用于测量电线中的差动电流的电子设备的制造方法_3

文档序号:9886198阅读:来源:国知局
放大电路313和输出滤波电路314被根 据图4中所示的配置串联地电连接。
[0111]可以有其它电路配置。作为示例,可将二极管电桥电路311和放大电路312、313的 位置颠倒。
[0112]参考图3和5-6,第一信号处理装置3优选地包括第二信号处理模块32,被配置以执 行由信号处理模块31在输出中提供的信号VII的波形整流。
[0113]信号处理模块32提供第二中间信号VI2(优选地电压信号),其是已整流的信号。 [0114]第二信号处理模块32可包括被以已知方式布置以提供整流功能的运算放大器 320。作为示例,运算放大器320可被适当地电连接到电阻网络321、322和二极管网络323。电 阻网络321可以是已知类型的,而电阻网络322优选地是具有适当电阻值的电阻器的电桥。
[0115] 优选地,第一信号处理装置3包括第三信号处理模块33,被配置以执行由第二信号 处理模块32在输出中提供的信号VI2的低通滤波。信号处理模块33在输出中提供第二信号 VD〇
[0116] 优选地,信号处理模块33包括被电连接到电压跟随器电路332的积分器电路331。 [0117]积分器电路311可包括被以已知方式布置以提供积分功能的运算放大器3310。作 为示例,运算放大器3310可被电连接到电阻电容网络3311和3312。
[0118]电压跟随器电路332还可包括被以已知方式布置以提供电压跟随器功能的运算放 大器3320。
[0119]再次地证明处理装置3(特别是处理模块31)被配置以使由于励磁电流IE的流通而 引起的AC信号分量FSC截止。
[0120]信号VII、VI2和VD因此仅提供关于差动电流ID的绝对值的信息。
[0121]当在电线100的导体中不存在差动电流ID时,信号VII、VI2和VD具有基本上为零的 振幅(例如处于0.4V)。
[0122] 当存在差动电流ID时,信号VII、VI2和VD具有在其中第一信号VI超过由于励磁电 流IE(例如处于振幅峰突0S1、0S2)的存在而引起的固定AC信号分量FSC的振幅的时刻并非 为零的振幅。
[0123] 优选地以模拟方式实现信号处理模块31、32、33,如上所述。
[0124] 然而,其还可以数字方式实现。在这种情况下,信号处理模块31可有利地包括采样 装置(未示出),其优选地被布置成在进一步处理信号VI之前执行信号VI的数字采样和平滑 滤波。
[0125] 参考图3,根据本发明的一方面,第二信号处理装置4优选地包括第四处理模块41, 其被布置成借助于第一变换函数TF来处理第二信号VD。
[0126] 信号处理模块41有利地提供第一测量信号IDCM。
[0127] 变换函数TF允许计算作为信号VD的值的函数的测量信号IDCM的值。
[0128] 作为示例,变换函数TF可以是查找表,其允许将测量信号IDCM的单个值关联到信 号VD的唯一值。
[0129] 变换函数TF基本上取决于电流互感器21和信号处理装置3的电子实施的物理特 性。有利地,其可根据电子设备1的操作状况而以实验方式设定。
[0130]根据本发明的一方面,信号处理装置4可包括第五信号处理模块42,其被配置以将 信号VD与阈值值VTH (优选地电压值)相比较。
[0131]信号处理模块42提供取决于信号VD的性质的跳闸信号TRIP。
[0132] 作为示例,跳闸信号TRIP可以是当信号VD超过阈值值或信号VTH时被设定在跳闸 命令电平(例如3.3V的高电平)的逻辑信号。
[0133] 可根据其中采用电子设备1的应用来设定阈值值VTH。
[0134] 作为示例,当在用于电动车辆的电池充电器中使用电子设备1时,阈值值VTH可以 是2V。
[0135] 优选地以数字方式实现信号处理装置4。
[0136] 在这种情况下,当以模拟方式来实现信号处理装置3时,第二信号处理处理装置4 优选地还包括采样装置43,其优选地被布置成在对信号VD进一步处理之前执行信号VD的数 字采样和平滑滤波。
[0137] 参考图7-8,根据本发明的一方面,第三信号处理装置5优选地包括被配置以将第 一信号VI与第一参考信号VR1且与具有相反符号的第二参考信号VR2相比较的第六信号处 理模块51。作为示例,参考信号VR1、VR2是分别地可为正和负的参考电压。
