CN106053915B - 电流传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流传感器。经由一对力端子（5i、5o）注入测试电流（1a）到导体（2）中。经由一对感测端子（6ih、6il）接收输入信号。该输入信号对应于跨导体（2）的电压降。基于输入信号，确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献。确定导体（2）的参考电阻与导体（2）中的初级电流（1）中的至少一个。

Description

电流传感器

技术领域

各种实施例涉及***、设备以及方法。特别地，各种实施例涉及确定导体的参考电阻和在导体中流动的初级电流中的至少一个的技术。

背景技术

传统电流传感器采用分流器。分流器通常是约为1毫欧（mohm）或更小的低欧姆电阻器；分流器具有定义明确的电阻，使得经由欧姆定律，可以以高准确度测量流过分流器的电流。通常，分流器可由具有零电阻温度系数（TCR）的特殊合金成分制成。最近，纯铜或铝分流器还在使用中——在这里，向分流器附接温度传感器，该温度传感器测量分流器的温度并计及标称TCR。

然而，采用专用分流器的电流传感器面对某些限制和缺点。例如，在基板上或在印刷电路板（PCB）上常常使用电流传感器。通常，在这种情况中，厚铜层在层压件或基板的中心或核心中。要测量的电流（初级电流）在所述核心层中流动。然后，针对其中采用专用分流器的电流测量，通常要求将导体中断以使核心层中的电流路径开路。需要将初级电流路由到基板的表面。这使得***的设计更加复杂，并且在布线方面要求相当大的努力。例如，可要求提供大量的过孔。特别地，可要求过孔可以处理相当大的电流。在这里，期望的是过孔并不增加显著的电阻以避免***的加热和增加的功率耗散。然后在基板的顶部处将分流器焊接或UV熔接到过孔。

此外，在如上文所解释的情况中，通常初级电流的主要部分需要流经初级导体被中断的界面处的焊料。通常，因为焊料更易于发生电迁移，焊料的最大可允许电流密度与导体相比相对较低。通常，即使当温度适中时，焊料也由于电流流动而退化。结果，通常要求针对焊料界面采用相当大的面积以避免磨损。这进而增加基板的所需空间。通常，这导致成本的增加。

此外，依赖于分流器可以引起相当高的***损耗；通常浪费大功率用于电流测量。

采用专用分流器的另一缺点是所采用材料的赛贝克系数方面的差异可引起热偏移。如果分流器由具有恒定TCR的特定合金制成而检测分流器上的电压降的感测触点由电解铜制成，则情况可能如此。这种材料配对通常在两个感测触点处于不同温度下时引起热偏移。这将引起电流测量的零点误差。此外，由热偏移引起的这种误差通常显示出使得其难以补偿的定义不清的寿命漂移。

发明内容

因此，存在对减轻或减少上述提到的缺点和缺陷中的至少一些的电流传感器的需要。特别地，存在对不要求专用分流器的电流传感器的需要。

根据一方面，提供了一种***。该***包括导体和在第一位置处被耦合到导体的至少一个第一电触点。该***还包括在第二位置处被耦合到导体的至少一个第二电触点。将第一位置和第二位置相对于彼此布置在一距离处。该***还包括一对力（force）端子，其被配置成经由所述至少一个第一电触点和所述至少一个第二电触点注入测试电流到导体中。该***还包括一种设备。该设备包括微电子封装和存储器。该存储器被配置成存储与导体相关联的预定参考电阻。该设备还包括一对感测端子。该对感测端子被配置成提供与所述至少一个第一电触点与所述至少一个第二电触点之间的跨导体的电压降有关的输入信号。该设备还包括至少一个处理器。所述至少一个处理器被配置成基于输入信号和预定义参考电阻来确定通过导体的初级电流。

根据另一方面，提供了一种设备。该设备包括微电子封装和被配置成提供与跨导体的电压降有关的输入信号的一对感测端子。该设备还包括至少一个处理器。所述至少一个处理器被配置成基于导体中的测试电流且基于输入信号来确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献。所述至少一个处理器进一步被配置成确定由于通过导体的初级电流而引起的对电压降的贡献。所述至少一个处理器进一步被配置成确定初级电流。

根据另一方面，提供了一种方法。该方法包括经由一对力端子注入测试电流到导体中。该方法还包括经由一对感测端子接收与跨导体的电压降有关的输入信号。该方法还包括基于测试电流且进一步基于输入信号来确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献。该方法还包括确定由于初级电流而引起的对电压降的贡献。该方法还包括确定导体的参考电阻和初级电流中的至少一个。

应理解的是上文提到的特征和下面有待于解释的特征在不脱离本发明的范围的情况下不仅可以以所指示的相应组合被使用，而且可以以其它组合或者孤立地被使用。在其它实施例中可将上文提到的方面和实施例的特征彼此组合。

附图说明

在结合附图来阅读时，根据以下详细描述，前述和附加特征和效果将变得显而易见，在所述附图中相同的附图标记指代相同的元件。

图1A示意性地图示出根据各种实施例的***，根据各种实施例该***包括传感器、导体以及用于测量跨导体的电压降的一对感测端子，其中，锁定放大器（LIA）外部地连接到***的所述一对感测端子和一对力端子。

图1B图示出图1A的细节。

图2是根据各种实施例的***的横截面视图，其中，所述***包括布置在基板的中心中的邻接的初级导体。

图3示意性地图示出初级导体和被连接到所述一对感测端子和所述一对力端子的一对电触点。

图4示意性地图示出根据各种实施例的设备，其中，该设备包括用于经由所述一对力端子、一对感测端子注入测试电流到初级导体中的电流发生器以及处理器。

图5示意性地图示出根据各种实施例的设备，其中，该设备包括保护电路。

图6A示意性地图示出根据各种实施例的电流发生器，其中，该电流发生器包括电流源。

图6B示意性地图示出根据各种实施例的电流发生器，其中，该电流发生器包括串联的电压源和电阻器以及安培计。

图6C示意性地图示出根据各种实施例的电流发生器，该电流发生器包括用于测量被注入到其输入端子中并在其输出端子处提供的未知电流的安培计。

图7图示出根据各种实施例的具有容纳传感器的微电子封装的设备，其中，该传感器被实现在被附接到分流器的芯片上。

图8是根据各种实施例的方法的流程图。

图9是根据各种实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下面，将参考附图来详细地描述本发明的实施例。要理解的是不要以限制性意义理解实施例的下面描述。本发明的范围并不意图受到在下文中描述的实施例或者受到要仅被理解为说明性的附图限制。

要将附图视为示意性表示，并且附图中图示的元件不一定被示出成比例。相反地，各种元件被表示成使得其功能和一般目的变得对于本领域技术人员而言显而易见。还可通过间接连接或耦合来实现附图中示出或本文中描述的功能块、设备、部件或其它物理或功能单元之间的任何连接或耦合。还可通过无线连接来建立部件之间的耦合。可用硬件、固件、软件或其组合来实现功能块。

在下文中解释了允许确定或测量初级电流的技术。根据各个实施例，该技术提供了各种优点。例如，可以有可能采用相当简单的电路设计来确定初级电流。特别地，在各种实施例中可不要求专用分流器。这可允许直接地在初级导体中测量初级电流，该初级导体在一对感测触点之间是连续的，并且例如被布置在诸如PCB之类的基板的中心层中。

一般地，应理解的是虽然根据各种实施例可不要求专用分流器，但根据另外实施例，有可能包括专用分流器。

作为另一优点，可以有可能以相当高的准确度确定初级电流。特别地，根据各种实施例，有可能基于已知性质的测试电流来确定初级电流。

本发明的各种实施例依赖于经由一对力端子来注入测试电流到初级导体中。一般地，可在规划或校准阶段（即，在初级电流的实际测量之前一些时间）执行测试电流的所述注入。基于该测试电流，可确定导体的参考电阻。在初级电流的测量期间，参考电阻可充当用于例如根据欧姆定律来确定初级电流的参考。

特别地，在这种情况中，有可能在校准阶段与实际测量的执行之间，初级导体的温度改变（温度漂移）。在这种情况中，本申请提供了补偿温度漂移的技术。

一般地，还有可能测试电流的所述注入发生在实际测量期间。然后，可不要求补偿任何温度漂移；然而，可要求提供用于提供测试电流的电流发生器。在这种情况中，不要求在执行初级电流的测量之前执行校准阶段。

一般地，根据各种实施例，基于具有公知性质（诸如，频谱和/或时间谱和/或幅度）的测试电流来确定初级导体的电阻。在这里，有可能测量由于测试电流而引起的第一电触点与第二电触点之间的跨初级导体的电压降；由此，可导出参考电阻。基于所确定的初级导体的参考电阻，然后有可能例如经由欧姆定律来推断初级电流。例如，稍后可在没有测试电流的情况下的初级电流的后续测量期间采用参考电阻。因此，可采用参考电阻作为测试电流的后续测量的参考。

例如，参考电阻可对应于一方面的所述至少一个第一电触点与所述至少一个第二电触点之间的跨导体的电压降与另一方面的测试电流之间的比。通常预期所述至少一个第一电触点与所述至少一个第二电触点之间的跨导体的电压降之间的比不同于参考电阻，因为在测试电流与初级电流的例如空间分布之间可能存在***差异。例如，可要求考虑计及这种偏差的因素。可以从校准测量来确定该因素。如上文所解释的，可通过参考电阻来考虑温度漂移。

有时，在电压降的测量期间，初级电流和测试电流可能会叠加；这可要求将一方面由于测试电流而引起的对电压降的贡献和另一方面由于初级电流而引起的对电压降的贡献分离。具体地，在这里，有可能确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献；由此，可导出导体的电阻。此外，例如基于由于导体的电阻和/或测试电流而引起的所确定的对电压降的贡献，可以确定由于初级电流而引起的对电压降的贡献。然后，有可能确定导体的参考电阻和流过导体的初级电流中的至少一个。

如从上文可以看到的，在这种技术中——由于测试电流的已知性质——有可能区分源自于测试电流和初级电流的对电压降的贡献。然后，基于该测试电流，可确定初级导体的电阻。这进而允许以高准确度确定初级电流。因此，具体地，有可能计算由于初级电流和测试电流而引起的第一和第二电触点之间的电压降的比。

一般地，如上文提到的测试电流的已知性质可以广泛地变化。例如，可以有可能通过第一预定义时间相关序列来调制测试电流。然后可以有可能通过使用第二预定义序列来确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献。第二预定义序列可具有与第一序列的确定性预定义关系。有可能第一预定义序列等于第二预定义序列。在各种实施例中，第一预定义序列和第二预定义序列中的至少一个可以是诸如脉冲形状或正弦波之类的周期信号。一般地，可以有可能在频域和时域中的至少一个中区分测试电流和初级电流。可采用锁定放大和/或扩展频谱技术。作为对频域中的分离的替代或除了频域中的分离之外，实现测试电流与初级电流之间的时间上的复用是可能的。例如，在某些时间段内，仅测试电流存在而初级电流消失。在所述时间段期间，可以有可能在没有来自初级电流的显著干扰的情况下获得参考电阻。由于测试电流和感测端子之间的跨导体的相应电压降是已知的，所以可以在有或没有同时测试电流流动的情况下测量初级电流；这是因为***可以从测量的感测信号减去对感测信号的测试电流贡献。

转到图1A，描绘了根据各种实施例的***100。***100包括传感器11、LIA 12以及初级导体2。传感器11包括电压测量设备6、实现组合电路的处理器7、温度传感器14以及存储器13。传感器11包括作为外壳的微电子封装25。传感器11包括接口11o，可以经由接口11o读出所确定的初级电流和/或可经由接口11o接收命令。

***100包括一对感测端子6ih、6il。***100还包括一对力端子5i、5o。感测端子6ih、6il可以接收对应于电压降的输入信号。经由力端子5i、5o，可以注入测试电流。可将感测端子6ih、6il和/或力端子5i、5o实现为微电子封装25中的接触焊盘或触点。

此外，***100包括分别与感测端子6ih、6il和力端子5i、5o电连接的第一电触点3h、4h和第二电触点3l、4l。第一电触点3h、4h被布置在导体2的第一位置91-1、91-2处。同样地，第二电触点3l、4l被布置在导体2的第二位置92-1、92-2处。在操作期间，经由感测端子6ih、6il来接收输入信号，该输入信号与感测触点4h、4l之间的跨导体2的电压降有关。根据输入信号，可导出导体2中的初级电流。因此，可将感测触点4h、4l之间的导体2的区域称为有效分流器部分8。

经由第一电触点3h、4h且经由第二电触点3l、4l，分别建立初级导体2与一对感测端子6ih、6il和一对力端子5o、5i之间的电连接。电触点3h、3l被称为力触点3h、3l。

经由LIA 12的电压发生器12g和电阻器12r，有可能经由力触点3h、3l注入定义明确的测试电流到初级导体2中；优选的是电阻器12r的电阻明显大于力触点3h、3l之间的导体2的电阻。LIA 12连接到力端子5i、5o。此外，LIA 12连接到所述一对感测端子6ih、6il。有可能LIA 12被配置成确定由于测试电流而引起的对所述一对感测端子4l、4h之间的电压降的贡献。特别地，有可能将相应信息写入到***100的传感器11的存储器13。例如，可以将初级导体2的参考电阻写入到存储器13。为此，LIA 12包括控制信令路径。有可能——除了参考电阻之外——还从温度传感器14获得确定参考电阻期间的温度并将该温度写入到存储器13。

基于参考电阻且进一步基于经由所述一对感测端子6ih、6il接收到的输入信号，处理器7可以确定通过导体2的初级电流。为此，电压测量设备6确定跨有效分流器部分8的电压降。处理器7从存储器17接收参考电阻；该处理器7然后可以基于电压降并基于参考电阻来确定初级电流。

