流经负载的电流的线外测量制造技术

本发明专利技术涉及一种负载测量电路，包括一个电缆（１），该电缆设有第一和第二导体（１１、１２）以及一个屏蔽（２），其中所述导体在它们的端连接到一个负载（３），该屏蔽在所述端不接地，并且这些导体在其另一个端连接到一个发生器（１９），一个变压器（３）包括在该电缆的另一端连接到一个导体上的一个第一绕组，一个第二绕组在该电缆的另一个端连接在地与该屏蔽之间并且一个第三绕组连接到一个电流测量部件（１４）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以高于300V的电压并在高于1 MHz的频率向谐振负载供 电，并且具体地涉及测量流经此类负载的电流。
技术介绍
尤其是是对汽车等离子点火的应用，谐振频率高于1 MHz的谐振器安 排在火花塞处并且典型地以高于300V的电压进行供电并且经受高于5A的 电流。这种应用必须使用高品质因数的射频谐振器和一个工作频率非常接 近该谐振器的谐振频率的高压发生器。谐振器的谐振频率与发生器的工作 频率之间的差值被降低得越多，该谐振器的谐振器放大因数(其输出电压 与其输入电压之比)就越高。品质因数越高该发生器的工作频率就必须越 接近其谐振频率。多个参数对谐振频率有影响制造公差、燃烧室中的或者冷却回路中 的温度，或者该谐振器部件中的老化漂移。因此，该谐振频率的演化难于 预见或者控制。祠服控制:汰术允许将一个供电压保持在接近于该谐振器谐振频率的一 个频率上。 一种技术具体包括在向该谐振器供电时进行电流和电压测量。 测量谐振器输出的电流与电压之间的相位角允许进行该伺服控制。如在图1中所示， 一种公知装置包括将发生器连接到一个谐振器3的 一根电缆l。电缆l包括多个导体8和一个屏蔽2。谐振器3包括一个电感 器4、 一个电容器5和一个电阻6。为了限制谐振器与发生器之间的导体的 数量， 一个电流测量装置被置于发生器处。然而，该电缆l引入寄生电容， 它在图1的等效电路中表示为电容器7。于是在电缆中出现泄漏电流并且强烈地改变了在发生器输出端测量的电流的波形。如图2中所示，在发生器输出端的测量信号22相对于谐振器输入端3 的电流21受到相移。另外，该信号22受到由于该谐振器与电缆1的寄生 电容之间的耦合造成的高频寄生谐振的影响。于是该伺月艮控制的性能被强 烈降低。没有公知的方案允许对这样频率值提高在发生器处的测量信号的 精度。
技术实现思路
本专利技术旨在消除这些缺点中的一个或多个。因此本专利技术提出用于测量 流经一个负载的电流的一种电路，包括一个电缆，该电缆在第一和第二端之间具有第一和第二导体以及一个 屏蔽，这些导体能够在该第一端连接到一个负载并且在该第二端连接到一 个发生器，该屏蔽在该第一端不接地；以及一个变压器，具有至少第一、第二和第三绕组，该第一绕组在该电缆 的第二端连接到一个导体，该第二绕组在该电缆的第二端连接在地与该屏 蔽之间，该第三绕组能够被连接到一个电流测量装置上。附图说明本专利技术的其他特点和优点将会从以下参照附图以示意的方式而绝非限 制的方式进行的说明中清楚地显现，在附图中图1示出一个谐振器借助于一个电缆的连接及其等效电路；图2示出谐振器输入电流和在发生器处测量的信号；图3示出在一个连接电缆中的寄生电容和电流；图4示出根据本专利技术的一个实施方案的一个连接电缆和一个测量装 置；并且图5示出根据本专利技术的一个变例的一个连接电缆和一个测量装置。 具体实施例方式5本专利技术提出测量借助于一根屏蔽的电缆发送到一个谐振负载的电流。 该测量借助于一个三绕组变压器在该电缆与一个发生器的连接处进行。使 用流经该电缆的屏蔽的电流，这些电流与该电缆的寄生电容成比例。该变 压器绕组之一恢复流经该屏蔽的电流以便在测量装置处补偿由于电缆的寄 生电容造成的泄漏。以此方式，可以进行发送到该谐振负栽的电流的准确测量，而不需要 在负栽处的一个测量探头以及一个附加的电缆来把该信号传导到发生器。图3示出在一个第一端连接到一个谐振器3并在一个第二端连接到一 个发生器19的电缆1。该电缆1包括连接到发生器19的高压端的一个第 一导体11、 一个接地的第二导体12以及一个屏蔽。该发生器能够以高于1 MHz的频率发送一种高电压、该谐振器的谐振频率也高于5 MHz。电容Ccb是从每个导体11和11相对该屏蔽的单位长度电容导出。