CN105324674B - 用于在磁性偏置扼流器处监测和电流测量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了测量通过一个扼流器(1)的扼流电流(I)，在一个相对于该扼流器(1)固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器(1)出发的磁场(8)的通量密度(B)。在该扼流器(1)的连续运行中产生的、已知的扼流电流(I)下从该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的一个磁性偏置，其中在测量该通量密度(B)时该扼流电流(I)仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的。在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度(B)的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流(I)。

Description

用于在磁性偏置扼流器处监测和电流测量的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于测量通过扼流器的扼流电流的方法，其中在一个相对于该扼流器固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器出发的磁场的通量密度，并且其中从该通量密度的这些实际测量值来确定实际的扼流电流。本发明还涉及一种装置，该装置带有：一个扼流器；在一个相对于该扼流器固定的位置处安排的一个磁场传感器，该磁场传感器连续地测量从该扼流器出发的一个磁场的通量密度；以及一个分析设备，该分析设备从该通量密度的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流。
通过等式B＝μ*μ0*H，磁通量密度B与在相同位置该磁场的场强H相关联，其中μ是该磁场延伸通过的材料的磁导率，并且其中μ0是一个常量。因此在该方法中，作为该磁场的通量密度的度量也可以是在相对于该扼流器的该固定的位置处的该磁场的场强。(为了在用霍尔传感器(磁导率μ＝1)进行测量时推导出在该相同的位置处的磁场强度H，严格来说，如果想计算在空气中的磁场强度，则在换算所测量的通量密度B时必须使用空气的磁导率(μ空气＝1+4*10-7)并且不能使用该霍尔传感器材料的磁导率。背景是：B在具有不同磁导率的两种材料的边界面处的法线分量的恒定性。)
现有技术
从CN 2876787Y已知一种开头所述类型的方法，该方法与专利独立权利要求1的前序部分对应；以及一种开头所述类型的装置，该装置与专利独立权利要求7的前序部分对应。具体地，该文件涉及一种用于通过导体的电流的电流传感器。该导体被缠绕到一个C形的芯上，在电路板上安装的一个霍尔传感器安排在该芯的气隙中。通过该导体的电流使该芯磁化。通过该芯的磁通继续通过在该电路板上的霍尔传感器。由该磁场或由其磁通量密度在该霍尔传感器中产生的电压是该磁通量密度和由此通过该导体的电流的度量。
从WO 2011/029018 A2已知对通过一个功率线路的电流的测量。为此，一个C形的芯包围该功率线路，一个补偿线圈缠绕到该芯上并且一个霍尔传感器安排在该芯的气隙中。以如下方式控制通过该线圈的一个补偿电流，使得由通过在该芯中的功率线路的电流引起的并且由该霍尔传感器测定的磁通消失。该以此方式被控制的补偿电流是在该功率线路中流动的电流的一个直接的度量。
从DE 103 17 215 A1已知一种用于永磁体的品质确定的方法。该永磁体相对于一个接收传感器移动。在此，以一个场强曲线的形式来测定实际磁化率。通过比较该场强曲线和一个理想曲线来确定该永磁体在其工作范围内的任何误差。
从DE 10 2011 000 980 A1已知一种具有动态预磁化的扼流器。该扼流器具有扼流器绕组、芯、用于使芯预磁化的永磁体和用于将该永磁体调整到期望的磁化率的磁化设备。该磁化设备可以被用于使该芯的预磁化与该扼流器的运行条件适配。此外，提供一个磁化测定设备，该磁化测定设备测定该扼流器的永磁体的磁化率。该磁化测定装置监测通过该扼流器绕组的扼流电流的时间曲线以指示不希望的芯的饱和。由此可以确定，该永磁体的磁化率是否下降或由于其他原因而不再适合。
扼流器的磁性偏置(Vorspannung)的典型目的在于，拓宽对于仅在一个方向上流动的扼流电流而言该扼流器的有效的工作范围(在该工作范围中该扼流器的芯没有达到磁性饱和)。
