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QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0084487 , die am 20. Juli 2018 eingereicht wurde und die hierdurch für alle Zwecke so einbezogen wird, als ob sie hier vollständig offenbart wäre.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Stromerfassungsvorrichtung, die einen Operationsverstärker (Op. Amp.) verwendet, und ein Verfahren hierfür, und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen eines durch einen Leiter fließenden Stroms unter Verwendung eines Nebenschlusswiderstands, der mit dem stromdurchflossenen Leiter verbunden ist, und des Operationsverstärkers, der mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands verbunden ist.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In jüngerer Zeit wurden verschiedene Funktionen für die Bequemlichkeit des Fahrers in einem Fahrzeug bereitgestellt, und verschiedene verbesserte Erfassungssensoren und elektronische Steuervorrichtungen sind installiert, um diese Funktionen zu realisieren.
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So ist das Fahrzeug mit einer elektronischen Servolenkvorrichtung (EPS-Vorrichtung, EPS = electronic power steering) versehen, um das Lenkrad leicht zu betätigen, und die elektrische Servolenkvorrichtung kann die Lenkkraft des Fahrers durch Verwendung der Drehkraft des Motors unterstützen.
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Der vorstehend beschriebene Motor kann mit der H-Brückenschaltung verbunden sein und kann durch den durch die H-Brückenschaltung fließenden Strom betätigt werden. In diesem Fall kann, um die Sicherheit des Motors zu gewährleisten, die Stromerfassungsvorrichtung zum Messen des dem Motor zugeführten Stroms erforderlich sein. Hierbei kann die Notwendigkeit zunehmen, eine Stromerfassungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, den Strom in dem Fall einer Überspannung stabil zu messen, während die Kosten herabgesetzt werden.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Bei diesem Hintergrund kann die vorliegende Offenbarung eine Stromerfassungsvorrichtung bereitstellen, die bei minimalen Kosten einen Überstrom stabil messen kann, selbst wenn der Überstrom dem Leiter bei minimalen Kosten zugeführt wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Stromerfassungsvorrichtung für einen Leiter vorgesehen, welche enthält: einen Nebenschlusswiderstand, der mit dem Leiter verbunden ist; einen Operationsverstärker, der mit dem Nebenschlusswiderstand verbunden ist; einen ersten Widerstand, der zwischen den Nebenschlusswiderstand und einen ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist; einen zweiten Widerstand, der zwischen den Nebenschlusswiderstand und einen zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist; einen dritten Widerstand, der zwischen Erde den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist; und einen vierten Widerstand, der zwischen Erde und den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Stromerfassungsverfahren für einen Leiter vorgesehen, welches enthält: Zuführen eines Stroms zu einem Nebenschlusswiderstand, der mit dem Leiter verbunden ist; Anlegen einer Spannung eines ersten Endes des Nebenschlusswiderstands an einen ersten Eingangsanschluss eines Operationsverstärkers, die durch einen ersten Widerstand und einen dritten Widerstand spannungsgeteilt ist, und Anlegen einer Spannung eines zweiten Endes des Nebenschlusswiderstands an einen zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers, die durch einen zweiten Widerstand und einen vierten Widerstand spannungsgeteilt ist; und Bestimmen des Stroms des Leiters auf der Grundlage der Spannung eines Ausgangsanschlusses des Operationsverstärkers, wobei der erste Widerstand zwischen den Nebenschlusswiderstand und den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist, der zweite Widerstand zwischen den Nebenschlusswiderstand und den zweiten Eingangsschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist, der dritte Widerstand zwischen Erde und den ersten Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers geschaltet ist, und der vierte Widerstand zwischen Erde und den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers geschaltet ist.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Stromerfassungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Strom bei minimalen Kosten stabil zu messen, während eine Stromerfassungsgenauigkeit eines bestimmten oder höheren Pegels gewährleistet ist.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Messen eines Stroms zwischen einem niedrigseitigen Transistor und Erde illustriert;
- 2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Erfassen eines zu einem Motor geführten Stroms unter Verwendung eines Operationsverstärkers (Op. Amp.) vom schwebenden Typ illustriert;
- 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Erfassen eines zu einem Motor geführten Stroms unter Verwendung eines Operationsverstärkers vom Erdungstyp illustriert; und
- 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zum Erfassen des Stroms eines Leiters illustriert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen auf veranschaulichende Weise Beispiele oder Ausführungsbeispiele gezeigt werden, die implementiert werden können und in denen die gleichen Bezugszahlen und Zeichen verwendet werden können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, selbst wenn sie in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Komponenten, die hierin enthalten sind, weggelassen, wenn bestimmt wird, dass die Beschreibung die Klarheit des Gegenstands in einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigen kann. Die hier verwendeten Begriffe wie „enthaltend“, „habend“, „aufweisend“, „bestehend aus“, „hergestellt aus“ und „gebildet aus“ sind allgemein so beabsichtigt, dass sie anderen Komponenten ermöglichen, hinzugefügt zu werden, sofern diese Begriffe nicht mit dem Begriff „nur“ verwendet werden. Hier verwendete Singularformen sollen Pluralformen enthalten, sofern der Kontext nicht klar etwas anderes anzeigt.
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Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hier verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Jeder dieser Begriffe wird nicht verwendet, um eine Wesenheit, eine Reihenfolge, eine Sequenz oder eine Anzahl von Elementen und so weiter zu definieren, sondern wird lediglich verwendet, um das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden.
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Wenn erwähnt wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt ist“, „dieses kontaktiert oder überlappt“ und so weiter, ist dies so zu interpretieren, dass nicht nur das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt“ oder „dieses direkt kontaktiert oder überlappt“, sondern dass ein drittes Element auch zwischen dem ersten und dem zweiten Element „angeordnet“ sein kann oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element „miteinander verbunden oder gekoppelt sein“, „einander kontaktieren oder überlappen“ und so weiter können. Hier kann das zweite Element in zumindest einem von zwei oder mehr Elementen enthalten sein, die „miteinander verbunden oder gekoppelt sein“, „einander kontaktieren oder überlappen“ und so weiter können.
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Zusätzlich ist, wenn Abmessungen, relative Größen und so weiter erwähnt werden, dies so zu betrachten, dass numerische Werte für Elemente oder Merkmale oder entsprechende Informationen (zum Beispiel Pegel, Bereich und so weiter) eine Toleranz oder einen Fehlerbereich enthalten, die durch verschiedene Faktoren (zum Beispiel Prozessfaktoren, innere oder äußere Stöße, Geräusche und so weiter) bewirkt sein können, selbst wenn eine relevante Beschreibung dies nicht spezifiziert. Weiterhin umfasst der Begriff „dürfen“ vollständig alle Bedeutungen des Begriffs „können“.
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1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Messen eines Stroms zwischen einem niedrigseitigen Transistor und Erde illustriert.
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Gemäß 1 kann der Strom dem Motor 100 durch die H-Brückenschaltung zugeführt werden. Zwei Phasenleitungen 105 und 106 können zwischen den Motor 100 und die H-Brückenschaltung geschaltet sein. Die Phasenleitung kann einen Leiter oder Draht bedeuten, der den hochseitigen Transistor der H-Brückenschaltung und den Motor verbindet.
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Die hochseitigen Transistoren 101 und 102 können zwischen der B+-Leitung und den Phasenleitungen 105 und 106 positioniert sein. Zusätzlich können die niedrigseitigen Transistoren 103 und 104 zwischen den Phasenleitungen 105 und 106 und GND angeordnet sein.
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In diesem Fall kann, um den zwischen den niedrigseitigen Transistoren 103 und 104 und GND fließenden Strom zu messen, ein Nebenschlusswiderstand 110 zwischen den niedrigseitigen Transistoren 103 und 104 und GND angeordnet sein. Die zwischen den niedrigseitigen Transistoren 103 und 104 und GND fließenden Ströme können unter Verwendung der Operationsverstärker 120 und 130, deren Eingangsanschlüsse mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 110 verbunden sind, gemessen werden.
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In diesem Fall kann ein Erdleitungs-Operationsverstärker (GND-Leitungs-Operationsverstärker) für die vorbeschriebenen Operationsverstärker 120 und 130 verwendet werden.
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Der Erdleitungs-Operationsverstärker bedeutet einen Operationsverstärker mit einem Anschluss, der mit der Erde (GND) verbunden ist, und hat den Vorteil, dass er kostengünstig ist.
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Jedoch hat der Erdleitungs-Operationsverstärker den Nachteil, dass der maximal mögliche Eingangsspannungswert, das heißt, der maximale Wert (zum Beispiel 5 V) des Spannungswerts, der an dem Eingangsanschluss des Operationsverstärkers eingegeben werden kann, ohne einen Fehler in dem Operationsverstärker zu bewirken, niedrig ist. Das heißt, wenn eine Überspannung an den Operationsverstärker vom Erdungstyp angelegt wird, kann das Problem auftreten, dass ein Fehler bei der Strommessung aufgrund eines Fehlers in dem Operationsverstärker auftritt.
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Daher kann der Erdleitungs-Operationsverstärker zum Messen des in einem Leiter fließenden Stroms verwendet werden, dessen Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden nicht groß ist, wie zwischen den niedrigseitigen Transistoren 103 und 104 und der Erde (GND).
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Jedoch kann ein Problem dahingehend auftreten, dass der Erdleitungs-Operationsverstärker zum Messen des in dem Leiter fließenden Stroms schwierig zu verwenden ist, der voraussichtlich eine große Spannungsdifferenz zwischen den beiden Enden wie den Phasenleitungen 105 und 106 hat. Wenn der durch den Leiter fließende Strom mit einer großen Spannungsdifferenz an beiden Enden gemessen wird, kann der in den Operationsverstärker eingegebene Eingangsspannungswert größer als der maximal mögliche Eingangsspannungswert sein, wodurch eine anomale Operation des Operationsverstärkers bewirkt werden kann.
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2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Erfassen eines zu einem Motor geführten Stroms unter Verwendung eines Operationsverstärkers vom schwebenden Typ illustriert.
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Gemäß 2 kann der Strom durch die H-Brückenschaltung dem Motor 200 zugeführt werden. Drei Phasenleitungen können zwischen den Motor 200 und die H-Brückenschaltung geschaltet sein. Die hochseitigen Transistoren 201, 202 und 203 können zwischen der B+-Leitung und der Phasenleitung positioniert sein. Die niedrigseitigen Transistoren 204, 205 und 206 können zwischen der Phasenleitung und GND angeordnet sein.
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In diesem Fall kann der Nebenschlusswiderstand 210 zwischen dem hochseitigen Transistor 201 und dem Motor 200 positioniert sein, um den durch die Phasenleitung fließenden Strom zu messen. Der durch die Phasenleitung fließende Strom kann unter Verwendung eines Operationsverstärkers 220 gemessen werden, dessen Eingangsanschluss mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 210 verbunden ist.
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In diesem Fall kann der Operationsverstärker 220 ein Operationsverstärker vom schwebenden Typ sein.
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Der Operationsverstärker vom schwebenden Typ bedeutet einen Operationsverstärker, der nicht getrennt mit der Erde verbunden ist. Der Operationsverstärker vom schwebenden Typ hat den Vorteil, dass der maximal mögliche Eingangsspannungswert (zum Beispiel 70 V), der in 1 beschrieben ist, größer als der des Erdleitungs-Operationsverstärkers ist. Daher kann der Operationsverstärker vom schwebenden Typ verwendet werden, um den in einem Leiter fließenden Strom, in dem die Spannungsdifferenz an beiden Enden voraussichtlich groß ist, zu messen.
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Jedoch hat der Operationsverstärker vom schwebenden Typ den Nachteil, dass er kostenaufwändiger als der Erdleitungs-Operationsverstärker ist. Daher kann, wenn der Operationsverstärker vom schwebenden Typ verwendet wird, das Problem auftreten, dass die zum Implementieren der Strommessvorrichtung erforderlichen Gesamtkosten erhöht sind.
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Um den Nachteil der Vorrichtung zum Messen des dem Motor nach den 1 und 2 zugeführten Stroms zu beheben, kann die vorliegende Offenbarung eine Stromerfassungsvorrichtung oder eine Strommessvorrichtung bereitstellen, die in der Lage ist, einen Strom stabil zu messen, während ein kostengünstiger Erdleitungs-Operationsverstärker verwendet wird.
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3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Erfassen eines einem Motor zugeführten Stroms durch Verwendung eines Operationsverstärkers vom Erdungstyp illustriert.
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Gemäß 3 kann der Strom dem Motor 300 durch die H-Brückenschaltung zugeführt werden. Drei Phasenleitungen können zwischen den Motor 300 und die H-Brückenschaltung geschaltet sein. Die hochseitigen Transistoren, 301, 302 und 303 können sich zwischen der B+-Leitung und der Phasenleitung befinden. Die niedrigseitigen Transistoren 304, 305 und 306 können zwischen der Phasenleitung und GND positioniert sein.
