電流傳感器的製造方法
2023-05-24 10:17:46 1
電流傳感器的製造方法
【專利摘要】本公開涉及電流傳感器。該電流傳感器包括布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈。根據本公開的一實施例的目的是提供一種改善的電流傳感器。根據本公開的一實施例的效果是提供了一種改善的電流傳感器。
【專利說明】電流傳感器
【技術領域】
[0001]本公開涉及用於操作電外科發生器的電外科系統。更特別地，本公開涉及用於測量電外科發生器中的輸出射頻(RF)電壓和電流的系統。
【背景技術】
[0002]電外科手術包括將高射頻(RF)電能施加到手術部位以切割、消融或凝固組織。在治療期間，外科醫生通過電外科發生器上的設置控制選擇期望的組織效應並且將電外科器械(例如，單極、雙極等)與手術部位接觸使得器械將電外科能量施加到組織。
[0003]由發生器輸出的電外科能量具有預定電壓和電流。發生器也可以配置成修改電壓和電流波形的性質(例如幅度、相位和持續時間)以獲得期望的組織效應，例如切割、消融、凝固、血管閉合和它們的組合。
[0004]發生器也可以包括用於監測手術部位處的電壓和電流的電壓和電流傳感器。發生器使用傳感器讀數調節輸送到手術部位的能量使得它匹配由外科醫生輸入的設置。
[0005]現有的電外科發生器包括具有高導磁率材料(例如，鐵素體)的變壓器以感測電外科能量的電壓和電流並且隔離患者。高導磁率材料被限制用於外科使用，原因是變壓器的輸出是非線性的，隨著溫度波動，並且變壓器的總公差未很好地控制。這些限制導致感測信號不如期望的精確。
實用新型內容
[0006]為滿足上述需要，本實用新型的一實施例的目的是提供一種改善的電流傳感器。
[0007]根據本公開的一方面，提供一種電流傳感器，其特徵在於，包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈。
[0008]根據一實施例，所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體。
[0009]根據一實施例，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0010]根據一實施例，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
[0011]根據一實施例，所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述第三層可樞轉。
[0012]根據一實施例，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
[0013]根據一實施例，所述外線圈和所述內導體耦接到調節電路並且輸出微分信號，所述微分信號對應於通過至少一個有源導線傳到所述調節電路的電流。
[0014]根據一實施例，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0015]根據本公開的另一方面，提供一種電流傳感器，其特徵在於，包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出對應於經過至少一個有源導線的電流的微分信號；以及耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0016]根據一實施例，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分。
[0017]根據一實施例，所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一和第二部分之間。
[0018]根據一實施例，所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體。
[0019]根據一實施例，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0020]根據一實施例，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
[0021]根據一實施例，所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述第三層可樞轉。
[0022]根據一實施例，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