从DE 10 2010 062 237 A1已知一种用于校准带有一个永磁体的磁场传感器的方法。该方法包括：向该磁场传感器处施加具有第一强度的一个第一磁场，并读出第一响应电压；以及向该磁场传感器处施加具有第二强度的一个第二磁场，并读出第二响应电压。此外，基于该第一和第二磁场强度的差以及该第一和第二响应电压的差来测定该磁场传感器的灵敏度。接着，基于所测定的灵敏度来测定该永磁体的有用场强。以此方式，在该磁场传感器运行期间确定该永磁体的有用场强。对于一个线圈，所产生的磁场与在该线圈中的电流是成比例的。因此，通过在该线圈中的电流的变化和同时测量的响应电压能够推导出该永磁体的可用场强。
从JP S62-163974A已知一种电流传感器，其中通过产生辅助磁场的器件来补偿一个霍尔元件的偏置电压。这些器件包括一个辅助线圈。在一个待测量的电流中，以如下方式从零调整通过该辅助线圈流动的电流，使得该偏置电压变为零。
发明目的
本发明所基于的目的在于，提供一种特别高效的方法和一种特别高效的装置，以便在一个磁性偏置的扼流器处用于监测和电流测量。
解决方案
本发明的目的通过具有独立权利要求1的特征的方法以及通过具有独立权利要求10的特征的装置实现。根据本发明的方法和根据本发明的装置的优选的实施方式在从属权利要求中限定。
发明内容
在根据本发明的用于测量通过一个扼流器的扼流电流的方法中，在一个相对于该扼流器固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器出发的磁场的通量密度。在使用该扼流器期间产生的、已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的一个磁性偏置，其中在测量该通量密度(B)时该扼流电流(I)仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的；并且在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流。该通量密度的测量用于双重目的，即一方面测定并由此也监测该扼流器的磁性偏置，以及另一方面测量通过该扼流器的实际的扼流电流。从该扼流器出发的磁场的通量密度的这些测量值取决于两个因素，即该磁性偏置和该实际的扼流电流。然而该磁性偏置可以假设为原则上恒定的，即在不出现特殊事件的情况下至少在一定的时间段内可以假设为恒定的。因此，可以在已知的扼流电流的边界条件下逐点地确定该磁性偏置，并且在之后从该通量密度的这些测量值来测定该实际的扼流电流时考虑到该磁性偏置。
具体地，与在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定扼流电流时相比，能够在该已知的扼流电流下在大出至少因数10的时间间隔下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。通常还要更大的时间间隔才足以在该已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。能够在已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的电压的这个最小间隔取决于该扼流电流何时是已知的。能够在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该扼流电流的这个最小间隔与该扫描频率的倒数相等，从该扼流器出发的磁场的通量密度用该扫描频率连续地测量。
这理解为，根据本发明确定磁性偏置不依赖于确定该扼流器的芯的由此实现的磁化率的绝对值。而确定磁性偏置对从该扼流器发出的、在相对于该扼流器的该固定的位置处的磁场的通量密度的影响是足够的。从该通量密度的这些实际的测量值来测定该扼流电流时，将磁性偏置的影响作为在该测量位置处的、仅由该扼流电流引起的一个信号分量的偏置来考虑同样是足够的。然而在此要注意的是，由在该测量位置处的扼流器产生的磁场(即该扼流器的散射场)的通量密度随着与该扼流器的间距增加并且在此也取决于该间距的方向而减小。因此，通过该磁性偏置引起的偏置、例如还有仅由该扼流电流引起的信号分量取决于该测量的位置。
在根据本发明的方法中能够直接地测量通过该扼流器的扼流电流(为了测定该扼流器的磁性偏置，该扼流电流必须是已知的)。但是，这可以用比测量用于测量实际扼流电流的磁通量密度低很多的耗费来实现。尤其能够用比测量该磁通量密度时低至少因数10的扫描频率进行该扼流电流的额外的、直接的测量。用于额外地、直接地测量扼流电流的绝对的精确性也不需要满足高要求。而高的、相对的精确性，即用于确定两个扼流电流的比率的高精确性是足够的。然后可以用一个绝对准确的电流传感器借助于一次校准来确定该扼流电流的一个准确的绝对值。但是该传感器不必是该装置的永久的组成部分。
在最简单的情况下，在一个为零的扼流电流下从该磁通量密度的这些测量值来测定该扼流器的磁性偏置。在一个为零的扼流电流下，从该扼流器出发的磁场、即该扼流器的磁散射场仅以该扼流器的磁性偏置为基础。然而不可能没有任何问题地在扼流器的连续的运行中调整一个为零的扼流电流(以便在该连续的运行中监测该磁性偏置)。这例如是如下情况，即在一个DC/DC转换器中使用该扼流器，该DC/DC转换器只连接到一个小的输出端电容器处或在输出侧连接到一个DC中间回路的小的电容器处。在这种情况下，该扼流电流的一个短暂的变化已经导致该输出端电容器或该DC中间回路的电压的显著的和在某些情况下不可容忍的变化。因此在根据本发明的方法的一个实施方式中，在两个不同的、相对彼此比率已知的扼流电流下从该磁通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。在不知道这些不同的扼流电流的绝对量值的情况下，也可以从中外推出该扼流电流为零。因此也可以在不启用为零的扼流电流的情况下来确定该磁性偏置。与之相反，如果例如在输出端处具有一个大电容器的DC/DC转换器中使用该扼流器，则因此短暂地引起一个为零的扼流电流能够是完全可容忍的，因为一个由此在该大的输出侧电容器处产生的电压波动不显著并且因此是可忽略的、然而至少是可容忍的。
一个为零的扼流电流和多个不同的、相对彼此比率已知的扼流电流不仅可以通过直接测量这些扼流电流而得知，而且可以基于引起该扼流电流的一个设备(例如一个逆变器)的已知的运行状态而得知。一般地，该扼流电流为零或者存在两个不同的、相对彼此比率已知的扼流电流的时间点能够从在该扼流器的连续运行中存在的条件中导出。具体地，该扼流器例如可以使用在一个DC/DC转换器中，例如一个以至少暂时的间断运行方式***作的逆变器的一个升压变换器中。还可行的是，在该逆变器的DC/DC转换器中在所选出的时间点有针对性地引起一个为零的扼流电流。该逆变器尤其可以将该扼流电流为零的时间点或所引起的扼流电流相对彼此比率已知的不同时间点发出信号，以便从在这些时间点测量的、由该扼流器引起的磁场的该通量密度来确定该扼流器的磁性偏置。在后一种情况下有利的是，以如下方式来选择这些时间点，使得在两个时间点(在这两个时间点进行测量并且这两个时间点共同用于确定该扼流器的磁性偏置)之间的时间段尽可能的短。以此方式，使得在这两次测量之间的磁性偏置的潜在潜伏地且通常缓慢地进行的变化的风险和影响最小化。
在根据本发明的方法中，该扼流器的磁性偏置的测定在多个限定的事件之后重复。经过一个确定的时间也可以属于这些限定的事件。但是尤其用高的扼流电流或强烈波动的扼流电流来加载该扼流器也属于这些限定的事件，改变该扼流器的预磁化来源的危险与这些扼流电流相关联。用于有针对性地修改、例如更新该磁性偏置的每个过程一定属于这些事件(在这些事件之后重复该扼流器的磁性偏置的测定)。有意义的是，相应地最终确定的磁性偏置用于在考虑到该磁性偏置的情况下从该通量密度的这些测量来确定该实际的扼流电流。同样可行的是，从一个平均值或从多个最终确定的磁性偏置的一个外推值来得出该待考虑的磁性偏置。
在根据本发明的方法中，该扼流器的磁性偏置来源具有一个或多个永磁体。但是原理上，该预磁化来源可以是该扼流器的用恒定的电流流过的一个额外的绕组或类似物。
在根据本发明的方法中，能够在多个相对于该扼流器固定的位置处连续地测量从该扼流器出发的磁场的通量密度。在此目标可以是，更准确地测定该扼流电流以及还有该扼流器的磁性偏置，即使该磁性偏置仅从一个唯一的来源出发。当存在多个磁性偏置来源、例如多个永磁体时，能够通过测量磁场的通量密度在多个位置处彼此单独地监测这些来源。然后当该扼流器具有多个扼流器绕组(分别有一个扼流电流流动通过该扼流器绕组)时，在多个位置处测量该磁场的通量密度也是有意义的。针对这些扼流电流中的每个扼流电流，必须至少测量在一个适合的、额外的位置处的通量密度，以便能够分开地测定该额外的位置。在这种情况下，该额外的位置以有利的方式尽可能靠近于该磁性偏置的这些相应的来源处或尽可能靠近于这些扼流器绕组的绕组末端处，因为那里所涉及的磁散射场的场强相对高并且由此在测量时确保了尽可能大的信号/噪音比率。
在根据本发明的方法中，能够测量该扼流器的芯的温度和/或该扼流器的该磁性偏置的来源的温度和/或被用于测量该磁通量密度的一个磁场传感器的温度，并且能够在从该通量密度的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流时考虑到该温度。因此能够补偿在这些部件中取决于温度的效果。
根据本发明的一个装置具有：带有一个磁性偏置来源的扼流器；在一个相对于该扼流器固定的位置处安排的一个磁场传感器，该磁场传感器用扫描频率连续地测量从该扼流器出发的一个磁场的通量密度；以及一个分析设备，该分析设备在该扼流器的连续运行中产生的、已知的扼流电流下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的一个磁性偏置，其中在测量该通量密度时该扼流电流仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的，并且该分析单元在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流。
