BR102012020701B1

BR102012020701B1 - conjunto de bobina de rogowski

Info

Publication number: BR102012020701B1
Application number: BR102012020701-0A
Authority: BR
Inventors: Didier Gilbert Rouaud; Subramanyam Satyasurya Chamarti
Original assignee: Aclara Meters Llc
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2020-12-29
Also published as: ES2912087T3; US20130043967A1; US8872611B2; AU2012216261B2; BR102012020701A8; CA2785396A1; JP6231265B2; NZ601886A; CA2785396C; EP2560013A1; BR102012020701A2; JP2013042133A; EP2560013B1; AU2012216261A1

Abstract

CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI. Trata-se de conjuntos de bobina de Rogowski (110, 115, 120, 125) e métodos (200) para fornecer ou formar conjuntos de bobina de Rogowski (110, 115, 120, 125) que são fornecidos. Um conjunto de bobina de Rogowski (110, 115, 120, 125) pode incluir uma placa de circuito impresso (105) e uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a a f) montadas em uma superfícies externa da placa de circuito impresso (105) por um ou mais traços de circuito respectivos (140a a f). Os traços de circuito (140a a f) podem reter e conectar a pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a a f).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se geralmente a bobinas de Rogowski e, mais especificamente, a conjuntos de bobina de Rogowski em que uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski é montada em uma placa de circuito impresso.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Uma ampla variedade de diferentes tipos de dispositivos de medição é utilizada para detectar ou monitorar sinais de corrente. Por exemplo, dispositivos de medição são tipicamente integrados em contadores de utilidade a fim de monitorar a corrente em uma ou mais fases de um sinal de potência elétrica. Em dispositivos convencionais, transformadores de corrente, derivações, e transdutores de efeito Hall foram tradicionalmente usados para monitorar sinais de corrente. Mais recentemente, bobinas de Rogowski têm sido utilizadas para monitorar sinais de corrente. Com uma bobina de Rogowski, uma corrente que flui através um condutor gera um campo magnético que induz uma voltagem na bobina. Ao usar o sinal de saída de voltagem da bobina, as condições de corrente dentro do condutor podem ser calculadas.

[003] Bobinas de Rogowski convencionais são tipicamente alojadas dentro de uma cobertura de plástico ou modelagem de plástico. Embora a cobertura sirva para segurar os enrolamentos das bobinas juntamente, a cobertura aumenta o tamanho e custo de conjuntos de bobina de Rogowski. Por exemplo, os conjuntos de bobina de Rogowski tomam mais espaço dentro de um medidor de utilidade. Tentativas têm sido feitas para reduzir o tamanho dos conjuntos de bobina de Rogowski ao integrar ou gravar bobinas em uma placa de circuito impresso. Por exemplo, a publicação de patente No U.S. 2008/0079418 de Rea, et al., intitulada “High-Precision Rogowski Current Transformer” e depositada em 29 de setembro de 2006, descreve um conjunto de bobina de Rogowski que é integrado a uma placa de circuito impresso. Entretanto, a sensibilidade de medição é frequentemente sacrificada devido a uma inabilidade para conquistar um aceitável número de enrolamentos ou voltas para as bobinas de Rogowski gravadas. Consequentemente, os conjuntos de bobina de Rogowski aperfeiçoados são desejáveis.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[004] Algumas ou todas as necessidades e/ou problemas acima podem ser abordadas por determinadas realizações da invenção. As realizações da invenção podem incluir conjuntos de bobina de Rogowski e métodos para formar os mesmos. De acordo com uma realização da invenção, é revelado um conjunto de bobina de Rogowski. O conjunto de bobina de Rogowski pode incluir uma placa de circuito impresso e uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski montadas em uma superfície externa da placa de circuito impresso por um ou mais traços de circuito respectivos. Os traços de circuito podem reter e conectar a pluralidade de seções de bobina de Rogowski.

[005] De acordo com outra realização da invenção, é revelado um método para fornecer um conjunto de bobina de Rogowski. Uma placa de circuito impresso pode ser fornecida, e uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski podem ser montadas em uma superfície externa da placa de circuito impresso por um ou mais traços de circuito respectivos. Os traços de circuito podem reter e conectar a pluralidade de seções de bobina de Rogowski.

[006] Sistemas, métodos, aparelhos, funções e aspectos adicionais são realizados através das técnicas de várias realizações da invenção. Outras realizações da invenção são descritas em detalhes na presente invenção e são considerados uma parte da invenção reivindicada. Outras realizações, funções e aspectos podem ser entendidos em relação à descrição e aos desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] Tendo assim descrito a invenção em termos comuns, uma referência será feita agora aos desenhos anexados, que não estão necessariamente desenhados em escala, e em que: A Figura 1 é um diagrama de bloco de um exemplo de conjuntos de bobina de Rogowski, de acordo com uma realização ilustrativa da invenção; A Figura 2 é um fluxograma de um método exemplar para fornecer um conjunto de bobina de Rogowski, de acordo com uma realização ilustrativa da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[008] Realizações ilustrativas da invenção serão agora descritas mais completamente doravante em relação aos desenhos anexos, em que algumas, mas não todas as realizações da invenção são mostradas. De fato, a invenção pode ser incorporada em muitas formas diferentes e não devem ser interpretadas como limitantes às realizações demonstradas na presente invenção; e mais, essas realizações são fornecidas de forma que esta revelação irá satisfazer requisitos legais aplicáveis. Números similares se referem a elementos similares por todo documento.

[009] São revelados conjuntos de bobina de Rogowski e métodos de fornecer e/ou formar os mesmos. Em uma realização exemplar da invenção, um conjunto de bobina de Rogowski pode incluir uma placa de circuito impresso e uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski montadas em uma superfície externa da placa de circuito impresso por um ou mais traços de circuito respectivos. Em outras palavras, seções de bobina de Rogowski que formam uma bobina de Rogowski podem ser soldadas na placa de circuito impresso ou, caso contrário, fixadas na placa de circuito impresso usando qualquer número de traços de circuitos apropriados. Os traços de circuito podem reter ou segurar as seções de bobina de Rogowski no lugar e inibir o desenrolar das seções de bobina. Adicionalmente, os traços de circuito podem conectar as seções de bobina de Rogowski juntas ao formar trilhas condutivas entre as seções de bobina de Rogowski. Qualquer número de seções de bobina de Rogowski pode ser utilizado conforme desejado em várias realizações da invenção. Por exemplo, aproximadamente de três a doze seções de bobina de Rogowski podem ser utilizadas. Em uma realização exemplar, seis seções de bobina de Rogowski podem ser utilizadas. Em outras realizações, tais como realizações utilizadas em subestações de potência, mais do que doze seções de bobina de Rogowski podem ser utilizadas.

[010] Conforme desejado em determinadas realizações, um trajeto de corrente de retorno para as seções de bobina de Rogowski pode também ser fornecido. Por exemplo, um trajeto de corrente de retorno pode ser fornecido por um ou mais traços de corrente na placa de circuito impresso, tal como um traço de corrente formado em uma superfície da placa de circuito impresso oposta à superfície em que as seções de bobina de Rogowski são montadas (por exemplo, o lado reverso da placa de circuito impresso). Como outro exemplo, um trajeto de corrente de retorno pode ser fornecido por um condutor ou fio que passa através de uma ou mais das seções de bobina de Rogowski. Por exemplo, um condutor de trajeto de retorno pode ser passado através do centro da pluralidade de seções de bobina de Rogowski.

[011] Em determinadas realizações da invenção, uma abertura pode ser fornecida na placa de circuito impresso para receber pelo menos um condutor que é monitorado por uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski. Por exemplo, uma abertura circular ou elíptica pode ser formado através da placa de circuito impresso. Como desejado, as seções de bobina de Rogowski podem ser posicionadas sobre ou ao redor de uma periferia da abertura. Por exemplo, cada uma das seções de bobina de Rogowski pode ser posicionada a uma distância aproximadamente igual da abertura e/ou de um centro da abertura. Referente a isso, as seções de bobina de Rogowski podem ser utilizadas para monitorar uma corrente dentro do pelo menos um condutor uma vez que o pelo menos um condutor seja inserido ou passado através da abertura. Adicionalmente, em determinadas realizações, uma blindagem capacitiva pode ser posicionada dentro da abertura entre o pelo menos um condutor e a placa de circuito impresso. Adicionalmente, conforme desejado em determinadas realizações, uma fenda ou vão pode ser formado dentro da placa de circuito impresso para facilitar o posicionamento do pelo menos um condutor dentro da abertura. Por exemplo, um vão ou fenda pode ser formado entre a abertura e uma borda da placa de circuito impresso.

[012] Conforme desejado em determinadas realizações da invenção, um circuito de processamento de medições e/ou sistema de circuitos do mesmo pode ser fixado, formado, e/ou integrado na placa de circuito impresso. O circuito de processamento de medições pode incluir qualquer número de componentes de circuito apropriados configurados para receber e processar dados de medições das seções de bobina de Rogowski. Por exemplo, o circuito de processamento de medições pode incluir componentes de circuito apropriados configurados para processar um sinal de voltagem recebido a fim de determinar e/ou calcular um sinal de corrente presente em pelo menos um condutor monitorado pelas seções de bobina de Rogowski. Em outras realizações, pelo menos um conector pode ser fixado, formado, e/ou integrado na placa de circuito impresso. Pelo menos um conector pode ser configurado para fornecer dados de medições coletados por uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski para um circuito de processamento de medições externo.

[013] Determinadas realizações da invenção descritas na presente invenção podem ter o efeito técnico de fornecer um conjunto de bobina de Rogowski utilizado para monitorar uma corrente dentro de pelo menos um condutor, tal como um condutor de fase associado a um medidor de utilidade. Ao montar uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski a uma superfície externa de uma placa de circuito impresso, o espaço tomado pelo conjunto de bobina de Rogowski pode ser reduzido e/ou minimizado. Adicionalmente, em determinadas realizações, o custo do conjunto de bobina de Rogowski pode ser reduzido ao eliminar a necessidade por um alojamento, tais como um alojamento de plástico. Além disso, as seções de bobina de Rogowski montadas podem fornecer um nível mais alto de precisão de medição do que conjuntos convencionais em que Bobinas de Rogowski são fabricadas ou gravadas em placas de circuito impresso.

[014] A Figura 1 é um diagrama de bloco de uma pluralidade de conjuntos de bobina de Rogowski exemplares, de acordo com uma realização ilustrativa da invenção. Na Figura 1, quatro conjuntos de bobina de Rogowski exemplares são ilustrados em associação com uma única placa de circuito impresso 100; entretanto, será apreciado que qualquer número de conjuntos de bobina de Rogowski pode ser formado em uma placa de circuito impresso. Por exemplo, uma placa de circuito impresso utilizada em associação com um contador de potência pode incluir uma seção de bobina de Rogowski para cada condutor de fase do contador de potência.

[015] Em relação à Figura 1, um conjunto de placas de circuito impresso 100 exemplar que inclui quatro conjuntos de bobina de Rogowski exemplares 110, 115, 120, 125 formados em uma placa de circuito impresso (“PCB”) 105 é ilustrado. A PCB 105 pode ser qualquer placa apropriada configurada para apoiar mecanicamente e conectar eletricamente as seções de bobina de Rogowski de qualquer número de conjuntos de bobina de Rogowski, tal como os conjuntos 110, 115, 120, 125 ilustrados na Figura 1. A PCB 105 pode incluir um substrato ou base formada a partir de qualquer quantidade de materiais dielétricos, que inclui, mas não se limita, a politetrafluoretileno, FR-4, FR-1, material de epóxi composto-1 (“CEM-1”), CEM-3, outros materiais de tecido de fibra de vidro, e/ou outros materiais de resina de epóxi. Como desejado, a base pode incluir uma pluralidade de camadas dielétricas que são laminadas juntamente com uma ou mais resinas de epóxi apropriadas e/ou materiais pré-impregnado de resina epóxi. Qualquer número de vias ou conexões pode ser fornecido entre as camadas. A base pode também ser revestida ou coberta com uma máscara de soldagem que facilita a formação de conexões elétricas.

[016] Como desejado, qualquer número de traços de circuito e/ou trajetos de condução pode ser incluído na PCB 105 ou formado na PCB 105. Os traços de circuito podem ser configurados para segurar as várias seções de bobina de Rogowski de um conjunto de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125 no lugar. Em outras palavras, os traços de circuito podem proteger as seções de bobina de Rogowski, ao prevenir as bobinas de se desenrolarem. Adicionalmente, os traços de circuito podem ser configurados para conectar as seções de bobina de Rogowski juntamente e/ou para formar um trajeto de corrente de retorno para o conjunto de bobina de Rogowski. Como desejado, os traços de circuito podem também ser configurados para conectar as seções de bobina de Rogowski a um conector e/ou a vários circuitos de processamento de medições. Alguns traços de circuito exemplares são descritos em maiores detalhes abaixo em relação aos conjuntos de bobina de Rogowski exemplares 110, 115, 120, 125.

[017] Voltando-se ao conjunto de bobina de Rogowski exemplar 110, o conjunto 110 pode incluir qualquer número de seções de bobina de Rogowski. Por exemplo, conforme ilustrado, o conjunto de bobina de Rogowski 110 pode incluir seis seções de bobina 130a-f. Em outras realizações, o conjunto de bobina pode incluir aproximadamente de três a oito seções de bobina, embora outras quantidades de seções de bobina possam ser utilizadas conforme desejado. Cada seção de bobina de Rogowski (individualmente referido pelo numeral de referência 130) pode incluir uma bobina helicoidal de um condutor, tal como um fio, que é bobinado ou enrolado em um núcleo não magnético. Como desejado, qualquer quantidade de enrolamentos ou bobinas podem ser formados pelo condutor para criar a seção de bobina de Rogowski 130. Alguns exemplos de seções de bobina de Rogowski apropriadas são discutidas na publicação de patente de No U.S. 2011/0025304 de Lint, et al., intitulada “Current Sensing Devices and methods” e depositadas em 25 de setembro de 2009; e na publicação de patente de No U.S. 2011/0025305 de Lint, et al., intitulada “Current Sensing Devices and methods” e depositada em 7 de janeiro de 2010. Cada uma dessas publicações é incorporada por referência na presente invenção em sua totalidade. Em determinadas realizações da invenção, a seção de bobina de Rogowski 130 pode incluir a número maior de enrolamentos ou bobinas do que pode ser formado por gravar uma bobina de Rogowski em uma placa de circuito impresso. Referente a isso, a seção de bobina de Rogowski 130 pode fornecer uma sensibilidade e/ou precisão relativamente maior que conjuntos de bobina de placa de circuito impresso convencionais.

[018] De acordo com uma realização da invenção, cada uma das seções de bobina de Rogowski 130 podem ser montadas em uma superfície externa da PCB 105. Por exemplo, cada uma das seções de bobina de Rogowski 130 podem ser montadas em uma superfície da PCB 105 e seguradas no lugar por um ou mais traços de circuito. Em determinadas realizações, cada extremidade de uma bobina associada à seção de bobina 130 pode ser segurada no lugar por um respectivo traço de circuito. Referente a isso, os traços de circuito podem evitar a seção de bobina 130 de desenrolar. Adicionalmente, os traços de circuito podem fixar a seção de bobina 130 à PCB 105. Além disso, os traços de circuito podem conectar a seção de bobina 130 a uma ou mais outras seções de bobina. Por exemplo, a seção de bobina 130 pode ser conectada a seções de bobina adjacentes.

[019] Adicionalmente, a PCB 105 pode incluir uma abertura para cada um dos conjuntos de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125. Cada uma das aberturas pode ser configurada para receber um ou mais respectivos condutores que são monitorados pelos conjuntos de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125. Por exemplo, em referência o primeiro conjunto de bobina 110, uma abertura 135 pode ser fornecida através da PCB 105. A abertura 135 pode ser configurada para receber pelo menos um condutor que é monitorado pelo primeiro conjunto de bobina 110, tal como um condutor de fase associado a um medidor de utilidade. Como desejado, a abertura 135 pode incluir qualquer quantidade de dimensões. Por exemplo, a abertura 135 pode ser uma abertura aproximadamente circular ou elíptica. Outros conjuntos de bobina 115, 120, 125 podem ser associados a aberturas similares configuradas para receber pelo menos um condutor.

[020] Em determinadas realizações da invenção, as seções de bobina de Rogowski 130a-f associadas a um conjunto de bobina de Rogowski, tal como o primeiro conjunto 110, podem ser formados ao redor ou sobre a abertura 135. Por exemplo, as seções de bobina 130a-f podem ser formadas ao redor ou sobre de uma periferia da abertura 135. Em determinadas realizações, cada uma das seções de bobina 130a-f pode ser posicionada a uma distância aproximadamente igual “d” do centro da abertura 135 (ou da borda da abertura 135). Referente a isso, as seções de bobina 130a-f podem ser utilizadas para monitorar pelo menos um condutor inserido na abertura 135.

[021] Referência será agora feita ao segundo conjunto de bobina de Rogowski 115 para descrever traços exemplares que podem ser utilizados para segurar e/ou conectar as seções de bobina de Rogowski. O segundo conjunto de bobina 115 pode incluir componentes que são similares àqueles descritos acima para o primeiro conjunto de bobina 110. Por exemplo, o segundo conjunto de bobina 115 pode incluir uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski que são posicionadas ao redor ou sobre uma abertura dentro da PCB 105. Adicionalmente, as seções de bobina de Rogowski podem ser seguradas no lugar e conectadas por meio de qualquer de traços de circuito apropriada. Para simplicidade, os mesmos numerais de referência como aqueles utilizados em respeito ao primeiro conjunto de bobina 110 serão utilizados para se referir as seções de bobina de Rogowski do segundo conjunto de bobina 115.

[022] Como um exemplo dos traços de circuito, um primeiro traço de circuito 140a pode ser utilizado para segurar uma extremidade da primeira seção de bobina 130a e para conectar uma extremidade da primeira seção de bobina 130a a uma correspondente extremidade da segunda seção de bobina adjacente 130b. Um segundo traço de circuito 140b pode então utilizado para segurar a extremidade oposta da segunda seção de bobina 130b e para conectar a extremidade oposta da segunda seção de bobina 130b a uma extremidade correspondente da terceira seção de bobina 130c. Em uma maneira similar, traços de circuito 140c-f adicionais podem segurar e conectar as outras seções de bobina de Rogowski 130c-f. Referente a isso, um circuito de bobina de Rogowski completo pode ser formado. Um traço de circuito final 140f pode ser utilizado para segurar uma extremidade da última seção de bobina 130f que não está conectada a outra seção de bobina. Cada um dos traços de circuito pode ser formado de qualquer material condutivo apropriado, tal como cobre, outro material condutivo, ou uma liga de metal condutiva.

[023] Adicionalmente, de acordo com uma realização da invenção, um trajeto de retorno pode ser formado para cada um dos conjuntos de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125. Por exemplo, em referência o segundo conjunto de bobina 115, um trajeto de retorno 145 pode ser formado. Em determinadas realizações, o trajeto de retorno 145 pode ser formado por um ou mais traços de circuito. Por exemplo, um traço de circuito pode ser formado em um lado traseiro da PCB 105 ou em uma superfície oposta da PCB 105 a partir da superfície em que as seções de bobina 130a-f são montadas. Em outras realizações, o trajeto de retorno 145 pode ser formado de um condutor (por exemplo, um fio, etc.) que passa através do centro de cada uma das seções de bobina de Rogowski 130a-f. O trajeto de retorno 145 pode alcançar da última seção de bobina 130f dentro de uma circuito de bobina de Rogowski de volta para a primeira seção de bobina 130a. Como desejado, um traço de circuito apropriado pode ser formado na PCB 105 no fim do trajeto de retorno 145 para conectar o trajeto de retorno em outro componente do conjunto de bobina de Rogowski 115, tal como um circuito de medições ou um conector. Adicionalmente, um traço de circuito apropriado 147 pode ser formado para conectar o outro componente a primeira seção de bobina 130a. Referente a isso, um circuito de Rogowski completo pode ser formado afim de que se facilite o monitoramento de pelo menos um condutor.

[024] Os outros dois conjuntos de bobina de Rogowski 120, 125 podem incluir componentes similares a aqueles descritos acima para os dois primeiros conjuntos de bobina 110, 115. Por exemplo, o terceiro e quartoconjuntos de bobina 120, 125 podem incluir uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski que são formadas ao redor uma abertura e seguradas e conectadas por uma pluralidade de traços de circuito apropriados.

[025] Em determinadas realizações da invenção, um circuito de processamento de medição apropriado pode ser formado na PCB 105 e associado a um conjunto de bobina de Rogowski. Por exemplo, um circuito de processamento de medições 150 pode ser associado ao primeiro conjunto de bobina de Rogowski 110. De modo similar, um circuito de processamento de medições 155 pode ser associado ao terceiro conjunto de bobina de Rogowski 120. Um circuito de processamento de medições 150 pode incluir quaisquer circuitos e/ou componentes de circuito apropriados, tais como integradores, que são configurados para receber um sinal de voltagem medido por um conjunto de bobina de Rogowski 110 e processa o sinal de voltagem recebido para determinar uma corrente que flui através de um condutor monitorado. Em determinadas realizações, o circuito de processamento de medições 150 pode ser fixado a uma superfície da PCB 105. Em outras realizações, o circuito de processamento de medições 150 pode ser integrado na PCB 105. Por exemplo, o circuito de processamento de medições 150 pode ser gravado na PCB 105.

[026] Em determinadas realizações da invenção, um conector apropriado pode ser formado na PCB 105 e associado a um conjunto de bobina de Rogowski. Por exemplo, um conector 160 pode ser associado ao segundo conjunto de bobina de Rogowski 115. De modo similar, um conector 165 pode ser associado ao quarto conjunto de bobina de Rogowski 125. Um conector 160 pode incluir quaisquer terminadores apropriados (por exemplo, pinos, etc.) e/ou componentes de circuito associados que são configurados para receber um sinal de voltagem medido por um conjunto de bobina de Rogowski 115 e fornecer o sinal de voltagem recebido para um circuito de processamento de medições externo ou um componente de processamento de medições. Em outras palavras, um conector 160 pode fornecer um sinal de voltagem para um circuito de processamento de medições que não esteja fixado na PCB 105. Em determinadas realizações, o conector 160 pode ser fixado a uma superfície da PCB 105.

[027] Conforme desejado em determinadas realizações, um ou mais vãos ou fendas na PCB 105 podem ser utilizadas em associação com um ou mais respectivos conjuntos de bobina de Rogowski. Por exemplo, um vão 170 pode ser associado ao terceiro conjunto de bobina de Rogowski 120. De modo similar, um vão 175 pode ser associado ao quarto conjunto de bobina de Rogowski 125. Um vão 170 pode ser formado através da PCB 105 entre uma borda da PCB 105 e uma abertura dentro da PCB 105. O vão 170 pode permitir pelo menos um condutor a ser facilmente rosqueado através da PCB 105 e posicionado dentro da abertura. Em outras palavras, o vão 170 pode permitir um conjunto de bobina de Rogowski a ser relativamente posicionado de maneira fácil sobre um condutor que será medido ou monitorado pelo conjunto de bobina de Rogowski. Em realizações em que um vão 170 é incluído, qualquer quantidade de pontes ou outras conexões apropriadas podem ser utilizadas para conectar seções de bobina de Rogowski posicionadas em cada um dos lados do vão 170.

[028] Em determinadas realizações da invenção, um ou mais blindagens capacitivas apropriadas podem ser formadas dentro de uma abertura. Por exemplo, em relação ao segundo conjunto de bobina de Rogowski 115, uma blindagem capacitiva 180 pode ser formada dentro da abertura de tal forma que a blindagem capacitiva 180 seja posicionada entre as seções de bobina de Rogowski 130a-f e pelo menos um condutor posicionado dentro da abertura e monitorado pelas seções de bobina 130a-f. A blindagem capacitiva 180 pode incluir qualquer material apropriado, incluindo, mas não se limitando, a cobre, alumínio, e/ou outros materiais condutivos não ferrosos. Como desejado, o material de blindagem capacitiva pode ser usado como múltiplas voltas ou camadas. Alternativamente, uma lâmina de blindagem pode ser formada. Adicionalmente, a blindagem capacitiva 180 pode agir como uma blindagem eletrostática ou uma gaiola de Faraday que reduz ruído de modo comum nos sensores. Adicionalmente, a blindagem capacitiva 180 pode agir como um filtro passa-baixa para ruídos de alta frequência, desse modo melhorando a compatibilidade eletromagnética e/ou conformidade de interferência eletromagnética (“EMC/EMI”) para as bobinas de Rogowski.

[029] Como desejado, as realizações da invenção podem incluir conjuntos de bobina de Rogowski com mais ou menos do que os componentes ilustrados na Figura 1. Os conjuntos de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125 ilustrados na Figura 1 são fornecidos somente por meio de exemplo e não se destinam a serem limitantes.

[030] A Figura 2 é um fluxograma de um método exemplar 200 para fornecer um conjunto de bobina de Rogowski, de acordo com uma realização ilustrativa da invenção. O método pode ser utilizado para fornecer um conjunto de bobina de Rogowski em que uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski é montada em uma placa de circuito impresso. Por exemplo, o método pode ser utilizado para fornecer um dos conjuntos de bobina de Rogowski 110, 115, 120, 125 ilustrados na Figura 1. O método 200 pode começar no bloco 205.

[031] No bloco 205, uma placa de circuito impresso (“PCB”), tal como a PCB 105 ilustrada na Figura 1, pode ser fornecida. De acordo com uma realização da invenção, uma abertura pode ser fornecida dentro da PCB 105, e a abertura pode ser configurada para receber pelo menos um condutor que será monitorado pelo conjunto de bobina de Rogowski. Em determinadas realizações, a PCB 105 pode ser formada ou fabricada com a abertura. Em outras realizações, uma abertura pode ser seccionada de um PCB existente. Adicionalmente, conforme desejado em determinadas realizações da invenção, um vão pode ser formado dentro da PCB 105 para facilitar o posicionamento de pelo menos um condutor dentro da abertura. O vão pode permitir que um conjunto de bobina de Rogowski seja posicionado sobre o pelo menos um condutor para propósitos de monitoramento.

[032] No bloco 210, uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski, tal como as seções de bobina de Rogowski 130a-f descritas acima em relação à Figura 1, pode ser fornecida. Cada uma das seções de bobina de Rogowski 130a-f pode incluir uma bobina helicoidal de um condutor, tal como um fio, que é bobinado ou enrolado em um núcleo não magnético. Como desejado, qualquer quantidade de enrolamentos ou bobinas pode ser formado pelo condutor para criar as respectivas seções de bobina de Rogowski130a-f. Juntas, as seções de bobina de Rogowski 130a-f podem fornecer uma bobina de Rogowski que é configurada para monitorar pelo menos um condutor, tal como um condutor de fase associado a um medidor de utilidade.

[033] No bloco 215, as seções de bobina de Rogowski 130a-f podem ser montadas em uma superfície externa da PCB 105. Por exemplo, as seções de bobina de Rogowski 130a-f podem ser posicionadas na superfície externa ao redor da abertura na PCB 105. Em determinadas realizações, cada uma das seções de bobina de Rogowski 130a-f podem ser posicionadas a uma distância aproximadamente igual da abertura ou do centro da abertura. Referente a isso, um conjunto de medição de bobina de Rogowski relativamente precisa pode ser fornecido.

[034] No bloco 220, uma pluralidade de traços de circuito pode ser fornecida para reter e/ou segurar as seções de bobina de Rogowski 130a-f à PCB 105. Por exemplo, uma pluralidade de conexões por solda e/ou outros traços condutivos pode ser formada na PCB 105 para segurar as seções de bobina de Rogowski 130a-f. Como desejado, as extremidades de cada uma das seções de bobina de Rogowski 130a-f podem ser seguradas na PCB 105 por um ou mais traços de circuito apropriados. Referente a isso, o desenrolar das seções de bobina de Rogowski 130a-f pode ser evitada. Adicionalmente, em determinadas realizações da invenção, a pluralidade de traços de circuito pode ser utilizada para conectar as várias seções de bobina de Rogowski 130a-f. Por exemplo, seções de bobina 130a-f adjacentes podem ser conectadas umas as outras a fim de formar uma bobina de Rogowski que seja apropriada para monitorar pelo menos um condutor.

[035] No bloco 225, um trajeto de corrente de retorno ou trajeto de retorno pode ser fornecido para o conjunto de bobina de Rogowski. Em determinadas realizações, o trajeto de retorno pode ser formado por um ou mais traços de circuito. Por exemplo, um traço de circuito pode ser formado em um lado traseiro da PCB 105 ou em uma superfície oposta da PCB 105 a partir da superfície em que as seções de bobina 130a-f são montadas. Em outras realizações, o trajeto de retorno pode ser formado de um condutor (por exemplo, um fio, etc.) que passa através do centro de cada uma das seções de bobina de Rogowski 130a-f. O trajeto de retorno pode alcançar da última seção de bobina 130f dentro de um circuito de bobina de Rogowski de volta para a primeira seção de bobina.

[036] No bloco 230, um conector ou um circuito de processamento de medição pode ser fornecido. Por exemplo, um conector apropriado pode ser formado na PCB 105 e associado a um conjunto de bobina de Rogowski. Um conector pode incluir quaisquer terminadores apropriados (por exemplo, pinos, etc.) e/ou componentes de circuito associados que são configurados para receber um sinal de voltagem medido por um conjunto de bobina de Rogowski e fornecer o sinal de voltagem recebido para um circuito de processamento de medições externo ou componente de processamento de medições. Em outras palavras, um conector pode fornecer um sinal de voltagem para um circuito de processamento de medições que não esteja fixado à PCB 105.

[037] Em outras realizações, um circuito de processamento de medições pode ser formado na PCB 105 e associado ao conjunto de bobina de Rogowski. Um circuito de processamento de medições pode incluir quaisquer circuitos e/ou componentes de circuito apropriados, tais como integradores, que estejam configurados para receber um sinal de voltagem medido por um conjunto de bobina de Rogowski e processar o sinal de voltagem recebido para determinar uma corrente que flui através de um condutor monitorado. Em determinadas realizações, o circuito de processamento de medições pode ser fixado a uma superfície da PCB 105. Em outras realizações, o circuito de processamento de medições 150 pode ser integrado na PCB 105. Por exemplo, o circuito de processamento de medições 150 pode ser gravado na PCB 105.

[038] O método 200 pode ser finalizado após o bloco 230.

[039] As operações descritas e mostradas no método 200 da Figura 2 podem ser executadas ou atuadas em qualquer ordem apropriada, como desejado em várias realizações da invenção. Adicionalmente, em determinadas realizações, pelo menos uma porção das operações podem ser executadas em paralelo. Ademais, em determinadas realizações, menos ou mais que as operações descritas na Figura 2 podem ser atuadas.

[040] Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com o que é considerado no presente a ser o mais prático e várias realizações, deve ser entendido que a invenção não deve ser limitada às realizações reveladas, mas pelo contrário, é destinada a cobrir várias modificações e disposições equivalentes incluídas dentro do escopo das reivindicações anexadas.

[041] Essa descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, e inclui o melhor modo, e também permite que qualquer técnico no assunto coloque a invenção em prática, incluindo fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e atuar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido nas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Tais outros exemplos são destinados a estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, os se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais da linguagem literal dasreivindicações.

Claims

1. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110),compreendendo: uma placa de circuito impresso (105); e uma pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) montada em uma superfície externa da placa de circuito impresso (105) por um ou mais traços de circuito respectivos (140a-f), caracterizado pelos traços de circuito (140a-f) reterem cada extremidade da pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) evitando que as seções de bobina se desenrolem, conectam a pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) e formam um trajeto de retorno de corrente (145), em que o trajeto de retorno de corrente (145) é formado em uma superfície da placa de circuito impresso (105) oposto a uma superfície na qual as seções de bobina de Rogowski (130a-f) são montadas; uma abertura (135) circular dentro da placa de circuito impresso (105) configurada para receber pelo menos um condutor que é monitorado pela pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f); e um vão contínuo (170) na placa de circuito impresso (105) conectando a abertura (135) e uma borda da placa de circuito impresso (105), em que um diâmetro de vão do vão continuo (170) é menor do que um diâmetro de abertura da abertura (135).

2. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por cada uma dentre a pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) ser posicionada a uma distância aproximadamente igual da abertura (135).

3. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) ser posicionada ao redor da abertura (135).

4. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: uma blindagem capacitiva (180) posicionada dentro da abertura (135) entre a placa de circuito impresso (105) e pelo menos um condutor.

5. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: pelo menos um conector (160) fixado na placa de circuito impresso (105) e configurado para fornecer dados de medições coletados pela pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) para um circuito de processamento de medições externo.

6. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: um circuito de processamento de medições (150) fixado na placa de circuito impresso (105) e configurado para receber dados de medições coletados pela pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) e processar os dados de medições recebidos.

7. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado pela pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) compreender de três a doze seções de bobina de Rogowski (130a-f).

8. CONJUNTO DE BOBINA DE ROGOWSKI (110), de acordocom a reivindicação 1, caracterizado por um trajeto de corrente de retorno (145) para a pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f) compreender um dentre (i) um traço de circuito na placa de circuito impresso ou (ii) um condutor que passa através da pluralidade de seções de bobina de Rogowski (130a-f).