[0023]根據本公開的再一方面，提供一種電流傳感器，其特徵在於，包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出對應於經過至少一個有源導線的電流的微分信號，其中所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體；以及耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0024]根據一實施例，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分，並且所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一部分和所述第二部分之間。
[0025]根據一實施例，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0026]根據一實施例，當所述第一部分和所述第二部分相對於彼此鄰近時，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
[0027]根據本公開的一方面的效果是提供了一種改善的電流傳感器。
[0028]本公開提供一種電流傳感器，其包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈。
[0029]根據以上實施例的另一方面，所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體。
[0030]根據以上實施例的另一方面，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0031]根據以上實施例的另一方面，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
[0032]根據以上實施例的另一方面，其中所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述第三層可樞轉。
[0033]根據以上實施例的另一方面，所述第一、第二和第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
[0034]根據以上實施例的另一方面，所述外線圈和所述內導體耦接到調節電路並且輸出微分信號，所述微分信號對應於通過至少一個有源導線傳到所述調節電路的電流。
[0035]根據以上實施例的另一方面，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0036]本公開提供一種電流傳感器，其包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出微分信號，所述微分信號對應於經過至少一個有源導線的電流；以及耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0037]根據以上實施例的另一方面，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分。
[0038]根據以上實施例的另一方面，所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一和第二部分之間。
[0039]根據以上實施例的另一方面，所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體。
[0040]根據以上實施例的另一方面，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0041]根據以上實施例的另一方面，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
[0042]根據以上實施例的另一方面，其中所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述
第三層可樞轉。
[0043]根據以上實施例的另一方面，其中所述第一、第二和第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
[0044]本公開提供一種電流傳感器，其包括:布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出微分信號，所述微分信號對應於經過至少一個有源導線的電流，其中所述羅戈夫斯基線圈包括:外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及布置在所述外線圈內的內導體；以及耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