与该分析设备在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度的这些实际的测量值来确定该扼流电流相比，该分析设备能够在该已知的扼流电流下在大出至少因数10的时间间隔下从该通量密度的这些测量值来测定该扼流器的该磁性偏置。
为了向该分析单元提供一个已知的扼流电流，可以设置一个额外的电流传感器，该电流传感器用比该磁场传感器低至少因数10的扫描频率直接地测量该扼流电流，并且在绝对的精确性方面对该电流传感器不存在特别的要求，只要该电流传感器用相对于另一个已知的扼流电流的高相对精确性来确定该扼流电流。然而与根据本发明的方法相同，根据本发明的装置也能够以很高的时间分辨率和高的绝对精确性来测定该实际的扼流电流。在准确地校准在相应的扼流器处的磁场传感器的情况下实现最大的精确性。
代替于具有一个额外的电流传感器，该分析设备也可以从外部接收一个信号，该分析设备从该信号来测定该扼流电流为零的时间点或扼流电流相对彼此比率已知的不同时间点。该分析设备例如可以从引起该扼流电流的一个逆变器中接收这些信号。
该分析设备还可以具有一个事件检测器并且在检测到一个预定的事件时重复测定该扼流器的偏置。在此还属于本发明的是，通过一个外部的设备来检测或还控制该事件，并且该设备将该事件发送信号给该分析单元。此类的发送信号可以通过一个通信接口从该外部的设备向该分析单元——例如有线地或无线地——通信。在这种情况下足够的是，该分析单元具有一个对应的、用于接收通信信号的接收单元。在此可预定的事件已经在关于根据本发明的方法中示例性地阐述过。
根据本发明的装置的磁场传感器尤其可以是一个霍尔传感器。也可以设置多个磁场传感器，这些磁场传感器在多个相对于该扼流器固定的位置处连续地测量磁场的通量密度。
该扼流器的磁性偏置来源尤其可以包括一个永磁体。也可以存在多个永磁体。此外，磁性偏置来源也可以具有一个用固定的电流流过的线圈或类似物。
根据本发明的装置可以具有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器的芯的温度和/或该磁性偏置的来源的温度和/或该磁场传感器的温度并且该温度传感器连接到该分析设备。从该通量密度的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流时，该分析设备可以考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
本发明的有利的改进方案由专利权利要求书、说明书和附图得出。在该说明书中提到的特征和一些特征的组合的优点仅仅是示例性的，并且可以是替代性地或积累性地生效，而无需这些优点必须被根据本发明的实施方式实现。在所附权利要求书的主题未由此改变的情况下，在原始申请文件和专利的公开内容方面，以下内容是适用的：其他特征，尤其是所展示的几何形状和多个部件彼此的相对尺寸以及其相对的安排与有效连接，可以从附图中得出。本发明不同实施方式的特征的组合或者不同专利权利要求的特征的组合同样可能与权利要求书的所选的回引部分不同并且是在此有所启示的。这还涉及在分开的附图中展示的或者在其说明中提及的特征。这些特征还可以与不同权利要求的特征相组合。同样，在权利要求书中详述的特征可能在本发明的其他实施方式中取消。
在权利要求书和说明书中所述的特征针对其数量应被这样理解，正好存在这个数量或比所述数量更大的数量，而无需明确地使用副词“至少”。例如，当讨论一个元件时，这因此被理解为提供正好一个元件、两个元件或更多的元件。这些特征可以用其他特征来补充或者可以是相应产品所具有的仅有特征。
在权利要求书中包含的参考符号对由权利要求书所保护的主题的范围并不造成任何限制。它们仅仅用于使权利要求书更容易理解的目的。
附图简要说明
现在将借助多个实施例参考附图来对本发明进行更详细的解释和说明。
图1示出了根据本发明的一个装置的第一实施方式；
图2示出了根据图1的该装置的一个变体；
图3示出了根据本发明的该装置的第二实施方式；以及
图4示出了在根据本发明的方法中所测量的、在从属的扼流电流之上的磁通量的测量值的示意性变化曲线。
附图说明
在图1中示出了带有在芯2上设置的扼流器绕组3的一个扼流器1。该扼流器1通过一个永磁体4磁性偏置，该永磁体安排在该C形的芯2的一个气隙5中并且使该芯2预磁化。在此，通过一个箭头指示的磁性偏置6或预磁化与磁化7相反，该磁化由具有在固定方向上流动的扼流电流的扼流器绕组3的通电引起并且同样通过一个箭头表示。由此拓宽了在该扼流器的芯2磁饱和之前该扼流器1的、对于在固定方向上流动的扼流电流而言的有效的工作范围。
