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用于测量直流电流和/或交流电流的汇流条

文献发布时间:2024-04-18 20:01:23


用于测量直流电流和/或交流电流的汇流条

发明的技术领域

本申请涉及一种用于测量直流电流和/或交流电流、特别是测量具有的电流强度大于100安培的直流电流和/或交流电流的汇流条(Stromschiene)、一种用于测定电流的装置以及一种具有用于测定电流的装置的功率转换器。

现有技术

汇流条是一种由导电材料制成的装置,用于在汇流条的连接区域之间传导电流。

低阻抗的测量电阻器,即所谓的分流器,可用于精确测定电流,特别是几百安培至几千安培范围内的高电流。在分流器中,测量抽头通常在连接区域的两侧直接与电阻材料接触分流器的电阻材料与分流器的其他材料的区别特别地在于(略微)增加的比电阻,并且特征例如在于即使在较大的温度范围内,电阻的电阻值也保持恒定。

例如,从DE 10 2016 010 012 B4中已知一种用于测量电流的测量装置,其中作为测量触点的成对电压抽头测量在电阻材料两端下降的电压,其中测量电路基于欧姆定律,根据下降的电压和电阻材料的电阻值测定流经电阻材料的电流的度量。

在DE 10 2013 005 939 A1中,描述了分流器在高电流范围内的相位误差问题。这里描述的避免相位误差的解决方案包括在分流器的不同位置处进行多次电压测量和使用动态加权因子进行加权平均。

在DE 10 2020 111 634 B3中,描述了一种具有专用电阻材料和成对抽头的分流器,其中一个抽头(在一侧)被切口包围,防止电流流过切口。

压入到分流器的压入孔中的压入式插针(Einpresspin)可用作电压抽头。在分流器的有电流流经的区域内的压入孔内的这种压入式插针用作在压入孔相对两侧的不同电位之间的分压器。如果例如由于机械作用而使压入连接不同侧的过渡电阻

在分流电流测量中,使用几微欧姆范围内的分流器,以使功率损耗保持在可接受的范围内。为了实现如此低的测量电阻,必须使用电导率高和横截面大的电阻合金。当额定电流在几百安培范围内时,可能导致待测量的电压降在几毫伏的范围内。

此外,在使用较大尺寸的分流电阻进行AC电流测量时,由于趋肤效应和传感,可能会出现相当大的相位误差。在分流电流测量中可能出现的相位误差主要是由测量线路内(取决于测量线路的铺设)的传感电压和由趋肤效应引起的,趋肤效应在交流电的情况下导致分流器内电流密度的与位置相关的相位位置。在此,趋肤效应不仅会引起与频率相关的和与位置相关的幅度,还会引起与频率相关的和与位置相关的相位,其中后者在应用中往往更为明显。当带有分流器的测量线路所跨表面被负载电流的时变磁场穿透时,在分流器和评估单元之间的测量线路中会产生传感电压。这种效应在大电流分流器中以明显可测量的数量级出现,因为与低安培范围内的普通分流电流测量相比,磁场随电流线性增长,并且其影响随测量电压的降低而线性增加。这两种效应的结合决定了电感影响即使在电网频率及其个位数谐波范围内的低频下也具有可测量的影响,这种影响主要体现在与频率有关的相位误差上。例如,对于逆变器桥接器输出端上的AC电流测量,可以使用带有焊接测量电路板的锰分流器,其在电网频率下的相位误差约为3度,而在主动调节谐波范围(例如,250Hz)内的相位误差约为12度。然而,在使用快速开关功率半导体时,有必要对交流电流进行相位校正测量,以调节高频率下的谐波。此外,当使用由具有特定电阻的很大的温度系数的电阻材料制成的分流器时,与频率相关的相位误差还取决于温度,因此数字频率响应补偿会非常复杂。

发明任务

本发明的目的是提供用于测量电流的汇流条,其能够以尽可能简单和/或低成本的结构实现尽可能良好的测量。

解决方案

该目的通过具有本专利申请权利要求1的特征的汇流条得以实现。优选的实施方式在从属专利申请权利要求中提出。

描述

一种用于测量直流电流和/或交流电流、特别是电流强度大于100安培的直流电流和/或交流电流的汇流条,该汇流条具有连接区域和布置在连接区域之间的至少一个电阻区域。在电阻区域内布置有两个测量触点。在此,汇流条是一体成型的,并且其几何结构使测量触点的区域在汇流条运行期间基本上是无电流的。

优选地,汇流条具有两个连接区域以及位于连接区域之间的、具有基本上平坦的表面的电阻区域。因此,电阻区域在连接区域之间建立起电气和机械连接。

在这种用于测量电流的一体成型的汇流条(其优选地由一种材料制成,例如铜或铝),汇流条的几何结构(特别是电阻区域的几何结构)被选择成,使得测量触点的区域是无电流的,而电阻区域的主要部分引导工作电流,并且在运行期间,例如在功率转换器中会有几百安培甚至几千安培的电流流过。通过测量两个测量触点之间的电压或电压差,利用两个测量触点之间电阻区域的电阻值可以测定流经汇流条的工作电流。在此,测量触点的基本上无电流的区域能够实现更精确的测量,特别是因为测量对测量触点的具体位置的任何位移都具有更高的容错性。此外,在电阻区域的载流区域中,可以实现电流密度的高度均匀性。

通过汇流条的一体成型,可以实现更简单且更低成本的结构,并且例如可以简化具有集成电阻区域和无电流测量触点区域的汇流条的制造。此外,还可以避免不同材料之间的过渡问题。

特别地,用于测量电流的汇流条可以具有所谓的电流阴影(Stromschatten)几何结构。这是基于如下构思,即测量抽头不是放置在汇流条的载流区域中,而是放置在汇流条的如下部分中,该部分是专门为此而设计的并且被构造成,使得最终待测量的电流不会流经或仅非常微弱地流经该部分。为此,可以设想不同的几何结构。

在汇流条的一实施方式中,电阻区域基本上由横截面相对于汇流条的连接区域的横截面的缩小部(Verjüngung)形成,其中测量触点位于横截面缩小部内。在这里,缩小部特别地通过将电阻区域的宽度减小到介于汇流条的连接区域宽度的10%和60%之间的值来形成。由此,可以在电阻区域内获得比在汇流条的连接区域中更高的电流密度,这反过来又导致在流经汇流条的给定电流下有更高的电压降。因此,为了将电压降提高到易于测量的范围,可以接受电阻区域内的任何相关的高损耗。

这种局部增加的电流密度可能伴随着电阻区域内温度的升高。但可选地,这种影响可以通过基于代表电阻区域的温度测量值进行温度补偿来中和,并且可以通过限制在局部有限且良好定义的测量范围内来过度补偿。

在以横截面缩小部作为电阻区域的用于测量电流的一体式汇流条中,测量触点位于横截面缩小部内的电阻区域中。在此,电阻区域的电阻值是与温度有关的。因此,在电阻元件处布置温度传感器的优点在于,测量的温度可用于测定电阻区域的校准电阻值,该校准电阻值随后与测量触点之间的测量的电压降相抵消,以测定电流。

特别地,如果电阻元件由具有非常良好导电性的普通材料(例如,铜)制成,但其比电阻(spezifischer Widerstand)与温度高度相关,则在出现相关电压降的位置处准确测量电阻材料的温度是有利的。温度传感器布置在测量触点之间就提供了这一优点。

在一实施方式中,汇流条具有纵向中轴线,该纵向中轴线在汇流条的纵向方向上从连接区域之一穿过电阻区域延伸到相对的连接区域,其中测量触点被布置在纵向中轴线的区域中,并且其中汇流条至少在各自的连接区域之间关于纵向中轴线是基本上对称的。因此,用于测量电流的汇流条具有电流阴影几何结构,其中测量抽头居中地位于沿电流流动方向的纵向中轴线上。这样对机械影响和外部磁场具有很高的鲁棒性,并且因此可以提供可重复的良好结果。

在一实施方式中,汇流条至少在各自的连接区域之间关于横向中轴线基本上对称地构造,其中横向中轴线在汇流条的横向方向上在连接区域之间居中地延伸,并且其中测量触点关于横向中轴线基本上对称地布置。

在一实施方式中,汇流条在电阻区域中的几何结构具有至少两个凹槽,这些凹槽布置在测量触点的区域中并且在纵向上与测量触点间隔开,其中特别地在每个测量触点的区域中都布置有凹槽。在此,凹槽被布置成使得测量触点的区域基本上是无电流的,因为在电流流动方向上看,凹槽特别地布置在测量触点的前面或者后面。在此,测量触点的区域之外的电阻区域的区域可以称为载流区域或电流流经区域。

在汇流条的一实施方式中,至少一个温度传感器布置在测量触点之间,特别地布置在纵向中轴线和/或横向中轴线的区域中。优选地,单个温度传感器可以布置在纵向中轴线和横向中轴线上。可替代地,例如两个温度传感器可以布置在横向中轴线上,并且围绕纵向中轴线基本上对称地布置。测量触点可以关于横向中轴线基本上对称地布置或者围绕一个或多个温度传感器基本上对称地布置。

在汇流条的一实施方式中,至少一个凹槽布置在测量触点之间,其中凹槽布置在测量触点之间,并且特别地基本上对称地构造,并且具有作为对称轴线的纵向中轴线和/或横向中轴线。

在汇流条的一实施方式中,纵向中轴线形成一个或更多个凹槽的对称轴线。可替代地或者附加地,至少两个凹槽关于横向中轴线可以基本上对称地布置。

在汇流条的一实施方式中,在每个测量触点的电流流动方向上的两侧分别布置一个凹槽,其中凹槽沿纵向中轴线和/或沿横向中轴线关于各自的测量触点基本上对称地构造。特别地,凹槽可以是关于测量触点基本上点对称的,和/或关于延伸穿过测量触点的轴线基本上轴对称的。特别地,凹槽可以是关于延伸穿过各自的测量触点的纵向中轴线基本上轴对称的。

在汇流条的一实施方式中,测量触点的各自区域分别具有一个测量点平台和相应的连接横臂(Verbindungssteg),其中测量触点布置在各自的测量点平台上。各测量点平台经由各自的连接横臂与电阻区域的载流区域相连,其中优选地,连接横臂横向于纵向中轴线延伸。特别地,连接横臂受凹槽的限制。通过连接横臂,测量点平台的电位与连接横臂与电阻区域的载流区域的接口处的电位相对应,因此测量触点之间的电压差基本上与这些接口之间的电压差相对应。同时,具有测量点平台和连接横臂的几何结构被构造成使得平行于纵向中轴线流经载流区域的工作电流不流经平行于横向中轴线定向的连接横臂和测量点平台。由此,测量点平台和连接横臂(并且因此测量触点区域)基本上是无电流的。

在汇流条的一实施方式中,连接横臂具有介于2毫米和5毫米之间的宽度,并且测量点平台具有介于5毫米和12毫米之间的纵向延展。在此,连接横臂的宽度是指其垂直于如下方向的延展,在该方向上连接横臂将其各自的测量点平台与电阻区域的载流区域连接起来。在此优选地,连接横臂平行于横向中轴线延伸,并且特别地在各自测量点平台的相对两侧对称地延伸,并将测量点平台与汇流条的载流区域连接起来。测量点平台的纵向延展是指其在连接横臂的方向上和/或垂直于连接横臂方向的方向上的延展。

在汇流条的一实施方式中,在测量点平台和连接横臂的两侧分别布置有凹槽,凹槽与纵向中轴线优选地居中地相交,并且凹槽在纵向中轴线的方向上分别具有介于2毫米和10毫米之间的宽度。

在汇流条的一实施方式中,电阻区域和/或连接区域的材料厚度介于2毫米和6毫米之间。在此,材料强度与汇流条在电阻区域和连接区域中的厚度相对应。在此,电阻区域的横截面可以视为是一表面,该表面的边长为电阻区域的宽度和汇流条的厚度。

汇流条可被设计用于传导电流,其电流强度大于100安培,优选大于1000安培。在此,汇流条是一体成型的,优选地由诸如铜或铝的材料制成,其中电阻区域基本上由横截面相对于汇流条连接区域的横截面的缩小部形成。由此,避免了材料过渡,并降低了制造成本和装配成本。特别是在使用由铜制成的汇流条时,可以大大节省成本,因为具有由特殊电阻材料(例如,锰)制成的电阻区域的分流器可能要贵得多。可替代地或附加地,凹槽可以冲压而成。由此可以进一步降低制造成本和装配成本。

在汇流条的一实施方式中,测量触点被实施成压入汇流条中的压入孔中的压入式钉(Einpressstift),也称为压入式插针。由此,可以最小化由于例如安装公差或老化等原因造成的测量偏差。此外,可以以较低的成本实现装配。测量触点也可以选择性地被实施为弹簧触点、与汇流条的焊接连接件或螺纹连接件。由此,可以从技术上简化测量触点在为大电流而设计的汇流条上的接触。特别地,可以避免测量触点定位的不准确性,而这可能导致测量误差。

机械作用可以影响压入式钉和汇流条之间的接触电阻。因此,将压入式触点布置在汇流条的基本上无电流的区域中是有利的,使得沿压入式插针的电压降、特别是沿压入孔的有限宽度的电压降得以最小化。由此,汇流条中压入孔的相对两侧之间的电位差或者电压降可以被最小化到根据机械负载压入式触点接触的是压入孔的一侧还是另一侧与测量技术不再相关的程度。由此,也可以显著改善测量的长期稳定性。这样,即使测量触点发生轻微的机械移位或电气特性发生变化,也可以最小化测量偏差。

一种用于测定电流的装置,具有汇流条和用于检测测量值的电路板,该电路板与汇流条以面平行的方式布置。在此优选地,电路板以面平行的方式置于汇流条上。检测测量值可以包括检测电阻区域的两个测量触点之间的电压差,并且可选地包括通过相应的电阻区域的温度传感器检测温度。在此,测量触点可以经由测量线路与公共抽头点相连,例如电压传感器布置在该公共抽头点处,该电压传感器检测在公共抽头点处的测量线路端点之间的电压。在此,测量线路可以在电路板的一平面中延伸,该平面作为电路板的最外面的内层布置在电路板面向电阻区域的一侧,和/或全部或部分地在电路板的其它平面或者层中延伸。

由此,使得测量触点和评估单元之间的连接能够布置在非常靠近电阻区域的位置,特别是以避免导体回路(Leiterschleife)。由于电磁效应,导体回路(特别是在高电流附近)可能会导致测量显著受损或失真,特别是当电流包含周期或瞬态成分的情况下。

电路板可以包括温度传感器,并且在汇流条的表面上布置在电阻区域中,使得温度传感器以与汇流条的电阻区域热连接的方式布置。在此,与汇流条的表面电接触的测量触点例如布置在温度传感器的两侧,并与测量线路相连,以便借助于电路板上合适的电压表来检测沿电阻区域的电压差。

在该装置的实施方式中,电路板平面式地置于汇流条上,使得测量触点在汇流条的表面和电路板中的测量线路之间建立最短路径的电接触,而温度传感器则置于分流器的表面上。这样可以实现高精度的电流测量。

在该装置的一实施方式中,检测测量值是经由测量线路进行的,测量线路作为导体路径敷设在电路板内,以减小与频率相关的相位测量误差和幅度测量误差。用于将测量触点与评估单元(特别是电压表)连接起来的测量线路可以作为导体路径沿着相对于汇流条的表面的路径敷设在电路板内,使得与测量线路的经典敷设相比,例如与测量点和公共抽头点之间的直接直线连接相比,相位误差和幅度误差会大大减小。在此,敷设作为导体路径的测量线路可以例如在理论预先考虑的基础上和/或借助数值模拟来进行。

在该装置的一实施方式中,测量线路从测量触点开始,并在公共抽头点处汇合。为此,从布置在汇流条的纵向中轴线上或附近的至少一个测量触点开始,测量线路在远离测量触点的两个方向上被引导,并且首先向外延伸到电阻区域的边缘,然后返回到另一测量触点,该另一测量触点也被布置在汇流条的纵向中轴线上或附近。在此,测量线路可以在边缘之前到达各自的反转点,可以到达边缘或甚至超过边缘。测量线路在边缘和返回的方向上的延伸可以至少部分地关于电阻区域的纵向中轴线和/或横向中轴线基本上对称构造。

例如,敷设的核心特征可以是一条路线,该路线首先横向于电流流动方向直线地沿连接横臂延伸到电阻区域中,并进一步与纵向中轴线和横向中轴线倾斜地向外被引导到电阻区域的边缘区域,并倾斜地向内被引导回到另一测量触点,其中该路线总体上关于纵向中轴线和/或横向中轴线基本上对称。

在该装置的一实施方式中,测量线路跨越基本上闭合的测量线路区域,该测量线路区域在一个维度上包括电阻区域的宽度的70%至100%,在垂直于该维度的维度上包括测量触点之间的距离的70%至100%,其中优选地,测量线路沿着连接横臂并在与凹槽的重叠区域之外延伸。因此,优选地,测量线路不延伸经过凹槽。

在该装置的一实施方式中,跨越测量线路区域的测量线路可以由相互平行延伸的多个导体路径组成,其中各个导体路径可以布置在电路板的相同或不同的平面中。

在此特别地,测量线路可以跨越多边形,例如六边形,其中多边形可以具有沿横向中轴线和/或纵向中轴线延伸的对称轴线。在此,多边形的宽度可以约为电阻区域的宽度的70%-100%。

测量线路的特殊敷设能够显著降低使用在微欧姆范围内测量电流的汇流条进行AC电流测量时与频率和温度相关的相位误差和幅度误差。此外,还实现了毫安至千安之间非常大的测量范围,该测量范围可以在电网频率范围内以及在与控制技术相关的电网频率谐波范围内都具有基本上线性的频率特性。

在传统的AC电流测量中,使用尺寸较大的汇流条进行电流测量,由于趋肤效应和感应,可能会出现相当大的相位误差。电流测量中可能出现的相位误差通过上述测量线路的敷设可以在很大程度上得以避免。在此,趋肤效应不仅会引起与频率和位置相关的幅度,而且还会引起与频率和位置相关的相位,其中后者在应用中通常更为重要。当测量线路与汇流条跨越被待测电流的时变磁场穿透的表面时,在汇流条和评估单元之间的测量线路中会产生感应电压。上述布置避免了与汇流条跨越这种表面。相反,特别地,测量线路跨越平行于汇流条的闭合的测量线路区域,大大降低了对外部交变磁场的干扰的敏感性,因为测量线路中的感应电压会导致电流在实际闭合的测量线路中流动,而该电流流动又通过欧姆电压降来补偿感应电压。因此,用于测量电流的装置非常适合与快速开关功率半导体一起使用,例如在功率转换器中,其中交流电流的相位校正测量有利于调节高频谐波。

在该装置的一实施方式中,电路板包括另外的导体路径,另外的导体路径被设计成可配置补偿结构以用于进一步补偿上述效应,并且被布置在电阻区域中。补偿结构的导体路径与测量线路之一电串联连接,并延长测量线路。在此特别地,补偿结构可以电气布置在跨越测量线路区域的测量线路和抽头点之间,或者连接在测量线路的中断部(Unterbrechung)处。通过测量线路和补偿结构的串联连接,在补偿结构的导体路径中感应的电压与在测量线路中感应的电压叠加在一起。