[0045]根據以上實施例的另一方面，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分並且所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一和第二部分之間。
[0046]根據以上實施例的另一方面，所述柔性印刷電路板包括:包括所述外線圈的上部分的第一層；包括所述內導體的第二層；以及包括所述外線圈的下部分的第三層。
[0047]根據以上實施例的另一方面，當所述第一和第二部分相對於彼此鄰近時所述第一、第二和第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]在本文中參考附圖描述本公開的各實施例，其中:
[0049]圖1是根據本公開的電外科系統的實施例的示意性方塊圖；
[0050]圖2是根據本公開的電外科發生器的前視圖；
[0051]圖3是根據本公開的圖2的電外科發生器的示意性方塊圖；
[0052]圖4是根據本公開的電流傳感器的示意圖；
[0053]圖5是根據本公開的布置在印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈的部分暴露、等軸視圖；
[0054]圖6是根據本公開的圖5的羅戈夫斯基線圈的部分暴露、平面圖；
[0055]圖7是根據本公開的圖5的羅戈夫斯基線圈的放大示意圖；
[0056]圖8是根據本公開的圖5的印刷電路板的側視、橫截面圖；
[0057]圖9是根據本公開的圖5的印刷電路板的平面圖；
[0058]圖1OA是根據本公開的布置在印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈的平面圖；
[0059]圖1OB是根據本公開的布置在印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈的沿著10B-10B獲得的側視、橫截面圖；
[0060]圖11是根據本公開的增益放大器的示意性電路圖；
[0061]圖12是根據本公開的單端放大器的示意性電路圖；
[0062]圖13是根據本公開的高通濾波器的示意性電路圖；
[0063]圖14是根據本公開的低通濾波器的示意性電路圖；
[0064]圖15是根據本公開的積分器的示意性電路圖；
[0065]圖16是根據本公開的電流傳感器的帶寬的繪圖；
[0066]圖17是根據本公開的電壓傳感器的示意圖；
[0067]圖18是根據本公開的電壓傳感器的示意性平面、橫截面圖；
[0068]圖19A是根據本公開的羅戈夫斯基線圈的示意圖；
[0069]圖19B是根據本公開的對稱羅戈夫斯基線圈的示意圖；
[0070]圖20是根據本公開的布置在印刷電路板上的對稱羅戈夫斯基線圈的俯視圖；
[0071]圖21是根據本公開的布置在印刷電路板上的替代對稱羅戈夫斯基線圈的俯視圖；
[0072]圖22是根據本公開的柔性印刷電路板(PCB)的多個層的俯視圖；
[0073]圖23A-23D是圖22的分開的柔性PCB的多個層的俯視圖；
[0074]圖24A是根據本公開的羅戈夫斯基線圈系統的透視圖；
[0075]圖24B是圖24A中所示的羅戈夫斯基線圈的俯視圖；
[0076]圖25是根據本公開的羅戈夫斯基線圈系統的透視圖；
[0077]圖26是根據本公開的柔性電路羅戈夫斯基線圈系統的俯視圖。
【具體實施方式】
[0078]在下文中參考附圖描述本公開的特定實施例。在以下描述中，未詳細地描述公知的功能或構造以避免以不必要的細節使本公開晦澀。[0079]本公開提供一種配置成測量第一導體的交流電流的電流傳感器。電流傳感器包括具有第一部分和第二部分的外線圈。第一和第二部分中的每一個形成圍繞第一導體的環面的半部並且第一導體通過外線圈的中心布置。電流傳感器包括布置在外線圈的第一和第二部分內的內導體，以及調節電路。調節電路包括耦接到外線圈的第一部分的第一連接器和耦接到外線圈的第二部分的第二連接器，並且調節電路配置成放大並且積分從第一和第二連接器接收的電壓並且輸出第一導體的被測量交流電流。
[0080]根據本公開的發生器可以執行包括血管閉合程序的單極和/或雙極電外科程序。發生器可以包括用於與各種電外科器械(例如，單極器械、返回電極、雙極電外科鉗、腳踏開關等)接口的多個輸出。此外，發生器包括配置成生成專門適合於各種電外科模式(例如，切害I]、混合、分隔等)和程序(例如，單極、雙極、血管閉合)的射頻能量的電子電路。在實施例中，發生器可以嵌入、集成或以另外方式耦接到電外科器械，提供全合一(all-1n-one)電外科裝置。
