DE102020212901A1

DE102020212901A1 - Drahtloser leistungssensor

Info

Publication number: DE102020212901A1
Application number: DE102020212901.0A
Authority: DE
Inventors: Moonshick Chung
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2021-04-15
Anticipated expiration: 2040-10-14
Also published as: DE102020212901B4; US20210109131A1

Abstract

Die vorliegenden Offenbarung stellt einen drahtlosen Leistungssensor bereit, der aufweist: einen Stromwandler, der konfiguriert ist, einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom auszugeben, die von einem Magnetfeld erzeugt sind, das von einer Wechselstrom (AC) Leitung induziert ist, einen Energieernte-Schaltungsabschnitt, der konfiguriert ist, eine antreibende Leistungsquelle durch den ersten induzierten Strom zu erzeugen, und eine Drahtlossendungs-Steuerung, die konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden und Messdaten, die dem zweiten induzierten Strom entsprechen, zu einer externen Vorrichtung zu senden.

Description

HINTERGRUND
Technisches Feld
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen drahtlosen Leistungssensor und insbesondere einen drahtlosen Leistungssensor, der einfach ist, um gleichzeitig Energieernte und Strommessung durchzuführen mittels eines ersten induzierten Stroms und eines zweiten induzierten Stroms, die von einem Stromwandler ausgegeben werden.
Beschreibung des Stands der Technik
Internet der Dinge (IoT) Technologie, wo alle Dinge verbunden sind, um Information in Echtzeit auszutauschen, zieht als eine Kerntechnologie der 4ten industriellen Revolution Aufmerksamkeit auf sich. Was Hardware betrifft, sollte eine Entwicklung einer drahtlosen Sensor Netzwerk Technologie, die Information drahtlos austauscht, unterstützt werden, und für deren weite Anwendung ist schnell eine Notwendigkeit für eine autonome unabhängige Leistungsquelle aufgetaucht, die fähig ist, durch autonomes Erzeugen einer Leistungsquelle Sensoren anzutreiben und drahtlose Kommunikation durchzuführen.
Derzeitige Technologie verwendet eine Batterie, da aber die Batterie eine begrenzte Gebrauchsdauer hat, verwaltet eine Person kontinuierlich einen Leistungszustand jedes Sensorknotens, selbst nachdem ein drahtloses Sensornetzwerk eingerichtet ist.
Eine Energieemtetechnologie, die verschiedene Energiequellen (Temperatur, Sonnenlicht, Vibration, Schallwellen, elektromagnetische Wellen, magnetische Streufelder, etc.), die im alltäglichen Leben nicht verwendet werden, in nutzbare Formen elektrischer Energie umwandelt, zieht die Aufmerksamkeit als eine Element-Technologie einer autonomen unabhängigen Leistungsquelletechnologie zum Antreiben von loT (Internet der Dinge) drahtloser Sensornetzwerke auf sich.
Magnetfeldrauschen wird in allen Maschinen, Anlagen und elektronischen Produkten, die Elektrizität verwenden, unvermeidbar erzeugt, aber eine Leistungsumwandlung wird durch elektromagnetische Induktionselemente, die aus Drahtspulen und Magnetkern mit einer Größe eines Magnetfelds von einigen Gauss oder weiniger bestehen, nicht effizient durchgeführt und eine Einbauumgebung ist aufgrund ihrer Abmessungen und Gewichte begrenzt.
Allgemein arbeiten Sensoren, die Energieernte durch Anwenden einer Energieerntetechnologie durchführen, durch Separieren einer Energieerntesektion und einer Messungssektion voneinander, um gleichzeitig Energieernte und Strommessung durchzuführen.
In den letzten Jahren ist Forschung im Gange, um Energieernte und Strommessung unabhängig durchzuführen, ohne zwischen der Energieerntesektion und der Messungssektion zu unterscheiden.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist, einen drahtlosen Leistungssensor bereitzustellen, der einfach ist, um gleichzeitig Energieernte und Strommessung durchzuführen mittels eines ersten induzierten Stroms und eines zweiten induzierten Stroms, die von einem Stromwandler ausgegeben werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ferner, einen drahtlosen Leistungssensor bereitzustellen, der einen ersten induzierten Strom für Energieernte und einen zweiten induzierten Strom für Strommessung aus einer Spule ausgibt, die um einen unteren Kern gewickelt ist, der in einem Stromwandler enthalten ist.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ferner, einen drahtlosen Leistungssensor bereitzustellen, in dem ein in einem Stromwandler enthaltener unterer Kern einen ersten unteren Kern und einen zweiten unteren Kern mit einer '
' Form aufweist, um einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom auszugeben.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ferner, einen drahtlosen Leistungssensor bereitzustellen, in dem an einer Außenseitenfläche eines unteren Gehäuses ein Antennenmuster zum drahtlosen Senden von Messdaten eines gemessenen Stroms gebildet ist.
Jedoch sind Aspekte der vorliegenden Offenbarung nicht auf die obigen Aspekte beschränkt, und andere Aspekte, die nicht erwähnt sind, werden aus der folgenden Beschreibung klar verständlich.
Ein drahtloser Leistungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: einen Stromwandler, der konfiguriert ist, einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom auszugeben, die von einem von einer Wechselstrom (AC) Leitung induzierten Magnetfeld erzeugt sind, einen Energieernte-Schaltungsabschnitt, der konfiguriert ist, mittels des ersten induzierten Stroms eine antreibende Leistungsquelle zu erzeugen, und eine Drahtlossendungs-Steuerung, die konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden und Messdaten, die dem zweiten induzierten Strom entsprechen, zu einer externen Vorrichtung zu senden.
Der Stromwandler kann einen oberen Kern, einen unteren Kern und eine Spule aufweisen, die um den unteren Kern gewickelt ist und den ersten induzierten Strom und den zweiten induzierten Strom ausgibt, die von dem durch den obere Kern und den untere Kern fließenden Magnetfeld erzeugt sind.
