用于在磁性偏置扼流器處監(jiān)測和電流測量的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測量通過扼流器的扼流電流的方法，其中在一個(gè)相對于該扼流器固定的位置處用掃描頻率連續(xù)地測量從該扼流器出發(fā)的磁場的通量密度，并且其中從該通量密度的這些實(shí)際測量值來確定實(shí)際的扼流電流。本發(fā)明還涉及一種裝置，該裝置帶有:一個(gè)扼流器；在一個(gè)相對于該扼流器固定的位置處安排的一個(gè)磁場傳感器，該磁場傳感器連續(xù)地測量從該扼流器出發(fā)的一個(gè)磁場的通量密度；以及一個(gè)分析設(shè)備，該分析設(shè)備從該通量密度的這些實(shí)際的測量值來確定該實(shí)際的扼流電流。
[0002]通過等式B = μ * μ 0*Η,磁通量密度Β與在相同位置該磁場的場強(qiáng)Η相關(guān)聯(lián)，其中μ是該磁場延伸通過的材料的磁導(dǎo)率，并且其中是一個(gè)常量。因此在該方法中，作為該磁場的通量密度的度量也可以是在相對于該扼流器的該固定的位置處的該磁場的場強(qiáng)。(為了在用霍爾傳感器(磁導(dǎo)率μ = 1)進(jìn)行測量時(shí)推導(dǎo)出在該相同的位置處的磁場強(qiáng)度Η，嚴(yán)格來說，如果想計(jì)算在空氣中的磁場強(qiáng)度，則在換算所測量的通量密度Β時(shí)必須使用空氣的磁導(dǎo)率(μ空氣=1+4*10 7)并且不能使用該霍爾傳感器材料的磁導(dǎo)率。背景是:Β在具有不同磁導(dǎo)率的兩種材料的邊界面處的法線分量的恒定性。)
現(xiàn)有技術(shù)
[0003]從CN 2876787Υ已知一種開頭所述類型的方法，該方法與專利獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分對應(yīng)；以及一種開頭所述類型的裝置，該裝置與專利獨(dú)立權(quán)利要求7的前序部分對應(yīng)。具體地，該文件涉及一種用于通過導(dǎo)體的電流的電流傳感器。該導(dǎo)體被纏繞到一個(gè)C形的芯上，在電路板上安裝的一個(gè)霍爾傳感器安排在該芯的氣隙中。通過該導(dǎo)體的電流使該芯磁化。通過該芯的磁通繼續(xù)通過在該電路板上的霍爾傳感器。由該磁場或由其磁通量密度在該霍爾傳感器中產(chǎn)生的電壓是該磁通量密度和由此通過該導(dǎo)體的電流的度量。
[0004]從W0 2011/029018 Α2已知對通過一個(gè)功率線路的電流的測量。為此，一個(gè)C形的芯包圍該功率線路，一個(gè)補(bǔ)償線圈纏繞到該芯上并且一個(gè)霍爾傳感器安排在該芯的氣隙中。以如下方式控制通過該線圈的一個(gè)補(bǔ)償電流，使得由通過在該芯中的功率線路的電流引起的并且由該霍爾傳感器測定的磁通消失。該以此方式被控制的補(bǔ)償電流是在該功率線路中流動(dòng)的電流的一個(gè)直接的度量。
[0005]從DE 103 17 215 Α1已知一種用于永磁體的品質(zhì)確定的方法。該永磁體相對于一個(gè)接收傳感器移動(dòng)。在此，以一個(gè)場強(qiáng)曲線的形式來測定實(shí)際磁化率。通過比較該場強(qiáng)曲線和一個(gè)理想曲線來確定該永磁體在其工作范圍內(nèi)的任何誤差。
[0006]從DE 10 2011 000 980 Α1已知一種具有動(dòng)態(tài)預(yù)磁化的扼流器。該扼流器具有扼流器繞組、芯、用于使芯預(yù)磁化的永磁體和用于將該永磁體調(diào)整到期望的磁化率的磁化設(shè)備。該磁化設(shè)備可以被用于使該芯的預(yù)磁化與該扼流器的運(yùn)行條件適配。此外，提供一個(gè)磁化測定設(shè)備，該磁化測定設(shè)備測定該扼流器的永磁體的磁化率。該磁化測定裝置監(jiān)測通過該扼流器繞組的扼流電流的時(shí)間曲線以指示不希望的芯的飽和。由此可以確定，該永磁體的磁化率是否下降或由于其他原因而不再適合。
[0007]扼流器的磁性偏置(Vorspannung)的典型目的在于，拓寬對于僅在一個(gè)方向上流動(dòng)的扼流電流而言該扼流器的有效的工作范圍(在該工作范圍中該扼流器的芯沒有達(dá)到磁性飽和)。
[0008]從DE 10 2010 062 237 A1已知一種用于校準(zhǔn)帶有一個(gè)永磁體的磁場傳感器的方法。該方法包括:向該磁場傳感器處施加具有第一強(qiáng)度的一個(gè)第一磁場，并讀出第一響應(yīng)電壓；以及向該磁場傳感器處施加具有第二強(qiáng)度的一個(gè)第二磁場，并讀出第二響應(yīng)電壓。此夕卜，基于該第一和第二磁場強(qiáng)度的差以及該第一和第二響應(yīng)電壓的差來測定該磁場傳感器的靈敏度。接著，基于所測定的靈敏度來測定該永磁體的有用場強(qiáng)。以此方式，在該磁場傳感器運(yùn)行期間確定該永磁體的有用場強(qiáng)。對于一個(gè)線圈，所產(chǎn)生的磁場與在該線圈中的電流是成比例的。因此，通過在該線圈中的電流的變化和同時(shí)測量的響應(yīng)電壓能夠推導(dǎo)出該永磁體的可用場強(qiáng)。