[0081]圖1是根據本公開的雙極和單極電外科系統I的示意圖。系統I可以包括具有用於治療患者的組織的一個或多個電極(例如，電外科切割探針、(一個或多個)消融電極等)的一個或多個單極電外科器械2。電外科能量由發生器200經由連接到發生器200的有源端子230 (圖3)的供應線4供應到器械2，從而允許器械2凝固、消融和/或以另外方式治療組織。能量通過返回電極6經由發生器200的返回端子232 (圖3)處的返回線8返回到發生器200。系統I可以包括布置在患者上的多個返回電極6以通過最大化與患者的總接觸面積而最小化組織損傷的機會。另外，發生器200和返回電極6可以配置成用於監測所謂的「組織到患者」的接觸以保證足夠的接觸存在於其間從而進一步最小化組織損傷的機會。
[0082]系統I也可以包括具有用於治療患者的組織的一個或多個電極的雙極電外科鉗
10。電外科鉗10包括外殼11和布置在軸12的遠端處的相對的鉗夾部件13和15。鉗夾部件13和15分別具有布置在其中的一個或多個有源電極14和返回電極16。有源電極14和返回電極16通過電纜18連接到發生器200，所述電纜18包括分別耦接到有源和返回端子230、232 (圖3)的供應和返回線4、8。電外科鉗10在具有到有源和返回端子230和232的連接(例如，針腳)的連接器處經由布置在電纜18的端部處的插頭耦接到發生器200，其中插頭包括來自供應和返回線4、8的觸頭，如下面更詳細地所述。
[0083]參考圖2，顯示發生器200的正面240。發生器200可以是任何合適的類型(例如，電外科、微波等)並且可以包括多個連接器250-262以適應各種類型的電外科器械(例如，電外科鉗10等)。連接器250-262可以包括可以讀取(例如，掃描、解碼等)被編碼或以另外方式記錄在器械的插頭或電纜之上和之內的識別信息的各種檢測裝置。連接器250-262配置成解碼對應於特定器械的操作參數的、在插頭上編碼的信息，從而允許發生器200基於連接的器械預設能量輸送設置。在實施例中，可以在條形碼、電部件(例如，電阻器、電容器等)、RFID晶片、磁體、非臨時存儲裝置(例如，非易失性存儲器、EEPROM等)中編碼數據，它們然後可以耦合到或集成到插頭中。對應的檢測裝置可以包括但不限於條形碼讀取器、電傳感器、RFID讀取器、霍爾效應傳感器、存儲器讀取器等，以及配置成解碼數據的任何其它合適的解碼器。
[0084]發生器200包括用於為用戶提供各種輸出信息(例如，強度設置、治療完成指示器等)的一個或多個顯示屏幕242、244、246。屏幕242、244、246中的每一個與對應的連接器250-262關聯。發生器200包括用於控制發生器200的合適的輸入控制(例如，按鈕、啟動器、開關、觸控螢幕等)。顯示屏幕242、244、246也配置成顯示電外科器械(例如，電外科鉗10等)的對應菜單的觸控螢幕。用戶然後通過簡單地觸摸對應的菜單選項進行輸入。
[0085]屏幕242控制單極輸出和連接到連接器250和252的裝置。連接器250配置成耦接到單極電外科器械(例如，電外科筆)並且連接器252配置成耦接到腳踏開關(未顯示)。腳踏開關提供附加輸入(例如，發生器200的複製輸入)。屏幕244控制單極和雙極輸出和連接到連接器256和258的裝置。連接器256配置成耦接到其它單極器械。連接器258配置成耦接到雙極器械(未顯示)。
[0086]屏幕246控制由可以插入連接器260和262中的鉗10執行的雙極閉合程序。發生器200通過連接器260和262輸出能量，所述能量適合於閉合由鉗10夾持的組織。特別地，屏幕246輸出用戶界面，所述用戶界面允許用戶輸入用戶定義強度設置。用戶定義設置可以是允許用戶調節一個或多個能量輸送參數(例如，功率、電流、電壓、能量等)或閉合參數(例如，壓力、閉合持續時間等)的任何設置。用戶定義設置傳輸到控制器224，其中設置可以保存在存儲器226中。在實施例中，強度設置可以是例如從一到十或從一到五的數字標度。在實施例中，強度設置可以與發生器200的輸出曲線關聯。強度設置可以特定於正在使用的每個鉗10，使得各種器械為用戶提供對應於鉗10的特定強度標度。
[0087]圖3顯示配置成輸出電外科能量的發生器200的示意性方塊圖。發生器200包括控制器224、電源227和輸出級228。電源227可以是直流高電壓電源，其連接到交流源(例如，線電壓)並且將高壓直流電提供給輸出級228，輸出級然後將高壓直流電轉換成治療能量(例如，超聲、電外科或微波)並且將該能量輸送到有源端子230。能量從那裡經由返回端子232返回。輸出級228配置成在多個模式下操作，在此期間發生器200輸出具有特定佔空比、峰值電壓、峰值因數等的對應波形。在另一實施例中，發生器200可以基於其它類型的合適電源拓撲。
