DE102019132963B4 - Current measurement arrangement - Google Patents

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Abstract

Strommessanordnung (5), welche einen stromdurchflossenen ersten Leiter (3), eine Wicklung und eine mit der Wicklung verbundene Mess- und Auswerteschaltung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste spiralförmige Wicklung (6) und eine zweite spiralförmige Wicklung (7) plan in einer Ebene einer Leiterplatte (1) angeordnet sind und dass der stromdurchflossene erste Leiter (3) zwischen beiden spiralförmigen Wicklungen (6, 7) angeordnet ist und dass der Kern (2) ein einteiliger Kern (2) ist, dass der Kern (2) aus einem flexiblen magnetischen Material besteht und an einer Nahtstelle (10) eine Verbindung aufweist.Current measuring arrangement (5) which has a first conductor (3) through which current flows, a winding and a measuring and evaluation circuit (8) connected to the winding, characterized in that a first spiral winding (6) and a second spiral winding (7) are arranged flat in a plane of a circuit board (1) and that the current-carrying first conductor (3) is arranged between the two spiral windings (6, 7) and that the core (2) is a one-piece core (2), that the core ( 2) consists of a flexible magnetic material and has a connection at a seam (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Strommessanordnung, welche einen stromdurchflossenen Leiter, eine Wicklung und eine mit der Wicklung verbundene Mess- und Auswerteschaltung aufweist.The invention relates to a current measuring arrangement which has a current-carrying conductor, a winding and a measuring and evaluation circuit connected to the winding.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte Methode einer berührungsfreien Strommessung in einem Leiter ist eine induktive Messung. Hierbei wird der Effekt genutzt, dass ein sich zeitlich in seiner Amplitude ändernder Strom I in einem Leiter, wie einem Draht, ein sich ebenfalls zeitlich veränderndes Magnetfeld um diesen Leiter herum erzeugt. Dieses Magnetfeld kann beispielsweise eine um den Leiter oder neben dem Leiter angeordneten Messspule durchdringen und somit in dieser Messspule einen Strom induzieren. Dieser induzierte Strom kann mittels einer geeigneten Mess- und Auswerteschaltung gemessen werden. Bei einem bekannten Verhältnis zwischen dem im Leiter fließenden Strom I und dem in der Messspule induzierten Strom kann derart der Strom I im Leiter bestimmt werden.One method known from the prior art for non-contact current measurement in a conductor is an inductive measurement. In this case, the effect is used that a current I in a conductor, such as a wire, which changes in amplitude over time, generates a magnetic field around this conductor that also changes over time. This magnetic field can, for example, penetrate a measuring coil arranged around the conductor or next to the conductor and thus induce a current in this measuring coil. This induced current can be measured by means of a suitable measuring and evaluation circuit. Given a known ratio between the current I flowing in the conductor and the current induced in the measuring coil, the current I in the conductor can be determined in this way.

Dies ermöglicht eine berührungsfreie Messwerterfassung ohne eine galvanische Kopplung, was in vielen Fällen technisch notwendig ist. Außerdem wird somit der Einsatz eines die Leitung unterbrechenden Elements zur Strommessung, wie beispielsweise eines Shuntwiderstands beziehungsweise Strommesswiderstands, umgangen.This enables contact-free acquisition of measured values without galvanic coupling, which is technically necessary in many cases. In addition, the use of an element that interrupts the line for measuring current, such as a shunt resistor or current measuring resistor, is avoided.

Nach dem Stand der Technik wird bei einer derartigen Strommessung mit Messelementen auf einer Leiterplatte der Leiter in welchem der Strom I bestimmt werden soll in einem Winkel wie beispielsweise einem rechten Winkel oder zumindest annähernd in einem derartigen Winkel durch die Ebene der Leiterplatte geführt. Abweichungen von einem derartigen rechten Winkel von bis zu 45 Grad sind möglich und können bei einer Kalibrierung oder bei der Messung selbst berücksichtigt werden.According to the prior art, with such a current measurement with measuring elements on a circuit board, the conductor in which the current I is to be determined is guided through the plane of the circuit board at an angle such as a right angle or at least approximately at such an angle. Deviations from such a right angle of up to 45 degrees are possible and can be taken into account during calibration or during the measurement itself.

Um diesen die Leiterplatte durchdringenden Leiter wird ein aus einem magnetisch leitfähigen Material bestehender Ringkern angeordnet. Das sich um den stromdurchflossenen Leiter ausbildende Magnetfeld wird durch diesen Ringkern konzentriert. Wird um diesen Ringkern eine Messspule angeordnet und deren Strom mittels einer Mess- und Auswerteschaltung ausgewertet, so kann derart der im Leiter fließende Strom I bestimmt werden. Das in dieser Messspule erzeugte Signal wird mit üblichen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verstärkt und ausgewertet.A ring core made of a magnetically conductive material is arranged around this conductor, which penetrates the circuit board. The magnetic field that forms around the current-carrying conductor is concentrated by this toroidal core. If a measuring coil is arranged around this toroidal core and its current is evaluated by means of a measuring and evaluation circuit, the current I flowing in the conductor can be determined in this way. The signal generated in this measuring coil is amplified and evaluated using conventional methods known from the prior art.

Ein Beispiel einer derartigen Strommessung aus dem Stand der Technik ist in „Elektrotechnik für Gebäudetechnik und Maschinenbau“ von Böker, Andreas; Paerschke, Hartmuth und Boggasch, Ekkehard; ISBN 978-3-658-20971-1; Seite 374ff (inklusive .12) gezeigt.An example of such a current measurement from the prior art is in "Electrical engineering for building technology and mechanical engineering" by Böker, Andreas; Paerschke, Hartmuth and Boggasch, Ekkehard; ISBN 978-3-658-20971-1; Page 374ff (including .12) shown.

Ein Nachteil dieses Standes der Technik besteht darin, dass eine derartige Strommessung nur an einem durch die Leiterplatte beispielsweise nahezu senkrecht verlaufenden Leiter erfolgen kann. Eine Messung eines Stroms in einem Leiter oder einer Leiterbahn, welcher beziehungsweise welche in einer Ebene auf der Leiterplatte verläuft, kann derart nicht erfolgen. Für eine Messung eines Stroms I in einem auf der Leiterplatte angeordneten Leiter müsste dieser nach dem Stand der Technik unterbrochen werden und die Unterbrechung mit einem durch die Leiterplatte zumindest in einem Abschnitt nahezu senkrecht verlaufenden Leiter, wie einem Draht, geschlossen werden.A disadvantage of this prior art is that such a current measurement can only be carried out on a conductor running through the printed circuit board, for example, almost perpendicularly. A measurement of a current in a conductor or a conductor track, which or which runs in a plane on the circuit board, cannot take place in this way. For a measurement of a current I in a conductor arranged on the circuit board, this would have to be interrupted according to the prior art and the interruption would have to be closed with a conductor, such as a wire, running through the circuit board at least in one section.