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In diesem Fall kann der Nebenschlusswiderstand 310 zwischen einem hochseitigen Transistor 301 und dem Motor 300 positioniert sein, um den in der Phasenleitung fließenden Strom zu messen. Der durch die Phasenleitung fließende Strom kann unter Verwendung eines Operationsverstärkers 220 gemessen werden, dessen Eingangsanschluss mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 310 verbunden ist.
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Bei einem Beispiel von 3 können die Nebenschlusswiderstände zwischen zwei hochseitigen Transistoren 301 und 303 und dem Motor 300 befinden, und ein hochseitiger Transistor 302 und der Motor 300 sind direkt miteinander verbunden.
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In diesem Fall kann der Operationsverstärker 320 der Erdleitungs-Operationsverstärker sein.
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Wenn der Erdleitungs-Operationsverstärker zum Messen des Stroms der Phasenleitung verwendet wird, kann eine Überspannung, die größer als der maximal mögliche Eingangsspannungswert ist, in den Operationsverstärker eingegeben werden, wie vorstehend mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Daher ist es erforderlich, die an den Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegte Spannung im Vergleich zu der an den Nebenschlusswiderstand 310 angelegten Spannung zu verringern.
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Zu diesem Zweck kann eine Spannungsteilerschaltung unter Verwendung eines Widerstands zwischen dem Nebenschlusswiderstand 310 und beiden Eingangsanschlüssen des Operationsverstärkers 320 errichtet werden. Das heißt, die in den Operationsverstärker 320 eingegebene Spannung kann durch den Widerstand geteilt werden.
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Genauer gesagt, beide Enden des Nebenschlusswiderstands 310 können als ein erstes Ende beziehungsweise ein zweites Ende werden, (bei diesem Ausführungsbeispiel wird das mit dem hochseitigen Transistor 301 verbundene Ende als ein erstes Ende bezeichnet, und das mit dem Motor 300 verbundene Ende wird als das zweite Ende bezeichnet).
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Der erste Widerstand 311 kann zwischen das erste Ende des Nebenschlusswiderstands 310 und den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 geschaltet sein, und der dritte Widerstand 314 kann zwischen Erde und den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 geschaltet sein. In diesem Fall können der erste Widerstand 311 und der dritte Widerstand 314 in Reihe miteinander geschaltet sein.
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Wenn der Spannungswert an dem ersten Ende des Nebenschlusswiderstands 310 gleich V ist, wird der Wert der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung kleiner als V, wobei der Wert der Spannung durch das Verhältnis des Widerstandswerts des ersten Widerstands 311 des Widerstandswerts des dritten Widerstands 314 bestimmt werden kann.
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Wenn beispielsweise das Verhältnis des Widerstandswerts des ersten Widerstands 311 zu dem Widerstandswert des dritten Widerstands 314 gleich 1 : 1 ist, kann der Wert der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung V/2 betragen.
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Als ein anderes Beispiel ist, wenn das Verhältnis des Widerstandswerst des ersten Widerstands 311 zu dem Widerstandswert des dritten Widerstands 314 gleich 9 : 1 ist, der Wert der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung V/10 betragen.
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In diesem Fall kann das Verhältnis des Widerstandswerts des dritten Widerstands 314 zu dem Widerstandswert des ersten Widerstands 311 so gesetzt werden, dass es gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Verhältnisschwellenwert ist. Das heißt, der Widerstandswert des dritten Widerstands 314 mit Bezug auf den Widerstandswerts des ersten Widerstands 311 kann eingestellt werden, sodass der Wert der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung kleiner als der Wert an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 bei einem vorbestimmten Verhältnisschwellenwert angelegten Spannung ist.
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Wenn beispielsweise der Verhältnisschwellenwert gleich 1/3 ist (Widerstandswert des ersten Widerstands : Widerstandswert des dritten Widerstands = 3 : 1), kann der tatsächliche Verhältniswert des Widerstandswert des dritten Widerstands 314 zu dem Widerstandswert des ersten Widerstands 311 so gesetzt werden, dass er kleiner als 1/3 ist (zum Beispiel Widerstandswert des ersten Widerstands : Widerstandswert des dritten Widerstands = 5:1).
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Die Größe des Verhältnisschwellenwerts kann auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen maximal möglichen Eingangsspannungswerts des Operationsverstärkers 320 bestimmt werden. Wenn beispielsweise der maximal mögliche Eingangsschwellenwert des Operationsverstärkers 320 erhöht wird (zum Beispiel von 5 V auf 10 V), kann auch die Größe des Verhältnisschwellenwerts erhöht werden (zum Beispiel von 1/3 auf 2/3).