[0009]從JP S62-163974A已知一種電流傳感器，其中通過產(chǎn)生輔助磁場的器件來補(bǔ)償一個(gè)霍爾元件的偏置電壓。這些器件包括一個(gè)輔助線圈。在一個(gè)待測量的電流中，以如下方式從零調(diào)整通過該輔助線圈流動(dòng)的電流，使得該偏置電壓變?yōu)榱恪?br>[0010]發(fā)明目的
[0011]本發(fā)明所基于的目的在于，提供一種特別高效的方法和一種特別高效的裝置，以便在一個(gè)磁性偏置的扼流器處用于監(jiān)測和電流測量。
[0012]解決方案
[0013]本發(fā)明的目的通過具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的方法以及通過具有獨(dú)立權(quán)利要求10的特征的裝置實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中限定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]在根據(jù)本發(fā)明的用于測量通過一個(gè)扼流器的扼流電流的方法中，在一個(gè)相對于該扼流器固定的位置處用掃描頻率連續(xù)地測量從該扼流器出發(fā)的磁場的通量密度。在使用該扼流器期間產(chǎn)生的、已知的扼流電流下從該通量密度的這些測量值來測定該扼流器的一個(gè)磁性偏置，其中在測量該通量密度⑶時(shí)該扼流電流⑴僅在比該掃描頻率的倒數(shù)更大的時(shí)間間隔下才是已知的；并且在考慮到所測定的磁性偏置的情況下從該通量密度的這些實(shí)際的測量值來確定該實(shí)際的扼流電流。該通量密度的測量用于雙重目的，即一方面測定并由此也監(jiān)測該扼流器的磁性偏置，以及另一方面測量通過該扼流器的實(shí)際的扼流電流。從該扼流器出發(fā)的磁場的通量密度的這些測量值取決于兩個(gè)因素，即該磁性偏置和該實(shí)際的扼流電流。然而該磁性偏置可以假設(shè)為原則上恒定的，即在不出現(xiàn)特殊事件的情況下至少在一定的時(shí)間段內(nèi)可以假設(shè)為恒定的。因此，可以在已知的扼流電流的邊界條件下逐點(diǎn)地確定該磁性偏置，并且在之后從該通量密度的這些測量值來測定該實(shí)際的扼流電流時(shí)考慮到該磁性偏置。
[0015]具體地，與在考慮到所測定的磁性偏置的情況下從該通量密度的這些實(shí)際的測量值來確定扼流電流時(shí)相比，能夠在該已知的扼流電流下在大出至少因數(shù)10的時(shí)間間隔下從該通量密度的這些測量值來測定該扼流器的該磁性偏置。通常還要更大的時(shí)間間隔才足以在該已知的扼流電流下從該通量密度的這些測量值來測定該扼流器的該磁性偏置。能夠在已知的扼流電流下從該通量密度的這些測量值來測定該扼流器的電壓的這個(gè)最小間隔取決于該扼流電流何時(shí)是已知的。能夠在考慮到所測定的磁性偏置的情況下從該通量密度的這些實(shí)際的測量值來確定該扼流電流的這個(gè)最小間隔與該掃描頻率的倒數(shù)相等，從該扼流器出發(fā)的磁場的通量密度用該掃描頻率連續(xù)地測量。
[0016]這理解為，根據(jù)本發(fā)明確定磁性偏置不依賴于確定該扼流器的芯的由此實(shí)現(xiàn)的磁化率的絕對值。而確定磁性偏置對從該扼流器發(fā)出的、在相對于該扼流器的該固定的位置處的磁場的通量密度的影響是足夠的。從該通量密度的這些實(shí)際的測量值來測定該扼流電流時(shí)，將磁性偏置的影響作為在該測量位置處的、僅由該扼流電流引起的一個(gè)信號分量的偏置來考慮同樣是足夠的。然而在此要注意的是，由在該測量位置處的扼流器產(chǎn)生的磁場(即該扼流器的散射場)的通量密度隨著與該扼流器的間距增加并且在此也取決于該間距的方向而減小。因此，通過該磁性偏置引起的偏置、例如還有僅由該扼流電流引起的信號分量取決于該測量的位置。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的方法中能夠直接地測量通過該扼流器的扼流電流(為了測定該扼流器的磁性偏置，該扼流電流必須是已知的)。但是，這可以用比測量用于測量實(shí)際扼流電流的磁通量密度低很多的耗費(fèi)來實(shí)現(xiàn)。尤其能夠用比測量該磁通量密度時(shí)低至少因數(shù)10的掃描頻率進(jìn)行該扼流電流的額外的、直接的測量。用于額外地、直接地測量扼流電流的絕對