Die DE 10 2013 106 099 A1 betrifft eine Stromsensoranordnung mit einer Messinduktivität. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, einen verbesserten Stromsensor zu schaffen, welcher auch in einem Mehrphasen-Leitersystemen eingesetzt werden kann. Zur Lösung ist eine Stromsensoranordnung mit einer Messinduktivität angegeben, wobei die Messinduktivität die folgenden Merkmale umfasst: eine erste planare Messspule mit ersten Windungen, welche in einer ersten Ebene angeordnet sind; eine zweite planare Messspule mit zweiten Windungen, welche in einer zweiten Ebene angeordnet sind; und einen windungsfreien Verbindungsabschnitt, welcher die erste planare Messspule mit der zweiten planaren Messspule elektrisch verbindet.the DE 10 2013 106 099 A1 relates to a current sensor arrangement with a measuring inductance. The object to be solved is to create an improved current sensor which can also be used in a multi-phase conductor system. To solve this, a current sensor arrangement with a measuring inductance is specified, the measuring inductance comprising the following features: a first planar measuring coil with first turns, which are arranged in a first plane; a second planar measuring coil with second turns, which are arranged in a second plane; and a winding-free connection section which electrically connects the first planar measuring coil to the second planar measuring coil.

Die JP 2000 - 21 661 A betrifft einen Stromsensor, der zur Stromerfassung eines zu regelnden Gerätes in einem Regelsystem mit z.B. einem Leistungsregler, einem SSR oder dergleichen eingesetzt wird. Offenbart ist es, dass der Stromsensor eine dünne Spule umfasst, die als Sekundärwicklung in einen Magnetkern eingebaut ist und dass ein Strom, der durch einen Primärleiter fließt, durch die Sekundärwicklung erfasst wird.the JP 2000 - 21 661 A relates to a current sensor which is used to record the current of a device to be controlled in a control system with, for example, a power controller, an SSR or the like. It is disclosed that the current sensor comprises a thin coil which is built into a magnetic core as a secondary winding and that a current flowing through a primary conductor is detected by the secondary winding.

Somit besteht ein Bedarf zur Verbesserung der aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen zur berührungs- und unterbrechungsfreien Messung eines Stromes in einem Leiter mittels einer Strommessanordnung.There is thus a need to improve the solutions known from the prior art for non-contact and interruption-free measurement of a current in a conductor by means of a current measuring arrangement.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Strommessanordnung anzugeben, womit eine einfache und genaue Messung eines Stroms I in einem auf einer Leiterplatte angeordneten Leiter oder Leiterzug mit einem geringen technischen Aufwand ermöglicht wird. Außerdem soll die Lösung preiswert und einfach herstellbar sein.The object of the invention consists in specifying a current measuring arrangement with which a simple and precise measurement of a current I in a conductor or conductor path arranged on a printed circuit board is made possible with little technical effort. In addition, the solution should be inexpensive and easy to manufacture.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, 2 und 3 der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved by an arrangement having the features according to patent claims 1, 2 and 3 the independent claims solved. Further developments are given in the dependent claims.

Vorgesehen ist es, zur Messung eines Stroms I in einem stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug eine oder mehrere spiralförmige Wicklungen unmittelbar neben dem auf der Leiterplatte verlaufenden stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug anzuordnen. Hierbei ist es möglich, dass der stromführende Leiter beziehungsweise Leiterzug in der gleichen Ebene beziehungsweise Lage oder in einer anderen Ebene beziehungsweise Lage auf der Leiterplatte angeordnet wird.Provision is made for measuring a current I in a current-carrying conductor or conductor run to arrange one or more spiral windings directly next to the current-carrying conductor or conductor run running on the circuit board. It is possible here for the current-carrying conductor or conductor run to be arranged in the same plane or position or in a different plane or position on the circuit board.

Derartige spiralförmige Wicklungen werden plan in einer Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte angeordnet, wobei zu deren Erzeugung übliche Verfahren zum Erzeugen von Leiterzügen beziehungsweise Leiterbahnen zum Einsatz kommen.Such spiral windings are arranged flat in a plane or position of the circuit board, conventional methods for producing conductor tracks or conductor paths being used to produce them.

Vorgesehen ist es, eine, zwei oder mehr spiralförmige Wicklungen derart plan und beispielsweise in der gleichen Ebene einer Leiterplatte anzuordnen, dass eine erste spiralförmige Wicklung auf einer ersten Seite neben dem stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug und eine zweite spiralförmige Wicklung auf einer zweiten Seite, welche der ersten Seite gegenüber liegt, neben dem stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug angeordnet wird. Hierbei ist der Abstand zwischen dem stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug und der ersten spiralförmigen Wicklung und dem stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug und der zweiten spiralförmigen Wicklung bevorzugt gleich.It is intended to arrange one, two or more spiral windings so flat and, for example, in the same plane of a circuit board that a first spiral winding on a first side next to the current-carrying conductor or conductor track and a second spiral winding on a second side, which is the first side is opposite, is arranged next to the current-carrying conductor or conductor run. Here, the distance between the current-carrying conductor or conductor run and the first spiral winding and the current-carrying conductor or conductor run and the second spiral winding is preferably the same.

Bei einer derartigen Anordnung von zwei spiralförmigen Wicklungen beidseitig des stromführenden Leiters beziehungsweise Leiterzugs werden die Wicklungen in einer Reihenschaltung miteinander und mit einer Mess- und Auswerteschaltung verbunden. Eine derartige Mess- und Auswerteschaltung kann einen Verstärker zur Verstärkung des Messsignals beinhalten, welches von den zwei spiralförmigen Wicklungen erzeugt wird. Ein derartiges Messsignal wird durch das den stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug umgebende Magnetfeld, welches die zwei spiralförmigen Wicklungen durchdringt und in diesen Wicklungen einen Strom induziert, erzeugt. Dieser Strom wird beispielsweise in der Mess- und Auswerteschaltung verstärkt und gemessen, wobei ein digitales Messergebnis erzeugt und ausgegeben werden kann.With such an arrangement of two spiral windings on both sides of the current-carrying conductor or conductor run, the windings are connected in series with one another and with a measurement and evaluation circuit. Such a measurement and evaluation circuit can contain an amplifier for amplifying the measurement signal which is generated by the two spiral windings. Such a measurement signal is generated by the magnetic field surrounding the current-carrying conductor or conductor run, which penetrates the two spiral windings and induces a current in these windings. This current is amplified and measured, for example, in the measurement and evaluation circuit, it being possible for a digital measurement result to be generated and output.

