPC8、第三FPClOl與第四FPC102結構相同，其外側面上印制有線路9，線路9采用傾斜設置的且相互平行的銅線形成，各個銅線之間均勻分布，FPC的外側面上絲印數字標示，對應銅線的匝數，通過數字標示可以計算線圈的匝數，從而可以清楚的知曉線圈繞制了多少匝數，且對應于每條線路9的兩個端頭位置處分別設有一個壓接焊點10，壓接焊點10與相應的線路9電連接，本實施例中，將第一 FPCl和第二 FPC8上相對應的壓接焊點10通過熱壓方式焊接起來(這種工藝方式為通用技術，在此不做詳細描述)，就形成了一條回路線圈。本發明中，通過定制銅線的粗細、走向方式(即銅線的傾斜方向)，銅線間的間距，通過這三個方式來調整銅線的匝數和通過電流的能力，以滿足不同參數的需要。
[0043]本發明同時保護一種上述高精密軟性電壓互感器的制造方法，其核心為，在FPC上定制傾斜的相互平行的銅線作為線路，將上下兩層FPC的線路通過壓接焊點10焊接在一起，形成一條回路線圈，本實施例中，在組裝時，將第一 FPCl和第二 FPC8以及第三FPClOl和第四FPC102裝入固定后，將第一 FPCl和第二 PFC2以及第三FPClOl和第四FPC102的壓接焊點10錯開(可左移，也可右移)一條銅線，并對準，使其可使第一 FPCl和第二 PFC2上的線路形成一條回路線圈，第三FPClOl和第四FPC102上的線路形成一條回路線圈。本發明中，兩條回路一條為初級線圈，一條為次級線圈，本實施例中，兩個線圈的匝數相同。本發明中，通過定制銅線的粗細、走向方式(即銅線的傾斜方向)，銅線間的間距(即銅線間的分布密度)，通過這三個方式來調整銅線的匝數和通過電流的能力，以滿足不同參數的需要。
[0044]本發明中的方法具體步驟為:
1、備料:準備第一FPC1、第三FPC101、第一高導磁合金條2、第一絕緣紙3、定位釘4、軟裝條5、第二高導磁合金條6、第二絕緣紙7、第四FPC102和第二 FPC8，并在第一 FPCl、第三FPClOl、第四FPC102和第二 FPC8上定制線路；
2、包覆:采用第一絕緣紙3包裹上第一高導磁合金條2，采用第二絕緣紙7包裹上第二高導磁合金條6，本實施例中，絕緣紙采用兩張，分別包裹第一高導磁合金條2和第二高導磁合金條6,具體實施時，也可以米用一張絕緣紙,將第一高導磁合金條2和第二高導磁合金條6進行包裹,只要保證第一高導磁合金條2和第二高導磁合金條6與第一 FPC1、第三FPClOl、第四FPC102和第二 FPC8之間絕緣即可；
3、組裝:將第一FPCl以及第三FPC101、第一高導磁合金條2、第一絕緣紙3、第二高導磁合金條6、第二絕緣紙7和第四FPC102以及第二 FPC8依次層疊設置在軟裝條5的定位槽11內；
4、壓合:通過熱壓方式，將第一FPCl和第二 FPC8上的壓接焊點10焊接起來，形成一條回路線圈，第三FPClOl和第四FPC102上的壓接焊點10焊接起來，形成一條回路線圈；
5、成型:將制作好的條狀材料卷曲呈所需形狀的電壓互感器。
[0045]實施例二:請結合參看附圖5至附圖8，本實施例的結構與實施例一基本上相同，不同之處在于本實施例中只設有上下兩個FPC，而在上面的第一 FPCl上設有兩個相互隔絕的線路區，分別為第一線路區103和第二線路區104，第一線路區103和第二線路區104上分別設有一個入線接口，在下面的第二 FPC8上設有兩個相互隔絕的線路區，分別為第三線路區105和第四線路區106，第三線路區105和第四線路區106上分別設有一個出線接口，其中，第一線路區103和第三線路區105對應設置，其上面的壓接焊點10焊接起來，形成一條回路線圈，第二線路區104和第四線路區106對應設置，其上面的壓接焊點10焊接起來，形成一條回路線圈。
[0046]本實施例的制作方法與實施例一基本相同，此處不再贅述。
[0047]實施例三:請參看附圖9至附圖17，本實施例中的結構與實施例一基本上相同，不同之處在于，本實施例中的第一 FPCl和第三FPClOl層疊設置，其長度與第一高導磁合金條2長度大致相同，第二 FPC8和第四FPC102層疊設置，其長度與第二高導磁合金條6長度大致相同，其中，第三FPClOl和第四FPC102對應設置，本實施例中，第三FPClOl和第四FPC102呈鏡像設置，即第三FPClOl和第四FPC102相對于軟裝條5對稱設置，第一 FPCl和第二 FPC8對應設置，本實施例中，第一 FPCl和第二 FPC8呈鏡像設置，即第一 FPCl和第二FPC8相對于軟裝條5對稱設置。本實施例中，第一 FPCl和第二 FPC8的寬度比第三FPClOl和第四FPC102要寬，即第一 FPCl和第二 FPC8上的壓接焊點10設置在第三FPClOl和第四FPC102外側，第一 FPCl和第二 FPC8上的壓接焊點10在第三FPClOl和第四FPC102外側焊接在一起，形成一個回路線圈。本實施例中，在第一 FPCl和第三FPClOl之間設有第三絕緣紙301，第四FPC102和第二 FPC8之間設有第四絕緣紙302，以將兩層FPC之間進行絕緣。
[0048]本實施例的制作方法與實施例一基本相同，此處不再贅述。
[0049]本發明中的電壓互感器可卷曲多圈，形成多圈式電壓互感器(請參看附圖10)，或者設置呈不規則形狀，形成異形電壓互感器(請參看附圖11)，或者設置呈圓形，形成圓形電壓互感器(請參看附圖12)。
[0050]本實施例中，高導磁材料可以采用高導磁粉，將條狀的改成袋狀，將高導磁材料密封其中。