特别地,补偿结构包括补偿路径,补偿路径由导体路径组成,导体路径跨越垂直于汇流条的表面并平行于电流流动方向的表面。特别地,补偿路径包括布置在电路板的不同平面或层中并且基本上彼此平行延伸的导体路径以及将不同平面中的导体路径相互连接起来的贯通连接部(Durchkontaktierung),即所谓的通孔。

补偿路径可以由两个方向相反的补偿臂组成。在此,例如从连接点开始,补偿臂可以包括电路板第一层中的第一导体路径、从第一层到第二层的贯通连接部、电路板第二层中平行于第一导体路径延伸回到连接点的第二导体路径、以及从电路板第二层到第一层的另外的贯通连接部。补偿路径的另外的补偿臂可被设计成相对于第一补偿臂镜像的,即在第一补偿臂的相反方向上延伸,并且也平行于电阻区域的纵向轴线。然后,借助于将一个补偿臂或另外的补偿臂与测量线路相连的电气连接器(例如,接线桥),可以选择将哪个补偿臂添加到测量线路中,其中补偿臂的镜像结构可以实现不同符号的补偿。可替代地,可以用接线桥来桥接整个补偿路径。

在该装置的一实施方式中,多个补偿路径可以在空间上相互平行并可电串联地布置。在此优选地,补偿路径具有不同的长度,并因此跨越不同大小的表面,从而导致不同的补偿贡献。然后,借助于另外的电气连接器,可以选择哪些补偿路径的哪些补偿臂与测量线路相连,其中各个补偿路径可以通过合适的连接器桥接起来,并且处于非活动状态。这产生了具有不同累积跨越的表面的不同组合,其补偿贡献从零(无补偿臂连接)经由多个中间值(一个或更多个补偿臂以相同或相反方向连接)直至最大值(所有补偿路径以相同取向连接)。

可以理解的是,用于测定电流的装置具有汇流条和用于检测测量值的电路板,其中具有上述特征的电路板可以布置在原则上具有电阻区域和电压抽头的汇流条上。在此特别地,具有补偿结构的电路板在很大程度上与汇流条的具体形状或者汇流条中电阻区域的具体实施方式无关。

在具有用于传导由功率转换器处理的直流电流和/或交流电流的载流线路的功率转换器中,载流线路中的至少一条载流线路具有用于测定电流的装置,该装置桥接至少一条载流线路的中断部或集成到至少一条载流线路中。功率转换器被设置用于,使用借助于测量触点沿汇流条的电阻区域检测的电压差,测定在功率转换器的运行中流经载流线路的电流,其中功率转换器的额定功率被设计成大于10kW,优选地大于100kW,特别优选地大于1000kW。

根据本申请的汇流条所能实现的高测量精度使得能够减少功率转换器中预留的硬件储备和/或利用功率转换器的给定的其它硬件实现更高的额定功率。

在一实施方式中,功率转换器具有用于测定电流的多通道装置,其中多通道装置具有多通道汇流条,其中多通道汇流条在第一侧具有至少两个单独的连接区域,用于连接多个载流线路,并且在第二侧具有作为公共连接区域的公共母线(Sammelschiene)。在此,单独的连接区域分别分配有一个电阻区域,该电阻区域被布置在各自单独的连接区域和公共母线之间。

在此,多通道汇流条具有相同或不同尺寸的电阻区域的并联电路,在这些电阻区域中,流动着根本不同的电流,这些电流通过各自的电阻区域的测量触点之间的相应电压降来测量。在此,电阻区域分别具有上述优化的电流阴影几何结构。多通道汇流条在一侧具有彼此电分离的第一连接区域和各自的电阻区域,这些电阻区域在多通道汇流条的另一侧彼此电气和机械连接,从而形成公共的第二连接区域。例如,这种多通道汇流条可用于PV系统(光伏系统)的中央逆变器的DC输入区域,以便一方面单独测量光伏模块的多个串的PV输入电流,另一方面可将其作为组合的总PV电流供给PV母线。

与多个单通道汇流条相比,使用一个多通道汇流条实现了材料成本的降低。这不仅可以简化制造和装配,还可以降低物流成本。

在功率转换器的一实施方式中,用于检测测量值的电路板与汇流条以面平行的方式布置,并且特别地面平行地置于汇流条上,其中电路板覆盖多个电阻区域并与多个电阻区域的测量触点相连。多通道汇流条的公共电路板可以省去各种组件,因为这些组件只需要实施一次而不是多次,例如电源、微处理器、模数转换器、通信驱动器、布线等。

在功率转换器的一实施方式中,电路板具有:评估单元,其用于预处理各个电阻区域的测量电压和可选的温度;以及电隔离件,其中评估单元经由电隔离件与功率转换器的控制单元相连。将公共电路板用于与通信装置或周围电子器件进行电隔离的测量电子器件提供了以下优点:只需为多个测量通道提供一次电隔离。这使得具备成本优势。当需要将测量电子器件与环境进行电隔离时,例如在PV逆变器的DC输入端处存在高DC电压的情况下,这是特别有利的。在这种情况下,这种隔离只需设置一次,而无需为每个单通道汇流条单独设置。

在另一实施方式中,多通道汇流条的电路板具有狭缝,该狭缝布置在电阻区域之间并且从电路板的一个边缘平行于纵向中轴线延伸超过电路板的至少一半的长度。此外,这些狭缝可以从相对的边缘开始,成对地相邻布置。狭缝将电路板分成可相互移动的单独的子区域,这些子区域分别分配有各自的电阻区域。这样,电路板可以跟随各个电阻区域或者多通道汇流条的连接区域相对于彼此的任何变形,从而既避免了电路板的扭曲,也避免了在这种变形的情况下电路板从汇流条表面的部分脱落。

一种功率变换器具有载流线路,用于传导由功率变换器处理的直流电流和/或交流电流。载流线路中的至少一条包括根据前述说明的用于测定电流的装置,其中该装置桥接载流线路的中断部或集成到载流线路中。功率转换器被设置用于从借助于测量触点检测到的沿电阻区域的电压差和电阻区域的电阻值来测定在功率转换器的运行中流经载流线路的电流。在此,用于相应计算电流强度的电阻值可以是温度传感器检测到的温度的函数。

在一优选实施方式中,功率转换器的额定功率被设计成大于10kW,优选地大于100kW,特别优选地大于1000kW。在这些功率等级中,由于由功率转换器处理的直流电流和/或交流电流的相应的高幅度,因此对它们的测定的要求尤为高,并且可以使用所描述的用于测定电流的装置特别精确地执行,其中所述用于测定电流的装置可以特别简单地集成到功率转换器的结构中。