Bei einer derartigen Anordnung von zwei spiralförmigen Wicklungen beidseitig des stromführenden Leiters beziehungsweise Leiterzugs wird der Wicklungssinn der beiden spiralförmigen Wicklungen derart ausgerichtet, dass sich das Messsignal beider Wicklungen summiert.With such an arrangement of two spiral windings on both sides of the current-carrying conductor or conductor run, the direction of winding of the two spiral windings is aligned in such a way that the measurement signal from both windings adds up.

Vorgesehen ist es auch, dass mehrere spiralförmige Wicklungen in mehreren Ebenen beziehungsweise Lagen der Leiterplatte angeordnet werden. Auch in diesem Fall werden die mehreren spiralförmigen Wicklungen beidseitig des stromführenden Leiters beziehungsweise Leiterzugs unter Beachtung des Wicklungssinns derart miteinander verschaltet, dass sich das Messsignal der mehreren Wicklungen summiert.It is also provided that several spiral windings are arranged in several planes or layers of the circuit board. In this case, too, the multiple spiral windings on both sides of the current-carrying conductor or conductor run are interconnected, taking into account the direction of the winding, in such a way that the measurement signal from the multiple windings adds up.

Vorgesehen ist es, dass die spiralförmigen Wicklungen auf der Leiterplatte mit üblichen Techniken zum Anordnen von Leitern beziehungsweise Leiterzügen auf einer Leiterplatte und im gleichen Verfahrensschritt mit der Erzeugung der Leiterzüge hergestellt werden. Dies gilt auch für Leiterplatten mit mehreren Ebenen beziehungsweise Lagen.Provision is made for the spiral windings on the circuit board to be produced using conventional techniques for arranging conductors or conductor tracks on a circuit board and in the same process step with the production of the conductor tracks. This also applies to printed circuit boards with several levels or layers.

Vorgesehen ist es ebenso, aber nicht zwingend notwendig, dass ein Kern aus einem magnetisch leitenden Material verwendet wird. Derart werden Anteile des den stromführenden Leiter beziehungsweise Leiterzug umgebenden Magnetfeldes konzentriert und gerichtet und derart durch beispielsweise zwei spiralförmige Wicklungen geführt. Ein derartiger Kern kann beispielsweise ein aus zwei U-förmig zusammengesetzten gepressten Teilen bestehender Kern aus einem ferromagnetischen Material sein.It is also provided, but not absolutely necessary, that a core made of a magnetically conductive material is used. In this way, portions of the magnetic field surrounding the current-carrying conductor or conductor run are concentrated and directed and thus guided through, for example, two spiral windings. Such a core can be, for example, a core made of a ferromagnetic material and composed of two pressed parts assembled in a U-shape.

Ein derartiger Kern kann auch ein aus einem flexiblen Material wie einem Kunststoffrohr oder einem runden Vollmaterial bestehender Kern sein, wobei das Material des Kerns beziehungsweise der Kunststoff magnetische Eigenschaften, beispielsweise durch Einbringen eines Ferritpulvers bei seiner Herstellung, aufweist.Such a core can also be a core consisting of a flexible material such as a plastic tube or a round solid material, the material of the core or the plastic having magnetic properties, for example by introducing a ferrite powder during its manufacture.

Die Erfindung ermöglicht somit die Messung von Strömen in einem auf einer Leiterplatte angeordneten Leiter ohne zusätzliches Wicklungsmaterial oder Drahtbrücken, welche durch die Leiterplatte hindurch verlaufen müssen in einer planen Anordnung der spiralförmigen Wicklungen.The invention thus enables currents to be measured in a conductor arranged on a circuit board without additional winding material or wire bridges which have to run through the circuit board in a planar arrangement of the spiral windings.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung zweier spiralförmiger Wicklungen beidseitig des stromdurchflossenen Leiters beziehungsweise Leiterzugs wird der Einfluss von Störungen durch Magnetfelder anderer stromdurchflossener Leiter wesentlich verringert und die Messung somit robuster und genauer ausgeführt.Due to the inventive arrangement of two spiral windings on both sides of the current-carrying conductor or conductor run, the influence of interference from magnetic fields of other current-carrying conductors is significantly reduced and the measurement is thus carried out more robustly and more accurately.

Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) wird verbessert beziehungsweise der Einfluss ungewollter elektrischer oder elektromagnetischer Störungen, welche durch benachbarte Baugruppen oder Geräte verursacht werden, auf die Strommessung wird verringert.The electromagnetic compatibility (EMC) is improved or the influence of unwanted electrical or electromagnetic interference, which is caused by neighboring assemblies or devices, on the current measurement is reduced.

Die erfindungsgemäße Lösung ist somit eine platzsparende Lösung, welche auch für einen Einsatz in der Fahrzeugtechnik vorgesehen ist. Somit können Anforderungen nach hoher Genauigkeit der Messung beziehungsweise kleinen Messfehlern, beispielsweise im Bereich der Ansteuerung eines elektrischen Kältemittelverdichters in einem Fahrzeug, erfüllt werden.The solution according to the invention is thus a space-saving solution which is also intended for use in vehicle technology. In this way, requirements for high measurement accuracy or small measurement errors, for example in the area of controlling an electric refrigerant compressor in a vehicle, can be met.

Durch die robuste und genaue Strommessung wird beispielsweise bei einem Einsatz der Erfindung in Elektrofahrzeugen, bei welchen eine Stromverbrauchsschätzung erfolgt, eine verbesserte Genauigkeit bei der Bestimmung der Reichweite erreicht.Due to the robust and precise current measurement, for example when the invention is used in electric vehicles in which a current consumption estimate is carried out, improved accuracy is achieved in determining the range.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: eine Strommessanordnung nach dem Stand der Technik,
  • 2: eine erfindungsgemäße Strommessanordnung in einer Draufsicht auf eine Leiterplatte,
  • 3: die erfindungsgemäße Strommessanordnung aus der 2 in einer Seitenansicht beziehungsweise Schnittdarstellung,
  • 4: eine weiter erfindungsgemäße Strommessanordnung mit einem flexiblen Kern,
  • 5: eine Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Strommessanordnung,
  • 6: eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strommessanordnung bei welcher in mehreren Ebenen beziehungsweise Lagen einer Leiterplatte mehrere spiralförmige Wicklungen angeordnet sind und
  • 7: eine weitere Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Strommessanordnung und ihrer Robustheit gegenüber Störungen.
Further details, features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 : a current measuring arrangement according to the state of the art,
  • 2 : a current measuring arrangement according to the invention in a plan view of a circuit board,
  • 3 : the current measuring arrangement according to the invention from the 2 in a side view or sectional view,
  • 4th : Another current measuring arrangement according to the invention with a flexible core,
  • 5 : a representation of the mode of operation of the current measuring arrangement according to the invention,
  • 6th : A further development of the current measuring arrangement according to the invention in which several spiral windings are arranged in several planes or layers of a circuit board and
  • 7th : Another illustration of the mode of operation of the current measuring arrangement according to the invention and its robustness against interference.

In der 1 ist eine Strommessanordnung nach dem Stand der Technik dargestellt. Im linken Teil der 1 ist eine Seitenansicht beziehungsweise Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie AA und im rechten Teil der 1 zum besseren Verständnis noch eine Draufsicht des gleichen Bereichs der Leiterplatte 1 gezeigt.In the 1 shows a current measuring arrangement according to the prior art. In the left part of the 1 is a side view or sectional view along the section line AA and in the right part of FIG 1 for a better understanding still a plan view of the same area of the circuit board 1 shown.

Auf einer Leiterplatte 1, auf welcher beispielsweise Bauteile eines Inverters zur Steuerung eines Motors in einem elektrischen Kältemittelverdichter angeordnet sein können, ist ein Kern 2 beziehungsweise ein Ringkern aus einem festen magnetischen Material angeordnet. Im inneren Bereich des Kerns 2 wird ein erster Leiter 3 durch die Leiterplatte 1 geführt, wobei der erste Leiter 3 durch die Leiterplatte 1 in einem rechten Winkel oder einem von diesem Winkel abweichenden Winkel geführt wird. Zur Messung des durch den ersten Leiter 3 fließenden Stroms I ist eine Messwicklung 4 angeordnet, welche mit einer entsprechenden in der 1 nicht dargestellten Mess- und Auswerteschaltung 8 verbunden ist. Diese Mess- und Auswerteschaltung 8 kann beispielsweise auch auf der Leiterplatte 1 angeordnet werden.On a circuit board 1 on which components of an inverter for controlling a motor in an electric refrigerant compressor can be arranged, for example, is a core 2 or a toroidal core made of a solid magnetic material. In the inner area of the core 2 becomes a first leader 3 through the circuit board 1 led, being the first conductor 3 through the circuit board 1 is guided at a right angle or an angle deviating from this angle. To measure the through the first conductor 3 flowing current I is a measuring winding 4th arranged, which with a corresponding in the 1 measurement and evaluation circuit, not shown 8th connected is. This measuring and evaluation circuit 8th can for example also on the circuit board 1 to be ordered.

Die Mess- und Auswerteschaltung 8 verstärkt beispielsweise das von der Messwicklung 4 bereitgestellte Messsignal, wie einen Strom I, und erzeugt aus diesem Messsignal einen Messwert, welcher von der Mess- und Auswerteschaltung 8 beispielsweise in einer digitalen Form als Messwerte ausgegeben wird. Dieser Messvorgang kann kontinuierlich erfolgen, so dass kontinuierlich Messwerte erzeugt werden, welche in einem bekannten Verhältnis zu dem Strom I im ersten Leiter 3 stehen. Somit kann mittels dieses bekannten Verhältnisses der Strom I im ersten Leiter 3 bestimmt werden.The measurement and evaluation circuit 8th amplifies, for example, that of the measuring winding 4th provided measurement signal, such as a current I, and generates a measurement value from this measurement signal, which is used by the measurement and evaluation circuit 8th for example, is output as measured values in a digital form. This measuring process can take place continuously, so that measured values are continuously generated which have a known ratio to the current I in the first conductor 3 stand. Thus, by means of this known ratio, the current I in the first conductor 3 to be determined.

In der 2 ist eine erfindungsgemäße Strommessanordnung 5 in einer Draufsicht auf eine Leiterplatte 1 dargestellt. Die 2 zeigt einen kleinen Ausschnitt der Leiterplatte 1, welche eine oder mehrere Ebenen beziehungsweise Lagen aufweisen kann. Auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 oder in einer Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte 1 ist ein erster Leiter 3 beziehungsweise Leiterzug angeordnet, welcher in der 2 nur in einem Ausschnitt dargestellt ist.In the 2 is a current measuring arrangement according to the invention 5 in a plan view of a circuit board 1 shown. the 2 shows a small section of the circuit board 1 , which can have one or more levels or layers. On the surface of the circuit board 1 or in a plane or position of the circuit board 1 is a first leader 3 or conductor track arranged, which in the 2 is only shown in part.

Dieser Leiter 3 wird von einem Strom I durchflossen, welcher mittels der erfindungsgemäßen Strommessanordnung 5 gemessen werden soll. Zu diesem Zweck ist eine erste spiralförmige Wicklung 6 auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 auf einer ersten Seite neben dem Leiter 3 angeordnet. Weiterhin ist eine zweite spiralförmige Wicklung 7 auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 auf einer zweiten Seite neben dem Leiter 3 angeordnet, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüber liegt. Die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 sind plan beziehungsweise eben auf der Oberfläche oder innerhalb einer Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte 1 ausgeführt, wobei Anschlüsse zur elektrischen Verbindung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 miteinander sowie mit einer Mess- und Auswerteschaltung 8 in einer anderen Ebene ausgeführt sein können. Die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 können in jeder Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte 1 angeordnet werden.That ladder 3 is traversed by a current I, which by means of the current measuring arrangement according to the invention 5 should be measured. For this purpose there is a first spiral winding 6th on the surface of the circuit board 1 on a first page next to the ladder 3 arranged. There is also a second spiral winding 7th on the surface of the circuit board 1 on a second page next to the ladder 3 arranged with the second side facing the first side. The spiral windings 6th and 7th are flat or even on the surface or within a plane or position of the circuit board 1 executed, with connections for the electrical connection of the spiral windings 6th and 7th with each other as well as with a measuring and evaluation circuit 8th can be carried out in a different plane. The spiral windings 6th and 7th can be in any level or position of the circuit board 1 to be ordered.

Die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 werden mit einem bestimmten Wicklungssinn ausgeführt, so dass die durch die Einwirkung des Magnetfeldes des ersten Leiters 3 induzierten Ströme sich nicht aufheben, sondern in gleicher Stromlaufrichtung erzeugt werden. Die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 werden in einer Reihenschaltung miteinander verbunden. Außerdem wird je ein Ende der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 mit einer Mess- und Auswerteschaltung 8 elektrisch verbunden.The spiral windings 6th and 7th are designed with a specific winding direction, so that the action of the magnetic field of the first conductor 3 induced currents do not cancel each other out, but in equal measure Current flow direction are generated. The spiral windings 6th and 7th are connected to one another in a series connection. In addition, each end of the spiral windings 6th and 7th with a measuring and evaluation circuit 8th electrically connected.

Zu diesem Zweck werden entsprechende Durchkontaktierungen 9 vorgesehen, um den Strompfad für das mittels der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 erzeugte Messsignal beispielsweise zumindest abschnittsweise in eine benachbarte Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte 1 zu verlegen. Eine beispielhafte derartige Ausführung des Strompfads für das Messsignal entlang zweier Ebenen der Leiterplatte 1 ist in der 2 dargestellt.Appropriate vias are used for this purpose 9 provided to the current path for the means of the spiral windings 6th and 7th generated measurement signal, for example, at least in sections in an adjacent plane or position of the circuit board 1 relocate. An exemplary embodiment of this type of the current path for the measurement signal along two levels of the circuit board 1 is in the 2 shown.

Ein Verlegen des Strompfads erfolgt insbesondere in Bereichen auf der Leiterplatte 1 in welchen sich die Leitungen kreuzen würden.The current path is laid in particular in areas on the circuit board 1 in which the lines would cross.

Zur Bündelung beziehungsweise Konzentration des sich zeitlich verändernden Magnetfelds ist ein Kern 2 beziehungsweise Ringkern aus einem magnetischen Material angeordnet. Der ringförmige Kern 2 durchdring die Leiterplatte 1, die erste spiralförmige Wicklung 6 und auch die zweite spiralförmige Wicklung 7 in ihrem jeweiligen Innenbereich beziehungsweise Zentrum. Anders ausgedrückt, umgeben die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 den Kern 2 an zwei verschiedenen und voneinander beabstandeten Stellen.A core is used to bundle or concentrate the magnetic field that changes over time 2 or arranged toroidal core made of a magnetic material. The annular core 2 penetrate the circuit board 1 , the first spiral winding 6th and also the second spiral winding 7th in their respective interior or center. In other words, surround the spiral windings 6th and 7th the core 2 at two different and spaced apart locations.

Der Kern 2 kann beispielsweise aus zwei festen Hälften bestehen und zusammengesetzt eine ovale, eine kreisförmige oder eine rechteckige Form aufweisen.The core 2 can for example consist of two solid halves and, when put together, have an oval, circular or rectangular shape.

In der 3 ist die erfindungsgemäße Strommessanordnung 5 aus der 2 in einer Seitenansicht beziehungsweise Schnittdarstellung auf einer Leiterplatte 1 abgebildet. Die Darstellung in der 3 entspricht einem Schnitt entlang der Schnittlinie BB in der 2.In the 3 is the current measuring arrangement according to the invention 5 from the 2 in a side view or sectional view on a circuit board 1 pictured. The representation in the 3 corresponds to a section along the section line BB in FIG 2 .

Die 3 zeigt ebenfalls nur einen Ausschnitt der Leiterplatte 1, welche eine oder mehrere Ebenen beziehungsweise Lagen aufweisen kann. Auf der Unterseite der Leiterplatte 1 ist der erste Leiter 3 beziehungsweise Leiterzug angeordnet, welcher in der 3 ebenfalls nur in einem Ausschnitt dargestellt ist.the 3 also shows only a section of the circuit board 1 , which can have one or more levels or layers. On the underside of the circuit board 1 is the first leader 3 or conductor track arranged, which in the 3 is also shown only in part.

Im Beispiel der 3 ist eine erste spiralförmige Wicklung 6 auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 auf einer ersten Seite versetzt neben dem ersten Leiter 3 angeordnet. Weiterhin ist eine zweite spiralförmige Wicklung 7 auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 auf einer zweiten Seite versetzt neben dem ersten Leiter 3 angeordnet, wobei die zweite Seite der ersten Seite gegenüber liegt. Die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 können auch in einer anderen Ebene beziehungsweise Lage der Leiterplatte angeordnet werden, beispielsweise auf der Unterseite der Leiterplatte 1 in der Ebene, in der auch der erste Leiter 3 angeordnet ist.In the example of the 3 is a first spiral winding 6th on the surface of the circuit board 1 offset on a first side next to the first conductor 3 arranged. There is also a second spiral winding 7th on the surface of the circuit board 1 offset on a second side next to the first conductor 3 arranged with the second side facing the first side. The spiral windings 6th and 7th can also be arranged in a different plane or position of the circuit board, for example on the underside of the circuit board 1 in the same level as the first ladder 3 is arranged.

Alternativ kann auch der vom zu messenden Strom I durchflossene erste Leiter 3 in der gleichen Ebene, also auf der Oberfläche der Leiterplatte 1, wie die erste spiralförmige Wicklung 6 und die zweite spiralförmige Wicklung 7 angeordnet sein.Alternatively, the first conductor through which the current I to be measured flows 3 in the same plane, i.e. on the surface of the circuit board 1 like the first spiral winding 6th and the second spiral winding 7th be arranged.

Im Beispiel der 3 ist auch ein fester Kern 2 aus einem magnetisch leitenden Material (µr≤10000) vorgesehen, mit welchem die Qualität des Messsignals verbessert wird. Im Beispiel der 3 ist der Kern 2 aus zwei U-förmigen Hälften zu einer rechteckigen Form zusammengesetzt.In the example of the 3 is also a solid core 2 made of a magnetically conductive material (µ r ≤10000), with which the quality of the measurement signal is improved. In the example of the 3 is the core 2 composed of two U-shaped halves to form a rectangular shape.

Die Verschaltung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 entspricht der bereits zur 2 erläuterten Weise. Die 3 ist nur als Prinzipdarstellung gedacht und zeigt weder die Durchkontaktierungen 9 noch die Mess- und Auswerteschaltung 8 oder ihre Verbindung zu den spiralförmigen Wicklungen 6 und 7.The interconnection of the spiral windings 6th and 7th corresponds to that already for 2 explained way. the 3 is only intended as a schematic representation and shows neither the vias 9 nor the measuring and evaluation circuit 8th or their connection to the spiral windings 6th and 7th .

Die 4 zeigt eine weiter erfindungsgemäße Strommessanordnung 5 mit einem flexiblen Kern 2. In der Darstellung der 4 finden sich die bereits zur 3 beschriebenen Elemente der Strommessanordnung 5.the 4th shows a further current measuring arrangement according to the invention 5 with a flexible core 2 . In the representation of the 4th they can already be found at 3 described elements of the current measuring arrangement 5 .

Im Unterschied zur 3 ist der Kern 2 in der 4 aus einem flexiblen Material wie einem Kunststoff ausgeführt, welcher magnetisch leitend bereitgestellt wird, beispielsweise durch Einbringen eines Ferritpulvers bei seiner Herstellung. Dieser flexible Kern 2 kann beispielsweise aus einem verformbaren beziehungsweise biegbaren Kunststoffrohr oder einem runden Vollmaterial gebildet werden. Der Kern 2 wird durch entsprechende, nicht dargestellte Öffnungen in der Leiterplatte 1 durch die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 geführt und an einer Nahtstelle 10 verklebt oder verschweißt.In contrast to the 3 is the core 2 in the 4th made of a flexible material such as a plastic, which is provided in a magnetically conductive manner, for example by introducing a ferrite powder during its manufacture. This flexible core 2 can for example be formed from a deformable or bendable plastic tube or a round solid material. The core 2 is through corresponding, not shown openings in the circuit board 1 through the spiral windings 6th and 7th guided and at a seam 10 glued or welded.

Somit bildet der Kern 2 eine kreisförmige oder ovale Form aus. Ein Vorteil eines derartigen flexiblen Kerns 2 aus einem magnetischen Kunststoff besteht in seinem geringeren Gewicht und in seiner Robustheit, beispielsweise beim Auftreten von Vibrationen in einem Fahrzeug und speziell in einem elektrischen Kältemittelverdichter in einem Fahrzeug.Thus forms the core 2 a circular or oval shape. An advantage of such a flexible core 2 made of a magnetic plastic consists in its lower weight and robustness, for example when vibrations occur in a vehicle and especially in an electric refrigerant compressor in a vehicle.

Die 5 zeigt eine Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Strommessanordnung 5, die auf einer Leiterplatte 1 angeordnet ist. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, erzeugt der von einem sich ändernden Strom I durchflossene erste Leiter 3 ein erstes Magnetfeld 11, welches den ersten Leiter 3 umgibt. Dieses sich zeitlich verändernde erste Magnetfeld 11 ist in der 5 in einer Momentaufnahme dargestellt. Wie zu erkennen ist, durchdringen die Feldlinien des magnetischen Felds 11 sowohl die erste spiralförmige Wicklung 6 als auch die zweite spiralförmige Wicklung 7 und induzieren somit das Messsignal in Form eines Stroms in den spiralförmigen Wicklungen 6 und 7.the 5 shows an illustration of the mode of operation of the current measuring arrangement according to the invention 5 that are on a circuit board 1 is arranged. As is known from the prior art, the first conductor through which a changing current I flows generates 3 a first magnetic field 11 , which one first head 3 surrounds. This first magnetic field that changes over time 11 is in the 5 shown in a snapshot. As can be seen, the field lines penetrate the magnetic field 11 both the first spiral winding 6th as well as the second spiral winding 7th and thus induce the measurement signal in the form of a current in the spiral windings 6th and 7th .

Die 5 zeigt das erste Magnetfeld 11 ohne den Einfluss eines Kerns 2, wobei sich eine geringere magnetische Kopplung für die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 ergibt. Wird ein beispielsweise flexibler Kern 2 eingesetzt, so wird eine verbesserte magnetische Kopplung für die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 erreicht. Diese verbesserte magnetische Kopplung führt zu einem Messsignal mit einer größeren Amplitude und einer besseren Auswertbarkeit des Messsignals, durch ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis. Außerdem wird die Strommessung somit robuster gegenüber Störungen.the 5 shows the first magnetic field 11 without the influence of a core 2 , there is less magnetic coupling for the spiral windings 6th and 7th results. Becomes a flexible core, for example 2 used, an improved magnetic coupling for the spiral windings is used 6th and 7th achieved. This improved magnetic coupling leads to a measurement signal with a larger amplitude and better evaluability of the measurement signal, thanks to an improved signal-to-noise ratio. In addition, the current measurement becomes more robust against disturbances.

Die 6 zeigt eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strommessanordnung 5, bei welcher in mehreren Ebenen beziehungsweise Lagen einer Leiterplatte 1 mehrere erste spiralförmige Wicklungen 6 und mehrere zweite spiralförmige Wicklungen 7 angeordnet sind. Dabei ist wiederum eine Momentaufnahme des ersten Magnetfeldes 11 gezeigt, das von einem sich ändernden Strom durchflossen ersten Leiter 3 erzeugt wird.the 6th shows a further development of the current measuring arrangement according to the invention 5 , in which in several levels or layers of a circuit board 1 several first spiral windings 6th and a plurality of second spiral wraps 7th are arranged. This is again a snapshot of the first magnetic field 11 shown, the first conductor traversed by a changing current 3 is produced.

Durch den Einsatz mehrerer erster spiralförmiger Wicklungen 6 und mehrere zweiter spiralförmiger Wicklungen 7, in verschiedenen Lagen der Leiterplatte 1, wobei die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 unter Beachtung des entsprechenden Wicklungssinns derart zusammengeschaltet sind, dass sich das Messsignal der einzelnen spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 summiert, wird ein verbessertes Summen-Messsignal mit einer größeren Amplitude und einer weiter verbesserten Robustheit gegenüber Störungen erzeugt. Eine derartige Verschaltung der ersten spiralförmigen Wicklungen 6 miteinander entspricht einer Erhöhung der Anzahl der Windungen der resultierenden ersten spiralförmigen Wicklung 6. Gleiches trifft auch auf die zweiten spiralförmigen Wicklungen 7 zu.By using several first spiral windings 6th and a plurality of second spiral windings 7th , in different layers of the circuit board 1 , with the spiral windings 6th and 7th taking into account the corresponding winding sense are connected together in such a way that the measurement signal of the individual spiral windings 6th and 7th summed, an improved total measurement signal with a larger amplitude and a further improved robustness against interference is generated. Such an interconnection of the first spiral windings 6th with each other corresponds to an increase in the number of turns of the resulting first spiral winding 6th . The same applies to the second spiral windings 7th to.

Auch in diesem Beispiel ist kein Kern 2 dargestellt, welcher natürlich auch in dieser Ausführung zum Einsatz kommen kann und die Qualität der Strommessung weiter verbessert.There is no core in this example either 2 shown, which can of course also be used in this version and further improves the quality of the current measurement.

Die 7 zeigt eine weitere Darstellung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Strommessanordnung 5 und ihrer Robustheit gegenüber Störungen.the 7th shows a further illustration of the mode of operation of the current measuring arrangement according to the invention 5 and their robustness to interference.

Im linken Teil der auszugsweise abgebildeten Leiterplatte 1 ist eine bereits aus den vorangegangenen 3 bis 5 bekannte erfindungsgemäße Strommessanordnung 5 mit einem ersten Leiter 3 beziehungsweise Leiterzug dargestellt. Im rechten Bereich der Leiterplatte 1 ist ein zweiter Leiter 13 beziehungsweise Leiterzug angeordnet. Dieser zweite Leiter 13 wird ebenfalls von einem sich zeitlich verändernden Strom I2 durchflossen, wobei sich um den zweiten Leiter 13 ein sich ebenfalls zeitlich veränderndes zweites Magnetfeld 12 ausbildet. Dieses zweite Magnetfeld 12 durchdringt die erste spiralförmige Wicklung 6 und die zweite spiralförmige Wicklung 7 und stellt für die erfindungsgemäße Strommessanordnung eine Störung dar, welche das zu erzeugende Messsignal und somit die Strommessung beeinflusst. Die sich zeitlich verändernden Magnetfelder 11 und 12 sind in der 7 zu einem bestimmten Zeitpunkt in einer Momentaufnahme dargestellt.In the left part of the circuit board shown in extracts 1 is one of the previous ones 3 until 5 known current measuring arrangement according to the invention 5 with a first leader 3 or ladder line shown. In the right area of the circuit board 1 is a second leader 13th or conductor path arranged. That second leader 13th is also traversed by a time-varying current I 2 , with the second conductor 13th a second magnetic field that also changes over time 12th trains. This second magnetic field 12th penetrates the first spiral winding 6th and the second spiral winding 7th and represents a disturbance for the current measurement arrangement according to the invention, which affects the measurement signal to be generated and thus the current measurement. The magnetic fields that change over time 11 and 12th are in the 7th shown in a snapshot at a specific point in time.

Wie zu erkennen ist, durchdringt das erste Magnetfeld 11 die erste spiralförmige Wicklungen 6 von unten nach oben, während das erste Magnetfeld 11 die zweite spiralförmige Wicklungen 7 von oben nach unten durchdringt. Somit sind die Richtungen der Durchdringung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 verschieden. Durch die Reihenschaltung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 unter Beachtung des Wickelsinns beziehungsweise der Wickelrichtung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 bildet sich ein Messsignal als Summe der einzelnen in den spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 induzierten Ströme.As can be seen, the first magnetic field penetrates 11 the first spiral windings 6th from bottom to top while the first magnetic field 11 the second spiral windings 7th penetrates from top to bottom. Thus, the directions of the penetration of the spiral windings are 6th and 7th different. By connecting the spiral windings in series 6th and 7th taking into account the winding direction or the winding direction of the spiral windings 6th and 7th a measurement signal is formed as the sum of the individual ones in the spiral windings 6th and 7th induced currents.

Das vom zweiten Leiter 13 erzeugte zweite Magnetfeld 12 durchdringt im Beispiel der 7 die spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 jeweils von oben nach unten. Somit sind die Richtungen der Durchdringung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 gleich. Durch diese Gleichheit bildet sich das Störsignal, verursacht durch das zweite Magnetfeld 12 nicht als Summe aus zwei einzelnen in den spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 induzierten Ströme. Es kommt in diesem Fall zu einem Subtrahieren der in den spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 induzierten Ströme, wobei sich dieses Störsignal drastisch verkleinert.The one from the second leader 13th generated second magnetic field 12th penetrates in the example of 7th the spiral windings 6th and 7th each from top to bottom. Thus, the directions of the penetration of the spiral windings are 6th and 7th same. This equality creates the interference signal caused by the second magnetic field 12th not as the sum of two individual ones in the spiral windings 6th and 7th induced currents. In this case, those in the spiral windings are subtracted 6th and 7th induced currents, this interference signal being drastically reduced.

Somit ist die erfindungsgemäße Strommessung sehr robust gegenüber Störungen von Magnetfeldern benachbarter, weiterer stromführender Leiter, wie dem zweiten Leiter 13, welche ein Magnetfeld ausbilden.The current measurement according to the invention is therefore very robust with respect to interference from magnetic fields of adjacent, further current-carrying conductors, such as the second conductor 13th which form a magnetic field.

Diese erfindungsgemäße Lösung kann insbesondere auch in mehrlagigen Leiterplatten 1 zum Einsatz kommen. Meist sind die inneren Lagen einer Mehrlagenleiterplatte 1 mit Leitungsstrukturen versehen, welche nicht die Feinheit der äußeren Strukturen der Mehrlagenleiterplatte 1 erreichen.This solution according to the invention can in particular also be used in multilayer printed circuit boards 1 come into use. Most are the inner layers of a multilayer circuit board 1 provided with line structures that do not reflect the delicacy of the external structures of the multilayer circuit board 1 reach.

Beispielsweise wird eine Leiterplatte 1 in den innen liegenden Lagen mit Strukturen in einem Bereich bis etwa 100 µm ausgeführt, während auf den äußeren Oberflächen der Leiterplatte 1 Strukturen im Bereich bis etwa 30 µm ausgeführt werden können.For example, a printed circuit board 1 in the inner layers with structures in a range of up to about 100 µm, while on the outer surfaces of the circuit board 1 Structures in the range up to about 30 µm can be implemented.

Daher werden diese inneren Lagen mit den gröberen Strukturen oft für stromführende erste Leiter 3 beziehungsweise Leiterzüge genutzt, welche aufgrund entsprechend großer Ströme eine entsprechend große Dimensionierung aufweisen. Nach dem Stand der Technik ist es entsprechend aufwändig diese im Inneren der Leiterplatte 1 liegenden ersten Leiter 3 beziehungsweise Leiterzüge für eine Strommessung zu unterbrechen.Therefore, these inner layers with the coarser structures are often used for current-carrying first conductors 3 or conductor tracks are used, which have a correspondingly large dimensioning due to correspondingly large currents. According to the state of the art, this is correspondingly complex in the interior of the circuit board 1 lying first ladder 3 or to interrupt conductor tracks for a current measurement.

Hier bietet die vorliegende Erfindung eine Lösung zur unterbrechungsfreien, berührungslosen Strommessung, da der stromführende erste Leiter 3 in jeder beliebigen Ebene beziehungsweise Lage der Mehrlagenleiterplatte 1 angeordnet sein kann und die zur Strommessung benötigten spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 in einer beliebigen anderen Ebene beziehungsweise Lage angeordnet werden können.Here the present invention offers a solution for uninterrupted, contactless current measurement, since the current-carrying first conductor 3 in any plane or position of the multilayer circuit board 1 can be arranged and the spiral windings required for current measurement 6th and 7th can be arranged in any other plane or position.