Die Spule kann eine erste Spule, die den ersten induzierten Strom ausgibt, und eine zweite Spule aufweisen, die mittels eines zentralen Abgriffs gemeinsam mit der ersten Spule geerdet ist und den zweiten induzierten Strom ausgibt.
Eine Anzahl der Windungen der ersten Spule kann 1 bis 4 Mal eine Anzahl der Windungen der zweiten Spule sein.
Der untere Kern kann einen ersten unteren Kern, um den die erste Spule gewickelt ist, und einen zweiten unteren Kern aufweisen, der zwischen dem oberen Kern und dem ersten unteren Kern gebildet ist und um den die zweite Spule gewickelt ist.
Der erste untere Kern kann dicker als eine Dicke des zweiten unteren Kerns sein oder breiter als eine Breite des zweiten unteren Kerns sein.
Der Energieernte-Schaltungsabschnitt kann aufweisen: einen Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt, der konfiguriert ist, eine erste Spannung, die dem ersten induzierten Strom entspricht, auf eine zweite Spannung zu verdoppeln, einen Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt, der konfiguriert ist, die zweite Spannung auszugeben, wenn die zweite Spannung höher als eine gesetzte Referenzspannung ist, und einen linearen Regler, der konfiguriert ist, die aus dem Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt ausgegebene zweite Spannung in die antreibende Leistungsquelle umzuwandeln, um die antreibende Leistungsquelle auszugeben.
Der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt kann eine Schalter-Schaltung aufweisen, die konfiguriert ist, einen Einschaltvorgang durchzuführen, wenn die zweite Spannung höher als die Referenzspannung ist, um die zweite Spannung zu dem linearen Regler auszugeben.
Die Schalter-Schaltung kann aufweisen: einen Verzögerungskondensator, der konfiguriert ist, die zweite Spannung zu laden, um höher als die Referenzspannung zu sein, und ein Schalterelement, das konfiguriert ist, einen Einschaltvorgang durchzuführen, wenn eine in den Verzögerungskondensator geladene Lade-Spannung höher als die Referenzspannung ist, um die zweite Spannung zu dem linearen Regler auszugeben.
Der lineare Regler kann durch Verringern der zweiten Spannung um eine vorgegebene Spannung die zweite Spannung in die antreibende Leistungsquelle umwandeln, dann die antreibende Leistungsquelle zu der Drahtlossendungs-Steuerung ausgeben.
Die Drahtlossendungs-Steuerung kann aufweisen: einen messenden Widerstand, der konfiguriert ist, den zweiten induzierten Strom zu messen, einen Analog-Digital (AD) Umsetzer, der konfiguriert ist, ein von dem messenden Widerstand gemessenes analoges Stromsignal in ein digitales Signal umzusetzen, und einen Datengenerator, der konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden, um die dem digitalen Signal entsprechenden Messdaten zu erzeugen, dann die Messdaten zu der externen Vorrichtung zu senden.
Die Spule kann eine erste Spule, die den ersten induzierten Strom ausgibt, und eine zweite Spule, die den zweiten induzierten Strom ausgibt, aufweisen und der messende Widerstand kann mit beiden Enden der zweiten Spule verbunden sein.
Ein drahtloser Leistungssensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: ein oberes Gehäuse mit einem Stromwandler, der konfiguriert ist, einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom auszugeben, die von einem Magnetfeld erzeugt sind, das von einer darin eingebauten Wechselstrom (AC) Leitung induziert ist, und ein unteres Gehäuse, das von dem oberen Gehäuse abnehmbar ist und mit einer gedruckten Platine bereitgestellt ist, die einen Energieernte-Schaltungsabschnitt hat, der konfiguriert ist, mittels des ersten induzierten Stroms eine antreibende Leistungsquelle zu erzeugen, und eine Drahtlossendungs-Steuerung, die konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden, um Messdaten, die dem zweiten induzierten Strom entsprechen, zu erzeugen. Und an einer Außenfläche des unteren Gehäuses kann ein Antennenmuster gebildet sein, das konfiguriert ist, die von der Drahtlossendungs-Steuerung erzeugten Messdaten zu einer externen Vorrichtung zu senden.
Das Antennenmuster kann an mindestens einer der Außenflächen des unteren Gehäuses gebildet sein.
Die gedruckte Platine kann mit einem Impedanzanpassungsmuster versehen sein, das mit dem Antennenmuster resonant ist, und das Antennenmuster kann über ein in dem unteren Gehäuse gebildetes Durchgangsloch mit dem Impedanzanpassungsmuster verbunden sein, um die Messdaten bei einer gesetzten Resonanzfrequenz zu senden.
Ferner kann der drahtlose Leistungssensor eine C-Klemme aufweisen, die in das untere Gehäuse eingesetzt ist und konfiguriert ist, das Impedanzanpassungsmuster und das Antennenmuster elektrisch zu verbinden.
Das Antennenmuster kann mit der C-Klemme elektrisch verbunden werden, indem es mit einem Kupferfolienmuster, das an einer Innenseitenfläche des Durchgangslochs gebildet ist, in Kontakt gebracht wird oder mit einem leitfähigen Metall, das in die Innenseitenfläche des Durchgangslochs eingesetzt ist, in Kontakt gebracht wird.
Das Impedanzanpassungsmuster kann einen der Resonanzfrequenz entsprechenden Induktor und eine LC-Resonanzschaltung, an der ein Kondensator montiert ist, aufweisen.
