电流测量装置和用于运行电流测量装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电流测量装置和用于运行电流测量装置的方法。电流测量装置（1）包括：带有至少一个补偿绕组（L2）的补偿变流器（2）；电压产生装置（R1），其用于产生与流过至少一个补偿绕组（L2）的补偿电流（IK）的强度至少近似地对应的第一电压（U1）；补偿电流减小装置（7），其用于将第一电压（U1）与参考电压（Uref）比较，并且如果第一电压（U1）超过参考电压（Uref），就作用于功率单元（6），使补偿电流（IK）的强度减小。本发明专利技术提供了一种带有补偿变流器（2）的电流测量装置（1），以及一种用于运行带有补偿变流器（2）的电流测量装置的方法，它们可以实现尤其是功率半导体模块（9）的可靠的运行。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。电流测量装置（1）包括：带有至少一个补偿绕组（L2）的补偿变流器（2）；电压产生装置（R1），其用于产生与流过至少一个补偿绕组（L2）的补偿电流（IK）的强度至少近似地对应的第一电压（U1）；补偿电流减小装置（7），其用于将第一电压（U1）与参考电压（Uref）比较，并且如果第一电压（U1）超过参考电压（Uref），就作用于功率单元（6），使补偿电流（IK）的强度减小。本专利技术提供了一种带有补偿变流器（2）的电流测量装置（1），以及一种用于运行带有补偿变流器（2）的电流测量装置的方法，它们可以实现尤其是功率半导体模块（9）的可靠的运行。【专利说明】
本专利技术涉及一种电流测量装置。此外，本专利技术还涉及一种用于运行电流测量装置的方法。
技术介绍
在由现有技术公知的功率半导体模块中，通常在基板上布置有功率半导体结构元件，像例如功率半导体开关和二极管，并且借助于基板的导体层以及焊线和/或复合薄膜彼此导电连接。在此，功率半导体开关通常以晶体管的形式，例如像IGBT(Insulated GateBipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)或者 MOSFET (Metal Oxide SemiconductorField Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)或者晶闸管的形式存在。在此，布置在基板上的功率半导体结构元件通常与单个的或多个所谓的半电桥电连接，这些半电桥例如用于对电压和电流进行整流和逆变。基板通常直接或间接地与冷却体连接。在此，特别是在功率半导体模块中，为了测量电流使用补偿变流器。在技术上常见的补偿变流器具有可导磁的芯、至少一个环绕芯的测量绕组、至少一个环绕芯的补偿绕组、调节装置和由调节装置驱控的功率单元。当要测量的电流流过至少一个测量绕组时，至少一个测量绕组产生延伸穿过芯的测量磁流。作为对此的备选，如下补偿变流器也是公知的，其中，代替了应用至少一个测量绕组以产生测量磁流，将可导磁的芯布置在电线路周围，要测量的电流流过该可导磁的芯。功率单元产生了流过至少一个补偿绕组的补偿电流，其中，调节装置以如下方式驱控功率单元，即，在补偿电流流过时由至少一个补偿绕组产生的延伸穿过芯的补偿磁流正好与测量磁流一样大，但在相反的方向上延伸穿过芯。在应用至少一个测量绕组的情况下，补偿电流Ik与测量电流Im的比通过至少一个测量绕组的匝数与至少一个补偿绕组的匝数的比来确定。借助补偿电流流过的测量电阻，产生了与补偿电流成比例的测量电压作为输出参数。功率半导体模块具有驱动器，用以驱控功率半导体开关，该驱动器例如将由控制装置产生的接通信号和断开信号转化为用于功率半导体开关的相应的驱控信号。在此，各驱动器在输出侧与所配属的功率半导体开关的控制端口(基极、门极)电连接。此外，功率半导体模块通常各具有能量供给装置，用于为驱动器和补偿变流器供给能源，该能量供给装置为各功率半导体模块的驱动器和补偿变流器供电。当要由补偿变流器测量的电流例如由于错误，像例如短路变得特别大时，补偿电流也变得特别大，这可能导致毁坏或损坏补偿变流器的功率单元和/或导致能量供给装置过载。特别是能量供给装置的过载在此可能紧接着导致特别大的伤害，这是因为在能量供给装置过载时可能导致驱动器停止运转，从而使功率半导体模块不再是可驱控的，因此例如借助功率半导体模块构建的整流器和逆变器不再是可监控的。在此值得期望的是，当要由补偿变流器测量的电流例如由于错误，像例如短路变得特别大，并且面临对补偿变流器的功率单元的毁坏或损坏和/或能量供给装置过载时，补偿电流例如不被安全电路断开，这是因为于是构造用于控制功率半导体模块的控制装置错误地发送具有O值的电流强度，而是由补偿变流器测定的电流强度或补偿电流一如既往地具有很大的值，但是该值不会是使其导致补偿功率单元的毁坏或损坏或导致能量供给装置过载那么大，从而使控制装置可以采取应对措施。