附图简述

下面基于附图中所示的实施例进一步阐明和描述本申请的主题。

图1a、图1b、图1c示意性地示出了用于测量电流的汇流条的实施方式;

图2a、图2b示意性地示出了用于测量电流的汇流条的另一实施方式;

图3a示意性地示出了用于测量电流的汇流条的另一实施方式;

图3b示意性地示出了用于测定电流的装置的实施方式;

图4示意性地示出了用于测定电流的多通道装置的实施方式;以及

图5a、图5b、图5c示意性地示出了用于测定电流的装置的电路板的实施方式。

在附图中,相同或相似的元素用相同的附图标记表示。

附图描述

图1a至图1c示意性地示出了根据本申请的用于测量电流的汇流条11。

图1a中所示的汇流条11具有两个彼此相对的连接区域11a和布置在连接区域11a之间的电阻区域11b,汇流条11在电阻区域11b中的横截面小于连接区域11a的横截面。在所示汇流条11中,通过减小汇流条11在其电阻区域11b中的宽度,实现横截面的减小;可替代地或附加地,可以相对于连接区域11a减小汇流条11在电阻区域11b中的厚度。汇流条是一体成型的,并且优选地由一种材料(例如,铜或铝)制成。通过将载流导体(未示出)连接到一个连接区域11a,并使该导体继续连接到另一连接区域11a,汇流条11桥接该导体的中断部。如果电流流过导体,则相同的电流也流过汇流条11,即从一个连接区域11a经由电阻区域11b到另一连接区域11a。

所示的汇流条11关于纵向中轴线LA和横向中轴线QA基本上对称地构造。两个测量触点12被布置在纵向中轴线LA的区域中。两个测量触点12关于横向中轴线QA基本上对称地布置。经由测量触点12,可以检测测量触点12之间的电压差或电位差。利用连接两个测量触点12的电阻区域11b的材料的电阻,可以根据该电压差测定流过汇流条11的电流值。

优选地,测量触点12被设计成压入式钉,这在生产中例如精度方面具有优势。以上描述也以类似方式适用于图1b和图1c中所示的汇流条11。

图1a中所示的汇流条11具有凹槽4,每个凹槽4与一个测量触点12相邻并且在纵向中轴线LA方向上与测量触点12稍微间隔开。凹槽4被布置成使它们在测量触点12处产生所谓的电流阴影;这意味着电流基本上围绕凹槽4流动,因此测量触点12由于其紧邻凹槽4布置而基本上是无电流的。这样可以提高对在测量触点12之间下降的电压的测量精度。在此,凹槽4是横向于、特别是垂直于纵向中轴线LA布置。此外,凹槽被布置成关于纵向中轴线LA基本对称并且关于横向中轴线QA基本彼此对称,因此测量触点12布置在凹槽4之间。在可替代的实施方式(未示出)中,测量触点12也可以布置在相应凹槽4的另一侧,因此凹槽4布置在测量触点12之间。

在图1b中所示的汇流条11具有与每个测量触点12相邻的两个凹槽4,在纵向中轴线LA的方向上观察,这两个凹槽分别布置在测量点12的相对侧并且基本上横向于、特别是垂直于纵向中轴线LA延伸。凹槽4被布置成使得凹槽4在测量触点处产生所谓的电流阴影。这意味着,电流基本上围绕成对布置的凹槽4流动,而不会到达测量触点12。因此,由于凹槽4的布置,测量触点12的区域基本上是无电流的。与图1a的汇流条11相比,通过每个测量触点12的成对布置的凹槽4,电流阴影的这种效果还得以改善,并且可以进一步提高测量精度。在此,凹槽4可以关于纵向中轴线LA基本上对称地构造。此外,测量触点12区域中的两个凹槽4关于测量触点12基本上对称、特别是基本上点对称地构造。同时,布置在测量触点12区域中的两个凹槽4可以关于穿过测量触点12的轴线基本上彼此轴对称的。此外,一个测量触点12的凹槽4可以关于横向中轴线QA与另一测量触点12的凹槽4基本上对称地布置。

在图1c中所示的汇流条11具有与每个测量触点12相邻的一个凹槽4。在此,凹槽4横向于、特别是垂直于纵向中轴线LA布置。此外,凹槽关于纵向中轴线LA基本上对称地构造。此外,两个凹槽4关于横向中轴线QA基本上彼此对称地布置。另外,汇流条11在两个测量触点12之间具有另外的凹槽4a。在此,另外的凹槽4a被布置在纵向中轴线LA和/或横向中轴线QA的区域中。另外的凹槽4a可以例如关于纵向中轴线LA和/或横向中轴线QA基本上对称地构造,并且特别地直接邻接两个测量触点12。

凹槽4和4a被布置成使得它们在测量触点12处产生所谓的电流阴影;这意味着电流基本上围绕沿纵向中轴线LA布置的凹槽4和4a流动,并且基本上在凹槽4、4a一侧的载流区域内被传导,因此由于凹槽4和4a的布置,特别是测量触点12基本上是无电流的。在此,另外的凹槽4a导致了在测量触点12区域中甚至更低的电流密度,并且导致了在电阻区域11b的载流区域中甚至更均匀的电流密度。由此,可以进一步提高测量精度。

图2a和图2b示意性地示出了根据本申请的用于测量电流的汇流条11。

图2a中所示的汇流条11具有两个相对的连接区域11a和布置在连接区域11a之间的电阻区域11b,汇流条11在电阻区域11b中的横截面小于连接区域11a的横截面。在所示的汇流条11中,通过减小汇流条11在其电阻区域11b中的宽度,实现横截面的减小,但也可以通过减小汇流条11在电阻区域11b中的厚度来实现。汇流条是一体成型的,并且优选地由一种材料(例如,铜或铝)制成。当汇流条11桥接载流导体(未示出)的中断部时,电流流经汇流条11,即从一个连接区域11a经由电阻区域11b到另一连接区域11a。

所示的汇流条11关于纵向中轴线LA和横向中轴线QA基本上对称地构造。两个测量触点12被布置在纵向中轴线LA的区域中。两个测量触点12关于横向中轴线QA基本上对称地布置。经由测量触点12,可以检测测量触点12之间的电压差或电位差。利用连接两个测量触点12的电阻区域11b的材料的电阻,可以根据该电压差测定流过汇流条11的电流值。优选地,测量触点12被实施成压入式钉,这在生产中例如精度方面具有优势。

根据图2a和图2b的实施方式的连接区域11a具有朝向汇流条中心方向上的边缘侧延长部,该边缘侧延长部作为突出部21或鼻部延伸成为缩小部。从相对的连接区域11a向彼此延伸的突出部21被汇流条11边缘处的间隙彼此分开,因此电流仅流经电阻区域11b。在突出部21中,可以优选地设置紧固件,例如钉15形式的紧固件,优选是压入式钉形式的紧固件,紧固件使得能够将汇流条11紧固在其它组件上和/或例如将电路板2、20(参见图3b、图4)紧固在汇流条11上,以及必要时能够电接触。优选地,钉15的构造方式与测量触点12的构造方式相同。这可以进一步简化生产。以上描述也以类似方式适用于图2b中所示的汇流条11。

图2a中所示的汇流条11在两个测量触点12的每一个测量触点周围各有一个凹槽4,凹槽4在三个侧面上包围各自的测量触点12,其中优选地“开放”的侧面彼此面对。凹槽4被布置成使得电流基本上围绕凹槽4流动而不到达测量触点12,因此测量触点12的区域基本上是无电流的。凹槽4可以至少部分地具有一定曲率的圆形区段,或者由三个或更多个的直线区段组成。优选地,两个凹槽4可以关于横向中轴线QA基本上彼此对称地布置。每个凹槽4本身可以关于纵向中轴线LA基本上对称地构造。以上描述也以类似的方式适用于图2b中所示的汇流条11。

附加地,图2b中所示的汇流条具有两个另外的凹槽4,它们布置在纵向中轴线LA的区域中,使得这两个凹槽在纵向方向上居中地与纵向中轴线相交,并且从各自的测量触点12直接延伸到横向中轴线QA。此外,这两个另外的凹槽4关于横向中轴线QA基本上彼此对称地布置,因此在横向中轴线QA的区域中仅保留了一个狭窄的路径,在该路径上例如可以布置另外的测量点,例如温度传感器。电流基本上围绕沿纵向中轴线LA布置的凹槽4流动,并且基本上在凹槽4一侧的载流区域中被传导。由此,进一步改善了测量触点12的电流阴影,并且进一步改善了电阻区域11b的、保持在凹槽4一侧的载流区域中的电流密度的均匀性。

图3a示意性地示出了根据本申请的用于测量电流的汇流条11的实施方式。汇流条11具有四个凹槽4,它们分别以半圆弧形式包围测量触点12。温度传感器3布置在相对于纵向中轴线LA居中的两个凹槽4之间。

与上述图1a、图1b、图1c、图2a、图2b所示的汇流条11类似,根据图3a的汇流条11具有两个彼此相对的连接区域11a和布置在连接区域11a之间的电阻区域11b,汇流条11在电阻区域11b中的横截面小于连接区域11a的横截面。在所示的汇流条11中,通过减小汇流条11在其电阻区域11b中的宽度,实现横截面的减小,并且可替代地或附加地,包括厚度的减小。汇流条是一体成型的,并且优选地由一种材料(例如,铜或铝)制成。当汇流条11桥接连接到连接区域11a的载流导体(未示出)的中断部时,电流流过汇流条11,其中电流从一个连接区域11a经由电阻区域11b传导至另一个连接区域11a。

汇流条11关于纵向中轴线LA是基本上对称的,该纵向中轴线LA在汇流条11的纵向方向上从一个连接区域11a通过电阻区域11b延伸到相对的连接区域11a。优选地,测量触点12布置在纵向中轴线LA的区域中。所示的汇流条11也可以关于横向中轴线QA基本上对称地构造。两个测量触点12可以关于横向中轴线QA基本对称地布置。经由测量触点12,可以检测测量触点12之间的电压差或电位差。利用连接两个测量触点12的电阻区域11b的材料的电阻,可以根据该电压差测定流过汇流条11的电流值。优选地,测量触点12被实施成压入式钉,这在生产中例如精度方面具有优势。

连接区域11a具有朝向汇流条中心方向上的边缘侧延长部,该边缘侧延长部作为突出部21或鼻部延伸成为缩小部。从相对的连接区域向彼此延伸的突出部21被汇流条11边缘处的间隙彼此分开,因此电流仅流经电阻区域11b。在突出部中,可以优选地设置紧固件,例如钉15(未示出,参见图2a、图2b)形式的紧固件,优选是压入式钉形式的紧固件,紧固件使得能够将汇流条11紧固在其它组件上和/或例如将电路板2、20(参见图3b、图4)紧固在汇流条11上,以及必要时能够电接触。钉15的构造方式与测量触点12的构造方式相同。

图3a中所示的汇流条11在两个测量触点12中的每个测量触点的区域内具有测量点平台5,测量触点12被布置在该测量点平台5中。在每个测量点平台5的两个相对的侧上,各有一个凹槽4,该凹槽4以弧形部分地包围测量点平台5。凹槽4在其朝向各自测量点平台5的一侧可以至少部分地具有带一定曲率的圆形区段。优选地,测量触点12的凹槽4关于横向中轴线QA与另一测量触点的凹槽4基本上对称地布置,因此测量点平台5也关于横向中轴线QA彼此对称。

每个凹槽4横向于、特别是垂直于纵向中轴线LA延伸,并且其本身可以关于纵向中轴线LA基本上对称地构造。凹槽4可以在纵向中轴线的方向上分别具有介于2毫米和10毫米之间的宽度。布置在测量触点12的区域中的两个凹槽4可以关于测量触点12基本上对称地构造,特别是关于测量触点12基本上点对称地构造和/或关于延伸穿过测量触点12的轴线基本上轴对称地构造。

由于凹槽4,因电流围绕凹槽4流动并且不会到达测量点平台5,因此测量点平台基本上是无电流的。测量点平台5分别仅经由两个连接横臂9与电阻区域11b的载流区域相连。连接横臂9可以横向于、特别是垂直于纵向中轴线LA延伸,使得基本上平行于纵向中轴线LA流动的电流不会进入或很少进入到连接横臂5。经由连接横臂5,各测量点平台5所处的电位对应于连接横臂5与电阻区域11b的载流区域的接口处的电位,因此测量触点12之间的电压差基本上对应于这些接口之间的电压差。

连接横臂9可以具有介于2毫米和5毫米之间的宽度,即在纵向中轴线LA的方向上延展。测量点平台5可以具有介于5毫米和12毫米之间的纵向延展,即在纵向中轴线LA和/或横向中轴线QA方向上的延展。因此,图3a中所示的汇流条11的结构(凹槽4和剩余的横臂)的大小和的最小尺寸例如为3毫米,使得可以在经济有效的冲压工艺中制造汇流条11。