Ein drahtloser Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung hat einen Vorteil, gleichzeitig Energieernte und Strommessung durchzuführen durch gleichzeitige Ausgabe eines ersten induzierten Stroms für Energieernte und eines zweiten induzierten Stroms für Strommessung durch eine erste Spule und eine zweite Spule, die um einen unteren Kern gewickelt sind.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, durch Strommessung verursachtes Rauschen zu dämpfen, wenn Energieernte durchgeführt wird, dank dessen, dass eine erste Spule und eine zweite Spule über einen zentralen Abgriff mit einem unteren Kern verbunden sind oder die erste Spule und die zweite Spule um einen ersten unteren Kern und einen zweiten unteren Kern gewickelt sind.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, durch Aufladen einer zweiten Spannung auf eine Referenzspannung oder höher stabil gestartet zu werden, um eine antreibende Leistungsquelle zu erzeugen, wenn ein erster induzierter Strom niedriger als ein gesetzter Strom ist.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, eine einfache Schaltungskonfiguration zu haben und Fertigungskosten zu sparen dadurch, dass er mit einem messenden Widerstand versehen ist, um beim Messen von Strom einen zweiten induzierten Strom zu messen.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, ein Volumen, das von der kleinen helikalen Antenne des Stands der Technik eingenommen wird, dadurch zu reduzieren, dass ein Antennenmuster an einer Außenseite eines unteren Gehäuses gebildet ist, das eine gedruckte Platine enthält, um das Antennenmuster mit einem an der gedruckten Platine gebildeten Impedanzanpassungsmuster zu verbinden.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, Kopplungsstabilität sicherzustellen durch Verbinden eines erweiterten Antennenmusters und eines Impedanzanpassungsmusters mit einem in einem unteren Gehäuse gebildeten Durchgangsloch über eine C-Klemme.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, einen Freiheitsgrad im Antennendesign zu vergrößern, wie beispielsweise Ändern einer Form einer Antenne und Vergrößern einer Länge eines Musters, unter Beibehaltung eines kompakten Miniaturisierungsproduktdesignkonzepts des drahtlosen Leistungssensors, und durch Bilden des Antennenmusters an einer Außenseitenfläche eines unteren Gehäuses drahtlose Sendungs- und Empfangsleistung zu verbessern.
Ferner hat der drahtlose Leistungssensor gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Vorteil, Kommunikationsbereich und Kommunikationsstabilität zu verbessern durch ein Antennenmuster, das an einer Außenseitenfläche eines unteren Gehäuses gebildet ist, so dass es keine Interferenz mit Kernen, Spulen und Komponenten, die an einer gedruckten Platine montiert sind, gibt, um dadurch eine von den Komponenten hervorgerufene Funktionsverschlechterung zu minimieren, Leistungsintensität zu erhöhen und Eigenschaften eines Strahlungsmusters durch Ausstrahlen eines Funksignals in einen Raum zu verbessern.
Ferner können verschiedene andere Effekte als die oben beschriebenen Effekte direkt oder implizit in einer detaillierten Beschreibung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, die später beschrieben werden, offenbart sein.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht, die einen drahtlosen Leistungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 und 3 sind Schnittansichten, die einen in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensor zeigen.
4 ist ein Blockdiagram, das eine Steuerungskonfiguration eines in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensor zeigt.
5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltungskonfiguration zeigt, die in einem in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensor enthalten ist.
6 ist ein Zeitdiagramm, das einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom zeigt, die in 5 gezeigt sind.
7 bis 9 sind beispielhafte Ansichten, die Betriebe eines drahtlosen Leistungssensors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen.
10 ist eine Perspektivansicht, die einen drahtlosen Leistungssensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
11 und 12 sind Schnittansichten, die den in 10 gezeigten drahtlosen Leistungssensor zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In der folgenden Beschreibung ist zu beachten, dass nur Teile, die zum Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung notwendig sind, beschrieben sind, und Beschreibungen anderer Teile weggelassen sind, um nicht vom wesentlichen Inhalt der vorliegenden Offenbarung abzulenken.
Begriffe oder Wörter, die in dieser Spezifikation und nachstehend beschriebenen Ansprüchen verwendet sind, sollen nicht als auf eine übliche oder Wörterbuch Bedeutung begrenzt aufgefasst werden, und es sollte interpretiert werden als eine Bedeutung und ein Konzept, die/das mit der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung konsistent ist auf der Basis des Prinzips, dass ein Erfinder das Konzept von Begriffen zweckmäßig definieren kann, um seine oder ihre Offenbarung in der besten Weise zu erklären. Daher sind die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsformen und die in den Zeichnungen gezeigten Konfigurationen nur bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und repräsentieren nicht alle technischen Ideen der vorliegenden Offenbarung, und es kann selbstverständlich verschiedene Äquivalente und Variationen geben, die sie zum Zeitpunkt der Anwendung ersetzen können.
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
[1]
1 ist eine Perspektivansicht, die einen drahtlosen Leistungssensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Mit Bezug auf 1 kann ein drahtloser Leistungssensor 100 ein oberes Gehäuse 1 und ein unteres Gehäuse 5 aufweisen.
(a) von 1 ist eine Ansicht, in der das obere Gehäuse 1 und das unteren Gehäuse 5 gekoppelt sind, (b) von 1 ist eine Ansicht, in der das obere Gehäuse 1 und das untere Gehäuse 5 entkoppelt sind. 1 zeigt eine gewisse Ausführungsform und kann je nach Kopplungsverfahren differieren, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Wenn das obere Gehäuse 1 und das untere Gehäuse 5 gekoppelt sind, kann ein Raum S, durch den eine Wechselstrom (AC) Leitung (nicht gezeigt) hindurchgeht, in dem drahtlosen Leistungssensor 100 gebildet sein.
Hier kann der drahtlose Leistungssensor 100 einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom (nicht gezeigt) ausgeben, die von einem Magnetfeld erzeugt sind, das von der AC-Stromleitung induziert ist.
Das obere Gehäuse 1 kann einen darin montierten oberen Kern (nicht gezeigt) haben, und das untere Gehäuse 5 kann einen unteren Kern (nicht gezeigt), um den eine Spule (nicht gezeigt), die den ersten induzierten Strom und den zweiten induzierten Strom ausgibt, gewickelt ist, und eine darin montierte gedruckte Platine haben.
Hier kann in dem oberen Gehäuse 1 und dem unteren Gehäuse 5 ein Kopplungselement zum Koppeln gebildet sein.
[2]
2 und 3 sind Schnittansichten, die den in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensor zeigen.
Hier ist (a) von 2 eine Schnittansicht des drahtlosen Leistungssensors 100 und (b) von 2 ist eine Ansicht, die eine Spule 20 zeigt.
Mit Bezug auf 2 kann der drahtlose Leistungssensor 100 einen oberen Kern 10, einen unteren Kern 15, eine Spule 20, eine gedruckte Platine 22 und eine Antenne 26 aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die gedruckte Platine 22 Halbleiterelemente, beispielsweise passive Elemente und IC-Chips, die einen erntenden Schaltungsabschnitt (nicht gezeigt) bilden, und eine nachstehend zu beschreibende daran montierte Drahtlossendungs-Steuerung (nicht gezeigt) haben.
Hier kann die Spule 20 eine erste Spule 20a und eine zweite Spule 20b aufweisen.
Die erste Spule 20a kann einen ersten induzierten Strom ausgeben, der einem von einer AC-Stromleitung induzierten Magnetfeld entspricht, und die zweite Spule 20b kann einen zweiten induzierten Strom ausgeben, der dem von der AC-Stromleitung induzierten Magnetfeld entspricht.
Hier wird der erste induzierte Strom zu dem an der gedruckten Platine 22 montierten erntenden Schaltungsabschnitt gesendet, um eine antreibende Leistungsquelle zu erzeugen, und der zweite induzierte Strom kann ein Strom zum Messen eines Stroms sein, der durch die AC-Stromleitung aus der Drahtlossendungs-Steuerung fließt, die von der antreibenden Leistungsquelle betrieben wird, die von dem erntenden Schaltungsabschnitt erzeugt wird.
Hier kann ein zentraler Abgriff ct der ersten Spule 20a und der zweiten Spule 20b gemeinsam mit einer Erdung der gedruckten Platine 22 verbunden sein.
Ein erstes Ausgabeende out1 der ersten Spule 20a kann den ersten induzierten Strom zu einem Energieernte-Schaltungsabschnitt senden, und ein zweites Ausgabeende out2 der zweiten Spule 20b kann den zweiten induzierten Strom zu der Drahtlossendungs-Steuerung senden.
In einer Ausführungsform können die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b integral gebildet sein oder separat voreinander sein und durch den zentralen Abgriff ct miteinander verbunden sein, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Hier ist eine Anzahl von Windungen der ersten Spule 20a 1 bis 4 Mal eine Anzahl von Windungen der zweiten Spule 20b, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Hier, wenn die Anzahl von Windungen der ersten Spule 20a weniger als 1 Mal die Anzahl von Windungen der zweiten Spule 20b ist, kann eine Induktanz sich auswirken, wenn der erntende Schaltungsabschnitt eine antreibende Leistungsquelle erzeugt. Und, wenn die Anzahl von Windungen der ersten Spule 20a mehr als 4 Mal die Anzahl von Windungen der zweiten Spule 20b ist, kann eine Induktanz sich nicht auswirken, wenn der erntende Schaltungsabschnitt eine antreibende Leistungsquelle erzeugt, aber ein Wirkungsgrad kann nicht hoch sein da eine Größe des unteren Kerns 15 zunimmt.
Ferner kann die Antenne 26 durch Messung des zweiten induzierten Stroms gewonnene, von der Drahtlossendungs-Steuerung erzeugte Messdaten zu einer externen Vorrichtung senden.
Hier kann die Antenne 26 eine kleine Antenne vom helikalen Typ sein, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Ferner ist (a) von 3 eine Schnittansicht des drahtlosen Leistungssensors 100 und ist (b) von 3 eine Ansicht, die die Spule 20 zeigt.
Mit Bezug auf 3 kann der drahtlose Leistungssensor 100 den oberen Kern 10, den unteren Kern 15, die Spule 20, die gedruckte Platine 22 und die Antenne 26 aufweisen.
Der obere Kern 10, die gedruckte Platine 22 und die Antenne 26 sind in 2 gezeigt, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Der untere Kern 15 kann einen ersten unteren Kern 15a und einen zweiten unteren Kern 15b aufweisen.
Hier repräsentieren der erste untere Kern 15a und der zweite untere Kern 15b jeweils einen Abschnitt, um den die erste Spule 20a bzw. die zweite Spule 20b gewickelt ist.
Der erste untere Kern 15a kann die herumgewickelte erste Spule 20a haben und kann eine Dicke oder eine Breite haben, die größer als die des zweiten unteren Kerns 15b ist, um den die zweite Spule 20b gewickelt ist, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Hier kann die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b mit einem Erdungsende g verbunden sein, um gemeinsam mit der Erdung der gedruckten Platine 22 verbunden zu sein.
Ferner kann das erste Ausgabeende out1 der ersten Spule 20a den ersten induzierten Strom ausgeben, und kann das zweite Ausgabeende out2 der zweiten Spule 20b den zweiten induzierten Strom ausgeben.
[4]
4 ist ein Blockdiagram, das eine Steuerkonfiguration des in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensors zeigt.
Mit Bezug auf 4 kann der drahtlose Leistungssensor 100 einen Stromwandler 110, einen Energieernte-Schaltungsabschnitt 120 und eine Drahtlossendungs-Steuerung 170 aufweisen.
Erstens kann der Stromwandler 110 den oberen Kern 10, den unteren Kern 15 und die Spule 20, die in 2 und 3 gezeigt sind, aufweisen.
Der Stromwandler 110 kann mit einer AC-Stromleitung gekoppelt sein, um einen ersten induzierten Strom I1 und einen zweiten induzierten Strom I2 auszugeben, die durch ein Magnetfeld induziert sind, das von einem durch die AC-Stromleitung fließenden Strom erzeugt ist.
Hier kann der Stromwandler 110 als der untere Kern 15 implementiert sein, wie in 2 und 3 gezeigt, und die Spule 20 kann die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b aufweisen, die konfiguriert sind, den ersten induzierten Strom I1 und den zweiten induzierten Strom I2 auszugeben.
Der Energieernte-Schaltungsabschnitt 120 kann einen Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt 130, einen Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 und einen linearen Regler 150 aufweisen.