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种带有补偿变流器的电流测量装置，以及一种用于运行带有补偿变流器的电流测量装置的方法，它们可以实现尤其是功率半导体模块的可靠的运行。该任务通过一种电流测量装置来解决，其具有:-补偿变流器，其具有可导磁的芯、至少一个环绕芯的补偿绕组、调节装置和由调节装置驱控的功率单元，其中，要测量的电流导致延伸穿过芯的测量磁流，其中，功率单元产生流过至少一个 补偿绕组的补偿电流，其中，调节装置以如下方式驱控功率单元，即，在补偿电流流过时由至少一个补偿绕组产生的延伸穿过芯的补偿磁流正好与测量磁流一样大，但在相反的方向上延伸穿过芯，-电压产生装置，其构造用于产生与补偿电流的强度至少近似地对应的第一电压，以及-补偿电流减小装置，其构造用于将第一电压与参考电压作比较，并且如果第一电压超过参考电压，那么就以如下方式作用到功率单元上，即，使补偿电流的强度被减小。此外，该任务通过一种用于运行电流测量装置的方法来解决，-其中，电流测量装置具有补偿变流器，该补偿变流器具有可导磁的芯、至少一个绕芯缠绕的补偿绕组、调节装置和由调节装置驱控的功率单元，-其中，要测量的电流导致延伸穿过芯的测量磁流，-其中，功率单元产生流过至少一个补偿绕组的补偿电流，-其中，调节装置以如下方式驱控功率单元，即，在补偿电流流过时由至少一个补偿绕组产生的延伸穿过芯的补偿磁流正好与测量磁流一样大，但在相反的方向上延伸穿过-!-H心，-其中，产生与补偿电流的强度至少近似地对应的第一电压，-其中，将第一电压与参考电压作比较，并且如果第一电压超过参考电压，那么就使补偿电流的强度减小。本专利技术的有利构造方案在从属权利要求中得出。本方法的有利构造方案与电流测量装置的有利构造方案类似地得出，并且反之亦然。已证明有利的是，补偿电流减小装置构造用于将第一电压与参考电压作比较，并且如果第一电压超过参考电压，那么就以如下方式作用到功率单元上，即，使补偿电流的强度被减小到使第一电压与参考电压相应的值。由此，可以调整出补偿电流的最大强度。此外，已证明有利的是，功率单元具有与H电桥电连接的半导体开关，其中，至少一个补偿绕组以电方式布置在H电桥的横向支路中，这是因为于是可以特别简单地实现功率单元。此外，已证明有利的是，功率单元的与H电桥电连接的半导体开关由调节装置以脉宽调制的方式驱控，这是因为于是实现了电流测量装置的特别节能的运行。此外，已证明有利的是，电压产生装置构造为电阻，补偿电流至少近似地流过该电阻，这是因为这提供了电压产生装置的特别简单且可靠的构造方案。与之相关联地已证明有利的是，电容器与电阻电并联，这是因为由此通过电阻产生的第一电压的波度被减小。此外，已证明有利的是，补偿电流减小装置具有差分放大器和调整环节，其中，差分放大器用于将第一电压与参考电压作比较，并且如果第一电压超过参考电压，那么就以如下方式作用于调整环节，即，调整环节使以电方式布置在H电桥的上部支路中的半导体开关的控制电压和/或以电方式布置在H电桥的下部支路中的半导体开关的控制电压减小。由此，提供了以特别简单的方式构建的补偿电流减小装置。此外，已证明有利的是，将第一电压与参考电压作比较，并且如果第一电压超过参考电压，那么就使补偿电流的强度减小到使第一电压与参考电压相应的值。由此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流测量装置，包括：‑补偿变流器（2），所述补偿变流器具有可导磁的芯（3）、至少一个环绕所述芯（3）的补偿绕组（L2）、调节装置（5）和由所述调节装置（5）驱控的功率单元（6），其中，要测量的电流（Im）导致延伸穿过所述芯（3）的测量磁流，其中，所述功率单元（6）产生流过所述至少一个补偿绕组（L2）的补偿电流（Ik），其中，所述调节装置（5）驱控所述功率单元（6），使得在所述补偿电流（Ik）流过时由所述至少一个补偿绕组（L2）产生的延伸穿过所述芯（3）的补偿磁流正好与所述测量磁流一样大，但以与所述测量磁流相反的方向延伸穿过所述芯（3），‑电压产生装置（R1），所述电压产生装置用于产生与所述补偿电流（Ik）的强度至少近似地对应的第一电压（U1），以及‑补偿电流减小装置（7），所述补偿电流减小装置用于将所述第一电压（U1）与参考电压（Uref）作比较，并且如果所述第一电压（U1）超过所述参考电压（Uref），那么就作用于所述功率单元（6），使所述补偿电流（Ik）的强度减小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·米尔赫费尔，
申请(专利权)人：赛米控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE