一种抗磁场干扰多块PCB闭合罗氏线圈设计方法与实现

摘要

本发明提供了一种能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈设计方法与实现。多块PCB闭合罗氏线圈，由位于多块PCB上的两组绕线方向相反的线圈串联而成，包括了若干个串联的相同组成单元，所有组成单元的中心均匀分布在待测电流产生的磁场的一条磁力线上。每一个组成单元包括了两组串联的绕线方向相反的线圈的各一圈线匝，这两圈线匝紧密相邻，每一圈线匝包括进线、出线及绕线，最后一块PCB的最后一个组成单元的两条出线直接相连。绕线由位于不同层的布线和不同层之间的过孔环绕而成，绕线平面垂直于PCB表面，绕线的布线路径在垂直于PCB表面的方向上重合。通过该绕线截面中心的磁力线法线方向和绕线截面方向同向，切线方向和绕线截面近似垂直。

主权项

一种能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈设计方法，其包括：(1)能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈，由两组绕线方向相反的线圈串联而成，分别为第1线圈和第2线圈；(2)能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈，由N块PCB层叠而成；多块PCB闭合罗氏线圈设有两个信号输出端，分别为第1信号输出端和第2信号输出端；第1信号输出端和第2信号输出端所在的PCB为第1PCB，与第1PCB相邻的PCB为第2PCB，如果N≥3，则以此类推，依次为第3PCB，直到第N PCB；(3)第1PCB到第N‑1PCB上设置了4个外部接入点：第1外部接入点、第2外部接入点、第3外部接入点、第4外部接入点，第1外部接入点、第3外部接入点分别为第1PCB到第N‑1PCB上第1线圈的起点和终点，第2外部接入点、第4外部接入点分别为第1PCB到第N‑1PCB上第2线圈的起点和终点；第N PCB上设置了两个外部接入点：第1外部接入点、第2外部接入点，第1外部接入点为第N PCB上第1线圈的起点，第2外部接入点为第N PCB上第2线圈的起点；(4)第1PCB上的第1外部接入点为第1信号输出端，第1PCB上的第2外部接入点为第2信号输出端；层叠的相邻PCB中上一块PCB的第3外部接入点与下一块PCB上的第1外部接入点相连，实现上一块PCB上的第1线圈部分和下一块PCB上的第1线圈部分的串联，形成完整的第1线圈；层叠的相邻PCB中上一块PCB的第4外部接入点与下一块PCB上的第2外部接入点相连，实现上一块PCB上的第2线圈部分和下一块PCB上的第2线圈部分的串联，形成完整的第2线圈；第1线圈和第2线圈在第N PCB上直接串联起来，形成能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈；(5)第1PCB到第N PCB，每块PCB都是由若干个相同的组成单元串联而成，每一个组成单元包括了第1线圈和第2线圈的各一圈线匝，这两圈线匝紧密相邻；(6)多块PCB闭合罗氏线圈的每块PCB的每一个组成单元的第1线圈的一圈线匝包括：进线、绕线、出线，进线和出线分别用于连接上一个组成单元和下一个组成单元属于第1线圈的线匝，绕线由位于不同层的布线和不同层之间的过孔环绕而成；多块PCB闭合罗氏线圈的每块PCB的每一个组成单元的第2线圈的一圈线匝包括：进线、绕线、出线，进线和出线分别用于连接上一个组成单元和下一个组成单元属于第2线圈的线匝，绕线由位于不同层的布线和不同层之间的过孔环绕而成；(7)第1PCB到第N PCB的第1个组成单元的第1线圈的一圈线匝的进线与第1PCB到第N PCB的第1外部接入点相连，第1PCB到第N PCB的第1个组成单元的第2线圈的一圈线匝的进线与第1PCB到第N PCB的第2外部接入点相连；第1PCB到第N‑1PCB的最后1个组成单元的第1线圈的一圈线匝的出线与第1PCB到第N‑1PCB的第3外部接入点相连，第1PCB到第N‑1PCB的最后1个组成单元的第2线圈的一圈线匝的出线与第1PCB到第N‑1PCB的第4外部接入点相连；第N PCB的最后1个组成单元的第1线圈的一圈线匝的出线，与第N PCB的最后1个组成单元的第2线圈的一圈线匝的出线，直接相连，实现第1线圈和第2线圈在第N PCB上的串联；(8)能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈，每一个组成单元两圈线匝的绕线平面垂直于PCB表面，绕线围成的截面位于PCB的横截面上，绕线的布线路径在垂直于PCB表面的方向上重合；(9)能对抗外界磁场干扰的多块PCB闭合罗氏线圈，每块PCB上各个组成单元的中心均匀分布在待测电流产生的磁场的一条磁力线上，所有组成单元两圈线匝的绕线截面方向沿通过该绕线截面中心的磁力线法线方向，所有组成单元两圈线匝的绕线截面和通过该绕线截面中心的磁力线切线方向(即磁场强度方向)垂直。