Prinzipiell können auch die zur Strommessung benötigten spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 in unterschiedlichen Ebenen beziehungsweise Lagen der Mehrlagenleiterplatte 1 angeordnet sein. Notwendig ist lediglich eine entsprechende Verschaltung der spiralförmigen Wicklungen 6 und 7 miteinander und mit einer Mess- und Auswerteschaltung 8, wie bereits weiter oben beschrieben wurde.In principle, the spiral windings required for current measurement can also be used 6th and 7th in different levels or layers of the multilayer circuit board 1 be arranged. All that is required is a corresponding interconnection of the spiral windings 6th and 7th with each other and with a measuring and evaluation circuit 8th as already described above.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
LeiterplatteCircuit board
22
Kerncore
33
erster Leiterfirst head
44th
MesswicklungMeasuring winding
55
Strommessanordnung (erfindungsgemäß)Current measuring arrangement (according to the invention)
66th
erste spiralförmige Wicklungfirst spiral winding
77th
zweite spiralförmige Wicklungsecond spiral winding
88th
Mess- und AuswerteschaltungMeasurement and evaluation circuit
99
DurchkontaktierungVia
1010
NahtstelleSeam
1111
erstes Magnetfeldfirst magnetic field
1212th
zweites Magnetfeldsecond magnetic field
1313th
zweiter Leitersecond head

Claims (9)

Strommessanordnung (5), welche einen stromdurchflossenen ersten Leiter (3), eine Wicklung und eine mit der Wicklung verbundene Mess- und Auswerteschaltung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste spiralförmige Wicklung (6) und eine zweite spiralförmige Wicklung (7) plan in einer Ebene einer Leiterplatte (1) angeordnet sind und dass der stromdurchflossene erste Leiter (3) zwischen beiden spiralförmigen Wicklungen (6, 7) angeordnet ist und dass der Kern (2) ein einteiliger Kern (2) ist, dass der Kern (2) aus einem flexiblen magnetischen Material besteht und an einer Nahtstelle (10) eine Verbindung aufweist.Current measuring arrangement (5) which has a first conductor (3) through which current flows, a winding and a measuring and evaluation circuit (8) connected to the winding, characterized in that a first spiral winding (6) and a second spiral winding (7) are arranged flat in a plane of a circuit board (1) and that the current-carrying first conductor (3) is arranged between the two spiral windings (6, 7) and that the core (2) is a one-piece core (2), that the core ( 2) consists of a flexible magnetic material and has a connection at a seam (10). Strommessanordnung (5), welche einen stromdurchflossenen ersten Leiter (3), eine Wicklung und eine mit der Wicklung verbundene Mess- und Auswerteschaltung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste spiralförmige Wicklung (6) und eine zweite spiralförmige Wicklung (7) plan in einer Ebene einer Leiterplatte (1) angeordnet sind und dass der stromdurchflossene erste Leiter (3) zwischen beiden spiralförmigen Wicklungen (6, 7) angeordnet ist und dass der Kern (2) an einer Nahtstelle (10) eine Klebeverbindung oder eine Schweißverbindung aufweist.Current measuring arrangement (5) which has a first conductor (3) through which current flows, a winding and a measuring and evaluation circuit (8) connected to the winding, characterized in that a first spiral winding (6) and a second spiral winding (7) are arranged flat in a plane of a printed circuit board (1) and that the current-carrying first conductor (3) is arranged between the two spiral windings (6, 7) and that the core (2) has an adhesive connection or a welded connection at a seam (10) . Strommessanordnung (5), welche einen stromdurchflossenen ersten Leiter (3), eine Wicklung und eine mit der Wicklung verbundene Mess- und Auswerteschaltung (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste spiralförmige Wicklung (6) und eine zweite spiralförmige Wicklung (7) plan in einer Ebene einer Leiterplatte (1) angeordnet sind und dass der stromdurchflossene erste Leiter (3) zwischen beiden spiralförmigen Wicklungen (6, 7) angeordnet ist und dass in der Reihenschaltung der spiralförmigen Wicklungen (6, 7) Durchkontaktierungen (9) angeordnet sind.Current measuring arrangement (5) which has a first conductor (3) through which current flows, a winding and a measuring and evaluation circuit (8) connected to the winding, characterized in that a first spiral winding (6) and a second spiral winding (7) are arranged flat in a plane of a printed circuit board (1) and that the current-carrying first conductor (3) is arranged between the two spiral windings (6, 7) and that vias (9) are arranged in the series connection of the spiral windings (6, 7) . Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmigen Wicklungen (6, 7) und der Leiter (3) auf unterschiedlichen Ebenen der Leiterplatte (1) angeordnet sind.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the spiral windings (6, 7) and the conductor (3) are arranged on different levels of the circuit board (1). Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die spiralförmigen Wicklungen (6, 7) in einer Reihenschaltung miteinander und mit einer Mess- und Auswerteschaltung (8) verbunden angeordnet sind.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the spiral windings (6, 7) are arranged in a series connection with one another and connected to a measuring and evaluation circuit (8). Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste spiralförmige Wicklungen (6) und mehrere zweite spiralförmige Wicklungen (7) in unterschiedlichen Lagen der Leiterplatte (1) angeordnet sind.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that several first spiral windings (6) and several second spiral windings (7) are arranged in different layers of the circuit board (1). Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Kern (2) aus einem magnetischen Material derart auf der Leiterplatte (1) angeordnet ist, dass dieser sowohl die erste spiralförmige Wicklung (6) als auch die zweite spiralförmige Wicklung (7) in ihrem jeweiligen Innenbereich als auch die Leiterplatte (1) selbst durchdringt.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that an annular core (2) made of a magnetic Material is arranged on the printed circuit board (1) in such a way that it penetrates both the first spiral-shaped winding (6) and the second spiral-shaped winding (7) in their respective inner region and the printed circuit board (1) itself. Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) ein fester und mindestens zweiteiliger Kern (2) ist und aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the core (2) is a solid and at least two-part core (2) and consists of a ferromagnetic material. Strommessanordnung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strommessanordnung (5) in einem elektrischen Kältemittelverdichter in einem Fahrzeug angeordnet ist.Current measuring arrangement (5) according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the current measuring arrangement (5) is arranged in an electric refrigerant compressor in a vehicle.
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