[0051]本發明提供一種軟體可變形的結構方式，其占用空間小、使用靈活，適用場合寬泛，解決常規的電壓互感器形體固定、大而導致的使用時靈活度不夠的問題；本發明在軟性電路材料(FPC)上，可定制銅線粗細、銅線走向、銅線間的分布密度，來替代繞制銅線線圈，解決繞制不均勻，松緊度不一致的問題，提高了產品的精密度和性能一致性。
【權利要求】
1.一種高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的電壓互感器包括第一線路、第二線路、第三線路、第四線路和軟裝條，軟裝條上設有定位槽，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路分別設置在安裝槽內，第一線路和第三線路相對于軟裝條對稱設置，第二線路和第四線路相對于軟裝條對稱設置，第一線路、第二線路、第三線路、第四線路為設置在FPC上的傾斜的銅線，FPC內側面上對應于銅線兩端分別設有壓接焊點，壓接焊點與相應的銅線相連接，第一線路和第二線路上的壓接焊點壓接在一起，使第一線路和第二線路上的銅線形成一個回路線圈，第三線路和第四線路上的壓接焊點壓接在一起，使第三線路和第四線路上的銅線形成一個回路線圈，第一線路和第三線路端頭分別設有一個入線接口，第二線路和第四線路端頭分別設有一個出線接口。
2.根據權利要求1所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第一線路設置在第一 FPC上，第二線路設置在第二 FPC上，第三線路設置在第三FPC上，第四線路設置在第四FPC上，第一 FPC和第三FPC并排設置，第二 FPC和第四FPC并排設置。
3.根據權利要求2所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第一FPC和第三FPC下方設置有第一高導磁合金條，第二 FPC和第四FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
4.根據權利要求1所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第一線路和第二線路分別設置在第一 FPC上，第一 FPC上設有相對獨立的第一線路區和第二線路區，第三線路和第四線路分別設置在第二 FPC上，第二 FPC上設有相對獨立的第三線路區和第四線路區。
5.根據權利要求4所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第一FPC下方設置有第一高導磁合金條，第二 FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
6.根據權利要求1所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第一線路設置在第一 FPC上，第二線路設置在第二 FPC上，第三線路設置在第三FPC上，第四線路設置在第四FPC上，第一 FPC和第三FPC層疊設置，第一 FPC設置在第三FPC上方，第二 FPC和第四FPC層疊設置，第二 FPC設置在第四FPC下方，第一 FPC的寬度比第三FPC的寬度寬，第二FPC的寬度比第四FPC的寬度寬，第一 FPC和第三FPC之間設有絕緣紙，第二 FPC和第四FPC之間設有絕緣紙。
7.根據權利要求6所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的第三FPC下方設置有第一高導磁合金條，第四FPC上方設置有第二高導磁合金條，第一高導磁合金條和第二高導磁合金條外側包裹有絕緣紙。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的高精密軟性電壓互感器，其特征是:所述的軟裝條上開有定位孔，定位孔內設置有用于將各層組裝材料進行定位的定位釘。
9.一種如權利要求1至8中任意一項所述的高精密軟性電壓互感器的制造方法，其特征是:所述的方法為在FPC上定制傾斜的銅線作為線路，將上下兩層FPC的線路通過壓接焊點焊接在一起，形成一條回路線圈，通過定制銅線的粗細、走向方式，即銅線的傾斜方向，銅線間的間距，通過這三個參數的方式來調整銅線的匝數和通過電流的能力，以滿足不同參數的需要。
10.根據權利要求9所述的制作方法，其特征是:所述的方法包括下述步驟:A、備料:準備附著有第一線路、第二線路、第三線路和第四線路的FPC，以及第一高導磁合金條、絕緣紙、定位釘、軟裝條和第二高導磁合金條； B、包覆:采用絕緣紙包裹上第一高導磁合金條和第二高導磁合金條； C、組裝:將FPC、第一高導磁合金條、絕緣紙、第二高導磁合金條和第二FPC依次層疊設置在軟裝條的定位槽內； D、壓合:通過熱壓方式，將第一線路和第三線路上的壓接焊點焊接起來，形成一條回路線圈，通過熱壓方式，將第二線路和第四線路上的壓接焊點焊接起來，形成另一條回路線圈； E、成型:將 制作好的條狀材料卷曲呈所需形狀的電壓互感器。
【文檔編號】G01R15/18GK103809004SQ201410040937
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月27日 優先權日:2014年1月27日
【發明者】董右云 申請人:董右云
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