一般地，存在确定初级电流的各种可能性。如以上提到的，这可基于欧姆定律。例如，处理器7可以对感测触点4h、4l之间的跨导体2的电压降做除法。可以将该值乘以因数；该因数可接近于1，例如在0.8与1.2之间。可例如通过线性或二次模型来补偿温度漂移。计算的细节可根据实施方式而变化。

可选地，处理器7可考虑在确定参考电阻期间的温度和当前温度。可以通过考虑导体2的TCR来将温度漂移考虑在内。例如，温度传感器14可以确定导体2的当前温度，并且处理器7可例如基于测量或预定义TCR来相应地修改参考电阻。可将TCR存储在存储器13中。一般地，可以将温度传感器14热耦合到导体2并配置成测量导体2的分流器部分8的温度。一般地，有可能针对多个温度执行对导体2的参考电阻的这种确定。例如，可通过温度传感器14来监视导体的温度。然后，写入到存储器13的参考电阻可以包括导体2的电阻的电阻温度系数（TCR）。

在如图1A中图示的这种情况中，通常仅在操作之前（例如，在传感器11已被连接到感测触点4h、4l之后）要求一次通过基于测试电流来确定参考电阻对***100的校准。然后，在正常操作期间，可不要求提供LIA 12。换言之，可仅在校准期间要求LIA 12。在该上下文中，可将力触点3h、3l称为临时触点，因为其仅被用来在校准期间临时地注入测试电流。

作为校准的一部分，测试电流被注入到导体2中。在图1A的情况中，借助于LIA 12来注入测试电流。一般地，还有可能传感器11包括被配置成生成并注入测试电流的电流发生器（图1A中未示出）。

然后有可能沿着有效分流器部分8测量通过感测触点4h、4l之间的初级导体2的电流。在图1A的情况中，在校准期间，通过LIA 12的放大器12h来测量感测触点4h、4l之间的电压降。然后，将电压与测试电流的量值的比写入到传感器11的存储器13。这可以例如在用于将该值映射到数字代码的有利格式的一些数学变换之后采取某种编码形式。例如，可以将对应于Truncate[((VGT/MAG)/NOM - 0.5)*1024]的值写入到存储器13，其中，VGT是测量的电压，MAG是测试电流量值，NOM是预定义数，并且与0.5的偏差被按比例调整为10位字。

在操作期间，传感器11的处理器7从存储器13检索该值作为参考电阻以根据下述公式来确定导体2中的初级电流：Iprimary = k1*Vsense/(VGT/MAG)*(1 – TCRnom*(T-Tref))，其中，k1是因数，Vsense是由于初级电流而引起的电触点4h、4l之间的跨导体2的电压降，TCRnom是导体2的标称温度系数，T是由传感器11的温度传感器14在操作期间测量的温度，并且Tref是在用测试电流的校准期间的温度。一般地，可能期望还将温度Tref存储在存储器13中；然而，如果涉及固定的温度，这就可以是不必要的。例如，在校准期间，有可能假定标称TCR来计算导体2的温度漂移，例如，预定义的TCR是特定于导体2的材料。

如果在没有初级电流时感测触点4h、4l之间的电压降与测试电流的比等于没有测试电流时感测触点4h、4l之间的电压降与初级电流的比，则因数k1可等于1。然而，由于尺寸限制，有可能力触点3h、3l中的每一个与对应的感测触点4h、4l中的一个之间的距离是相当小的；然后，测试电流可相当不均匀地分布在分流器部分8中，例如，如果与初级电流相比的话。测试电流的空间分布的这种不均匀性可导致针对测试电流和初级电流的电阻方面的***差异，其通过因数k1计及。此外，如果测试电流的频率明显不同于初级电流的频率，则针对测试电流和初级电流的电阻可由于导体2中的涡流而不同，其再次地可通过***因数k1计及。因数k1是通过计算（例如，电流流动的数值模拟）或者通过实验室研究凭经验确定的。

如以上提到的，一般地有可能由传感器11或由外部设备（例如由LIA 12）生成测试电流。如果测试电流由某一外部部件/电路生成，则测试电流的量值可相当大。特别地，如果测试电流的量值相当大，则有可能使用DC电流。然而，可以有可能仅在有限的程度上经由临时力触点3h、3l来注入大的测试电流，例如大于1A的测试电流。如果力触点3h、3l由于磨损、腐蚀、不适当接触压力、灰尘或由于导致热偏移误差的加热而引起的力触点3h、3l的表面上的氧化而不完美，则大的测试电流也受到限制。有时，临时力触点3h、3l可能是优选的，因为其通常仅在上述校准期间使用一次以注入测试电流到导体2中。在如以上提到的这种情况下，使用包括AC分量的测试电流可能是有利的。特别地，可以将LIA 12配置成提供测试电流。通常，LIA 12提供正弦波电压发生器，该正弦波电压发生器可以被用来注入测试电流到导体2和50欧姆校准电阻12R的串联连接中。在5V下，获得100 mA的测试电流的量值。使用AC测试电流的优点是用相敏检测器比如LIA 12或扩展频谱技术，有可能实现其中高效地抑制来自电力线或其它装备的噪声和干扰的稳定读数。

然后，在校准期间，感测端子6ih、6il被连接到LIA 12的输入端，并且测量感测到的电压降VTG。如果LIA 12在与传感器11经由感测端子6ih、6il来分接电压的感测触点相同的感测触点4h、4l处将电压分接，则可以实现高准确度的电流测量。

如从图1A可以看到的，布线将感测触点4h、4l与传感器11的感测端子6ih、6il连接。可以将布线延长以也延伸到LIA 12的输入端；还有可能LIA 12采用专用布线，只要LIA12的布线和传感器11的布线两者都连接到感测触点4h、4l。

如以上提到的，有可能初级电流——除了测试电流之外——在导体2中流动。在这种情况中，可要求将由于测试电流和初级电流而引起的电压降的贡献分离。换言之，可要求确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献，及进一步确定由于初级电流而引起的对电压降的贡献。如果确定了由于测试电流而引起的对电压降的贡献，则有可能确定导体2的参考电阻——因为测试电流是定义明确的。

在图1A的情况中，基于由LIA 12实现的锁定技术而将由于测试电流和初级电流而引起的对电压降的贡献分离。为此，初级电流优选地在LIA 12的有效带宽内不具有或具有可忽略的功率谱。因此例如如果LIA以100mHz的有效带宽在10kHz下操作，则初级电流不可在9999.9Hz与10000.1Hz之间的频带中具有太大的功率。

可设想到另外或者替换地可应用的将对电压降的贡献分离的其它技术。例如，在测试电流包括AC贡献的情况下，可以有可能基于频域中的选择来确定由于测试电流而引起和由于初级电流而引起的对电压降的贡献。在简单情况中，如果测试电流和初级电流的频率分量是不重叠的，则可以通过低通和/或高通滤波来完成区分。例如，可以有可能将用于初级电流的测量带宽限制例如到1 MHz的值。然后，可以有可能选择用于测试电流的更大频率，例如存在于3 MHz周围。这种不重叠频带允许针对初级电流区分测试电流。因此，一般地，可以有可能注入具有预定义谱分布的测试电流到导体2中。

一般地，频域中的由于测试电流和初级电流而引起的对电压降的贡献的分离可以基于锁定技术和对测试电流的谱分布敏感的扩展频谱技术中的至少一个。测试电流的谱分布可以存在于0 Hz至1 MHz的频带中，优选地在100 kHz至300 kHz的频率中。

作为对频域中由于测试电流和初级电流而引起的对电压降的贡献的这种分离的替换或除了该分离之外，还有可能在时域中将由于测试电流和初级电流而引起的对电压降的贡献分离。例如，有可能依赖于时间复用。例如，可以每当确定初级电流未流动时注入测试电流到导体中。在简单情况中，可以有可能在确保初级电流未流动（例如，因为其被手动地关掉）的专用校准阶段中施加测试电流。然而，还有可能监视初级电流以检测其中初级电流的幅度为零的时间间隔。例如，可借助于由传感器11的各接口从电源开关接收到的控制信号来完成初级电流的这种监视。如果例如初级电流以间断时间间隔流动，则有可能以相应（例如，互补间断）时间间隔选择性地注入测试电流。

在下文中，提供关于测试电流的量值的各种细节。一般地，测试电流的量值可取决于初级导体2的阻抗。例如，如果初级导体2的阻抗低，例如为约1毫欧至100微欧，则跨有效分流器部分8可实现的电压降也是相当低的，例如在满刻度测试电流下为约10-20 mV。考虑在具有100A的量值的测试电流下具有10 mV的量值的电压降，这对应于100微欧的参考电阻和1W的耗散。

一般地，可能期望将测试电流大小确定为小的，以便减少功率消耗。假设其中可以提供1A测试电流的用具有100微欧的电阻的有效分流器部分8的情况，实现100 µV的感测触点4h、4l之间的电压降。通常可以以1 %的准确度来测量这种电压降，即用顶级伏特计可以实现约1 µV的偏移误差。虽然这可对应于可接受的准确度，但显而易见的是，要求约1A的相当大的测试电流。虽然该量值的测试电流在***100的组装之后的初始校准期间可能是可接受的，但其在标准操作期间可能是不可接受的，或仅在有限程度上是可接受的。特别地，在传感器11包括电流发生器（图1A中未示出）的情况下，与提供高灵敏度的锁定放大或扩展频谱技术结合采用AC测试电流可能是优选的；在这里，测试电流的较小量值允许实现相当的准确度。特别地，在这种情况中，根据例如经由感测触点4h、4l与感测端子6ih、6il之间的布线而获得的电磁干扰和/或背景噪声的量，1-10 nV的准确度是可能的。

一般地，当测试电流包括AC贡献时，可以有可能将测试电流大小确定为比纯DC测试电流小两个量级，测试电流给出近似10 mA而不是如上文所解释的1 A的量值。应用锁定技术的附加优点是可采用测试电流的相当低的有效带宽，使得减少背景噪声的影响。

当依赖于具有显著AC分量的测试电流时，应考虑到趋肤效应。即，在可以预期导体中的初级电流具有在100 kHz至300 kHz范围内的贡献的情况下，可能期望施加具有在500kHz至1 MHz的频带内的分量的测试电流。在其中初级导体2是块状物体、即是大块的情况中，由于趋肤效应，测试电流通常不能完全透入到导体2中。因此，测试电流的最高幅度将在导体2的表面上。这可导致确定初级电流时的不准确。

为了计及趋肤效应，有可能依赖于扩展频谱技术——而不是锁定技术。在锁定技术依赖于单频分量（即，纯正弦波）或单频分量的整数倍（即，周期信号比如脉冲波或类似信号，其可以被分解成傅立叶级数）的情况下，扩展频谱技术使用随机或伪随机信号。特别地，在这里，有可能测试电流和初级电流的频率贡献重叠。因此，如果采用扩展频谱技术来注入测试电流，则有可能使用与初级电流相同的频带，例如在0 Hz - 1 MHz的范围内。检测器然后可以经由由扩展频谱技术提供的测试电流的伪随机输入模式与采样值之间的相关性来提取由于跨有效分流器部分8的测试电流而引起的对电压降的贡献。在这里，由于测试电流覆盖与初级电流相同的频带，所以确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献在测试电流与初级电流之间不遭受频率失真。

一般地，扩展频谱技术在通信工程中是公知的；在扩展频谱技术的构架中，信道的干扰可以等同于初级电流，并且要传输的数据可以等同于测试电流。由于有效分流器部分8的电阻不快速地改变，例如以明显比微秒长的时间标度、例如以约几微秒或几秒的时间标度改变，所以有可能应用可以用来调制测试电流的相当强大的长伪随机代码。强大可以涉及下述情况：可以以高准确度恢复由于测试电流而引起的对电压降的贡献而不管强且快速改变的初级电流。

一般地，导体2的特定形式和形状可以广泛地变化。例如，在图1A中，导体2具有大块汇流条的形状，即示出了块状导体。导体2可以具有或者不具有均匀横截面。导体2可以是细长的或者不是细长的。导体2可能是块状导体或者可能是片状的。导体2可以在其表面拓扑中包括孔、螺栓孔、凹陷、剖面等。导体2可以是基本上一维的，诸如典型导线。还有可能导体2是二维的，例如由层形成。导体2可以是三维的，例如如果将导体2夹到汽车的电池的话。

在图1B中，示出了如上文关于图1A所讨论的***100的特定实施方式。在这里，Rh、Rl是保护电阻，D1、D2、D3、D4是保护二极管，并且Ch、Cl是滤波电容器。这些保护元件提供频率滤波并抑制背景噪声，以及可以例如在短路故障的情况下限制电流。这些保护元件提高针对故障且可能针对静电放电的安全性。

如从图1A、1B可以看到的，存在第一对感测端子6ih、6il和第二对感测端子6ih'、6il'。两者都被连接到感测触点4h、4l。感测触点6ih'、6il'允许连接例如LIA 12以测量由于测试电流而引起的电压降。

在图2中示出了包括导体2的***100的一个特定设计。在这里，导体2被掩埋在包括厚核心层21b的部件板内部。详细地，导体2由基板21的中心层21形成；基板21可实现电源电路功能。导体2是在块状材料中形成的。因此，导体2可以承载大的初级电流1。例如，部件板可以是电源部件板。在部件板的外表面上，传感器11被布置在微电子封装25内部；例如，传感器11可由包括电压测量设备6的半导体芯片实现。可通过大块铜金属块或管芯座24将传感器11附接到外表面。例如通过经过基板21的顶部绝缘层的热过孔在管芯座24与中心层21b之间提供热耦合22。一般地，热耦合22可以同时是电耦合，并且因而例如实现布线。还有可能例如通过在电气元件与管芯座或金属块之间或者在金属块与实现传感器11的芯片之间提供薄绝缘层来将热耦合22电隔离。

触点3h、3l、4h、4l之间的布线3sh、4sh、3sl、4sl包括基板21的表面导电层21a中的迹线；迹线也可以是传感器封装的引线框架的一部分。表面层21a具有比中心层21b的厚度小的厚度。通过隔离器将表面层21a与中心层21b分离。布线3sh、4sh、3sl、3sl经由结合导线及感测端子6ih、6il和力端子5i、5o（在图2中未示出）而连接到传感器。可提供各接触焊盘。