Der Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt 130 kann einen Gleichrichter 132 und einen Spannungsdopplerabschnitt 134 aufweisen.
Der Gleichrichter 132 kann eine erste Spannung Vac, die dem ersten induzierten Strom I1 entspricht, in eine DC-Spannung Vdc1 umwandeln. Hier kann der Gleichrichter 132 eine Brückenschaltung sein, die als eine Vielzahl von Dioden oder Schalterelementen implementiert ist, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Ferner kann der Gleichrichter 132 einen Glättungskondensator (nicht gezeigt) aufweisen, der die DC-Spannung Vdc1 glättet.
Der Spannungsdopplerabschnitt 134 kann die DC-Spannung Vdc1 auf eine zweite Spannung Vdc2 verdoppeln. Hier kann der Spannungsdopplerabschnitt 134 die DC-Spannung Vdc1 verdoppeln oder vervierfachen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 kann Zeit verzögern, bis die zweite Spannung Vdc2 auf über eine Referenzspannung ansteigt, und dann die zweite Spannung Vdc2 ausgeben.
Das heißt, der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 kann eine Schalter-Schaltung aufweisen, die konfiguriert ist, einen Einschaltvorgang durchzuführen, wenn die zweite Spannung Vdc2 höher als die Referenzspannung ist, um die zweite Spannung Vdc2 zu dem linearen Regler 150 auszugeben.
Hier kann die Schalter-Schaltung aufweisen: einen Verzögerungskondensator (nicht gezeigt), der konfiguriert ist, die zweite Spannung Vdc2 zu laden, um höher als die Referenzspannung zu sein, und eine Schalter-Schaltung (nicht gezeigt), die konfiguriert ist, die zweite Spannung Vdc2 zu dem linearen Regler 150 auszugeben, wenn eine in den Verzögerungskondensator geladene Lade-Spannung höher als die Referenzspannung ist.
Eine Ladekapazität des Verzögerungskondensators kann gemäß der Referenzspannung variieren, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Ferner kann der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 mittels passiver Elemente, beispielsweise des Verzögerungskondensators und eines Widerstands, Zeit verzögern, um während eines Anfangsstarts dem Schalterelement eine Leistungsquelle zuzuführen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Der lineare Regler 150 kann die aus dem Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 ausgegebene zweite Spannung Vdc2 in eine antreibende Leistungsquelle Vcc umwandeln.
Das heißt, der lineare Regler 150 kann die antreibende Leistungsquelle Vcc ausgeben, die um eine vorgegebene Spannung gesunken ist, wenn die antreibende Leistungsquelle Vcc von der zweiten Spannung Vdc2 erzeugt ist.
Die Drahtlossendungs-Steuerung 170 kann einen messenden Widerstand 172, einen Analog-Digital (AD) Umsetzer 174 und einen Datengenerator 176 aufweisen.
Der messende Widerstand 172 kann mit beiden Enden der zweiten Spule 20b verbunden sein.
Das heißt, wie in 2 beschrieben, wenn die zweite Spule 20b mit dem zentralen Abgriff ct verbunden ist, der messende Widerstand 172 zwischen dem zentralen Abgriff ct und dem zweiten Ausgabeende out2 verbunden ist, um den zweiten induzierten Strom I2 zu messen.
Ferner, wie in 3 beschrieben, wenn die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b mit dem Erdungsende g verbunden sind, der messende Widerstand 172 zwischen dem Erdungsende g und dem zweiten Ausgabeende out2 verbunden ist, um den zweiten induzierten Strom I2 zu messen.
Mit anderen Worten, der messende Widerstand 172 kann ein Widerstand zum Messen des zweiten induzierten Stroms I2 sein.
Ein AD-Umsetzer 174 kann ein durch den messenden Widerstand 172 fließendes analoges Stromsignal in ein digitales Signal umsetzen.
Das heißt, der AD-Umsetzer 174 kann ein analoges Stromsignal in ein digitales Signal dd, das dem Analogen entspricht, umsetzen durch Abtasten des analogen Stromsignals gemäß einer gesetzten Abtastanzahl.
Der Datengenerator 176 kann von der antreibenden Leistungsquelle Vcc, die von dem linearen Regler 150 ausgegeben wird, betrieben werden, um Messdaten-Daten zu erzeugen, die dem digitalen Signal dd entsprechen.
Hier kann der Datengenerator 176 Werte des digitalen Signals dd lesen, um Messdaten-Daten zu erzeugen, die den Werten des digitalen Signals dd entsprechen.
Hier können die Messdaten-Daten dem zweiten induzierten Strom I2 entsprechen und einem durch die AC-Stromleitung fließenden Strom entsprechen.
Danach kann der Datengenerator 176 die Messdaten-Daten zu der Antenne 26 strahlen, um die Daten zu einer externen Vorrichtung (nicht gezeigt) zu senden.
5 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltungskonfiguration zeigt, die in dem in 1 gezeigten drahtlosen Leistungssensor enthalten ist.
Mit Bezug auf 5 kann der drahtlose Leistungssensor 100 aufweisen: eine Spule 20, die die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b aufweist, den Energieernte-Schaltungsabschnitt 120, der den Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt 130, den Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 und den linearen Regler 150 aufweist, und die Drahtlossendungs-Steuerung 170.
Die erste Spule 20a und die zweite Spule 20b sind sekundäre Spulen des Stromwandlers 110 und können den ersten induzierten Strom I1 und den zweiten induzierten Strom I2 ausgeben.
Der Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt 130 kann den Gleichrichter 132 und den Spannungsdopplerabschnitt 134 aufweisen.
Der Gleichrichter 132 kann die erste Spannung Vac, die dem von der ersten Spule 20a ausgegebenen ersten induzierten Strom I1 entspricht, in die DC-Spannung Vdc1 umwandeln. Hier kann der Gleichrichter 132 eine Brückenschaltung sein, die als eine Vielzahl von Dioden D implementiert ist.
Ferner kann der Gleichrichter 132 einen Glättungskondensator Cp aufweisen, der die DC- Spannung Vdc1 glättet.