通过一个磁场传感器9来测定通过一个虚线箭头指示的磁场8或在该永磁体4和该气隙5旁的散射场。在此，该磁场传感器尤其是一个霍尔传感器。该磁场传感器9在相对于该扼流器1的一个固定的位置处测量在那里局部给出的、由该扼流器1引起的磁场8的通量密度。由于通过该扼流器绕组3流动的扼流电流，该磁场8是以磁性偏置6和磁化7为基础的。由关于磁性偏置6和通过该扼流器3的实际的扼流电流的一个分析设备10来分析由该磁场传感器9连续测量的通量密度。但是，在此为了测定该磁性偏置6，要么使用在一个为零的扼流电流下该通量密度的测量值，要么在不同的、相对彼此比率已知的扼流电流下所测量的测量值不必是绝对已知的。该分析设备10从一个设备11(该设备引起通过该扼流器绕组3的扼流电流)获得或测定用于接收这些测量值的、适合的时间点。
已知的是，实际的温度变化能够影响该芯2的磁化7，例如也能够影响该扼流器1的磁性偏置6。由此，这些温度效应也影响从该扼流器出发的磁场8和该磁场的磁通量密度。在确定该扼流电流以及还有该扼流器1的磁性偏置6时，为了消除、然而至少最小化由此引起的测量误差，在一个有利的构型中，该装置在该磁场传感器9、该芯2和/或该磁性偏置来源(在此该永磁体4)的直接邻近处具有一个或多个温度传感器(在图1中未示出)。在适当时，该温度传感器也与这些部件直接接触。该温度传感器的输出端与该分析设备10相连接。由此，该分析设备10用于补偿在该磁场传感器9处的一个信号(即该测量信号)的纯粹由温度引起的变化。以此方式，能够增大测量的精确性。
在图1中(如也在图2和图3中)，该永磁体4示出为不与该芯2直接接触。而在此展示了在该永磁4和该芯2之间的间隙。在将该永磁体4永久地紧固在该芯2处时——例如通过一个粘合工艺——也不能在纯制造技术上完全地避免这两个部件之间的间隙。为了紧固的目的，例如能够用一种磁性上非活性的物质(例如一种适合的粘合材料)来填充这些间隙。尽管在图1至3中分别示出了该永磁体4与该芯2之间的间隙，然而在本发明的范围内，该永磁体4也准确配合地——即在没有所产生的间隙的情况下——装配到该芯2的该气隙5中。
图2示出了用该永磁体4磁性偏置的、与多个磁场传感器9一起的扼流器1，这些磁场传感器在不同的位置处(即此处在距该气隙5和安排在该气隙中的永磁体4的不同的侧向间隔下)测定磁场8的磁通量密度。借助于多个磁场传感器9，在测定该磁性偏置6以及还有通过该扼流器绕组3的扼流电流时能够提高测量精确性。额外地可行的是，用多个临近的磁场传感器的一种安排来标识如下测量，其中——出于某种原因也始终有——一个外部的干扰将一个额外的磁场分量叠加在该扼流器1的该实际感兴趣的磁场上。这种叠加改变这些不同的磁场传感器9的信号电平的相对比率并且由此能被观察到。
在图3中示出的该装置具有通过两个永磁体4磁性偏置的一个扼流器1。在此，这些永磁体4在此处呈弧形地安排在该气隙5的两侧上，而两个磁场传感器9位于该气隙5中。这些磁场传感器9测定在该气隙5中的磁场8。在此，这些磁场传感器9中的每一个配属于这些永磁体4之一，即该磁场传感器用更高的灵敏度来测定该磁场8的分量，该分量是以通过所配属的永磁体4的磁性偏置6为基础的。除了由这些磁场传感器9测定的通量密度以外，该分析单元10考虑一个电流传感器12的信号，该电流传感器用一个伏特计13测定在一个分流电阻14上由于扼流电流而下降的电压。该电流传感器12仅需要用于在少量的时间点上测定该扼流电流的相对量值。相反地，该分析设备10从用磁场传感器9连续测定的磁通量密度的这些测量值连续地、并且以很高的时间分辨率和绝对分辨率来计算通过该扼流器绕组3的扼流电流。该分析设备10能够传输另一个单元、例如逆变器的一个上级的控制器(在图3中未示出)的由此测定的量值(扼流电流、磁性偏置)。
图4以一个曲线图示出了在一个相对于磁性偏置的扼流器固定的位置处、用磁场传感器测量的、作为扼流电流的函数的磁通量密度B。从该曲线图中能够得出：由该磁性偏置的扼流器引起的磁散射场的磁通量密度B一方面取决于该扼流电流I并且另一方面取决于该扼流器的磁性偏置。由于该扼流器的磁性偏置与基于该扼流电流I的磁化相反地取向，该扼流器的磁性偏置在该磁场传感器中实现负的偏置。由此用该磁场传感器来测量一个信号，该信号示出了这两种效应(该扼流器的磁性偏置和仅通过该扼流电流I引起的、该扼流器的磁化)的重叠。