电 容Ccc是从导体11和12之间的单位长度电容导出。通过考虑该波长相对 于电缆的长度而言(对于设计用于汽车点火的一根电缆，该电缆的长度会 通常在100至1500 mm之间)非常地大，从而推出以下的公式Ig = Icm + IbIcm = Ir + IccIb = Icb = Icc x Ccc/CcbIr Icm — Icc = Ig — Ib x Ccb/Ccc — Ib =Ig — (1 + Ccb/Ccc ) x Ib式中Ig是由该发生器发送进导体11中的电流、Icm是在该电缆的第 二端离开导体12的电流、Ib是在该屏蔽与地之间的电流，Ir是在谐振器 处注入的电流、Icc是电容Ccc中的电流、而Icb是电容Ccb中的电流。关系式Ig = Icm + Ib表明没有从火花塞帽直接对地的电流回流。该结 果例如是通过添加围绕这些导体的一个磁路而得到的，在这些导体中电流 Ig、 Icm和Ib在该连接器的上游流动。该结果还可以通过围绕该电缆添加 一个铁氧体环而得到。图4示出才艮据本专利技术的一个测量电路的一个实施方案，该实施方案的测量电路使用电流Ib校正在该电缆的第二端进行的电流测量。该测量电路包括上文详述的一个电缆1和一个三绕组变压器13。具体地说是可以使用 一种屏蔽的双股绞线电缆。这些导体11和12旨在于电缆的第一端连接到 谐振器并且在电缆的第二端连接到发生器。变压器13的第一绕组31旨在于电缆1的第二端处连接在发生器的高 压输出与导体11之间。流经绕组31的电流是流经该谐振器的电流与由电 缆1的寄生电容感生的电流之和。该变压器的第二绕组32在电缆的第二端 处连接在地与屏蔽2之间。屏蔽2在该电缆的第一端不进行电连接。流经 第二绕组32的电流代表由电缆的寄生电容感生的电流。第三绕组33连接 到一个电流测量装置14的终端上，该电流测量装置典型地是一个RC电路。 所示出的测量装置14包括一个电容器15和一个电阻16。电感器34代表 该变压器的泄漏电感。绕组33的作用是以一种本身已知的方式进行电流测量。绕组31和32 以相反的方向绕制，以使电流Ib补偿电流Ig与该测量信号中的电流Ir之 间的差。从而流经第三绕组22中的电流更加能够代表流经该谐振器的电流 Ir。为了形成用于具有频控制电路的谐振器的一种供电装置，与该测量电 路并列安置了装备有恢复由测量装置14提供的测量信号的频率控制装置 的一个发生器。以一种本身已知的方式，该伺服控制装置根据该测量信号 来改变供电压的频率，例如通过首先确定测量信号与供电压之间的相位。该供电装置有利地用于形成具有提供了两个电极的谐振器的一种等离 子发生系统。该供电装置还可提供具有高于1 MHz的频率的一种谐振器， 在该供电压的存在下这两个电极之间形成等离子。该谐振器可以具体是汽 车点火装置的 一个火花塞线圏。图5示出该测量电路的另一个变例，该变例优化了补偿作用并且被设 计用于得到所希望的补偿必而不受绕组32匝数的限制。在该变例中一个电 阻桥将来自补偿桥发出的电流的一部分直接地接地。在所示的实施例中， 以电阻性连接17和18的适当阻值R17和R18来得到优化的补偿。事实上，计算和测量使之能够推出，即使利用绕组31和32中相同的 匝数，这些寄生电流的补偿也是不完全的。该现象可以由导体之间单位长 度电容与一个导体与该屏蔽之间的单位长度电容之间的差值来解释。事实 上，该比值R18/(R17+R18)大致等于比值Icb/(Icc+Ic本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量流经一个负载的电流的电路，包括：一个电缆（１），该电缆在第一和第二端之间具有第一和第二导体（１１、１２）以及一个屏蔽（２），这些导体能够在该第一端处连接到一个负载（３）并且在该第二端处连接到一个发生器（１９），该屏蔽在该第一端处不接地；一个变压器（３），具有至少第一、第二和第三绕组（３１至３３），该第一绕组在该电缆的第二端连接到一个导体上，该第二绕组在该电缆的第二端连接在地与该屏蔽之间，该第三绕组能够被连接到一个电流测量装置（１４）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A阿涅雷，C努瓦尔，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]