Der Spannungsdopplerabschnitt 134 kann die DC-Spannung Vdc1 auf die zweite Spannung Vdc2 verdoppeln. Hier kann der Spannungsdopplerabschnitt 134 die durch Verdoppeln der DC-Spannung Vdc1 gewonnene zweite Spannung Vdc2 ausgegeben.
Hier kann der Spannungsdopplerabschnitt 134 einen ersten Kondensator C1, einen zweiten Kondensator C2, eine erste Diode D1 und eine zweite Diode D2 aufweisen.
In einer Ausführungsform repräsentiert der Spannungsdopplerabschnitt 134 eine Spannungsdopplerschaltung, aber in einem Fall einer Spannungsvervierfacherschaltung kann eine Anzahl von Kondensatoren und eine Anzahl von Dioden anders sein, und ist nicht darauf beschränkt.
Erstens kann der erste Kondensator C1 mit dem Gleichrichter 132 verbunden sein, und die erste Diode D1 und die zweite Diode D2 können mit einer Seite des ersten Kondensators C1 verbunden sein. Schließlich kann der zweite Kondensator C2 mit der zweiten Diode D2 verbunden sein.
Der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 kann Zeit verzögern, bis die zweite Spannung Vdc2 über die gesetzte Referenzspannung angestiegen ist, und dann die zweite Spannung Vdc2 ausgeben.
Hier kann der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 aufweisen: einen Verzögerungskondensator Cr, der konfiguriert ist, die zweite Spannung Vdc2 zu laden, um höher als die Referenzspannung zu sein, und eine Schalter-Schaltung SW, die konfiguriert ist, die zweite Spannung Vdc2 zu dem linearen Regler 150 auszugeben, wenn die in den Verzögerungskondensator Cr geladene Lade-Spannung höher als die Referenzspannung ist.
Hier kann das Schalterelement SW eine Rücksetz-IC sein, der tätig wird, wenn die in den Verzögerungskondensator Cr geladene Lade-Spannung größer als oder gleich der Referenzspannung ist, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Ferner kann der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 140 als ein passives Element, beispielsweise der Verzögerungskondensator Cr und ein Widerstand (nicht gezeigt) implementiert sein, und kann verzögern, um die zweite Spannung Vdc auszugeben.
Der lineare Regler 150 kann die aus dem Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt 130 ausgegebene zweite Spannung Vdc2 in eine antreibende Spannung Vcc umwandeln.
Das heißt, der lineare Regler 150 kann die antreibende Leistungsquelle Vcc ausgeben, die um eine vorgegebene Spannung gesunken ist, wenn die antreibende Leistungsquelle Vcc von der zweiten Spannung Vdc2 erzeugt ist.
Die Drahtlossendungs-Steuerung 170 kann den messenden Widerstand 172, den AD-Umsetzer 174 und den Datengenerator 176 aufweisen.
Hier kann der messende Widerstand 172 zwischen dem zweiten Ausgabeende out2 der zweiten Spule 20b und dem zentralen Abgriff ct oder dem Erdungsende g verbunden sein.
Wenn der von der zweiten Spule 20b ausgegebene zweite induzierte Strom I2 eingegeben wird, kann der messende Widerstand 172 einen analogen Strom Is2 ausgeben.
Hier kann der analoge Strom Is2 ein zu dem messenden Widerstand 172 fließender Strom sein, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Der AD-Umsetzer 174 kann den Strom Is2 in das digitale Signal dd umsetzen.
Danach kann der Datengenerator 174 Messdaten-Daten erzeugen, die dem digitalen Signal dd entsprechen, um über die Antenne 26 die Messdaten-Daten zu einer externen Vorrichtung zu senden.
In einer Ausführungsform sind der AD-Umsetzer 174 und der Datengenerator 174 als separate Konfigurationen beschrieben, können aber als ein einziger Prozessor implementiert sein, und ist nicht darauf beschränkt.
Das heißt, die Drahtlossendungs-Steuerung 170 wird betrieben von der antreibenden Leistungsquelle Vcc und kann in vorgegebenen Zeitintervallen über die Antenne 26 Messdaten-Daten zu einer externen Vorrichtung senden.
Hier kann, nachdem ein Anfangsstart erfolgt ist, die Drahtlossendungs-Steuerung 170 die zweite Spannung Vdc2 steuern, um dem linearen Regler 150 zugeführt zu werden ohne eine Zeitverzögerung durch Betreiben des Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitts 140.
6 ist ein Zeitdiagramm, das den ersten induzierten Strom und den zweiten induzierten Strom zeigt, die in 5 gezeigt sind.
Erstens zeigt (a) von 6 den ersten induzierten Strom I1 und den zweiten induzierten Strom I2, die allgemein von einer einzigen Spule ausgegeben werden, und zeigt (b) von 6 den ersten induzierten Strom I1 und den zweiten induzierten Strom I2, die durch Anwenden der ersten Spule 20a und der zweiten Spule 20b gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgegeben werden.
Das heißt, mit Bezug auf (a) von 6 ist der erste induzierte Strom I1 ein Strom, um die der Drahtlossendungs-Steuerung 170 zuzuführende antreibende Leistungsquelle Vcc zu erzeugen, und ist der zweite induzierte Strom I2 ein Strom, um einen durch die AC-Stromleitung fließenden Strom zu messen, um Messdaten-Daten zu erzeugen.
Allgemein antwortet der drahtlose Leistungssensor durch Klassifizieren eines erntenden Modus zum Erzeugen einer antreibenden Leistungsquelle Vcc und eines Messungsmodus zum Erzeugen von Messdaten-Daten, so dass der Modus in einer Strommessungssektion in (a) von 6 umgewandelt ist.
Hier, wie in (a) von 6 gezeigt, wird ein stabiles analoges Stromsignal in der Strommessungssektion erzeugt, so dass Messdaten-Daten normalerweise erzeugt werden können.
Jedoch kann an einem Eintrittspunkt der Strommessungssektion ein Signalpegel des Stromsignals nicht stabil sein, und eine Schaltung kann implementiert sein durch ein zusätzliches Schalterelement zur Modusumstellung.