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In gleicher Weise kann der zweite Widerstand 312 zwischen das zweite Ende des Nebenschlusswiderstands 310 und den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 geschaltet werden, und der vierte Widerstand 313 kann zwischen Erde und den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 geschaltet werden. In diesem Fall können der zweite Widerstand 312 und der vierte Widerstand 313 in Reihe miteinander geschaltet sein.
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Wenn der Spannungswert des zweiten Endes des Nebenschlusswiderstands 310 gleich V ist, wird der Wert der an den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung kleiner als V. Der Wert der an den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung kann durch das Verhältnis des Widerstandswerts des zweiten Widerstands 312 zu dem Widerstandswert des vierten Widerstands 313 bestimmt werden, und kann der gleiche wie die Beziehung zwischen den ersten Widerstand 311 und dem dritten Widerstand 314 sein.
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Das Verhältnis des Widerstandswerts des ersten Widerstands 311 zu dem Widerstandswert des dritten Widerstands 314 kann so gesetzt werden, dass es gleich dem Verhältnis des Widerstandswerts des zweiten Widerstands 312 zu dem Widerstandswert des vierten Widerstands 313 ist. Alternativ kann der Widerstandswert der vier Widerstände so gesetzt werden, dass die Differenz zwischen dem Verhältnis des Widerstandswerts des dritten Widerstands 314 zu dem Widerstandswert des ersten Widerstands 311 und dem Verhältnis des Widerstandswerts des vierten Widerstands 313 zu dem Widerstandswert des zweiten Widerstands 312 kleiner als der oder gleich dem Schwellenwert ist.
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Wenn die Differenz zwischen den zwei Verhältniswerten groß ist, tritt eine Differenz zwischen dem Verhältnis der Spannung zwischen den beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 310 und dem Verhältnis der Spannung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 so auf, dass die Differenz in dem gemessenen Stromwert mit Bezug auf den tatsächlichen Strom groß werden kann.
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Beispielsweise kann in dem Fall, dass der Widerstandswert des ersten Widerstands 311 gleich 10 Ω ist, der Widerstandswert des dritten Widerstands 314 gleich 10 Ω ist, der Widerstandswert des zweiten Widerstands 312 gleich 5 Ω ist, der Widerstandswert des vierten Widerstands 313 gleich 5 Ω ist, der Spannungswert des ersten Endes des Nebenschlusswiderstands gleich 10 V ist und der Spannungswert des zweiten Endes des Nebenschlusswiderstands gleich 5 V ist, die Spannung von 5 V an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden, und die Spannung von 2,5 V kann an den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden.
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Wenn andererseits der Widerstandswert des ersten Widerstands 311 gleich 10 Ω ist, der Widerstandswert des dritten Widerstands 314 gleich 10 Ω ist, der Widerstandswert des zweiten Widerstands 312 gleich 1 Ω ist, der Widerstandswert des vierten Widerstands 313 gleich 4 Ω ist, der Spannungswert des ersten Endes des Nebenschlusswiderstands gleich 10 V ist und der Spannungswert des zweiten Endes des Nebenschlusswiderstands gleich 5 V ist, kann die Spannung von 5 V an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden, und die Spannung von 4 V kann an den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden. Daher wird die Spannungsdifferenz zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 klein, sodass der gemessene Stromwert im Vergleich zu dem tatsächlichen Strom auch klein sein kann.
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Die in 3 beschriebene Stromerfassungsvorrichtung kann nicht nur wie vorstehend beschrieben für die Messung des Stroms in der Phasenleitung angewendet werden, sondern auch für die Messung des in anderen Leitern fließenden Stroms. Wenn beispielsweise der Strom in der B+-Leitung gemessen wird, kann der Nebenschlusswiderstand in der B+-Leitung konfiguriert sein und der Strom in der B+-Leitung kann durch Verbinden der in 3 gezeigten Schaltung mit beiden Enden des Nebenschlusswiderstands gemessen werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der Stromerfassungsvorrichtung nach 3 der in der Phasenleitung oder der B+-Leitung fließende Strom durch Verwendung des Operationsverstärkers vom Erdungstyp gemessen werden, der kostengünstiger als der Operationsverstärker vom schwebenden Typ ist, sodass der Vorteil der Herabsetzung der gesamten erforderlichen Kosten erhalten werden kann.
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4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren des Erfassens des Stroms eines Leiters illustriert.
