[发明专利]用于测量经过扼流圈的电流的装置和运行用于测量经过扼流圈的电流的装置的方法

说明书

一种用于测量经过电压转换器（100）的扼流圈（130）的电流的装置（200），该装置具有积分电路（140）、放大电路和NTC电阻（160）。放大电路包括反相和同相放大器输入连接端（152、154）以及放大器输出连接端（156）。向同相放大器输入连接端（154）输送取决于积分器输出信号的放大器输入信号。表征经过扼流圈（130）的电流的电压信号附在放大电路的放大器输出连接端（156）处。NTC电阻（160）布置在放大电路的在反相放大器输入连接端（152）与放大器输出连接端（156）之间的反馈通路中。

技术领域

本发明涉及用于测量经过扼流圈的电流的装置和运行用于测量经过扼流圈的电流的装置的方法。本发明还涉及一种具有装置的传动系、一种具有传动系的车辆以及一种计算机程序和一种机器可读存储介质。

背景技术

电流测量方法是公知的，在这些电流测量方法中，可以通过例如平滑扼流圈的电压降来测量在电力电子系统中、例如在直流电压转换器中的电流。为此并不需要单独的分流电阻。这种方法公知为“DCR电流感应（DCR Current Sensing）”，其中缩写“DCR”代表扼流圈的“直流电阻（DC-Resistance）”。在这种情况下，经过扼流圈的电流被间接测量，其方式是在扼流圈上处的电压降被检测并且被连续积分。通过电压的积分来获得所测量的电流。为此，使用积分电路，该积分电路与扼流圈的电特性匹配，例如借助于RC低通、例如与扼流圈并联的由电阻和电容器构成的串联电路。在电流变化非常快的情况下，扼流圈的电压降的电感性分量相对于在扼流圈的铜电阻处的电压降而言占主导。而对于直流电来说，在电感上不再有电压降，使得电流可以直接通过扼流圈的欧姆铜电阻来被测量。积分电路的参数被确定为使得该积分电路的时间常数或该积分电路的角频率与扼流圈的时间常数或角频率几乎相同。积分电路的时间常数对应于积分电路的欧姆电阻与电容的乘积（R*C）。扼流圈的时间常数对应于扼流圈的电感除以扼流圈的欧姆电阻的商（L/Rdc）。因此，对于相同的时间常数来说，积分电路的欧姆电阻与电容的乘积对应于扼流圈的电感除以扼流圈的欧姆电阻的商（R*C = L/Rdc）。借此确保了总传递函数在整个频率范围内都是恒定的。扼流圈的传递函数为：Rdc + s*L，或者积分电路的RC滤波器的传递函数为：1/(1 + s*R*C)，其中s =jω。如果将两个函数相乘，则获得总传递函数：

如果两个时间常数相同，则频率相关分量始终为1并且因此适用：G(s) = Rdc。

该测量原理相对于其它电流传感器、诸如分流电阻而言的优点是单位成本更低、空间需求更小以及电流测量没有损耗。然而，测量精度受到限制，原因在于扼流圈的铜电阻由于制造而公差高，而且高度依赖于温度。可以借助于与积分电路的电容器并联的NTC电阻来进行温度补偿。传感器电路的与温度相关的放大系数被改变为使得该放大系数抵消扼流圈的铜电阻的温度系数并且因此几乎补偿温度影响。

然而，当电流不仅仅波动，而且改变流动方向并且双向流动时，所提出的电路设计不能够测量该电流。在没有进一步的电路技术花费的情况下，所形成的负的电压测量信号无法被处理。公知的是：在这种情况下，借助于所注入的偏置偏移电压来使零点移动，以便由此扩大负电流的测量范围并且因此总是输出正的电压测量信号。但是，借助于NTC电阻的温度补偿会与温度相关地改变偏移电压，由此，因此电流值无法再从电压测量信号中准确得出。

因而需要替代的测量电路。

发明内容