用于在磁性偏置扼流器处监测和电流测量的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测量通过扼流器的扼流电流的方法，其中在一个相对于该扼流器固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器出发的磁场的通量密度，并且其中从该通量密度的这些实际测量值来确定实际的扼流电流。本发明还涉及一种装置，该装置带有:一个扼流器；在一个相对于该扼流器固定的位置处安排的一个磁场传感器，该磁场传感器连续地测量从该扼流器出发的一个磁场的通量密度；以及一个分析设备，该分析设备从该通量密度的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流。
[0002]通过等式B = μ * μ 0*Η,磁通量密度Β与在相同位置该磁场的场强Η相关联，其中μ是该磁场延伸通过的材料的磁导率，并且其中是一个常量。因此在该方法中，作为该磁场的通量密度的度量也可以是在相对于该扼流器的该固定的位置处的该磁场的场强。(为了在用霍尔传感器(磁导率μ = 1)进行测量时推导出在该相同的位置处的磁场强度Η，严格来说，如果想计算在空气中的磁场强度，则在换算所测量的通量密度Β时必须使用空气的磁导率(μ空气=1+4*10 7)并且不能使用该霍尔传感器材料的磁导率。背景是:Β在具有不同磁导率的两种材料的边界面处的法线分量的恒定性。)
现有技术
[0003]从CN 2876787Υ已知一种开头所述类型的方法，该方法与专利独立权利要求1的前序部分对应；以及一种开头所述类型的装置，该装置与专利独立权利要求7的前序部分对应。具体地，该文件涉及一种用于通过导体的电流的电流传感器。该导体被缠绕到一个C形的芯上，在电路板上安装的一个霍尔传感器安排在该芯的气隙中。通过该导体的电流使该芯磁化。通过该芯的磁通继续通过在该电路板上的霍尔传感器。由该磁场或由其磁通量密度在该霍尔传感器中产生的电压是该磁通量密度和由此通过该导体的电流的度量。
[0004]从W0 2011/029018 Α2已知对通过一个功率线路的电流的测量。为此，一个C形的芯包围该功率线路，一个补偿线圈缠绕到该芯上并且一个霍尔传感器安排在该芯的气隙中。以如下方式控制通过该线圈的一个补偿电流，使得由通过在该芯中的功率线路的电流引起的并且由该霍尔传感器测定的磁通消失。该以此方式被控制的补偿电流是在该功率线路中流动的电流的一个直接的度量。
[0005]从DE 103 17 215 Α1已知一种用于永磁体的品质确定的方法。该永磁体相对于一个接收传感器移动。在此，以一个场强曲线的形式来测定实际磁化率。通过比较该场强曲线和一个理想曲线来确定该永磁体在其工作范围内的任何误差。
[0006]从DE 10 2011 000 980 Α1已知一种具有动态预磁化的扼流器。该扼流器具有扼流器绕组、芯、用于使芯预磁化的永磁体和用于将该永磁体调整到期望的磁化率的磁化设备。该磁化设备可以被用于使该芯的预磁化与该扼流器的运行条件适配。此外，提供一个磁化测定设备，该磁化测定设备测定该扼流器的永磁体的磁化率。该磁化测定装置监测通过该扼流器绕组的扼流电流的时间曲线以指示不希望的芯的饱和。由此可以确定，该永磁体的磁化率是否下降或由于其他原因而不再适合。
[0007]扼流器的磁性偏置(Vorspannung)的典型目的在于，拓宽对于仅在一个方向上流动的扼流电流而言该扼流器的有效的工作范围(在该工作范围中该扼流器的芯没有达到磁性饱和)。
[0008]从DE 10 2010 062 237 A1已知一种用于校准带有一个永磁体的磁场传感器的方法。该方法包括:向该磁场传感器处施加具有第一强度的一个第一磁场，并读出第一响应电压；以及向该磁场传感器处施加具有第二强度的一个第二磁场，并读出第二响应电压。此夕卜，基于该第一和第二磁场强度的差以及该第一和第二响应电压的差来测定该磁场传感器的灵敏度。接着，基于所测定的灵敏度来测定该永磁体的有用场强。以此方式，在该磁场传感器运行期间确定该永磁体的有用场强。对于一个线圈，所产生的磁场与在该线圈中的电流是成比例的。因此，通过在该线圈中的电流的变化和同时测量的响应电压能够推导出该永磁体的可用场强。
[0009]从JP S62-163974A已知一种电流传感器，其中通过产生辅助磁场的器件来补偿一个霍尔元件的偏置电压。这些器件包括一个辅助线圈。在一个待测量的电流中，以如下方式从零调整通过该辅助线圈流动的电流，使得该偏置电压变为零。
[0010]发明目的
[0011]本发明所基于的目的在于，提供一种特别高效的方法和一种特别高效的装置，以便在一个磁性偏置的扼流器处用于监测和电流测量。
[0012]解决方案
[0013]本发明的目的通过具有独立权利要求1的特征的方法以及通过具有独立权利要求10的特征的装置实现。根据本发明的方法和根据本发明的装置的优选的实施方式在从属权利要求中限定。
【发明内容】
[0014]在根据本发明的用于测量通过一个扼流器的扼流电流的方法中，在一个相对于该扼流器固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器出发的磁场的通量密度。在使用该扼流器期间产生的、已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的一个磁性偏置，其中在测量该通量密度⑶时该扼流电流⑴仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的；并且在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流。该通量密度的测量用于双重目的，即一方面测定并由此也监测该扼流器的磁性偏置，以及另一方面测量通过该扼流器的实际的扼流电流。从该扼流器出发的磁场的通量密度的这些测量值取决于两个因素，即该磁性偏置和该实际的扼流电流。然而该磁性偏置可以假设为原则上恒定的，即在不出现特殊事件的情况下至少在一定的时间段内可以假设为恒定的。因此，可以在已知的扼流电流的边界条件下逐点地确定该磁性偏置，并且在之后从该通量密度的这些测量值来测定该实际的扼流电流时考虑到该磁性偏置。
[0015]具体地，与在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定扼流电流时相比，能够在该已知的扼流电流下在大出至少因数10的时间间隔下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。通常还要更大的时间间隔才足以在该已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。能够在已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的电压的这个最小间隔取决于该扼流电流何时是已知的。能够在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该扼流电流的这个最小间隔与该扫描频率的倒数相等，从该扼流器出发的磁场的通量密度用该扫描频率连续地测量。
[0016]这理解为，根据本发明确定磁性偏置不依赖于确定该扼流器的芯的由此实现的磁化率的绝对值。而确定磁性偏置对从该扼流器发出的、在相对于该扼流器的该固定的位置处的磁场的通量密度的影响是足够的。从该通量密度的这些实际的测量值来测定该扼流电流时，将磁性偏置的影响作为在该测量位置处的、仅由该扼流电流引起的一个信号分量的偏置来考虑同样是足够的。然而在此要注意的是，由在该测量位置处的扼流器产生的磁场(即该扼流器的散射场)的通量密度随着与该扼流器的间距增加并且在此也取决于该间距的方向而减小。因此，通过该磁性偏置引起的偏置、例如还有仅由该扼流电流引起的信号分量取决于该测量的位置。
[0017]在根据本发明的方法中能够直接地测量通过该扼流器的扼流电流(为了测定该扼流器的磁性偏置，该扼流电流必须是已知的)。但是，这可以用比测量用于测量实际扼流电流的磁通量密度低很多的耗费来实现。尤其能够用比测量该磁通量密度时低至少因数10的扫描频率进行该扼流电流的额外的、直接的测量。用于额外地、直接地测量扼流电流的绝对