Hier werden der erste induzierte Strom I1 und der zweite induzierte Strom I2 in (b) von 6 von jeder der ersten Spule 20a und der zweiten Spule 20b ausgegeben, und der erste induzierte Strom I1 kann dem erntenden Schaltungsabschnitt stabil zugeführt werden und der zweite induzierte Strom I2 kann der Drahtlossendungs-Steuerung 170 zugeführt werden, ohne wie in (a) von 6 die Modusumstellung durchzuführen.
7 bis 9 sind beispielhafte Ansichten, die Betriebe des drahtlosen Leistungssensors gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigen.
7 bis 9 sind beispielhafte Ansichten, die Betriebe des drahtlosen Leistungssensors gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigen.
Erstens zeigen 7 und 8 einen Strompfad des in 5 gezeigten Schaltungsdiagramms, und ist 9 ein Zeitdiagramm, das zeigt: einen in den Verzögerungskondensator Cr geladenen Lade-Strom, einen Zeitpunkt, an dem die zweite Spannung Vdc zugeführt wird, und einen Zeitpunkt, an dem die antreibende Spannung Vcc zugeführt wird.
Mit Bezug auf 7 kann die zweite Spannung Vdc in den Verzögerungskondensator Cr des Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitts 140 geladen werden, so dass die zweite Spannung Vdc, die durch Verdoppeln der ersten Spannung Vac, die dem ersten induzierten Strom I1 entspricht, gewonnen wird, wenn der drahtlose Leistungssensor 100 anfänglich gestartet wird, um die gesetzte Referenzspannung ansteigt.
Hier zeigt 7 einen ersten Strompfad ①, um die zweite Spannung Vdc2 in den Verzögerungskondensator Cr zu laden.
Hier zeigt 9, dass die in den Verzögerungskondensator Cr geladene zweite Spannung Vdc2 um eine gesetzte Referenzspannung ansteigt.
Da hier das Schalterelement SW des Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitts 140 nicht von der zweiten Spannung Vdc2 in 9 betrieben wird und das Schalterelement SW nicht von der antreibenden Leistungsquelle Vcc in 5 betrieben wird, kann der lineare Regler 140 nicht arbeiten.
Ferner mit Bezug auf 7 kann der zweite induzierte Strom I2 keinen Strompfad bilden, da die antreibende Leistungsquelle Vcc nicht der Drahtlossendungs-Steuerung 170 zugeführt wird.
8 zeigt einen zweiten Strompfad ②, in dem die in den Verzögerungskondensator Cr geladene Lade-Spannung um eine gesetzte Referenzspannung ansteigt, und das Schalterelement SW arbeitet, um dem linearen Regler 150 die zweite Spannung Vdc2 zuzuführen ②.
Ferner zeigt 8 einen dritten Strompfad ③, in dem die antreibende Leistungsquelle Vcc zu der Drahtlossendungs-Steuerung 170 durch einen Betrieb des linearen Reglers 150 ausgegeben wird, nachdem der zweite Strompfad ② gebildet ist.
Hier können der zweite Strompfad ② und der dritte Strompfad ③ mit einer vorgegebenen Zeitdifferenz gebildet werden, jedoch ist die Zeitdifferenz sehr klein und kann vernachlässigt werden.
Das heißt, wie in 9 gezeigt, an einem Zeitpunkt, an dem die geladene Spannung durch die Referenzspannung erhöht ist, kann die zweite Spannung Vdc2 über den zweiten Strompfad ② an den linearen Regler 150 angelegt werden, und die antreibende Spannung Vcc kann über den dritten Strompfad ③ an die Drahtlossendungs-Steuerung 170 angelegt werden.
Der drahtlose Leistungssensor gemäß der Ausführungsform hat einen Vorteil darin, dass die Drahtlossendungs-Steuerung 170 problemlos arbeiten kann durch Anlegen der zweiten Spannung Vdc2, die der ersten Spannung Vac entspricht, die durch einen kleinen Strom induziert wird während eines Anfangsstarts mit einer Zeitverzögerung, um eine antreibende Leistungsquelle Vcc zu erzeugen, die fähig ist, die Drahtlossendungs-Steuerung 170 anzutreiben.
Mit Bezug auf 8 kann ferner ein vierter Strompfad ④ gebildet werden, über den der zweite induzierte Strom I2 dem messenden Widerstand 172 zugeführt wird.
Hier, wenn der Drahtlossendungs-Steuerung 170 die antreibende Leistungsquelle Vcc zugeführt wird, um die Drahtlossendungs-Steuerung 170 zu betreiben, kann der vierte Strompfad ④ gebildet werden.
Danach kann der AD-Umsetzer 174 einen fünften Strompfad ⑤ bilden durch Umsetzen des von dem vierten Strompfad ④ zugeführten analogen Stroms in ein digitales Signal dd, um das digitale Signal dd zu dem Datengenerator 176 auszugeben.
Schließlich kann der Datengenerator 176 Messdaten-Daten, die dem digitalen Signal dd entsprechen, erzeugen, um die Messdaten-Daten zu einer externen Vorrichtung zu senden ⑥.
In einer Ausführungsform kann der fünfte Strompfad ⑤ Datenkommunikation entsprechen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
10 ist eine Perspektivansicht, die den drahtlosen Leistungssensor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Mit Bezug auf 10 kann ein drahtloser Leistungssensor 200 ein oberes Gehäuse 201 und ein unteres Gehäuse 205 aufweisen.
(a) von 10 ist eine Ansicht, in der das obere Gehäuse 201 und das untere Gehäuse 205 gekoppelt sind, (b) von 10 ist eine Ansicht, in der das obere Gehäuse 201 und das untere Gehäuse 205 entkoppelt sind. 10 zeigt eine gewisse Ausführungsform und kann je nach Kopplungsverfahren differieren, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Wenn das obere Gehäuse 201 und das unteren Gehäuse 205 gekoppelt sind, kann der drahtlose Leistungssensor 200 einen Raum S haben, durch den eine AC-Stromleitung (nicht gezeigt) hindurchgeht.