为了进一步说明该事实，在图4中假设了该通量密度随着该扼流电流I的线性上升。实验结果表明：一个此类的线性公式在该扼流器的芯材料不饱和的情况下通过该扼流电流的一个相对宽的测量范围示出了对实际比率的足够好的近似。示出了对于两个不同的磁性偏置，该磁通量密度B(I)的两个示例性的曲线，这两个不同的磁性偏置在扼流电流I＝0时导致一个负的通量密度B(I＝0)＝B01或B(I＝0)＝B02，即导致一个磁通，该磁通具有与由于扼流电流I的磁通相反的方向。在此，通量密度B01或B02是用于磁性偏置的直接度量。换言之，当该扼流电流为I＝0时，可以非常容易地确定该磁性偏置。然而在一个预磁化的扼流器的连续运行中通常不能得出为零的扼流电流，或者由于之前说明的原因，仅暂时引起一个为零的扼流电流也是不可容忍的。但是在这种情况下可以如下地测定该磁性偏置，使得在两个相对彼此比率固定的扼流电流I1和I2下从这些磁通量密度B(I1)和B(I2)外推出扼流电流I＝0时的磁通量密度，而不必明确地引起I＝0的无电流状态。例如，可以在该扼流电流I1和一个是该扼流电流I1两倍大的扼流电流I2下从这些通量密度B(I1)和B(I2)的差ΔB如下地推导出在该扼流电流为零时的通量密度。
B(I＝0)＝B(I1)-ΔB＝B(I1)-(B(I2)-B(I1))＝2B(I1)-B(I2)
当该磁性偏置以B(I＝0)的形式已知时，可以从该实际的值B(I)推导出I。在此，代替于在图4中示出的线性关系，也可以针对该个别情况使用某些校准曲线。这同样也适用于预磁化的确定。
附图标记列表
1 扼流器
2 芯
3 扼流器绕组
4 永磁体
5 气隙
6 磁性偏置
7 磁化
8 散射场
9 磁场传感器
10 分析设备
11 设备
12 电流传感器
13 伏特计
14 分流电阻
B 通量密度
I 扼流电流

Claims (44)

1.用于测量通过扼流器(1)的扼流电流(I)的方法，其中在一个相对于该扼流器(1)固定的位置处用扫描频率连续地测量从该扼流器(1)中出发的磁场(8)的通量密度(B)，并且其中从该通量密度(B)的这些实际测量值来确定实际的扼流电流(I)，
其特征在于，从在该扼流器(1)的连续运行中产生的、已知的扼流电流(I)下该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的一个磁性偏置，其中，在测量该通量密度(B)时该扼流电流(I)仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的，并且在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度(B)的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流(I)，其中在已知的扼流电流的边界条件下逐点地确定该磁性偏置，并且在之后从该通量密度的这些实际测量值来测定该实际的扼流电流时考虑到该磁性偏置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度(B)的这些实际的测量值确定的扼流电流相比，在该已知的扼流电流(I)下在大出至少因数10的时间间隔下从该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用比测量该通量密度(B)时低至少因数10的扫描频率直接地测量该扼流电流(I)。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，用比测量该通量密度(B)时低至少因数10的扫描频率直接地测量该扼流电流(I)。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，使用在一个为零的扼流电流(I)下该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
6.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，使用在两个不同的、相对彼此比率已知的扼流电流(I1，I2)下该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该扼流电流(I)为零的时间点是从在该扼流器(1)的连续运行中存在的条件中导出的。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，存在两个不同的、相对彼此比率已知的扼流电流(I1，I2)的时间点是从在该扼流器(1)的连续运行中存在的条件中导出的。
9.根据权利要求1-4和7-8之一所述的方法，其特征在于，该扼流器(1)的磁性偏置的测定在多个限定的事件之后重复。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该扼流器(1)的磁性偏置的测定在多个限定的事件之后重复。
11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该扼流器(1)的磁性偏置的测定在多个限定的事件之后重复。
12.根据权利要求1-4、7-8和10-11之一所述的方法，其特征在于，在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
13.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
15.根据权利要求1-4、7-8、10-11和13-14之一所述的方法，其特征在于，测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该扼流器(1)的该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或被用于测量该通量密度的一个磁场传感器(9)的温度，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时考虑到该温度。
16.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该扼流器(1)的该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或被用于测量该通量密度的一个磁场传感器(9)的温度，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时考虑到该温度。
17.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该扼流器(1)的该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或被用于测量该通量密度的一个磁场传感器(9)的温度，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时考虑到该温度。
18.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该扼流器(1)的该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或被用于测量该通量密度的一个磁场传感器(9)的温度，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时考虑到该温度。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该扼流器(1)的该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或被用于测量该通量密度的一个磁场传感器(9)的温度，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时考虑到该温度。
20.用于测量通过扼流器(1)的扼流电流(I)的装置，该装置带有：一个扼流器(1)；在一个相对于该扼流器(1)固定的位置处安排的一个磁场传感器(9)，该磁场传感器用扫描频率连续地测量从该扼流器(1)出发的一个磁场(8)的通量密度(B)；以及一个分析设备(10)，该分析设备从该通量密度(B)的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流(I)，
其特征在于，该扼流器(1)具有一个磁性偏置的来源，并且该分析设备(10)在该扼流器(1)的连续运行中产生的、已知的扼流电流(I)下从该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的一个磁性偏置，其中在测量该通量密度(B)时该扼流电流(I)仅在比该扫描频率的倒数更大的时间间隔下才是已知的，并且该分析单元在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度(B)的这些实际的测量值来确定该实际的扼流电流(I)，其中在已知的扼流电流的边界条件下逐点地确定该磁性偏置，并且在之后从该通量密度的这些实际的测量值来测定该实际的扼流电流时考虑到该磁性偏置。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，与该分析设备在考虑到所测定的磁性偏置的情况下从该通量密度(B)的这些实际的测量值来确定该扼流电流相比，该分析设备(10)在该已知的扼流电流(I)下在大出至少因数10的时间间隔下从该通量密度(B)的这些测量值来测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，设置有一个电流传感器(12)，该电流传感器用比该磁场传感器(9)低至少因数10的扫描频率直接地测量该扼流电流(I)。
23.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，设置有一个电流传感器(12)，该电流传感器用比该磁场传感器(9)低至少因数10的扫描频率直接地测量该扼流电流(I)。
24.根据权利要求20至23之一所述的装置，其特征在于，该分析设备(10)接收一个信号，该分析设备从该信号中测定该扼流电流(I)为零的时间点或扼流电流(I1，I2)相对彼此处于已知的比率的不同时间点。
25.根据权利要求20至23之一所述的装置，其特征在于，该分析设备(10)具有一个事件检测器并且在检测到一个预定的事件时重复测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
26.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，该分析设备(10)具有一个事件检测器并且在检测到一个预定的事件时重复测定该扼流器(1)的该磁性偏置。
27.根据权利要求20-23和26之一所述的装置，其特征在于，该磁场传感器(9)是一个霍尔传感器。
28.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，该磁场传感器(9)是一个霍尔传感器。
29.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，该磁场传感器(9)是一个霍尔传感器。
30.根据权利要求20-23、26和28-29之一所述的装置，其特征在于，设置有多个磁场传感器(9)，这些磁场传感器在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
31.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，设置有多个磁场传感器(9)，这些磁场传感器在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
32.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，设置有多个磁场传感器(9)，这些磁场传感器在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
33.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，设置有多个磁场传感器(9)，这些磁场传感器在多个相对于该扼流器(1)固定的位置处连续地测量该磁场(8)的该通量密度(B)。
34.根据权利要求20-23、26、28-29和31-33之一所述的装置，其特征在于，该磁性偏置的来源包括一个永磁体(4)。
35.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，该磁性偏置的来源包括一个永磁体(4)。
36.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，该磁性偏置的来源包括一个永磁体(4)。
37.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，该磁性偏置的来源包括一个永磁体(4)。
38.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，该磁性偏置的来源包括一个永磁体(4)。
39.根据权利要求20-23、26、28-29、31-33和35-38之一所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
40.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
41.根据权利要求25所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
42.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
43.根据权利要求30所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
44.根据权利要求34所述的装置，其特征在于，设置有至少一个温度传感器，该温度传感器测量该扼流器(1)的一个芯(2)的温度和/或该磁性偏置(6)的一个来源的温度和/或该磁场传感器(9)的温度并且该温度传感器连接到该分析设备(10)，并且在从该通量密度(B)的这些实际的测量值来测定该磁性偏置和/或该实际的扼流电流(I)时，该分析设备(10)考虑到借助该温度传感器所测量的温度。
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