特别地，在图2中，导体2不被中断，并且导体2不被路由到基板21的表面。如本文中描述的技术允许在不引起初级导体2中的功率耗散增加的情况下且在不增加***100的尺寸的情况下准确地确定初级电流1。

如从图1A和2的比较可以看到的，导体2上的电触点3h、3l、4h、4l的布置可以广泛地变化。例如，在图1A的情况中，力触点3h、3l被布置在感测触点4h、4l的外面。不同地，在图2的情况中，力触点3h、3l之间和感测触点4h、4l之间的距离是基本上相等的。换言之，第一对触点3h、4h的第一位置91重合；同样地，第二对触点3l、4l的第二位置92重合。在另外实施例中，第一对触点3h、4h和第二对触点3h、4l可以是相互成趾状的。还有可能将力触点3h、3l置于感测触点4h、4l之间。可将感测触点4h、4l和力触点3h、3l置于块状导体2的相同或不同表面上。

在图2的情况中，存在将一对力触点3h、3l和一对感测触点4h、3l中的每一个分别与传感器11的各感测端子6ih、6il和力端子5i、5o耦合的专用布线3sh、4sh、3sl、4sl。然而，还有可能布线3sh、3sh、3sl、3sl包括将一对感测触点4h、4l中的至少一个和一对力触点3h、3l中的至少一个与各端子5i、5o、6ih、6il耦合的公共连接器。提供公共连接器可减少对构建空间的需要。其可以使得能够实现微集成。另一方面，如果与其中存在用于力触点3h、3l和感测触点4h、4l的完全分离布线的如图2中图示的情况相比，可以降低准确度。降低的准确度特别地可发生在其中导体2的有效分流器部分8的电阻相当小且其中公共连接器的电阻较高的情况中；在这种情况中，由于测试电流引起的电压降可以由公共连接器的电阻主导，这意味着感测到的输入信号仅仅部分由于有效分流器部分8而引起。

图3示意性地图示出根据各种实施例的布线3sh、4sh、3sl、4sl和触点3h、3l、4h、4l。在图3的情况中，第一触点3h、4h由导体2的第一突出体形成；第二触点3l、4l由导体2的第二突出体形成。如可以看到的，在图3的情况中，感测触点4h、4l和力触点3h、3l在导体2的表面上的相同位置91、92处形成。特别地，如果与其中将力触点3h、3l和感测触点4h、4l置于块状导体2的不同面上的图1A的情况相比，在图3的情况中，力触点3h、3l以及感测触点4h、4l两者被置于导体2的相同面上。一般地，触点3h、3l、4h、4l在导体2的面上的定位可以变化。

应避免由于导体2和布线3sh、4sh、3sl、4sl的不同赛贝克系数而引起的通常在µV范围内的小电压引起的热偏移。特别地，这种热偏移可以在其中感测触点4h、4l的温度彼此不同的情况中发生。这可以在电源电路的操作期间发生，即在其中初级电流1流过导体2并引起（局部）加热的情况中发生。在其中测试电流包括AC分量或者是伪随机的情况中，热偏移与由于测试电流而引起的对电压降的贡献无关——但是热偏移可仍与由于初级电流1而引起的电压降相关。然而，在使用测试电流的DC分量来确定由于测试电流而引起的对电压降的贡献的情况下，热偏移可以发生并且降低确定参考电阻和初级电流1中的至少一个时的准确度。

根据各种实施例，有可能提供基本上由与导体2相同的材料制成的布线3sh、4sh、3sl、4sl。例如，导体2和布线的实质部分可以由铜制成。基本上由与导体2相同的材料制成的布线3sh、4sh、3sl、4sl可以指代其中在***100的操作期间由于不同的赛贝克系数而产生的热偏移保持在某个阈值以下的情况。特别地，产生的热偏移可以如此小，以致于降低偏移电压不会显著地影响初级电流1的测量。

作为对基于材料的均匀选择的热偏移的这种抑制的替换或者除了该抑制之外，还有可能减小第一和第二位置91、91-1、91-2、92、92-1、92-2之间的间距。即，如果第一和第二位置91、91-1、91-2、92、92-1、92-2之间的间距是小的，则两个感测触点4h、4l之间的温度差也预期是小的。一般地，可要求关于小的温度差以及跨有效分流器部分8的足够大的电阻两者优化第一和第二位置91、91-1、91-2、92、92-1、92-2之间的间距。即，如果有效分流器部分8的电阻太小，则跨导体2的电压降的确定可能变得不准确。例如，第一和第二位置91、91-1、91-2、92、92-1、92-2之间的距离应足够大，使得有效分流器部分8的电阻大于10微欧，对应于100 A的电流下的1 mV的电压降。在这种情况下，实现1 %的准确度是困难的，因为这将涉及测量10 nV的电压降。因此，可以期望将第一和第二位置91、91-1、91-2、92、92-1、92-2之间的间距增加例如至大于10mm。然后，布线3sh、4sh、3sl、4sl也可具有相当大的长度。还可要求给传感器11提供前置放大器等。此外，可以期望将感测端子6ih、6il定位成彼此接近，以便确保两个感测端子6ih、6il处于相同温度。这更加重要，因为导线4sh、4sl可具有不同的赛贝克系数，因为其可至少部分由不同的材料（例如作为感测端子6ih、6il的铜，例如如被用于结合导线或者作为片上互连线的铝）制成。添加使两个感测端子6ih、6il之间的温度梯度平滑化的均化元件也可以是有利的。这通过将半导体管芯心24磨薄并将其附接到大块铜金属块可以是可能的；替换地或另外，可以有可能添加在两个感测触点4h、4l之间伸展的金属层。

如以上提到的，为了跨有效分流器部分8获得足够大的电阻，应将感测触点4h、4l之间的距离大小确定为足够大（参考图2）。另一方面，感测触点4h、4l之间的大距离允许大的温度梯度，从而增加遭遇热偏移的可能性。这可以通过由与导体2相同的材料形成布线4sh、4sl（例如，图的迹线）来实现。然后，不同的材料仅在微电子封装25内彼此接触，例如，在其中结合导线附接在迹线4sh、4sl的末端处的图2的情况中彼此接触。然而，在这里，不同材料之间的距离是小的，并且因此不预期大的温度梯度；产生的热偏移是小的。因此，一般地，导体2和布线3sh、3sl、4sh、4sl可以由相同材料制成，特别是在导体2由基板21的中心层21b形成的情况下和布线3sh、3sl、4sh、4sl由基板21的导电层21a中的迹线形成的情况下。

上文已图示了其中例如在初始校准阶段期间将LIA 12连接到***100以确定由于测试电流而引起的跨有效分流器部分8的电压降的技术。出于该目的，力触点3h、3l和感测端子6ih、6il需要从外面可接触。

还有可能设备11包括生成测试电流的电流发生器5（参考图4）。可在测量期间生成测试电流；可不要求前述的校准阶段。在这里，确定初级电流的准确度可特别高。电流源5、电压测量设备6以及处理器7可以在时域中经由控制信令9而同步。这可允许在时域中将初级电流1和测试电流分离。此外，电流源5可以可选地经由控制信令向处理器7提供测试电流的值（在图4中通过虚线和接口5ov指示）；如果由具有预定义且已知强度的电流源5生成测试电流，则可不要求这一点。图4的设备11包括可选保护电路10。

参考图5来更详细地解释可选保护电路10。特别地在有效分流器部分8的区域中的初级导体2可以是例如如上文所解释的粗导体迹线或汇流条的简单部分。然而，导体2一般地还可以包括其它电阻元件，比如晶体管500（例如，功率晶体管）的Rds,on电阻。电阻器的电阻Rds,on不一定必须是非常精确地已知的，其也不必在温度或寿命上是非常稳定的，因为其可以用测试电流来连续地校准。通常，Rds,on电阻大于金属导体或汇流条上的电压降。因此，如果有效分流器部分8包括Rds,on电阻，则感测到的电压较大。Rds,on电阻由控制信号510控制。

如果晶体管500在某些时间段期间是关闭的，则必须采取预防措施以免由于例如在初级电流的瞬态期间的产生的大电压而损害传感器11。在晶体管500关闭的情况下，可以导致高侧和低侧电压水平之间的相当大的差——因为低侧接近于参考电位，而高侧可处于接近于1 kV的电位。

为了解决这一点，可例如在导体2的高侧处提供保护电路10。保护电路10可以是纯电阻的、电阻钳位的、电感的和/或电容的。在后两种情况下，不存在传感器11的高侧力/感测端子5i、6ih与导体2之间的电耦合，这是特别有利的。

以上图4和5示出了其中将电流发生器5集成到传感器11中的***100。电流发生器5基于控制信号9而生成具有一定时间变化的测试电流（在图5中通过在最宽泛可能的意义上指代调制的乘法符号来指示）。时间变化可以例如如在锁定技术中那样在单载波频率上或者如在扩展频谱技术中那样在宽频带上发生。

然后，测试电流在保护电路10内流动，保护电路10在图5的情况中是钳位电容器10a。二极管钳位10a并未显著地改变AC测试电流。二极管钳位10a保护传感器11免于从高侧处的电位突变或瞬态耦合到传感器11的电压峰值。然后，注入测试电流到导体2中——即，在有效分流器部分8的高侧处。低侧处的测试电流的返回路径未受到保护电路的保护。如果大的电位突变或瞬态也发生在低侧处，则可以在低侧信号路径处提供类似的保护电路。

作为电容耦合的替代，还可使用电感耦合。这可以通过紧密接近的例如由铜或铝线制成的两个线圈来完成。例如，可以使用集成在半导体芯片的表面上并通过耐受几千伏电压的电介质层分离的两个平面线圈。还有可能添加一些可渗透磁性材料以增强两个线圈的耦合，例如具有大的相对磁导率的某一材料，在该材料周围缠绕线圈。

还借助于保护电路10来保护传感器11的高侧感测端子6il。但是，在这里采用高压金属氧化物半导体（MOS）晶体管10b，因为保护电路10还应将高侧处的低频和DC电位传递至被连接到感测端子6ih的传感器11。MOS晶体管10b可以每当电源开关500关断时关闭，因为然后大的电压建立在高侧处且没有显著的电流流动。当电源开关500接通时，初级电流2开始流动，并且高侧处的电位仅比在低侧上的电位大几毫伏。然后，高压MOS晶体管10b将来自有效分流器部分8的高侧的电位传导到电压测量设备6。

作为高压MOS晶体管10b的替代或与高压MOS晶体管10b串联，可在其中在图5中连接10b的源极和漏极的节点（在图5中未示出）之间连接电阻器：如果电源开关500关断且高侧电位上升至例如1kV，则取决于连接到导体2的负载，电阻器增加其传感器输入侧处的电压水平，但是二极管对其进行钳位，从而保护传感器11不被损坏。

应注意的是控制信号510源自于电源开关的控制实体处。传感器11采用控制信号510或导出信号来控制保护HV-MOS 10b。如果生成这样的不重叠信号可能是有利的：该不重叠信号在电源开关500被关断之前一定时间（例如，几纳秒）将高压MOS晶体管10b关断并在电源开关500被接通之后一定时间（例如，几纳秒）将高压MOS晶体管10b接通。这避免了传感器11上的过大电压瞬变。因此，可预期操作保护电路10以保护传感器11。在这方面，传感器11包括控制接口10a，其接收指示例如由于电源开关500的开关而引起的初级电流1的电流瞬变的控制信号510。然后，可以将一对感测端子6ih、6il配置成根据接收到的控制信号510来选择性地提供输入信号。这可通过控制高压MOS晶体管10b而发生；特别地，可以预期实现这种控制。

如可以看到的，可设想到对保护电路10的各种变化。一般地，虽然对导体2的高侧和低侧进行参考，但也可以将导体2的高侧和低侧进行交换。如果初级电流1是AC电流，则不存在高侧和低侧电位或者初级电流1也是交替的。甚至在其中不存在电源开关500的DC下，高侧与低侧之间的电位仅仅为约mV；因此通常没有针对传感器11电路将两个触点互换的问题。

上文已经说明了如何可以采用控制信号510来操作保护电路10。替换地或另外还可以采用控制信号510用于将测试电流和初级电流2分离。传感器11可采用控制信号510来计算电流测量是活动的，还是不活动的（在后者情况下，HV-MOS关闭）。

现在再次参考图4，电流发生器5生成测试电流。不要求提供外部电流源等，例如LIA 12。一般地，可根据如下文中关于图6A-6C所解释的各种实施例以不同方式实现电流发生器5。

在图6A中，电流源生成具有定义明确的量值等的测试电流1a。可以将该值编程到处理器7中。不要求接口5ov。

还有可能以一些变化而非以定义明确的方式提供测试电流1a。如果采用未知强度的电流源或者采用电压源（参考图6B），情况可能如此。在图6B中图示出电压源的内部电阻。例如，可以通过拷贝跨电阻器的电压而在片上方便地生成测试电流1a：如果电压和电阻中的一者或两者例如由于温度漂移、寿命漂移、由于压电效应而引起的机械应力相关漂移或者简单地因为从外部连接设备施加电压是定义不清的，则测试电流1a也不是定义明确的。在这种情况中，传感器11可以经由安培计电路独立于测试电流1a的生成而测量该测试电流1a。经由端子5ov从电流发生器5向处理器7提供相应值。

可设想到其中没有电流源被包括在传感器11中的情况。然后，将预先生成的测试电流经由力端子5o注入到导体2中（参考图6C）。在这里，测试电流在端子5i'处被输入到电流发生器5中，流过测量测试电流1a的安培计电路，并且然后其被从电流发生器5输出，由此，测量的测试电流1a的值也被经由接口5ov提供给处理器7。