温度传感器3可以放置在电阻区域11b的中心和测量触点12之间的中心,从而测量在测量触点12之间的电压降的中心精确区域内的温度。由此,在测定流经汇流条11的电流时,可以对汇流条11电阻区域11b中的汇流条11的材料的电阻的与温度相关的变化进行最佳补偿。在测量触点12和温度传感器3处,都可以获得来自汇流条11的相邻、相对的载流区域的相应电压或者温度的平均值。因此,在汇流条11的相对载流区域中不均匀的电流分布或温度分布不会导致测量失真。

在未示出的实施方式中,可以将两个温度传感器放置在汇流条的载流区域中。如果彼此面对的凹槽4相互合并并形成一个公共的凹槽4a,从而沿纵向中轴线LA在测量点平台之间没有材料残留(比较图1c)时,则这是特别有意义的。优选地,两个温度传感器布置在横向中轴线上,并且围绕纵向中轴线基本上对称地布置,即特别是在凹槽4一侧的载流区域中。这可以改善电流测量在待测电流强度突然变化时的响应行为,因为测量是直接在发热的地方(即,电阻区域的有效载流区域中)进行的。

在图3b中,示出了用于测定电流的装置10,其具有图3a的汇流条11和电路板2。电路板2可以置于汇流条上,并且例如通过钉15(参见图2a、图2b)紧固在汇流条11上,特别是突出部21上,其中钉15的构造方式与测量触点12的构造方式相同。

电路板2可以基本上无间距地置于电阻区域11b的表面上。由此,电路板2中的导体路径(其作为测量线路6a、6b、7a、7b将测量触点12与评估单元18(未示出)连接,用于测定测量触点12之间下降的电压)也紧密置于电阻区域11b的表面上,并且基本上避免了电压测量中的导体回路。电路板2上测量线路7a、7b的布置的几何结构可以与汇流条几何结构和电流阴影几何结构基本无关,但如果测量线路7a、7b在电阻区域11b的剩余材料上而不是在凹槽4上延伸,则是有利的。因此,电路板2(如图3b中所示)也可以与例如图1a、图1b、图1c、图2a、图2b的其它汇流条11结合使用。在此,也可以相应地调整测量线路7a、7b的布置。

测量线路7a、7b作为导体路径敷设在电路板2内,从而减少了与频率相关的相位测量误差。在此,用于将测量触点12与评估单元18(未示出)连接起来的测量线路7a、7b可以作为导体路径沿着汇流条11表面的路径铺设在电路板2内,使得相位误差相比于不太优化敷设的测量线路7a、7b可以大大减小。在图3b中所示的装置10的示例中,测量线路7a、7b从测量触点12开始,跨越多边形形状的测量线路区域8,并经由测量抽头线路6a、6b在公共抽头点6处汇合。在抽头点6处,合适的评估单元18(未示出)可以检测两个测量触点12的电位。在此,测量线路7a、7b可以部分地关于电阻区域的纵向中轴线和/或横向中轴线基本上对称地延伸。

在此特别地,测量线路区域8可以跨越多边形,例如六边形,其中多边形可以具有沿横向中轴线和/或纵向中轴线延伸的对称轴线。在此,多边形的宽度可以是电阻区域宽度的大约70%-100%或70%-85%。此外,多边形的边可以由多个平行延伸的导体路径形成。

在装置10的一实施方式中,可以将温度传感器3和评估单元18(未示出)布置在电路板2的与汇流条11相对的一侧上。

图4示出了用于测定电流的多通道装置,其具有多通道汇流条14,电路板20布置在该多通道汇流条14上。

多通道汇流条14在第一侧具有四个单独的连接区域11a,连接区域具有用于连接多个载流线路的连接元件22。多通道汇流条14在与连接元件22相对的第二侧具有作为用于公共载流线路的公共连接区域11a的公共母线16。每个单独的连接区域11a都分配有电阻区域11b,电阻区域11b布置在各自单独的连接区域11a和公共母线16之间。在此,多通道汇流条14具有相同或不同尺寸的电阻区域11b的并联电路,在这些电阻区域11b中流动着根本不同的电流,这些电流通过在各自电阻区域11b的测量触点12之间的相应电压降来进行测量。在此,电阻区域11b具有上述优化的电流阴影几何结构。多通道汇流条14在一侧具有彼此分离的第一连接区域11a和各自的电阻区域11b,这些电阻区域在多通道汇流条的另一侧彼此电气和机械连接,从而形成公共母线16形式的公共的第二连接区域。

在所示示例中,各自的电阻区域11b的几何结构与图3a的汇流条11的几何结构相对应。电阻区域11b具有与图3a的汇流条11相对应的一个或更多个温度传感器3,并且测量触点12与图3a的汇流条11相对应,位于测量点平台5上,该测量点平台通过连接横臂9与电阻区域11b的载流区域相连。凹槽4的布置和形状也可以与图3a的相对应,其中在图4中,相应地绘制了横向中轴线QA和纵向中轴线LA。也可以由与如图1a、图1b、图1c、图2a、图2b的汇流条11相对应的各个汇流条几何结构来构建多通道汇流条。

用于检测测量值的电路板20以面平行的方式置于汇流条14上,其中电路板20覆盖多个电阻区域11b,并与多个电阻区域11b的测量触点12相连。在电路板20中布置有测量线路,该测量线路的实施方式与图3a所示的类似,并且特别地作为电路板20中的导体路径来引导。经由测量线路,将测量值从测量触点12传送到评估单元18。通过多通道汇流条14的公共电路板20,可以省去各种组件,因为这些组件只需要实施一次而不是多次,例如电隔离件17、电源、评估单元18、模数转换器、通信驱动器、布线等。

由于已经提到的原因,电路板20尽可能与面齐平地布置在多通道汇流条14上。在功率转换器中的汇流条14的操作中,特别是由于在高工作电流下作用于多通道汇流条14的热效应和机电效应,多通道汇流条14、特别是各个电阻区域11b相互之间和/或电路板20可能会发生变形。这种变形可能会导致电路板20至少部分地从多通道汇流条14上脱落。电路板20从多通道汇流条14表面的这种脱落可以通过电路板20中的狭缝19进行补偿,狭缝19分别布置在电阻区域11b之间,并且从电路板20的一个边缘平行于纵向中轴线LA延伸超过电路板20的至少一半的长度。狭缝19使得与各个电阻区域11b相关联的电路板20的部分能够容易地相对于相互“扭曲”。这样,电路板20可以分区段地跟随各个电阻区域11b或连接区域11a相对于彼此的任何变形,从而减小装置13上的机械应力。

