用于检测电流的电流探测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于探测测量路径中的电流的方法和设备，其中所述测量路径中的电流与功率路径中的电流对应。为此，通过电流测量设备在测量路径中探测电流，而同时通过旁路设备，部分该电流与电流测量设备并行地被引导，以便这样减轻电流测量设备的负荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测电流的电流分析电路和方法。尤其是，本专利技术涉及一种用于检测测量路径中的电流的电流探测装置和方法，所述测量路径引导与功率路径中的电流对应的电流。
技术介绍
尽管本专利技术与具有感测端子的IGBT相关地被描述，但是此外本专利技术也可被用于任意的其它的应用情况，其中应该分析另一电流路径中的与功率路径中的电流对应的电流。出版文献US 5,877,617公开了一种电路装置，其中用电流给电流路径中的负载馈电。此外，该电路装置还包括另一晶体管，所述另一晶体管提供了与所述用于负载的电流对应的电流。通过所述另一晶体管来提供的电流用于监控和分析用于负载的通过电流。此外，为了测量和分析经过半导体开关的电流，例如具有绝缘栅的双极型晶体管（IGBT）是公知的，其中在附加的感测端子上提供了与经过半导体开关的主电路电流成比例的电流。在此，来自感测端子的电流是IGBT的发射极路径中的主电路电流的近似恒定的因子分之一。在此，用于分析这样的IGBT的感测路径中的电流的电路装置必须针对IGBT的最大的接通持续时间并且也针对出现的最大电流而被确定尺寸。在此，尤其是在故障情况下，在感测路径中也可能出现相对大的电流。因而，存在对用于电流探测的方法和设备的需求，所述方法使得能够通过另一测量范围以高的精确度探测电流。
技术实现思路
为此，按照第一方面，本专利技术提出了一种用于检测测量路径中的电流的电流探测装置，所述测量路径引导与功率路径中的电流对应的电流，所述电流探测装置具有：电流测量设备，所述电流测量设备被布置在测量路径中，而且所述电流测量设备被设计为提供与流经该电流测量设备的电流对应的输出信号；和旁路设备，所述旁路设备被设计为设定（einstellen）电的旁路电流，其中该旁路电流根据测量路径中的电流被设定，而且其中电流测量设备和旁路设备并行地被布置在测量路径中。按照另一方面，本专利技术提出了一种用于检测测量路径中的电流的方法，所述测量路径引导与功率路径中的电流对应的电流，所述方法具有如下步骤：将电流测量设备布置在测量路径中；将旁路设备布置在测量路径中；根据在测量路径中流动的电流来设定流经旁路设备的电流；并且探测流经电流测量设备的电流。本专利技术的优点在此，本专利技术所基于的思想在于：在探测经过电流测量设备的电流时不是总是传导整个要探测的电流经过电流测量设备。更确切地说，部分电流通过旁路设备沿着电流测量设备伸展。为此，旁路设备与电流测量设备并行地被布置。通过电流测量设备与旁路设备的并联，在其中电流测量设备探测电流的最大值域可以针对较微小的最大电流值而被设计。由于必须针对其来设计电流测量设备的较微小的最大值域，因此也可以更小地并且成本更有利地实现该电流测量设备。此外，这样的具有较小的最大值域的电流测量设备也使得能够更准确地并且因此更精确地探测在该值域中的要检测的电流。因此，也可以提高总系统的精确度。在此，流经旁路设备的并且因此减轻电流测量设备的负荷的电流可以根据由电流测量设备探测的电流并且因此根据整个要探测的电流而被适配。以这种方式，一方面可能在相对小的总电流的情况下传导大部分的经过电流测量设备的电流，而另一方面在相对大的总电流的情况下只须分析小部分的经过电流测量设备的电流。这使得能够刚好在微小的电流时实现很高的精确度，而同时可以在高电流时减轻总系统的负荷。按照实施形式，旁路设备被设计为：如果经过电流测量设备的电流低于预先确定的第一阈值，那么可以不使电的旁路电流流经旁路设备。以这种方式，可以在微小的电流时检测并且探测经过电流测量设备的所有电流。这使得能够在小电流时实现很高的精确度。按照实施形式，该旁路设备被设计为：如果经过电流测量设备的电流超过预先确定的第二阈值，那么设定与电流测量设备并行的电的旁路电流。以这种方式，在较大的电流时，部分该电流可以沿着电流测量设备伸展，使得该电流测量设备在大电流的情况下被减轻负荷并且因而必须针对较微小的最大电流而被设计。按照实施形式，该旁路设备被设计为根据电流测量设备的输出信号来适配旁路电流。通过对与电流测量设备并行的旁路电流的这种动态的适配，在电流测量设备上被展出（vorfuehren）的电流可以可变地被适配。经此，例如可以连续地随着提高的总电流来提高与电流测量设备并行的旁路电流。可替换地，也可能的是：根据总电流以多个等级不同地来适配与电流测量设备并行的旁路电流。按照实施形式，该旁路设备被设计为将经过电流测量设备的电流限制在预先确定的最大极限值内。经此，可以限制经过电流测量设备的最大电流，由此使得能够即使在很高的电流的情况下也不使电流测量设备过载。