[0088]控制器224包括可操作地連接到存儲器226的微處理器225，所述存儲器可以包括臨時型存儲器(例如，RAM)和/或非臨時型存儲器(例如，快閃記憶體介質、磁碟介質等)。微處理器225包括可操作地連接到電源227的輸出埠和/或輸出級228，從而允許微處理器225根據打開和/或閉合控制環方案控制發生器200的輸出。本領域的技術人員將領會微處理器225可以由適合於執行本文中所述的計算和/或指令集的任何邏輯處理器(例如，控制電路)代替。
[0089]閉環控制方案是反饋控制環，其中多個傳感器測量各種組織和能量性質(例如，組織阻抗、組織溫度、輸出功率、電流和/或電壓等)，並且將反饋提供給控制器224。控制器224然後向電源227和/或輸出級228發信號，然後電源和/或輸出級分別調節直流和/或電源。控制器224也接收來自發生器200、器械2和/或鉗10的輸入控制的輸入信號，如上所述。控制器224在閉合控制環中使用輸入信號調節由發生器200輸出的功率和/或對其執行其它控制功能。
[0090]根據本公開的發生器200包括RF電流傳感器300和RF電壓傳感器600。RF電流傳感器300耦接到有源端子230並且提供由輸出級228供應的RF電流的測量。RF電壓傳感器600耦接到有源和返回端子230和232，提供由輸出級228供應的RF電壓的測量。在實施例中，RF電流和電壓傳感器300和600可以耦接到有源和返回導線228a和228b，所述導線分別將有源和返回端子230和232互連到輸出級228。RF電流和電壓傳感器300和600分別將被感測RF電壓和電流信號提供給控制器224，所述控制器然後響應被感測RF電壓和電流信號調節電源227和/或輸出級228的輸出。發生器200的各種部件(即，輸出級228、RF電流和電壓傳感器300和600)可以布置在印刷電路板(PCB)上。
[0091]變壓器常規地用作電流和電壓傳感器，原因是它們提供所需的患者隔離。然而，變壓器由於溫度、信號幅度等而提供波動讀數。這相對於傳感器信號的相位和增益帶寬使精確讀數變得困難。因此，信號需要後處理以獲得精確信號。本公開提供克服常規傳感器的問題的新穎RF電壓和電流傳感器300和600。
[0092]圖4顯示包括羅戈夫斯基(Rogowski)線圈302的RF電流傳感器300。當在本文中使用時，術語「羅戈夫斯基線圈」表示用於測量交流電流(例如，RF電流)的電裝置並且包括用作圍繞內導體纏繞的有源導體的外導體線圈(例如，環面(toroid))，所述內導體被稱為「反接線圈(Bucking coil)」，用作具有運載穿過線圈的中心的電流的導線的返回導體。線圈可以具有任何合適的形狀，例如螺旋形、環面形等。在實施例中，線圈可以具有多邊形橫截面。羅戈夫斯基線圈可以包括將具有正被測量的電流的時間微分的電壓輸出提供給調節電路的低導磁率芯(例如，空氣芯)，所述調節電路對輸出進行積分以提供指示電流的電壓信號。在實施例中，羅戈夫斯基線圈302可以在印刷電路板上實現並且可以包括間隙使得羅戈夫斯基線圈302可以圍繞運載待測量的電流的導體纏繞。
[0093]如下面更詳細地所述，本公開的羅戈夫斯基線圈302由於反接線圈的連接而增加共模電壓抑制。此外，根據本公開的調節電路301配置成改善共模抑制比(CMRR)的微分放大器，不同於通常是單端的並且因此不能增加CMRR的現有技術的調節電路。
[0094]羅戈夫斯基線圈302耦接到具有電阻分壓器304的調節電路301，所述電阻分壓器包括電阻器304a和304b。在實施例中，調節電路301可以作為任何積分器(例如，邏輯處理器)或微分放大器實現。電阻分壓器304去除線圈的共振頻率處的線圈302的共振。如下面參考圖5-9更詳細地所述，羅戈夫斯基線圈302圍繞有源導線228a布置，線圈302配置成測量穿過其中的電流作為電壓信號。來自線圈302的電壓信號然後供應到增加電壓信號的幅度的可選的增益放大器306。增益放大器306或線圈302 (如果未使用增益放大器306)也耦接到單端放大器308，所述單端放大器又耦接到帶通濾波器310。單端放大器308是微分至單端轉換器，其功能是將來自線圈302的微分信號轉換成單端信號。放大器308可以具有提供改善的共模抑制的單片配置。
[0095]帶通濾波器310去除然後傳輸到積分器312的電壓信號的高頻和低頻分量。由於在羅戈夫斯基線圈302中感生的電壓與正在流動通過有源導線228a的電流的變化率成比例，因此積分器312用於提供與電流成比例的輸出電壓信號。
[0096]在實施例中，積分器312可以耦接到可以包括一個或多個主動開關部件的可開關衰減電路314。在將信號供應到控制器224之前衰減電路314然後可以耦接到附加部件，例如偏移電路316、模數轉換器等。