图5a-图5c以不同的视图示出了用于测定电流的装置的电路板的实施方式。图5a示出了电路板2,类似于图3b,电路板2可以布置在汇流条11(此处未示出)上,并且借助于测量触点12检测在汇流条11的电阻区域11b上下降的电压。为此,电路板2具有测量线路7a、7b,它们跨越测量线路区域8并将测量触点12与测量抽头线路6a、6b和抽头点6连接起来。此外,电路板2具有补偿结构30,补偿结构优选地布置在汇流条11的电阻区域内,并经由另外的测量抽头线路6c与测量线路7b电串联。

在图5b中,放大显示了具有特定构造的补偿结构30。在此,实线表示电路板2的第一层(1号层)中的导体路径31,而虚线和点线代表电路板2的第二层(2号层)和第三层(3号层)中的导体路径32和导体路径33。1号层、2号层和3号层位于电路板2的不同平面中。补偿结构30包括多个补偿路径40a、40b、40c、40d,这些补偿路径相互平行,并且当电路板2布置在汇流条11上时,平行于汇流条11的纵向轴线。补偿路径40a、40b、40c、40d分别具有两个方向相反的补偿臂,这将在下面结合图5c更详细地说明。

在根据图5b的示例性的具体配置中,只有第二补偿路径40b的一个补偿臂与测量线路7b相连接。从测量抽头线路6c开始,下面描述的电路是测量线路7b的延伸。1号层中的导体路径31沿着补偿结构33的水平中轴线,导体路径31首先在分配给补偿路径40a的焊接点34处终止。借助于电连接器(在此示例性地借助于桥接器41)将该焊接点34与中轴线上的另一焊接点34连接起来,使得补偿路径40a被桥接起来,即在本例中补偿路径40a未使用。接下来,导体路径31到达与补偿路径40b相关联的下一个焊接点34。借助于另一桥接器41,导体路径31与焊接点34相连,该焊接点34被分配给补偿路径40b的上补偿臂并且与1号层和2号层之间的通孔35重合,使得导体路径31经由桥接器41和通孔35与2号层中的导体路径32相连。在补偿臂的外端点,导体路径32经由2号层和3号层之间的通孔36与电路板2的3号层中的导体路径33相连,并且导体路径33返回到补偿结构30的中轴线上的通孔36。从那里,2号层的导体路径32、通孔35和导体路径31通向分配给补偿路径40c的焊接点34。在本示例中,也未使用补偿路径40c和40d,并且分别借助于桥接器41绕路。最后,在补偿结构的中轴线的两侧,将导体路径32引回到测量抽头线路6c并在那里汇合。

应当理解,四个补偿路径40a-40d的数量及其各自的长度和顺序只是示例性的。具有任意数量的其他的补偿路径的补偿结构30是可设想的,其中每个补偿路径可以通过将各自的补偿臂中的一个补偿臂连接到测量线路7b来使用,或者可以被桥接从而不被使用。

图5c示出了图5b的补偿路径40b的详细视图。根据图5b,最终与测量抽头线路6c相连的导体路径31借助于桥接器41与导体路径32相连,导体路径32属于补偿路径40b的两个补偿臂之一。该补偿臂由2号层的导体路径32的相应区段、2号层和3号层之间的通孔36、3号层中的导体路径33的区段和另一通孔36组成,因此补偿臂形成了一个几乎闭合的导体回路,该导体回路垂直于电路板的表面(并且因而垂直于汇流条11)并且平行于汇流条的纵向中轴线LA对齐。补偿路径40b的另一补偿臂由于缺少相应放置的桥接器而未与测量线路7b相连,因此未被使用。

作为补偿路径40b的上补偿臂的替代方案,补偿路径40b的下补偿臂可以根据需要借助于相应放置的桥接器41与测量线路7b相连,或者补偿路径40b未被使用,而是借助于相应放置的桥接器41桥接。另外,其它补偿路径40a、40c和/或40d的单个或更多个补偿臂可以借助于适当放置的桥接器41与测量线路相连。在此应当注意,补偿路径的取向相反的补偿臂会产生数量级相同但符号不同的补偿效应。

优选地,补偿路径40a-40d跨越具有不同横截面积的表面。为此,可以适当地选择臂的长度(即,各自跨越的表面的宽度)以及相对的导体路径之间的距离(即,跨越的表面的高度)。此外,补偿臂可以由多个回路组成,从而使跨越的表面相应地倍增。

在具体实施方式中,补偿臂的长度最小为1毫米,最大为20毫米。电路板不同平面中的补偿臂的导体路径之间的距离受电路板厚度和电路板中平面数量的限制,并且介于约0.2毫米和约10毫米之间。

因而,补偿路径40a-40d的不同尺寸的跨越表面会产生具有不同补偿效应的多种组合可能性。在根据图5b的具体的示例中,通过使用上补偿臂可以产生总共15种不同的组合,通过使用下补偿臂可以产生另外15种不同组合以及通过使用下补偿臂和上补偿臂可以产生一些混合形式,特别是当跨越表面以2的幂级数增加时,这些组合特别地具有不同的补偿效应,其幅度不同且必要时符号不同。

在根据图5a的电路板2在设备10中的具体应用中,例如根据图3b,可以借助于校准测量来测定在特定实施方式中,哪些效应以何种数量级影响测量结果。为此,例如可以对汇流条11施加规定的电流,并评估在抽头点6处检测到的电压信号,同时所有补偿路径40a-40b都被桥接,并且补偿结构处于非活动状态。根据确定的测量值的失真(失真例如可以包括电压信号相对于汇流条11中的电流的非线性),决定是否将补偿路径40a-40d以及如有必要是哪些补偿臂应连接到测量线路7b,以最小化被测电流对测量线路7a,76的不良影响,从而最小化对测量结果的不良影响。结果,确定了补偿结构的配置,该配置保证了对不良影响的持久性最佳补偿,特别是最小化了与频率相关的相位和幅度测量误差。在根据图4的多通道汇流条14的情况下,该配置可以为各个通道上的测量单独确定,以便单独优化各个通道上的测量。

参考标记列表

2 电路板

3 温度传感器

4、4a凹槽

5 测量点平台

6a、6b、6c测量抽头线路

7a、7b 测量线路

8 测量线路区域

9 连接横臂

10测定电流的装置

11汇流条

11a 连接区域

11b 电阻区域

12测量触点

13测定电流的多通道装置

14多通道汇流条

15钉

16母线

17电隔离件

18评估单元

19狭缝

20电路板

21突出部

22连接元件

30补偿结构

311号层中的导体路径

322号层中的导体路径

333号层中的导体路径

34焊接点

351号层和2号层之间的通孔

362号层和3号层之间的通孔

40a-40d 补偿路径

41桥接器

LA纵向中轴线

QA横向中轴线。

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