测量分流器的制作方法

本发明涉及一种测量分流器，特别是用于具有电子开关的并联连接的半桥的电路装置和具有这种电路装置的变流器。

背景技术：

为了达到足够的变流器功率，电子开关的半桥的平行电路尤其应用于变流器中。在这类平行电路中，电子开关在空间上紧邻地布置，由此，耦合电子开关。为了解耦电子开关能够使用电感，然而出于成本原因，常常被放弃使用电感。测量分流器还被应用于在变流器中测量相电流，例如，对于马达的转速调节，通过变流器驱动该马达。

us2008/074225a1公开了一种具有感应体的感应器。空腔穿过感应体，在感应体的两个相对置的端部表面之间延伸。热学上稳定的电阻元件延伸穿过空腔，该电阻元件朝向感应体上表面并且具有表面可装配的接口。

us2014/292458a1公开了一种具有磁芯和与磁芯电感耦合的导电线圈的磁性装置。该导电线圈包括第一接口部分、第二接口部分和在接口部分之间串联连接的电感部分。第一接口部分包括电流检测元件。

技术实现要素：

本发明的目的是给出一种改进的测量分流器，该测量分流器特别用于具有电子开关的并联连接的半桥的电路装置和具有这种电路装置的变流器。

根据本发明的目的通过具有权利要求1的特征的测量分流器、具有权利要求6的特征的电路装置和具有权利要求7的特征的变流器来实现。

本发明有利的设计方案是从属权利要求的对象。

根据本发明的测量分流器包括电阻元件，电阻元件具有两个主触点和在主触点之间延伸的中间部段，该测量分流器用于通过中间部段在两个主触点之间传导电流。此外，测量分流器具有磁芯，磁芯围绕着电阻元件的中间部段环形延伸。

围绕着电阻元件延伸的磁芯赋予测量分流器电感，能够使用该电感在并联连接的半桥中解耦电子开关。因此，根据本发明的测量分流器除了测量电流还能够实现在并联连接的半桥中解耦电子开关。此外，根据本发明的测量分流器通过它的电感的过滤作用能够实现限制在并联连接的半桥的输出口处的不对称和电压梯度。由此，能够有利地提高测量分流器的功能性。

此外，测量分流器具有两个辅助触点用于截取测量电压，该测量电压在电阻元件的位于磁芯的不同侧面上的测量位置之间下降。本发明的这方面能够通过四线测量实现改进测量分流器的测量精确度，在四线测量中，经由测量电压测量流经电阻元件的电流，该测量电压在辅助触点处截取。

辅助触点之一从测量位置之一延伸通过磁芯。这样避免，在辅助触点处截取的测量电压含有由磁芯感应引起的电压，并且避免歪曲测量信号。

电阻元件的中心部段被设计成u形。由此，测量分流器能够以简单的方式利用主触点布置在平坦的电路载体上。

本发明的设计方案提出，磁芯由两个相互接合的核芯部分组成。本发明的该设计方案能够通过两个核芯部分的拼接实现围绕电阻元件的磁芯的简单装配。

本发明的另一个设计方案提出，电阻元件的磁芯通过气隙间隔开。通过气隙能够有利地影响测量分流器的电感。

本发明的替代于上述两个设计方案的设计方案提出，围绕电阻元件的中间部段的磁芯是注塑成型的。本发明的这种设计方案能够实现通过磁芯的注塑成型来简单地批量生产测量分流器。

磁芯优选由具有高磁导率、高饱和磁感强度和/或具有小的频率相关的磁损失的材料制成。例如磁芯由铁或亚铁磁材料制成。当磁芯为注塑成型时，磁芯例如由载体材料、例如合成材料和磁性材料、例如像铁粉或者亚铁磁粉末的磁性粉末的混合物制成。

电阻元件优选的由具有小的电阻率和小的电阻温度相关性的材料制成。例如的电阻元件由铜镍锰合金制成。

根据本发明的电路装置具有至少两个相互并联连接的半桥，在它们的电桥臂中分别布置有至少一个电子开关，其中，在每个半桥的电桥支路上布置有根据本发明的测量分流器。通过测量分流器，一方面能够测量在电桥支路中流动的电流，并且另一方面能够在不必使用其他结构元件的情况下解耦并联连接的半桥。此外，通过测量分流器的过滤作用限制在电路装置的输出口处的电压梯度。

根据本发明的变流器具有至少一个具有电子开关的并联连接的半桥的根据本发明的电路装置。这种变流器的优点由根据本发明的电路装置的上述优点得出。

附图说明

根据下面结合附图对实施例的描述，更清楚地示出本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现他们的方式和方法。在此，示出：

图1测量分流器的第一立体图，

图2在图1中示出的测量分流器的第二立体图，

图3具有两个相互并联连接的电子开关的半桥的电路装置，

图4变流器的电路图。

在图中对应的部分设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的测量分流器1的实施例的两个不同的立体图，其中，为了使示出的立体图更加清晰，分别以坐标x、y、z示出笛卡尔坐标系统。测量分流器1具有电阻元件3和磁芯5。

电阻元件3具有：两个主触点7、9；中间部段11和两个辅助触点13、15。中间部段11在主触点7、9之间延伸。中间部段11被设计成u形的具有两个支脚17、19并且在支脚17、19之间延伸的中心部段21。每个主触点7、9被支脚17、19弯曲，使得主触点7、9在彼此相对的侧面处并彼此背向从中间部段11伸出。

磁芯5围绕着电阻元件3的中心部段21环形延伸，并且与中心部段21通过气隙23间隔开。磁芯5由两个相互接合的核芯部分25、27组成，核芯部分被分别设计为u形。磁芯5为具有开口的长方体的形状，电阻元件3的中心部段21穿过该开口延伸。

每个辅助触点13、15从中心部位21中的测量位置29、31延伸至电阻元件3的第一主触点7的范围内的端部。在此，两个测量位置29、31布置在磁芯5的彼此不同的侧面上。第一辅助触点13从第一测量位置29完全在磁芯5的朝向第一主触点7的侧面上延伸。第二辅助触点15从在磁芯5的朝向第二主触点9的侧面上的第二测量位置31，通过磁芯5延伸至磁芯5的朝向第一主触点7的侧面。

测量分流器1的在图1和2中示出的实施例的辅助触点13、15通过两个缝隙33、35在电阻元件3中产生，这两个缝隙分别通过中心部段21的部分区域和中间部段11的第一支脚17延伸至电阻元件3的在第一主触点7的范围内的端部。缝隙33、35将两个辅助触点13、15彼此分开，并且与第一主触点7分开，其中，第一缝隙33将第一辅助触点13与第一主触点7分开，并且第二缝隙35将两个辅助触点13、15彼此分开。

电阻元件3用于测量在主触点7、9之间流过中间部段3的电流。根据四线测量原理，通过紧贴两个测量位置29、31之间的电测量电压来测量电流，在辅助触点13、15处截取该测量电压。

核芯5用于解耦并联连接的电子开关43，像在图3示出的电路装置37的情况下。

在测量分流器1的替代的实施例中，辅助触点13、15能够像在图1和2中示出的实施例中一样以另外的方式实施。在此，然而基本上因此，两个辅助触点13或者15之一平行于流经电阻元件3的电流的流动方向延伸穿过磁芯5。此外，磁芯5能够以与在图1和2中示出的实施例不同的方式实施。例如，磁芯5能够围绕着电阻元件3的中间部段11注塑成型，例如由载体材料、例如合成材料和电磁材料、例如磁铁粉末的混合物制成。

图3示出了根据本发明的具有两个相互并联连接半桥39、41的电路装置37的实施例的电路图，在其电桥臂中分别布置有电子开关43。在每个半桥39、41的电桥支路中布置有像在图1和2中设计的测量分流器1，利用测量分流器，通过电测量电压u1、u2来测量在电桥支路中的并且流经测量分流器1的电阻元件3的电流i1、i2，该测量电压在测量分流器1的辅助触点13、15处截取。每个半桥39、41的第一电桥臂与电路装置37的第一直流电压接口45连接。每个半桥39、41的第二电桥臂与电路装置37的第二直流电压接口47连接。测量分流器1在输出口侧与电路装置37的交流电压接口49连接。在图3中示出的根据本发明的电路装置37的实施例中，电子开关43是绝缘栅双极型晶体管(igbt)，然而，在其他实施例中还能够是其他半导体开关，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。

图4示出了根据本发明的变流器51的实施例的电路图。变流器51具有两个变流器直流电压接口53、55、三个变流器交流电压接口57至59和三个分别像图3中设计的电路装置37。每个电路装置37的第一直流电压接口45与第一变流器直流电压接口53连接。每个电路装置37的第二直流电压接口47与第二变流器直流电压接口55连接。每个电路装置37的交流电压接口49与变流器交流电压接口57至59连接。

虽然通过优选的实施例详细地阐明和描述了本发明，但本发明不被所公开的实例限制，并且本领域的技术人员在不脱离本发明的保护范围的情况下能够得出其他变体方案。