上文已说明了其中传感器11被附接到导体2的各种情况。一般地，导体2的有效分流器部分不需要是传感器11的整体部分。这是因为传感器11可以是包括微电子封装25的封装内器件。微电子封装25可以是塑料密封封装、陶瓷封装、层压或倒装芯片封装、引线封装、表面安装器件封装或无引线封装，如从诸如分立晶体管或运算放大器或时钟发生器或微处理器等的现有技术电子器件一般地已知的那样。微电子封装25可具有小于10cm、优选地小于1cm的最长尺寸。

特别地，提供与导体2分离的传感器11可以具有不必提供专用分流器的优点；可以使得导体2不中断。然而，还有可能将专用分流器提供为作为传感器11的封装的整体部分的导体2，参考图7。在这里，将导体2实现为引线框架的一部分。导体2可由基于Cu的合金制成。导体2可具有近似0.2 mm的厚度。

特别地，在图7中，感测端子6ih'、6il'可从传感器11的微电子封装25外面达到；这允许在校准期间将例如LIA 12连接到感测端子6ih'、6il'。即，如以上提到的，需要例如在封装后组装测试期间或者在半导体制造商或封装分包商处的最后测试期间对测试电流1a进行校准。在这里，确定测试电流1a的幅度和可选地确定测试电流1a的其它参数。

在图8中，图示出根据各种实施例的方法的流程图。该方法可在下述时间点处开始：传感器11已被如以上解释的那样安装在基板21上或者在一般情况下在其应用中安装（例如，图7的传感器被栓接到汇流条）。一般地，在此时，例如由于材料成分或材料杂质的变化、纹理或晶体结构的变化和/或厚度和横向尺寸的变化，导体2的有效分流器部分8的参考电阻是未知的。经由力触点3h、3l来注入测试电流1a（A1），并且测量感测触点4h、4l之间的关联电压降（A2）。基于测试电流1a的已知性质，确定由于测试电流1a而引起的对电压降的贡献（A3）。在这里，可以对源自于初级电流1对总体电压降的贡献和源自于测试电流1a的对总体电压降的贡献进行分离。然后，导出导体2的参考电阻和/或初级电流1（A4）。可在执行初级电流1的测量之前的校准阶段中执行A1-A4。

在图9的流程图中图示出初级电流的测量。测量感测触点4h、4l之间的电压降（B1）；因为不需要施加测试电流1a，所以电压降仅仅由于初级电流1引起。然后，基于电压降并基于参考电阻（B2）来确定初级电流1。在这里，可选地，可执行温度漂移的补偿，其中，基于校准期间的导体2的温度和TCR来修改参考电阻。

简而言之，已解释了允许准确地确定初级电流的上述技术。在各种实施例中，可通过考虑通过在校准阶段中考虑测试电流而预定的参考电阻来导出初级电流。在其它实施例中，还有可能在初级电流的测量期间考虑测试电流。通过这种技术，有可能准确地考虑导体的电阻率、导体的横截面和/或感测触点的间距，即有效分流器部分8的长度。通常，所有这种参数经受过程和制造扩展；其根据批次而变化和根据设备而变化。该扩展通过参考电阻的单个值来表征，参考电阻的单个值可能从部分到部分是不同的，从而反映这些参数的部分到部分扩展。因此，通过如以上提到的技术，有可能准确地计及这种制造扩展并精确地确定初级电流。

虽然已关于某些优选实施例示出并描述了本发明，但本领域技术人员在阅读和理解本说明书时将想到等价物和修改。本发明包括所有这种等价物和修改，并且仅仅受到所附权利要求的范围的限制。

Claims (38)

1.一种用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），包括：

-导体（2），

-锁定放大器，被配置成生成测试电流（1a）；

-至少一个第一电触点（3h、4h），在第一位置（91、91-1、91-2）处被耦合到导体（2），

-至少一个第二电触点（3l、4l），在第二位置（92、92-1、92-2）处被耦合到导体（2），第一位置（91、91-1、91-2）和第二位置（92、92-1、92-2）被布置成相对于彼此有距离，

-一对力端子（5i、5o），被配置成经由所述至少一个第一电触点（3h、4h）和所述至少一个第二电触点（3l、4l）将所述测试电流（1a）注入到导体（2）中，

-设备（11），包括：

-微电子封装（25），

-存储器（13），被配置成存储与导体（2）相关联的预定义参考电阻，

-一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'），被配置成提供与所述至少一个第一电触点（3h、4h）与所述至少一个第二电触点（3l、4l）之间的跨导体（2）的电压降有关的输入信号，

其中，所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）至少部分可从微电子封装（25）外面达到，

-至少一个处理器（7），被配置成基于输入信号和预定义参考电阻来确定通过导体（2）的初级电流（1）

-布线（3sh、4sh、3sl、4sl），将所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第一个与所述至少一个第一电触点（3h、4h）耦合，并且进一步将所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第二个与所述至少一个第二电触点（3l、4l）耦合，其中所述布线（3sh、4sh、3sl、4sl）包括到所述锁定放大器的连接器，并且

其中所述锁定放大器被配置成经由所述布线（3sh、4sh、3sl、4sl）从所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）接收所述输入信号。

2.如权利要求1所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）将所述一对力端子（5i、5o）中的第一个与所述至少一个第一电触点（3h、4h）耦合，并且进一步将所述一对力端子（5i、5o）中的第二个与所述至少一个第二电触点（3l、4l）耦合。

3.如权利要求2所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，***（100）包括多个第一电触点（3h、4h）和多个第二电触点（3l、4l），

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）将所述多个第一电触点（3h、4h）中的第一个与所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第一个耦合，

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）将所述多个第二电触点（3l、4l）中的第一个与所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第二个耦合，

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）将所述多个第一电触点（3h、4h）中的第二个与所述一对力端子（5i、5o）中的第一个耦合，

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）将所述多个第二电触点（3l、4l）中的第二个与所述一对力端子（5i、5o）中的第二个耦合。

4.如权利要求2或3所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）包括将所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第一个和所述一对力端子（5i、5o）中的第一个与所述至少一个第一电触点（3h、4h）耦合的公共连接器。

5.如权利要求2或3所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）和导体（2）由相同材料制成。

6.如权利要求2或3所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，***（100）还包括具有第一导电层（21a）和第二导电层（21b）的基板（21），第二导电层（21b）在第一位置（91、91-1、91-2）与第二位置（92、92-1、92-2）之间邻接地形成导体（2）。

7.如权利要求6所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，第一导电层（21a）具有第一厚度，并且其中，第二导电层（21b）具有第二厚度，其中，第一厚度小于第二厚度，

其中，布线（3sh、4sh、3sl、4sl）包括第一导电层（21a）中的迹线。

8.如权利要求6所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，微电子封装（25）被附接到邻近于第二导电层（21b）的基板（21）的外表面（21-1）。

9.如权利要求8所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，基板（21）还包括形成导体（2）的第二导电层（21b）与外表面（21-1）之间的热耦合（22）。

10.如权利要求1至3中的任一项所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，所述一对力端子（5i、5o）被配置成注入具有在1 mA - 1 A的范围内的幅度的测试电流（1a）。