[0097]圖5-9顯示根據本公開的羅戈夫斯基線圈302。線圈302具有大致圓形，具有由內圓周區域302a限定的通過其中的開口(圖6)。導線228a通過開口 301布置，從而允許線圈302測量通過導線228a的電流。
[0098]如圖5和6中所示，線圈302具有大致環面形狀並且形成於印刷電路板(PCB)400上並且包括內圓周區域302a和外圓周區域302b (圖6)。線圈302包括形成線圈302的內部分(「反接線圈」)405和外線圈407。在實施例中，線圈302可以具有任何其它合適的形狀(例如，具有多邊形橫截面)，外線圈407圍繞內部分405纏繞並且限定通過其中的開口。在實施例中，線圈302可以是具有低導磁率(μ 0)的線圈纏繞酚醛樹脂環面。
[0099]流動通過導線228a的電流i⑴產生與被感測電流i⑴的變化率成比例的第一磁場。外線圈407檢測第一磁場並且產生對應於第一磁場(例如，圖19A-B的場1905)的第一電壓。外線圈407也檢測第二磁場並且產生對應於第二磁場(例如，圖19A-B的場1930)的第二電壓。第二磁場正交於第一磁場並且與被感測電流無關。內部分405感測第二磁場並且產生與第二磁場成比例的第三電壓。所產生的第二電壓和第三電壓具有大致相同的幅度並且連接成使得它們彼此抵消並且通過調節電路301進一步被去除。
[0100]PCB400可以是由任何合適的介電材料形成的多層PCB，包括但不限於由編織玻璃纖維布和環氧樹脂結合劑(例如FR-4)組成的複合材料。如圖8中所示，PCB400包括第一或頂層404a和底層404e，其具有足夠的厚度以防止導電線路408b和408e之間的電容耦合。有源導線228a耦接到相應地布置在頂和底層404a和404e上的導電線路408a和408f，如圖8和9中所示。有源導線228a可以耦接到布置在PCB400上的患者側連接器420，如圖9中所示。線路408a和408f通過中心301經由穿過整個PCB400 (例如，層404a_404e)的一個或多個通孔409a互連。
[0101]外線圈407包括布置在PCB400的頂層404a和中間層404b之間的頂部線路408b。外線圈407也包括布置在PCB400的底層404e和中間層404d之間的底部線路408e。線路408b和408e由多個內通孔409b和外通孔409c互連。層404a和404e絕緣線圈302 (例如，外線圈407)、導電線路408a和408f並且提供患者和發生器200之間的隔離屏障。
[0102]如圖5-7中所示，內通孔409b布置成形成線圈302的內圓周區域302a並且外通孔409c形成線圈302的外圓周區域302b。內和外通孔409b和409c穿過層404b、404c和404d。內通孔409b和外通孔409c可以在同心配置中布置，分別如圖1OA和IOB中所示。在同心配置中，對應的內和外通孔409b和409c沿著相同的輻射線定位。在交錯配置中，內和外通孔409b和409c沿著交替輻射線「r」定位，如圖5_7中所示。輻射線「r」相對於彼此成角「 α 」布置並且內通孔409b分離距離「d」。內通孔409b中的每一個通過線路408a和408e連接到兩個相鄰外通孔409c，反之亦然。通孔409b和409c與線路408a和408e的互連形成多個環，所述環又形成外線圈407，如圖5中所示。
[0103]外線圈407可以包括任何合適的匝數,在實施例中從大約50匝到大約100匝。最大匝數取決於內圓周區域302a的半徑、通孔縱橫比、外線圈407和/或PCB400的厚度以及基於PCB材料的製造限制(例如，線路到線路、線路到通孔、通孔環形焊盤尺寸、可以限制導體放置在PCB上的任何因素)的匝之間的間隔。
[0104]參考圖6和8，內部分405布置在外線圈407內並且也具有大致圓形。內部分405可以包括上部線路408c和底部線路408d。線路408c和408d布置在介電層404c之上，使得線路408c和408d彼此絕緣。線路408c和408d可以彼此電耦接。在實施例中，內部分405可以由單線路形成。
[0105]如圖6和9中所示，線圈302在也可以布置在PCB400上的側連接器422處耦接到傳感器300的其它部件。線圈302包括耦接到內部分405的第一端子410a和耦接到外線圈407的第二端子410b。特別地，外線圈407布置在內部分405上並且與其耦接。因此，兩個端子410a和410b布置在線圈302的一個端部處。內部分405和外部分407之間的互連以及與端子410a和410b的連接可以通過通孔409b和409c進行。
[0106]控制器224被提供來自傳感器300的電壓信號，然後所述電壓信號用於確定電流。各種公式可以由控制器224使用以確定電流。由線圈302產生的電壓可以使用公式⑴計算:
【權利要求】
1.一種電流傳感器，其特徵在於，包括: 布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈。
2.根據權利要求1所述的電流傳感器，其特徵在於，所述羅戈夫斯基線圈包括: 外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及 布置在所述外線圈內的內導體。
3.根據權利要求2所述的電流傳感器，其特徵在於，所述柔性印刷電路板包括: 包括所述外線圈的上部分的第一層； 包括所述內導體的第二層；以及 包括所述外線圈的下部分的第三層。
4.根據權利要求3所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
5.根據權利要求3所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述第三層可樞轉。
6.根據權利要求3所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
7.根據權利要求2所述的電流傳感器，其特徵在於，所述外線圈和所述內導體耦接到調節電路並且輸出微分信號，所述微分信號對應於通過至少一個有源導線傳到所述調節電路的電流。
8.根據權利要求7所述的電流傳感器，其特徵在於，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
9.一種電流傳感器，其特徵在於，包括: 布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出對應於經過至少一個有源導線的電流的微分信號；以及 耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
10.根據權利要求9所述的電流傳感器，其特徵在於，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分。
11.根據權利要求10所述的電流傳感器，其特徵在於，所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一和第二部分之間。
12.根據權利要求9所述的電流傳感器，其特徵在於，所述羅戈夫斯基線圈包括: 外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及 布置在所述外線圈內的內導體。
13.根據權利要求12所述的電流傳感器，其特徵在於，所述柔性印刷電路板包括: 包括所述外線圈的上部分的第一層； 包括所述內導體的第二層；以及 包括所述外線圈的下部分的第三層。
14.根據權利要求13所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第一層耦接到所述第二層並且相對於所述第二層可樞轉。
15.根據權利要求13所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第二層耦接到所述第三層並且相對於所述第三層可樞轉。
16.根據權利要求13所述的電流傳感器，其特徵在於，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
17.一種電流傳感器，其特徵在於，包括: 布置在柔性印刷電路板上的羅戈夫斯基線圈，其中至少一個有源導線穿過所述羅戈夫斯基線圈，所述羅戈夫斯基線圈配置成輸出對應於經過至少一個有源導線的電流的微分信號，其中所述羅戈夫斯基線圈包括: 外線圈，所述外線圈具有由多個通孔互連的上部分和下部分；以及 布置在所述外線圈內的內導體；以及 耦接到所述羅戈夫斯基線圈的調節電路，所述調節電路配置成積分所述微分信號以輸出指示所述電流的經處理的電流信號。
18.根據權利要求17所述的電流傳感器，其特徵在於，所述調節電路包括由所述柔性印刷電路板互連的第一部分和第二部分，並且所述至少一個有源導線布置在所述調節電路的所述第一部分和所述第二部分之間。
19.根據權利要求18所述的電流傳感器，其特徵在於，所述柔性印刷電路板包括: 包括所述外線圈的上部分的第一層； 包括所述內導體的第二層；以及 包括所述外線圈的下部分的第三層。
20.根據權利要求19所述的電流傳感器，其特徵在於，當所述第一部分和所述第二部分相對於彼此鄰近時，所述第一層、所述第二層和所述第三層彼此摺疊以封閉所述外線圈的上部分和下部分之間的所述內導體。
【文檔編號】G01R19/00GK203672944SQ201320828920
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2012年12月17日
【發明者】J·A·吉爾伯特 申請人:柯惠有限合夥公司