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Nachfolgend wird ein Beispiel beschrieben, in welchem das vorliegende Verfahren durch die mit Bezug auf 3 beschriebene Stromerfassungsvorrichtung ausgeführt wird.
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Gemäß 4 kann der Strom dem mit dem Leiter (zum Beispiel einer Phasenleitung) verbundenen Nebenschlusswiderstand 310 zugeführt werden (S410). Der der Phasenleitung zugeführte Strom kann dem mit der Phasenleitung verbundenen Motor zugeführt werden.
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Wenn der Strom dem Nebenschlusswiderstand zugeführt wird, können Spannungsdifferenzen zwischen dem ersten und dem zweiten Ende des Nebenschlusswiderstands 310 erzeugt werden. Hierbei wird die Spannung des ersten Endes des Nebenschlusswiderstands 310 durch den ersten Widerstand 311 und den dritten Widerstand 314 so geteilt, dass die geteilte Spannung an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden kann. Hierbei kann der Operationsverstärker 320 der Erdleitungs-Operationsverstärker sein.
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Die Spannung des zweiten Endes des Nebenschlusswiderstands 310 kann durch den zweiten Widerstand 312 und den vierten Widerstand 313 so geteilt werden, dass die geteilte Spannung an den zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegt werden kann (S420).
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In diesem Fall kann, um die Genauigkeit der Strommessung wie vorstehend beschrieben zu gewährleisten, das Verhältnis des Widerstandswerts des ersten Widerstands 311 zu dem Widerstandswert des dritten Widerstands 314 so gesetzt werden, dass es gleich dem Verhältnis des Widerstandswerts des zweiten Widerstands 312 zu dem Widerstandswert des vierten Widerstands 313 ist. Alternativ kann der Widerstandswert von vier Widerständen so gesetzt werden, dass die Differenz zwischen dem Verhältnis des Widerstandswerts des dritten Widerstands 314 zu dem Widerstandswert des ersten Widerstands 311 und dem Verhältnis des Widerstandswerts des vierten Widerstands 313 zu dem Widerstandswert des zweiten Widerstands 312 kleiner als der oder gleich dem Schwellenwert ist.
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Wenn die Differenz zwischen den zwei Verhältniswerten groß ist, tritt eine Differenz zwischen dem Verhältnis der Spannung zwischen den beiden Enden des Nebenschlusswiderstands 310 und dem Verhältnis der Spannung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 so auf, dass die Differenz des gemessenen Stromwerts mit Bezug auf den tatsächlichen Strom groß werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann das Verhältnis des Widerstandswerts des dritten Widerstands 314 zu dem Widerstandswert des ersten Widerstands 311 so gesetzt werden, dass es gleich einem oder kleiner als ein vorbestimmter Verhältnisschwellenwert ist. Das heißt, der Widerstandswert des dritten Widerstands 314 und der Widerstandswert des ersten Widerstands 311 kann so eingestellt werden, dass der Wert der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers angelegten tatsächlichen Spannung kleiner als der Wert der bei einem vorbestimmten Verhältnisschwellenwert an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung ist. Der Verhältnisschwellenwert kann auf der Grundlage des vorstehend beschriebenen maximal möglichen Eingangsspannungswert des Operationsverstärkers 320 bestimmt werden.
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Die Spannung des Ausgangsanschlusses des Operationsverstärkers 320 wird bestimmt auf der Grundlage der an den ersten Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 320 angelegten Spannung und der an den zweiten Eingangsanschluss angelegten Spannung. Der Strom des Leiters kann bestimmt werden auf der Grundlage der an dem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers ausgegebenen Spannung (S430).
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Die vorstehende Beschreibung wurde dargestellt, um einem Fachmann zu ermöglichen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung auszuüben und zu verwenden, und sie wurde in dem Kontext einer bestimmten Anmeldung und ihrer Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen bei den beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für den Fachmann leicht ersichtlich, und die allgemeinen Prinzipien, die hierin definiert sind, können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewendet werden, ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Die vorstehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen geben ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung nur zu veranschaulichenden Zwecken. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispiele sollen der Bereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung illustrieren. Somit ist der Bereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ihm ist der weiteste Bereich zu gewähren, der im Einklang mit den Ansprüchen ist. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte auf der Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und sämtliche technischen Ideen innerhalb des Bereichs von Äquivalenten hiervon sollten als innerhalb des Bereichs der vorliegenden Offenbarung enthalten ausgelegt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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