[0138] 信号处理模块51提供第一比较信号VC1(优选地电压信号)和第二比较信号VC2(优 选地电压信号)。
[0139] 信号处理模块51优选地包括运算放大器511、512,其可被以已知方式布置以提供 电压VI与参考电压VR1、VR2之间的比较功能。
[0140]信号处理装置5优选地包括第七信号处理模块52,其被配置以执行比较信号VC1、 VC2的低通滤波。
[0141]信号处理模块52提供第三和第四信号S1、S2。
[0142]信号处理模块52可包括滤波电路522、523,其被与以已知方式布置成提供电压跟 随器功能的运算放大器521、524电连接。
[0143] 优选地,信号S1、S2是作为信号VI的函数的二电平信号。
[0144] 优选地,信号S1、S2具有图7中所示的性质。
[0145] 当信号VI高于正阈值值(参考值VR1)时信号S1处于高电平(例如3.3V),而当信号 VI低于参考值VR1时其处于低电平(例如0V)。
[0146] 当信号VI低于负阈值值(参考值VR2)时,信号S2处于高电平,而当信号VI高于参考 值VR2时其处于低电平。
[0147] 可根据其中采用电子设备的应用来设定参考电压VR1、VR2。作为示例,当在用于电 动车辆的充电系统中使用电子设备1时,可将参考电压VR1、VR2分别地设定在IV和-IV。 [0 148]优选地以模拟方式实现信号处理模块51、52,如上所述。
[0149]然而,其也可容易地以数字方式实现。在这种情况下,信号处理模块51可有利地包 括采样装置(未示出),其优选地被布置成在进一步处理信号VI之前执行信号VI的数字采样 和平滑滤波。
[0150]参考图9-11,根据本发明的一方面,第四信号处理装置6优选地包括第八信号处理 模块,其被配置以根据至少一个阈值滤波函数TFF来处理信号S1、S2。
[0151] 信号处理模块61提供指示信号S1、S2的强度的第五和第六信号R1、R2(优选地电压 信号)。
[0152] 优选地,阈值滤波函数TFF提供分别地为信号SI、S2的函数的三电平信号R1、R2。
[0153] 优选地,信号R1、R2具有图10中所示的性质。
[0154]从数据处理的观点出发,信号处理模块61可被配置以根据图10的流程图来设定信 号Rl、R2的电平,图10的流程图是阈值滤波函数TFF的可能实施方式。
[0155] 信号处理模块61将每个信号S1、S2与低阈值值STH1 (优选地电压值)和高阈值值 STH2(优选地电压值)相比较,其两者都有利地是正的。基于所述比较的结果,信号处理模块 61以给定电平提供相应信号R1、R2。
[0156] 针对每个信号R1、R2,信号处理模块61选择指示相应信号S1、S2的强度(低、中、高) 的电压电平。该相应信号S1、S2又指示由差动电流ID的非时变分量在互感器21的磁芯211上 产生的非线性效应。
[0157] 如果信号S1、S2低于低阈值值STH1,则信号处理模块61以低电平(例如0V)提供相 应信号R1、R2。
[0158] 如果信号S1、S2包括在阈值值STH1与STH2之间,则信号处理模块61以中间电平(例 如2.5V)提供相应信号R1、R2。
[0159] 如果信号S1、S2高于高阈值值STH2,则信号处理模块61以高电平(例如3.3V)提供 相应信号R1、R2。
[0160] 可根据其中采用电子设备的应用来设定阈值值STH1、STH2。作为示例,当在用于电 动车辆的充电系统中使用电子设备1时,可将阈值值STH1、STH2分别地设定在1.1和2.2V。 [0161]信号处理装置6优选地包括第九信号处理模块62,其被配置以根据至少逻辑组合 函数LCF来处理信号Rl、R2。
[0162] 信号处理模块62提供第二测量信号SDC。
[0163] 优选地,测量信号SDC可具有三个电压电平,类似于信号Rl、R2。
[0164] 根据信号R1、R2的电平来设定测量信号SDC的电压电平。
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