【技术实现步骤摘要】
本公开涉及用于电流测量的装置和方法，其中考虑了涡流效应。
技术介绍
1、一些电流传感器的工作原理是测量由电流引发的磁场。基于磁场的强度可以推导引起磁场的电流。在高频情况下，待测磁场会感应出涡流，涡流会影响待测磁场，从而导致测量结果失真。一般来说，这种涡流的电流密度是取决于温度的，因为涡流效应的穿透深度受到电流导体的高度取决于温度的电导率的影响。
2、因此，需要一种在测量电流时补偿涡流效应的概念。
技术实现思路
1、根据本专利技术的装置和方法考虑了这种需要。有利改进方案是以下内容。
2、根据本公开的第一方面，提出了一种电流传感器。电流传感器包括用于测量由电流引起的磁场的磁场传感器。电流传感器包括用于提供来自磁场传感器的放大的测量信号的输出连接。磁场传感器和输出连接通过模拟信号路径与至少一个放大器连接。模拟信号路径具有频率响应。电流传感器还包括用于测量温度的温度传感器和与模拟信号路径耦合的补偿电路，补偿电路被设计用于根据温度校正模拟信号路径的频率响应。补偿电路可用于补偿模拟信号路径的频率响应中取决于温度的涡流效应。
3、根据一些实施例，补偿电路具有至少一个根据温度可切换的无源滤波器组件。无源滤波器基于电阻(r)、线圈(l)和/或电容器(c)的组合。由于这些滤波器无需外部电源即可工作，因此这些组合被称为“无源滤波器”。滤波器根据结构可以用作低通、带通、高通、带阻或全通滤波器。根据一些实施例，补偿电路具有根据温度可切换的电阻和/或电容(电容器)，以便取决
4、根据一些实施例，模拟信号路径包括第一放大器和第二放大器。补偿电路连接在第一放大器和第二放大器之间。第一放大器和第二放大器可以是依次连接的两个放大器级，例如前置放大器和输出放大器。根据实施例，放大器可以被设计为单端放大器或差分放大器。
5、根据一些实施例，补偿电路具有根据温度可切换的电阻和/或电容，它们连接在第一放大器的输出和第二放大器的输入之间。
6、根据一些实施例，第一放大器具有第一传递函数，其在第一频率处有极点。第二放大器具有第二传递函数，其在第一频率处有零点。
7、传递函数的零点表示传递函数的分子多项式的根，而传递函数的极点表示传递函数的分母多项式的根。极频率对应于传递函数的幅度曲线的斜率以20db/dekade减小的转角频率，零频率对应于斜率以20db/dekade增加的转角频率。
8、第一频率处的第一传递函数的极点可以限制由高频(ac)磁场(电流)引起的测量线圈电流导体布置的涡流效应，而在相同的第一频率处的第二传递函数的零点可以补偿该极点，这导致在第一频率周围产生基本上平坦的整体传递函数。
9、通过在信号路径中根据温度可切换的电阻和/或电容，这种极点或零点可以取决于温度地移动。
10、根据一些实施例，第一放大器具有非反相输出和反相输出。第二放大器具有非反相输入和反相输入。因此，两个放大器都可以设计为用于差分信号引导的放大器。补偿电路具有耦合在第一放大器的非反相输出和第二放大器的反相输入之间的第一rc构件，其具有根据温度可切换的电阻和/或电容。补偿电路还具有耦合在第一放大器的反相输出和第二放大器的非反相输入之间的第二rc构件，其具有根据温度可切换的电阻和/或电容。
11、根据一些实施例，磁场传感器具有线圈。
12、根据一些实施例，磁场传感器包括磁阻传感器，例如gmr或tmr传感器。补偿电路可以被设计用于根据温度来调整从放大器的输出到输入的反馈的频率依赖性。
13、根据一些实施例，电流传感器还包括控制电路，该控制电路被设计用于根据温度来输出用于调整补偿电路的电阻和/或电容的数字控制信号。例如，利用数字控制信号能控制开关。
14、根据一些实施例，电流传感器被设计为芯片壳体中的集成电路(ic)。
15、根据本公开的另一方面，提出了一种用于测量电流的方法。该方法包括利用磁场传感器测量由电流引起的磁场以及在输出连接处提供来自磁场传感器的放大的测量信号。磁场传感器和输出连接通过模拟信号路径与至少一个放大器连接，该模拟信号路径具有频率响应。测量温度并根据温度校正模拟信号路径的频率响应。这样可以补偿频率响应中取决于温度的涡流效应。
16、根据一些实施例，针对高于50khz的(磁场)频率校正频率响应。低于该阈值，涡流效应可以忽略不计。
17、根据一些实施例，通过取决于温度地切换在模拟信号路径中的电阻和/或电容来校正频率响应。
18、根据一些实施例，校正频率响应包括取决于温度地移动模拟信号路径的传递函数中的极点和/或零点。
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1.一种电流传感器(20)，包括：
2.根据权利要求1所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有至少一个根据所述温度能切换的无源滤波器部件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有根据所述温度能切换的电阻和/或电容。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述模拟信号路径(22)具有第一放大器(23-1)和第二放大器(23-2)，其中所述补偿电路(26)被连接在所述第一放大器和所述第二放大器之间。
5.根据权利要求4所述的电流传感器(20)，其中所述第一放大器(23-1)具有在第一频率处有极点的第一传递函数，并且其中所述第二放大器(23-2)具有在所述第一频率处有零点的第二传递函数。
6.根据权利要求4或5所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有根据所述温度可切换的电阻和/或电容，所述电阻和/或电容被连接在所述第一放大器(23-1)的输出和所述第二放大器(23-2)的输入之间。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电流传
8.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述磁场传感器(21)具有线圈。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述磁场传感器具有磁阻传感器，并且其中所述补偿电路被设计用于根据所述温度来调整从所述放大器的输出到输入的反馈的频率相关性。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，还包括：
11.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述电流传感器被设计为芯片壳体中的集成电路。
12.一种用于电流测量的方法，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中针对高于50kHz的频率校正所述频率响应。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中通过取决于温度地切换所述模拟信号路径中的电阻和/或电容来校正所述频率响应。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中校正所述频率响应包括取决于温度地移动所述模拟信号路径的传递函数中的极点和/或零点。
...【技术特征摘要】
1.一种电流传感器(20)，包括：
2.根据权利要求1所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有至少一个根据所述温度能切换的无源滤波器部件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有根据所述温度能切换的电阻和/或电容。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述模拟信号路径(22)具有第一放大器(23-1)和第二放大器(23-2)，其中所述补偿电路(26)被连接在所述第一放大器和所述第二放大器之间。
5.根据权利要求4所述的电流传感器(20)，其中所述第一放大器(23-1)具有在第一频率处有极点的第一传递函数，并且其中所述第二放大器(23-2)具有在所述第一频率处有零点的第二传递函数。
6.根据权利要求4或5所述的电流传感器(20)，其中所述补偿电路(26)具有根据所述温度可切换的电阻和/或电容，所述电阻和/或电容被连接在所述第一放大器(23-1)的输出和所述第二放大器(23-2)的输入之间。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电流传感器(20)，其中所述第一放大器(23-1)具有非反相输出和反相输出，并且所述第二放大器(23-2)具有非反相输入和反相输入，其中所述补偿电路具有第一rc构件和第二rc构件...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·M·莫特兹，F·波洛，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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