在这种情况下，该电流测量设备在预先确定的最大极限值之上输出恒定的输出信号，该输出信号即使在测量路径中的进一步升高的电流的情况下也不进一步升高。按照实施形式，由电流测量设备提供的输出信号是电压信号。这种电压信号特别好地适合于在连接在下游的系统中的进一步处理。按照实施形式，由电流测量设备提供的输出信号通过模拟－数字转换器被转换为数字信号。通过将模拟输出信号转换为数字信号，对测量值的数字的进一步处理也是可能的。按照实施形式，该旁路设备包括参考电压源。该参考电压源被设计为提供预先确定的参考电压。该旁路设备被设计为将电压信号与由参考电压源提供的参考电压相比较。根据该比较，该旁路设备设定与电流测量设备并行的电的旁路电流。在此，通过限定以一个或者多个参考电压源的电压为形式的一个或者多个参考点，可能以简单的方式规定通过与电流测量设备并行的旁路设备被引导经过（vorbeileiten）的部分电流。按照实施形式，该旁路设备包括电流镜电路。在此，该旁路设备被设计为基于在电压信号与参考电压之间的比较来操控电流镜电路。通过使用电流镜电路，可以良好地设定通过旁路设备沿电流测量设备被引导经过的电流。此外，本专利技术还提出了一种用于提供电流的电路装置。该电路装置包括电流控制设备，所述电流控制设备被设计为在功率路径中提供电流。此外，所述电流控制设备还被设计为在测量路径中提供与功率路径中的所提供的电流对应的电的测量电流。此外，该电路装置还包括按照本专利技术的电流探测装置。按照实施形式，电流控制设备包括具有绝缘栅极的双极型晶体管（IGBT）。在此，优选地，该IGBT包括感测端子，在所述感测端子上提供与功率路径对应的测量电流。附图说明本专利技术的其它的优点和实施形式从参考随附的附图的随后的描述得到。在此：图1示出了针对具有按照实施例的电流探测装置的用于提供电流的电路装置的电路图的示意图；图2示出了具有如按照实施例的电流探测装置所基于的特性曲线的电压－电流曲线图的示意图；和图3示出了针对如实施例所基于的用于检测电流的方法的流程图的示意图。具体实施方式尽管本专利技术随后关于具有用于提供测量电流的感测端子的具有绝缘栅极的双极型晶体管（IGBT）被描述，但是此外本专利技术也可应用于其它的用于提供电流的电路装置，其中应该借助于测量路径中的另一电流来分析功率路径中的电流。图1示出了用于提供电流的电路装置1的示意图。电路装置1包括电流控制设备20（例如IGBT）。在此，该IGBT具有控制端子G。基于附在该控制端子G上的控制信号，可以设定在IGBT的输入端C与输出端E之间的功率路径中的电流IE。在此，在感测端子S上，通过IGBT输出与功本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测测量路径中的电流（IS）的电流探测装置（10），所述测量路径引导与功率路径中的电流（IE）对应的电流，所述电流探测装置（10）具有：电流测量设备（11），所述电流测量设备（11）被布置在测量路径中，而且所述电流测量设备（11）被设计为提供与流经所述电流测量设备（11）的电流对应的输出信号；和旁路设备（12），所述旁路设备（12）被设计为设定电的旁路电流（IB），其中所述旁路电流（IB）根据所述测量电流（IS）被设定，而且其中所述旁路设备（12）与所述电流测量设备（11）并行地被布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.13 DE 102014202634.21.用于检测测量路径中的电流（IS）的电流探测装置（10），所述测量路径引导与功率路径中的电流（IE）对应的电流，所述电流探测装置（10）具有：电流测量设备（11），所述电流测量设备（11）被布置在测量路径中，而且所述电流测量设备（11）被设计为提供与流经所述电流测量设备（11）的电流对应的输出信号；和旁路设备（12），所述旁路设备（12）被设计为设定电的旁路电流（IB），其中所述旁路电流（IB）根据所述测量电流（IS）被设定，而且其中所述旁路设备（12）与所述电流测量设备（11）并行地被布置。2.根据权利要求1所述的电流探测装置（10），其中，所述旁路设备（12）被设计为：如果测量电流（IS）低于预先确定的第一阈值，那么不使电的旁路电流流经所述旁路设备（12）。3.根据权利要求1或2所述的电流探测装置（10），其中，所述旁路设备（12）被设计为：如果电的测量电流（IS）超过预先确定的第二阈值，那么设定与电流测量设备（11）并行的电的旁路电流（IB）。4.根据权利要求1至3之一所述的电流探测装置（10），其中，所述旁路设备（12）被设计为：根据所述电流测量设备（11）的输出信号来适配旁路电流（IB）。5.根据权利要求1至4之一所述的电流探测装置（10），其中，所述旁路设备（12）被设计为：将经过所述电流测量设备（11）的电流限制在预先确定的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：H西弗特，S布茨曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE