DE102018216594A1

DE102018216594A1 - Improvement of electromagnetic compatibility

Info

Publication number: DE102018216594A1
Application number: DE102018216594.7A
Authority: DE
Inventors: Junsheng Wei
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02
Also published as: CN110957905A

Abstract

Ein Entstörfilter (105) umfasst eine Eingangsseite (150) zur Verbindung mit einer Stromquelle (115); eine Ausgangsseite (155) zur Verbindung mit einem Stromverbraucher (110); einen Stromsensor (160) zur Bestimmung eines Wechselstromanteils eines zwischen der Eingangsseite (150) und der Ausgangsseite (155) fließenden Stroms; und eine Einspeisevorrichtung (135) zur Einspeisung eines durch den Stromverbraucher (110) fließenden Stroms in Abhängigkeit des bestimmten Wechselstromanteils.An interference filter (105) comprises an input side (150) for connection to a power source (115); an output side (155) for connection to a power consumer (110); a current sensor (160) for determining an AC component of a current flowing between the input side (150) and the output side (155); and a feed device (135) for feeding a current flowing through the current consumer (110) depending on the determined AC component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung einer elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) einer Schaltung. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Entstörfilter zur Verbesserung der EMV eines Stromverbrauchers.The present invention relates to the improvement of an electromagnetic compatibility (EMC) of a circuit. In particular, the invention relates to a noise filter for improving the EMC of a power consumer.

Ein Stromverbraucher ist mit einer Stromquelle verbunden und nimmt im Betrieb eine gewisse elektrische Leistung auf, deren Betrag von einem Betriebszustand des Stromverbrauchers abhängig sein kann. Handelt es sich beispielsweise um eine elektrische Maschine, so kann die aufgenommene Leistung positiv oder negativ sein, je nach dem ob eine bezüglich ihrer Bewegungsrichtung negative oder positive Kraft auf die Maschine wirkt. Zusätzlich kann die aufgenommene Leistung noch aus anderen Gründen schwanken. Umfasst die elektrische Maschine etwa einen Kollektor, so kann die aufgenommene Leistung insbesondere beim Öffnen oder Schließen eines elektrische Kontakts durch den Kollektor schwanken.A power consumer is connected to a power source and consumes a certain amount of electrical power during operation, the amount of which may depend on an operating state of the power consumer. If it is an electrical machine, for example, the power consumed can be positive or negative, depending on whether a negative or positive force acts on the machine with regard to its direction of movement. In addition, the power consumed can fluctuate for other reasons. If the electrical machine comprises a collector, for example, the power consumed can fluctuate when an electrical contact is opened or closed by the collector.

Derartige Schwankungen können sich in Richtung der Stromquelle ausbreiten und diese belasten. Eine durch die Stromquelle bereitgestellte Spannung kann ebenfalls schwanken. Ist ein weiterer Stromverbraucher mit der Stromquelle verbunden, so kann dessen Betrieb durch die schwankende Spannung beeinträchtigt sein. Die Schwankungen können zur Abstrahlung elektromagnetischer Störwellen führen.Such fluctuations can spread in the direction of the power source and burden it. A voltage provided by the current source can also fluctuate. If another power consumer is connected to the power source, its operation may be affected by the fluctuating voltage. The fluctuations can lead to the emission of electromagnetic interference waves.

Üblicherweise wird zum Verringern solcher Schwankungen ein passiver EMV-Filter eingesetzt. Dieser umfasst eine Anordnung von Spulen und/oder Kondensatoren, die an die aufgenommene Leistung angepasst sein müssen. Ein solcher EMV-Filter ist häufig groß und schwer und kann einen erheblichen Materialeinsatz erfordern, beispielsweise von Kupfer oder Aluminium.A passive EMC filter is usually used to reduce such fluctuations. This includes an arrangement of coils and / or capacitors, which must be adapted to the power consumed. Such an EMC filter is often large and heavy and can require a considerable amount of material, for example copper or aluminum.

Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Verbesserung einer elektromagnetischen Verträglichkeit einer elektrischen Schaltung. Die Erfindung löst dieses Problem mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.One object of the present invention is to provide an improved technique for improving the electromagnetic compatibility of an electrical circuit. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Sub-claims reflect preferred embodiments.

Ein Entstörfilter umfasst eine Eingangsseite zur Verbindung mit einer Stromquelle; eine Ausgangsseite zur Verbindung mit einem Stromverbraucher; einen Stromsensor zur Bestimmung eines Wechselstromanteils eines zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite fließenden Stroms; und eine Einspeisevorrichtung zur Einspeisung eines durch den Stromverbraucher fließenden Stroms in Abhängigkeit des bestimmten Wechselstromanteils.A noise filter includes an input side for connection to a power source; an output side for connection to a power consumer; a current sensor for determining an AC component of a current flowing between the input side and the output side; and a feed device for feeding in a current flowing through the current consumer as a function of the determined AC component.

Durch den Entstörfilter kann der Wechselstromanteil aktiv verringert werden. Die Verringerung kann effizienter als durch einen passiven EMV-Filter erfolgen. Eine Abmessung oder ein Gewicht des aktiven Entstörfilters können gegenüber einem passiven Filter für den gleichen Zweck signifikant verringert sein. Ein Materialeinsatz für den Entstörfilter kann verringert sein, sodass natürliche Ressourcen geschont werden können. Produktions- oder Transportkosten für Entstörfilter können verringert sein. Ein konstruktiver Spielraum für eine Schaltung mit dem Entstörfilter kann gesteigert sein.The AC component can be actively reduced by the interference filter. The reduction can be done more efficiently than with a passive EMC filter. A dimension or weight of the active interference filter can be significantly reduced compared to a passive filter for the same purpose. The use of material for the interference filter can be reduced so that natural resources can be conserved. Production or transportation costs for interference filters can be reduced. A constructive scope for a circuit with the interference filter can be increased.

Der Entstörfilter kann insbesondere an Bord eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, wo die Eingangsseite mittels eines Bordnetzes mit der Stromquelle verbunden und noch ein anderer Stromverbraucher an das Bordnetz angeschlossen sein kann. Die Stromquelle kann dazu eingerichtet sein, eine Gleichspannung bereitzustellen. Der Stromverbraucher kann beispielsweise einen Wechselrichter oder einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler umfassen. In einer Ausführungsform ist der Wechselrichter zur Ansteuerung einer elektrischen Maschine eingerichtet, die beispielsweise als Stell- oder Traktionsmotor ausgeführt sein kann.The interference filter can be used, in particular, on board a motor vehicle, where the input side can be connected to the power source by means of an on-board electrical system and yet another electricity consumer can be connected to the on-board electrical system. The current source can be set up to provide a DC voltage. The current consumer can comprise, for example, an inverter or a direct current-direct current converter. In one embodiment, the inverter is set up to control an electrical machine, which can be designed, for example, as a servo or traction motor.

Der Entstörfilter kann ferner einen Anpasser umfassen, um den Strom derart einzuspeisen, dass der Wechselstromanteil verringert ist. Der Anpasser kann linear arbeiten oder eine nichtlineare Kennlinie aufweisen, um eine verbesserte Reduktion des Wechselstromanteils zu realisieren. Der Anpasser kann als analoge Schaltung aufgebaut sein. Insbesondere kann der Anpasser eine integrierte Verstärkerschaltung umfassen. Alternativ kann der Anpasser auch teilweise oder ganz digital aufgebaut sein und insbesondere eine Verarbeitungseinrichtung umfassen, die als programmierbarer Mikrocomputer oder Mikrocontroller ausgeführt sein kann. Der Anpasser kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise durchzuführen. Dazu kann das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf eine hierin beschriebene Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The interference filter can further comprise an adapter in order to feed the current in such a way that the AC component is reduced. The adjuster can work linearly or have a non-linear characteristic in order to achieve an improved reduction in the AC component. The adapter can be constructed as an analog circuit. In particular, the adapter can comprise an integrated amplifier circuit. Alternatively, the adapter can also be constructed partially or entirely digitally and in particular comprise a processing device which can be designed as a programmable microcomputer or microcontroller. The adjuster may be configured to perform all or part of a method described herein. For this purpose, the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to a device described herein or vice versa.

Der Anpasser kann dazu eingerichtet sein, den Strom derart zu einzuspeisen, dass der Wechselstromanteil oberhalb einer vorbestimmten unteren Grenzfrequenz verringert ist. Dazu kann ein Hochpass verwendet werden, der entweder ein auf den bestimmten Strom hinweisendes Signal oder ein bereitgestelltes Steuersignal für die Einspeiseeinrichtung in ihrem Frequenzgang einschränkt. Die untere Grenzfrequenz kann im Bereich von ca. einigen 10 kHz oder ca. 100 kHz liegen. Dadurch kann die Stärke des eingespeisten Stroms in praktischen Anwendungen weit unterhalb einer Stromaufnahme des Stromverbrauchers liegen. Bevorzugt ist die untere Grenzfrequenz derart gewählt, dass die Stärke des Wechselstromanteils praktisch unabhängig von der durch den Stromverbraucher aufgenommenen Leistung ist. Der Entstörfilter kann dadurch verbessert universell an unterschiedlichen Stromverbrauchern angewandt werden.The adapter can be set up to feed the current in such a way that the AC component is reduced above a predetermined lower limit frequency. For this purpose, a high-pass filter can be used, which either restricts the frequency response of a signal indicating the specific current or a control signal provided for the feed device. The lower limit frequency can be in the range of approximately a few 10 kHz or approximately 100 kHz. This allows the In practical applications, the strength of the electricity fed in is far below the current consumption of the electricity consumer. The lower limit frequency is preferably selected such that the strength of the AC component is practically independent of the power consumed by the power consumer. As a result, the interference filter can be better used universally on different power consumers.

Zwischen dem Stromsensor und dem Anpasser ein Kondensator elektrisch in Serie verbunden sein. So kann die untere Grenzfrequenz durch passende Dimensionierung des Kondensators leicht gewählt werden. Wird der Strom mittels eines magnetischen Flusselements in den Stromverbraucher eingespeist, kann eine magnetische Sättigung des Flusselements vermieden werden.A capacitor can be electrically connected in series between the current sensor and the adapter. The lower cut-off frequency can be easily selected by appropriately dimensioning the capacitor. If the current is fed into the current consumer by means of a magnetic flux element, magnetic saturation of the flux element can be avoided.

Der Anpasser kann dazu eingerichtet sein, den Strom derart einzuspeisen, dass der Wechselstromanteil unterhalb einer vorbestimmten oberen Grenzfrequenz verringert ist. Allgemein ist zu erwarten, dass der Wechselstromanteil mit steigender Frequenz sinkende Stromstärke aufweist. Durch Vorsehen einer oberen Grenzfrequenz können Effekte der Hochfrequenztechnik unterdrückt werden, die insbesondere einen analog aufgebauten Entstörfilter beeinträchtigen können. Die obere Grenzfrequenz kann mittels eines Hochpasses angewandt werden, der ähnlich wie der beschriebene Tiefpass angeordnet sein kann.The adapter can be set up to feed the current in such a way that the AC component is reduced below a predetermined upper limit frequency. In general, it can be expected that the AC component has a decreasing current strength with increasing frequency. By providing an upper cut-off frequency, effects of high-frequency technology can be suppressed, which in particular can impair an interference filter constructed in an analog manner. The upper limit frequency can be applied by means of a high pass, which can be arranged similar to the low pass described.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Einspeisen des Stroms in den Stromverbraucher elektromagnetisch. Dazu kann die Einspeisevorrichtung einen ersten Transformator mit einer ersten Primärwicklung und einer magnetisch damit gekoppelten ersten Sekundärwicklung umfassen, wobei die erste Primärwicklung mit der Einspeisevorrichtung und die Sekundärwicklung elektrisch zwischen einem ersten Potential der Eingangsseite und einem ersten Potential der Ausgangsseite verbunden ist. Der eingespeiste Strom kann im Vergleich zum zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite durchgeleiteten Strom sehr klein sein, sodass ein einfacher und platzsparender Transformator eingesetzt werden kann.In a preferred embodiment, the electricity is fed into the electricity consumer electromagnetically. For this purpose, the feed device can comprise a first transformer with a first primary winding and a first secondary winding magnetically coupled thereto, the first primary winding being electrically connected to the feed device and the secondary winding between a first potential on the input side and a first potential on the output side. The current fed in can be very small compared to the current passed between the input side and the output side, so that a simple and space-saving transformer can be used.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Einspeisevorrichtung ferner einen zweiten Transformator mit einer zweiten Primärwicklung und einer magnetisch damit gekoppelten zweiten Sekundärwicklung, wobei die Primärwicklung mit der Einspeisevorrichtung und die Sekundärwicklung zwischen einem zweiten Potential der Eingangsseite und einem zweiten Potential der Ausgangsseite verbunden ist. Die beiden Transformatoren können miteinander integriert aufgebaut sein. Insbesondere können beide Transformatoren einen gemeinsamen magnetischen Kern aufweisen.In a further preferred embodiment, the feed device further comprises a second transformer with a second primary winding and a second secondary winding magnetically coupled thereto, the primary winding being connected to the feed device and the secondary winding between a second potential on the input side and a second potential on the output side. The two transformers can be integrated with one another. In particular, both transformers can have a common magnetic core.

Die Primärwicklungen sind bevorzugt derart in Serie geschaltet, dass an beiden Potentialen der gleiche Strom eingespeist wird. So können insbesondere Störungen verringert werden, die an beiden Potentialen auftreten. Solche Störungen werden auch Gleichtaktstörungen („common mode noise“) genannt.The primary windings are preferably connected in series in such a way that the same current is fed in at both potentials. In particular, interference that occurs at both potentials can be reduced. Such disturbances are also called common mode noise.

Der Stromsensor umfasst in einer besonders bevorzugten Ausführungsform einen Leiter, der von Strom durchflossen wird, der zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite fließt, und einen Magnetfeldsensor im Bereich des Leiters. Der Leiter kann als Stromschiene ausgeführt sein. Der Magnetfeldsensor kann beispielsweise einen Hallsensor, einen AMR- oder GMR-Sensor umfassen. Optional kann eine analoge oder digitale Anpassung vorgesehen sein, um ein Ausgangssignal des Magnetfeldsensors zu bearbeiten. Die Anpassung kann insbesondere eine Linearisierung des Signals bezüglich des herrschenden Magnetfelds oder bezüglich der dem Magnetfeld zu Grunde liegenden Stromstärke des durch den Leiter fließenden Stroms umfassen.In a particularly preferred embodiment, the current sensor comprises a conductor through which current flows, which flows between the input side and the output side, and a magnetic field sensor in the region of the conductor. The conductor can be designed as a busbar. The magnetic field sensor can comprise, for example, a Hall sensor, an AMR or GMR sensor. An analog or digital adaptation can optionally be provided in order to process an output signal of the magnetic field sensor. The adaptation can in particular comprise linearization of the signal with respect to the prevailing magnetic field or with respect to the current strength on which the magnetic field is based of the current flowing through the conductor.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Verringern eines Wechselstromanteils eines zwischen einer Stromquelle und einem Stromverbraucher fließenden Stroms Schritte des Bestimmens des Wechselstromanteils; und des Einspeisens eines Stroms in den Stromverbraucher in Abhängigkeit des bestimmten Wechselstromanteils. Das Verfahren kann den Wechselstromanteil effizient minimieren. Elektrische oder elektromagnetische Störungen, die durch den Austausch elektrischer Energie zwischen der Stromquelle und dem Stromverbraucher hervorgerufen sein können, können wirksam verringert werden.According to a further aspect of the invention, a method for reducing an AC component of a current flowing between a power source and a power consumer comprises steps of determining the AC component; and feeding a current into the electricity consumer depending on the determined AC component. The method can efficiently minimize the AC component. Electrical or electromagnetic interference, which can be caused by the exchange of electrical energy between the power source and the power consumer, can be effectively reduced.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

1 eine Schaltung mit einem Entstörfilter;
2 eine beispielhafte Ausführungsform eines Stromsensors; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens

darstellt.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures, in which:

1 a circuit with a noise filter;
2nd an exemplary embodiment of a current sensor; and
3rd a flow chart of a method

represents.

1 zeigt eine Schaltung 100 mit einem Entstörfilter 105. Der Entstörfilter 105 ist insbesondere zum Einsatz an Bord eines Kraftfahrzeugs eingerichtet und die dargestellte Schaltung 100 zeigt einen beispielhaften elektrischen Teil eines Kraftfahrzeugs. 1 shows a circuit 100 with a noise filter 105 . The interference filter 105 is set up in particular for use on board a motor vehicle and the circuit shown 100 shows an exemplary electrical part of a motor vehicle.

In der Schaltung 100 soll ein Stromverbraucher 110 an einer Stromquelle 115 betrieben werden. Die Stromquelle 115 kann einen insbesondere elektrochemischen Energiespeicher wie eine Batterie und/oder einen beispielsweise elektromechanischen Generator umfassen und ist bevorzugt mittels eines Bordnetzes 120 an Bord des Kraftfahrzeugs verfügbar. Das Bordnetz 120 stellt üblicherweise eine vorbestimmte Gleichspannung an eine Vielzahl elektrischer Stromverbraucher bereit. In the circuit 100 supposed to be an electricity consumer 110 on a power source 115 operate. The power source 115 can one in particular Electrochemical energy storage such as a battery and / or an electromechanical generator, for example, and is preferably by means of an electrical system 120 available on board the vehicle. The electrical system 120 usually provides a predetermined DC voltage to a variety of electrical power consumers.

Der Stromverbraucher 110 kann einen beliebigen Stromverbraucher betreffen; in der dargestellten Ausführungsform umfasst er beispielhaft einen Stromrichter 125, der zur Ansteuerung einer elektrischen Wechselfeldmaschine 130 eingerichtet ist, die etwa als Stell- oder Traktionsantrieb dienen kann.The electricity consumer 110 can affect any electricity consumer; in the illustrated embodiment, it includes an example of a power converter 125 which is used to control an electric alternating field machine 130 is set up, which can serve as an actuator or traction drive.

Der Entstörfilter 105 umfasst eine Einspeisevorrichtung 135, mittels derer zusätzlich zu einem zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 fließenden Strom ein weiterer Strom durch den Stromverbraucher 110 bewirkt werden kann. Vorliegend ist die Einspeisevorrichtung 135 durch zwei Transformatoren 140 und 145 gebildet, die diskret oder integriert aufgebaut sein können. Der erste Transformator 140 weist eine erste Primärwicklung 140.1 und eine erste Sekundärwicklung 140.2, der zweite Transformator 145 eine zweite Primärwicklung 145.1 und eine zweite Sekundärwicklung 145.2 auf. Die erste Sekundärwicklung 140.2 verbindet ein hohes Potential der Stromquelle 115 mit einem hohen Potential des Stromverbrauchers 110 und die zweite Sekundärwicklung 145.2 ein niedriges Potential der Stromquelle 115 mit einem niedrigen potential des Stromverbrauchers 110. In der Schaltung 100 sind die Potentiale der Stromquelle 115 mit einer Eingangsseite 150 und die Potentiale des Stromverbrauchers 110 mit einer Ausgangsseite 155 des Entstörfilters 105 verbunden. Die Eingangsseite 150 und die Ausgangsseite 155 können physisch nahe an der Einspeisevorrichtung 135 angeordnet sein um Leitungsverluste gering zu halten.The interference filter 105 comprises a feed device 135 , by means of which in addition to one between the power source 115 and the electricity consumer 110 flowing electricity another electricity through the electricity consumer 110 can be effected. The feed device is present 135 through two transformers 140 and 145 formed, which can be constructed discrete or integrated. The first transformer 140 has a first primary winding 140.1 and a first secondary winding 140.2 , the second transformer 145 a second primary winding 145.1 and a second secondary winding 145.2 on. The first secondary winding 140.2 connects a high potential of the power source 115 with a high potential of the electricity consumer 110 and the second secondary winding 145.2 a low potential of the power source 115 with a low potential of the electricity consumer 110 . In the circuit 100 are the potentials of the power source 115 with an entry page 150 and the potential of the electricity consumer 110 with an exit page 155 of the interference filter 105 connected. The entry page 150 and the exit side 155 can be physically close to the feeder 135 be arranged to keep line losses low.

Der Entstörfilter 105 umfasst weiter einen Stromsensor 160, der dazu eingerichtet ist, einen zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 fließenden Strom zu bestimmen. Der fließende Strom kann insbesondere an einer oder mehreren der dargestellten Verbindungen des Entstörfilters 105 von oder zur Eingangsseite 150 bzw. der Ausgangsseite 155 bestimmt werden. In einer Ausführungsform ist der Stromsensor 160 separat vom Entstörfilter 105 aufgebaut. Eine Mess- oder Datenleitung kann zur Verbindung des Stromsensors 160 mit dem Entstörfilter 105 vorgesehen sein.The interference filter 105 further includes a current sensor 160 which is set up to place one between the power source 115 and the electricity consumer 110 to determine flowing current. The flowing current can in particular at one or more of the illustrated connections of the interference filter 105 from or to the entry page 150 or the output side 155 be determined. In one embodiment, the current sensor 160 separately from the interference filter 105 built up. A measuring or data line can be used to connect the current sensor 160 with the interference filter 105 be provided.

Der zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 fließende Strom umfasst einen Gleichstromanteil und einen Wechselstromanteil, wobei die beiden Anteile stark unterschiedliche Stromstärken aufweisen können. Der Wechselstromanteil beträgt üblicherweise nur einige mA bis einige 100 mA, selbst wenn der Gleichstromanteil mehrere 100 A betragen kann. Es ist Aufgabe des Entstörfilters 105, den Wechselstromanteil durch Einspeisen eines zusätzlichen Stroms in den Stromverbraucher 110 möglichst weitgehend zu kompensieren, also gegen null zu senken. Dazu kann ein Ausgangssignal des Stromsensors 160 in einer Ausführungsform unmittelbar dazu verwendet werden um das Einspeisen von zusätzlichem Strom in den Stromverbraucher 110 zu steuern.The one between the power source 115 and the electricity consumer 110 flowing current comprises a direct current component and an alternating current component, the two components being able to have very different current intensities. The AC component is usually only a few mA to a few 100 mA, even if the DC component can be several 100 A. It is the job of the interference filter 105 , the AC component by feeding an additional current into the electricity consumer 110 to compensate as much as possible, i.e. to reduce it to zero. This can be an output signal of the current sensor 160 in one embodiment, are used directly to feed additional electricity into the electricity consumer 110 to control.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Anpasser 165 vorgesehen, um die Impedanz des vom Stromsensor 160 bereitgestellten Signals zu senken, es mit einem vorbestimmten Faktor zu skalieren oder eine Kennlinie des Stroms bezüglich des Signals an eine Kennlinie eines Steuersignals der Einspeisevorrichtung 135 bezüglich des zusätzlich eingeleiteten Stroms anzupassen. Der dargestellte Anpasser 165 ist beispielhaft als integrierter Verstärker, insbesondere als Operationsverstärker 170 ausgeführt. Dabei ist der Operationsverstärker 170 mittels eines Spannungsteilers aus zwei Widerständen rückgekoppelt, sodass er als nichtinvertierender Verstärker mit einem festen Verstärkungsfaktor arbeitet. Der Verstärkungsfaktor kann beliebig gewählt werden und auch kleiner als eins sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Operationsverstärker 170 auch beschaltet sein, um als invertierender Verstärker zu arbeiten; in diesem Fall ist der Verstärkungsfaktor kleiner als null. Der Anpasser 165 ist bevorzugt dazu eingerichtet, einen positiven oder einen negativen Strom durch den Verbraucher zu bewirken. Dazu kann der Anpasser 165 an einer symmetrischen Stromversorgung betrieben werden. Eine Stromversorgung des Anpassers 165 kann aus dem Bordnetz 120 abgeleitet sein oder aus einer anderen Quelle stammen.In a preferred embodiment is an adjuster 165 provided to the impedance of the current sensor 160 provided signal to lower, scale it by a predetermined factor or a characteristic of the current with respect to the signal to a characteristic of a control signal of the feed device 135 adapt with regard to the additionally introduced current. The adjuster shown 165 is exemplary as an integrated amplifier, especially as an operational amplifier 170 executed. Here is the operational amplifier 170 by means of a voltage divider consisting of two resistors, so that it works as a non-inverting amplifier with a fixed gain factor. The gain factor can be chosen arbitrarily and can also be less than one. In another embodiment, the operational amplifier 170 also be wired to work as an inverting amplifier; in this case the gain factor is less than zero. The matcher 165 is preferably set up to cause a positive or a negative current through the consumer. The adjuster can 165 operated on a symmetrical power supply. A power supply for the adapter 165 can from the electrical system 120 be derived or come from another source.

Das durch den Anpasser 165 bereitgestellte Signal wird an die Einspeisevorrichtung 135 geleitet und bewirkt das Einleiten des zusätzlichen Stroms in den Stromverbraucher 110. In der vorliegenden Ausführungsform, in welcher der zusätzliche Strom elektromagnetisch eingekoppelt wird, ist bereits dafür gesorgt, dass lediglich ein zusätzlicher Wechselstrom durch den Stromverbraucher 110 bewirkt werden kann. Um die Frequenz des eingekoppelten Wechselstroms nach unten zu beschränken kann ein Kondensator 180 in die Signalleitung vom Anpasser 165 zur Einspeisevorrichtung 135 eingesetzt werden. Dadurch kann ein Gleichstromanteil unterdrückt sein, sodass im vorliegenden Fall die Transformatoren 140, 145 weniger leicht in die magnetische Sättigung geführt werden können. Mittels eines Widerstands zwischen dem Eingang der Einspeisevorrichtung 135 und Masse kann ein einfacher passiver Hochpass erster Ordnung gebildet werden, dessen Grenzfrequenz durch Dimensionierung der verwendeten Bauteile leicht bestimmt werden kann. Auch andere Schaltungen sind möglich, beispielsweise ein passiver Hochpass zweiter Ordnung oder ein aktiver Hochpass erster oder zweiter Ordnung, insbesondere unter Verwendung eines weiteren Operationsverstärkers. Der Hochpass kann auch in die Schaltung des Anpassers 165 integriert sein. Eine Grenzfrequenz des Hochpasses liegt bevorzugt bei einigen 10 kHz bis ca. 100 kHz.That by the adjuster 165 The signal provided is sent to the infeed device 135 conducted and causes the additional electricity to be introduced into the electricity consumer 110 . In the present embodiment, in which the additional current is coupled in electromagnetically, it is already ensured that only an additional alternating current is generated by the current consumer 110 can be effected. A capacitor can be used to limit the frequency of the injected alternating current 180 into the signal line from the adjuster 165 to the feed device 135 be used. This can suppress a DC component, so that in the present case the transformers 140 , 145 can be less easily guided into magnetic saturation. By means of a resistance between the input of the feed device 135 and mass, a simple passive first-order high-pass filter can be formed, the cut-off frequency of which can easily be determined by dimensioning the components used. Also other circuits are possible, for example a passive second order high pass or an active first or second order high pass, in particular using a further operational amplifier. The high pass can also be used in the custom circuit 165 be integrated. A cut-off frequency of the high pass is preferably a few 10 kHz to approximately 100 kHz.

In einer weiteren Ausführungsform kann ein Tiefpass vorgesehen sein, um hohe Frequenzen des Steuersignals von der Einspeisevorrichtung 135 fern zu halten. Eine Grenzfrequenz des Tiefpasses kann im Bereich mehrerer 100 kHz bis mehrerer MHz liegen. Hochpass und Tiefpass können auch integriert als Bandpass ausgebildet sein. Es ist zu beachten, dass der Hochpass und/oder der Tiefpass wie dargestellt das durch den Anpasser 165 bereitgestellte Steuersignal, alternativ das durch den Stromsensor 160 bereitgestellte Stromsignal betreffen können.In a further embodiment, a low-pass filter can be provided to control the high frequencies of the control signal from the feed device 135 keep away. A cutoff frequency of the low pass can be in the range of several 100 kHz to several MHz. High pass and low pass can also be integrated as a band pass. It should be noted that the high pass and / or the low pass as shown by the adjuster 165 Control signal provided, alternatively that by the current sensor 160 provided current signal can affect.

2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Stromsensors 160. Der Stromsensor 160 kann auch ohne den Entstörfilter 105 im Bereich einer üblichen Schaltung 100 verbaut sein, beispielsweise zu Steuer- oder Überwachungszwecken des Stromverbrauchers 110. Der Stromsensor 160 arbeitet bevorzugt nicht mit einem Längswiderstand (Shunt), an dem eine zum Stromfluss proportionale Spannung abfällt, sondern basiert auf der Bestimmung eines Magnetfelds im Bereich eines stromdurchflossenen Leiters. 2nd shows an exemplary embodiment of a current sensor 160 . The current sensor 160 can also be used without the interference filter 105 in the range of a normal circuit 100 be installed, for example for control or monitoring purposes of the electricity consumer 110 . The current sensor 160 works preferably not with a series resistor (shunt) at which a voltage proportional to the current flow drops, but is based on the determination of a magnetic field in the area of a current-carrying conductor.

Der dargestellte Stromsensor 160 umfasst eine erste Stromschiene 205 und eine optionale zweite Stromschiene 210, die jeweils zur Durchleitung von Strom eines der Potentiale zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 eingerichtet sind. Die Stromschienen 205, 210 können bezüglich der Stromrichtung jeweils alternativ vor oder hinter der Einspeisevorrichtung 135 liegen. Durch einen Stromfluss durch eine der Stromschienen 205, 210 kann ein magnetisches Feld bewirkt werden, das mittels eines Magnetfeldsensors 215 abgetastet werden kann. Sind zwei Stromschienen 205, 210 vorgesehen, so kann ein resultierendes Magnetfeld im Bereich beider Stromschienen 205, 210 abgetastet werden. Der Magnetfeldsensor 215 kann beispielsweise auf der Basis des Halleffekts, des GMR- oder des AMR-Effekts arbeiten. Optional umfasst der Stromsensor 160 eine Verarbeitungseinrichtung 220, um das Sensorsignal anzupassen, bevor es bereitgestellt wird. Die Verarbeitungseinrichtung 220 kann Teile der Funktion des Anpassers 165 umfassen. Außerdem können ein Hochpass und/oder ein Tiefpass zur Beschränkung eines Frequenzgangs eines bereitgestellten Stromsignals vorgesehen sein.The current sensor shown 160 comprises a first busbar 205 and an optional second track 210 , each for passing current through one of the potentials between the current source 115 and the electricity consumer 110 are set up. The track 205 , 210 can alternatively in front of or behind the feed device with respect to the current direction 135 lie. By a current flow through one of the busbars 205 , 210 a magnetic field can be brought about by means of a magnetic field sensor 215 can be scanned. Are two tracks 205 , 210 provided, a resulting magnetic field in the area of both busbars 205 , 210 be scanned. The magnetic field sensor 215 can work, for example, on the basis of the reverb effect, the GMR or the AMR effect. The current sensor optionally includes 160 a processing facility 220 to adjust the sensor signal before it is provided. The processing facility 220 can be part of the function of the customizer 165 include. In addition, a high pass and / or a low pass can be provided to limit a frequency response of a current signal provided.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300, das insbesondere mittels der Schaltung 100 von 1 ausgeführt werden kann. In einem Schritt 305 wird ein Stromfluss zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 bestimmt, insbesondere mittels des Stromsensors 160. In einem Schritt 310 kann eine Reduktion auf einen Wechselstromanteil des Stroms erfolgen, beispielsweise indem ein Messsignal mittels des Kondensators 180 oder eines Hochpasses behandelt wird. Optional kann in einem Schritt 315 eine ähnliche Behandlung bezüglich einer oberen Grenzfrequenz erfolgen, etwa mittels eines Tiefpasses. In einem Schritt 320 kann ein in den Stromverbraucher 110 einzuspeisender Strom bestimmt werden, um den Wechselstromanteil des zwischen der Stromquelle 115 und dem Stromverbraucher 110 fließenden Stroms möglichst zu minimieren. Der bestimmte Strom kann in einem Schritt 325 in den Stromverbraucher 110 eingespeist werden. Das Verfahren 100 kann zyklisch durchlaufen werden. 3rd shows a flow chart of a method 300 , in particular by means of the circuit 100 from 1 can be executed. In one step 305 becomes a current flow between the power source 115 and the electricity consumer 110 determined, in particular by means of the current sensor 160 . In one step 310 can be reduced to an AC component of the current, for example by a measurement signal by means of the capacitor 180 or a high pass. Optionally, in one step 315 a similar treatment is carried out with regard to an upper limit frequency, for example by means of a low pass. In one step 320 can one in the electricity consumer 110 Current to be fed can be determined to the AC component of the between the power source 115 and the electricity consumer 110 to minimize current flowing as much as possible. The particular stream can be in one step 325 in the electricity consumer 110 be fed. The procedure 100 can be cycled through.

BezugszeichenlisteReference list

100100: Schaltungcircuit
105105: EntstörfilterInterference filter
110110: StromverbraucherElectricity consumers
115115: StromquellePower source
120120: BordnetzWiring system
125125: StromrichterPower converter
130130: elektrische Maschineelectrical machine
135135: EinspeisevorrichtungInfeed device
140140: erster Transformatorfirst transformer
140.1140.1: erste Primärwicklungfirst primary winding
140.2140.2: erste Sekundärwicklungfirst secondary winding
145145: zweiter Transformatorsecond transformer
145.1145.1: zweite Primärwicklungsecond primary winding
145.2145.2: zweite Sekundärwicklungsecond secondary winding
150150: EingangsseiteHome page
155155: AusgangsseiteExit side
160160: StromsensorCurrent sensor
165165: AnpasserAdjuster
170170: OperationsverstärkerOperational amplifier
175175: SpannungsteilerVoltage divider
180180: Kondensator capacitor
300300: Verfahrenmethod
305305: Bestimmen StromflussDetermine current flow
310310: Einschränken auf untere GrenzfrequenzRestrict to lower limit frequency
315315: Einschränken auf obere GrenzfrequenzRestrict to upper limit frequency
320320: Bestimmen einzuspeisender StromDetermine current to be fed
325325: Strom einspeisenFeed in electricity

Claims

Interference suppression filter (105), comprising an input side (150) for connection to a power source (115); an output side (155) for connection to a power consumer (110); a current sensor (160) for determining an AC component of a current flowing between the input side (150) and the output side (155); and a feed device (135) for feeding a current flowing through the current consumer (110) depending on the determined AC component.

Interference filter (105) after Claim 1 , further comprising an adjuster (165) to feed the current such that the AC component is reduced.

Interference filter (105) after Claim 2 , wherein the adapter (165) is set up to feed the current in such a way that the AC component is reduced above a predetermined lower limit frequency.

Interference filter (105) after Claim 3 wherein a capacitor (180) is electrically connected in series between the current sensor (160) and the adapter (165).

Interference suppression filter (105) according to one of the Claims 2 to 4th , wherein the adapter (165) is set up to feed the current in such a way that the AC component is reduced below a predetermined upper limit frequency.

Interference suppression filter (105) according to one of the preceding claims, wherein the feed device (135) comprises a first transformer (140) with a first primary winding (140.1) and a magnetically coupled first secondary winding (140.2), the first primary winding (140.1) with the Feed device (135) and the first secondary winding (140.2) is electrically connected between a first potential of the input side (150) and a first potential of the output side (155).

Interference filter (105) after Claim 6 , wherein the feed device (135) comprises a second transformer (145) with a second primary winding (145.1) and a second secondary winding (145.2) magnetically coupled thereto, the second primary winding (145.1) with the feed device (135) and the second secondary winding ( 145.2) between a second potential of the input side (150) and a second potential of the output side (155).

Interference suppression filter (105) according to one of the preceding claims, wherein the current sensor (160) has a conductor (205, 210) flowing through the current flowing between the input side (150) and the output side (155) and a magnetic field sensor (215) in the region of the conductor ( 205, 210).

A method (300) for reducing an AC component of a current flowing between a power source (115) and a current consumer (110), the method (300) comprising steps of determining (305, 310) the AC component; and feeding (325) a current into the current consumer (110) as a function of the determined AC component.