11.如权利要求10所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，所述一对力端子（5i、5o）被配置成注入具有在5 mA - 100 mA的范围内的幅度的测试电流（1a）。

12.如权利要求11所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，所述一对力端子（5i、5o）被配置成注入具有近似10 mA的幅度的测试电流（1a）。

13.如前述权利要求1至3中的任一项所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，一对力端子（5i、5o）可从微电子封装（25）外面达到。

14.如权利要求1至3中的任一项所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，设备（11）还包括：

-温度传感器（14），被配置成测量指示温度的温度信号，

其中，所述至少一个处理器（7）被配置成进一步基于温度信号来确定初级电流（1）。

15.如权利要求14所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，温度传感器（14）被布置在微电子封装（25）中，使得温度传感器（14）的灵敏区与微电子封装（25）的外部热耦合。

16.如权利要求1至3中的任一项所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，设备（11）还包括：

-控制接口（10a），被配置成接收指示初级电流（1）的电流瞬态的控制信号，

其中，所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）被配置成根据接收到的控制信号而选择性地提供输入信号。

17.如权利要求16所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），

其中，设备（11）还包括保护电路（10），所述保护电路（10）被配置成基于接收到的控制信号而预期抑制输入信号的瞬态，并且包括串联连接电容器、电隔离电感耦合、串联连接电阻器以及钳位二极管中的至少一个。

18.如权利要求1至3中的任一项所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的***（100），还包括：

-电流源（5），被耦合到所述一对力端子（5i、5o）并被配置成生成测试电流（1a）。

19.一种用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），包括：

-微电子封装（25），

-一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'），被配置成提供与跨导体（2）的电压降有关的输入信号，

-至少一个处理器（7），被配置成基于导体（2）中的来自锁定放大器的测试电流（1a）且基于输入信号来确定，测试电流（1a）而引起的对电压降的贡献，确定通过导体（2）的初级电流（1）而引起的对电压降的贡献，并确定初级电流（1），

-布线（3sh、4sh、3sl、4sl），将所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第一个与在第一位置（91、91-1、91-2）处被耦合到导体（2）的至少一个第一电触点（3h、4h）耦合，并且进一步将所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）中的第二个与在第二位置（92、92-1、92-2）处被耦合到导体（2）的至少一个第二电触点（3l、4l）耦合，其中所述布线（3sh、4sh、3sl、4sl）包括到所述锁定放大器的连接器，第一位置（91、91-1、91-2）和第二位置（92、92-1、92-2）被布置成相对于彼此有距离，并且

其中所述锁定放大器被配置成经由所述布线（3sh、4sh、3sl、4sl）从所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）接收所述输入信号。

20.如权利要求19所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），还包括：

-一对力端子（5i、5o），被配置成注入测试电流（1a）到导体（2）中。

21.如权利要求19或20所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），

其中，设备（11）还包括：

-温度传感器（14），被配置成测量指示温度的温度信号，

其中，所述至少一个处理器（7）被配置成进一步基于温度信号来确定初级电流（1）。

22.如权利要求21所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），

其中，温度传感器（14）被布置在微电子封装（25）中，使得温度传感器（14）的灵敏区与微电子封装（25）的外部热耦合。

23.如权利要求19或20所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），

其中，设备（11）还包括：

-控制接口（10a），被配置成接收指示初级电流（1）的电流瞬态的控制信号，

其中，所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）被配置成根据接收到的控制信号而选择性地提供输入信号。

24.如权利要求23所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），

其中，设备（11）还包括保护电路（10），所述保护电路（10）被配置成基于接收到的控制信号而预期抑制输入信号的瞬态，并且包括串联连接电容器、电隔离电感耦合、串联连接电阻器以及钳位二极管中的至少一个。

25.如权利要求19或20所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的设备（11），还包括：

-电流源（5），被耦合到所述一对力端子（5i、5o）并被配置成生成测试电流（1a）。

26.一种用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，包括：

-经由一对力端子（5i、5o）将来自锁定放大器的测试电流（1a）注入到跨在第一力端子与第二力端子之间的第一距离的导体（2）中，

-由至少一个处理器经由一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）接收与跨在至少一个第一电触点（3h、4h）与至少一个第二电触点（3l、4l）之间的第二距离的导体（2）中的第一电压降有关的输入信号，其中所述第二距离处于第一距离之内；

-由所述锁定放大器经由所述一对感测端子（6ih、6il、6ih'、6il'）接收还与跨在至少一个第一电触点（3h、4h）与至少一个第二电触点（3l、4l）之间的第二距离的导体（2）中的第二电压降有关的输入信号，

-基于测试电流（1a）和输入信号来经由所述锁定放大器确定由于测试电流（1a）而引起的对第二电压降的贡献，

-经由所述至少一个处理器确定由于初级电流（1）而引起的对电压降的贡献，

-经由所述锁定放大器基于输入信号确定对应于导体（2）的参考电阻的信息，其中所述信息是第二电压降与测试电流的量值的比；以及

-经由至少一个处理器基于来自所述锁定放大器的信息确定导体（2）的参考电阻，并且基于由于初级电流（1）而引起的对电压降的贡献和参考电阻确定初级电流（1）。

27.如权利要求26所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，在多个温度下执行导体（2）的参考电阻和初级电流（1）中的至少一个的所述确定，

其中，所确定的参考电阻包括电阻温度系数。

28.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，还包括：

-将导体（2）的参考电阻写入到存储器（13）。

29.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，将具有谱分布的测试电流（1a）注入到导体（2）中，

其中，对由于测试电流（1a）而引起的对电压降的贡献的所述确定是基于锁定技术和对测试电流（1a）的谱分布敏感的扩展频谱技术中的至少一个。

30.如权利要求29所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，谱分布存在于0 Hz - 1 MHz的频带中。

31.如权利要求30所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，谱分布存在于100 kHz - 300 kHz的频带中。

32.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，将测试电流（1a）以间断时间间隔选择性地注入到导体（2）中。

33.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，测试电流（1a）包括交流电。

34.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，测试电流（1a）具有在1 mA - 1 A的范围内的幅度。

35.如权利要求34所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，测试电流（1a）具有在5 mA - 100 mA的范围内的幅度。

36.如权利要求35所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，测试电流（1a）具有近似10 mA的幅度。

37.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，测试电流（1a）经由在第一位置（91、91-1、91-2）处耦合到导体（2）的至少一个第一电触点（3h、4h）且经由在第二位置（92、92-1、92-2）处耦合到导体（2）的至少一个第二电触点（3l、4l）被注入到导体（2）中，第一位置（91、91-1、91-2）和第二位置（92、92-1、92-2）被布置成相对于彼此有距离，其中，输入信号对应于所述至少一个第一位置（91、91-1、91-2）与所述至少一个第二位置（92、92-1、92-2）之间的跨导体（2）的电压降。

38.如权利要求26或27所述的用于确定通过导体（2）的初级电流（1）的方法，

其中，所述方法由如权利要求19至25中的任一项所述的设备（11）或如权利要求1至18中的任一项所述的***（100）执行。

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