Hier kann der drahtlose Leistungssensor 200 einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom (nicht gezeigt) ausgeben, die von einem durch die AC-Stromleitung fließenden Magnetfeld induziert sind.
Das obere Gehäuse 201 kann einen darin montierten oberen Kern (nicht gezeigt) haben, und das untere Gehäuse 205 kann einen unteren Kern (nicht gezeigt), um den eine Spule (nicht gezeigt), die den ersten induzierten Strom und den zweiten induzierten Strom ausgibt, gewickelt ist, und eine darin montierte gedruckte Platine haben.
An einer Außenfläche des unteren Gehäuses 205 kann ein Antennenmuster 226 gebildet sein.
Das heißt, das Antennenmuster 226 kann Messdaten zu einer externen Vorrichtung senden, ähnlich wie die in 1 bis 3 beschriebene Antenne 26.
11 und 12 sind Schnittansichten, die den in 10 gezeigten drahtlosen Leistungssensor zeigen.
Mit Bezug auf 11 und 12 kann der drahtlose Leistungssensor 200 einen oberen Kern 210, einen untere Kern 215, eine Spule 220, eine gedruckte Platine 222 und ein Antennenmuster 226 aufweisen.
In einer Ausführungsform kann die gedruckte Platine 222 Halbleiterelemente, beispielsweise passive Elemente und IC Chips, die einen erntenden Schaltungsabschnitt (nicht gezeigt) bilden, und eine nachstehend beschriebene daran montierte Drahtlossendungs-Steuerung (nicht gezeigt) haben.
Ferner kann an der gedruckten Platine 222 ein Impedanzanpassungsmuster (nicht gezeigt) zur Impedanzanpassung mit dem Antennenmuster 226 gebildet sein.
Hier kann das Impedanzanpassungsmuster mit dem Antennenmuster 226 über eine C-Klemme 224 elektrisch verbunden sein. Ferner kann das Impedanzanpassungsmuster ein Muster für eine LC-Resonanzschaltung, die einen Induktor und einen Kondensator aufweist, entsprechend einer Frequenz eines Funksignals sein, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Die C-Klemme 224 ist an einer Rückfläche der gedruckten Platine 222 montiert und kann mit dem Antennenmuster 226 elektrisch kontaktiert sein.
Das Antennenmuster 226 kann an mindestens einer der Außenflächen des unteren Gehäuses 205 gebildet sein, und kann durch das Impedanzanpassungsmuster eingegebene Messdaten zu einer externen Vorrichtung senden, während es die C-Klemme 224 durch ein in dem unteren Gehäuse 205 gebildetes Durchgangsloch kontaktiert.
Hier kann das Antennenmuster 226 über ein an einer Innenseitenfläche des Durchgangslochs gebildetes Kupferfolienmuster in Kontakt mit der C-Klemme 224 gebracht werden oder über ein in die Innenseitenfläche des Durchgangslochs eingesetztes leitfähiges Metall in Kontakt mit der C-Klemme 224 gebracht werden.
Eine Breite und eine Länge des Antennenmusters 226 kann gemäß einer Sendefrequenz festgelegt werden, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Als solches ist das an einer Außenseite des unteren Gehäuses 205 gebildete Antennenmuster 226 mit dem an der gedruckten Platine 222 gebildeten Impedanzanpassungsmuster verbunden, um dadurch ein Volumen dessen zu reduzieren und Rauschen eines Signals zu reduzieren.
Ferner kann das Antennenmuster 226 einen Freiheitsgrad im Antennendesign vergrößern, wie beispielsweise Ändern einer Form einer Antenne und Vergrößern einer Länge eines Musters, unter Beibehaltung eines kompakten Miniaturisierungsproduktdesignkonzepts des drahtlosen Leistungssensors 200 und kann drahtlose Sendungs- und Empfangsleistung verbessern.
Ferner können der obere Kern 210, der untere Kern 215 und die Spule 220 in einer gleichen Form wie der obere Kern 10, der untere Kern 15 und die Spule 20, die in 2 gezeigt sind, gebildet sein und eine detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
Merkmale, Strukturen, Wirkungen, etc., die in den obigen Ausführungsformen beschrieben sind, sind in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten, und sind nicht notwendigerweise auf nur eine Ausführungsform beschränkt. Ferner können die Merkmale, Strukturen, Wirkungen, etc., die in jeder Ausführungsform gezeigt sind, von Fachleuten des Fachgebiets, zu dem die Ausführungsformen gehören, für andere Ausführungsformen kombiniert oder modifiziert werden. Dementsprechend sind Inhalte, die sich auf solche Kombinationen und Modifikationen beziehen, als im Rahmen der vorliegenden Offenbarung enthalten aufzufassen.
Ferner, obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf die Ausführungsformen gegeben worden ist, sind diese bloß veranschaulichend und beschränken nicht die vorliegenden Offenbarung, und es versteht sich, dass Fachleute fähig sind, die vorliegende Offenbarung verschiedenartig zu modifizieren und abzuändern, ohne von den wesentlichen Eigenschaften der Ausführungsformen abzuweichen. Zum Beispiel kann jede in den Ausführungsformen spezifisch gezeigte Komponente modifiziert werden. Und Unterschiede in Bezug auf diese Modifikationen und Anwendungen sind als in dem in den angefügten Ansprüchen definierten Rahmen der vorliegenden Offenbarung enthalten aufzufassen.

Claims

Drahtloser Leistungssensor, aufweisend: einen Stromwandler (110), der konfiguriert ist, einen ersten induzierten Strom und einen zweiten induzierten Strom auszugeben, die von einem Magnetfeld erzeugt sind, das von einer Wechselstromleitung induziert ist; einen Energieernte-Schaltungsabschnitt (120), der konfiguriert ist, eine antreibende Leistungsquelle durch den ersten induzierten Strom zu erzeugen; und eine Drahtlossendungs-Steuerung (170), die konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden und Messdaten, die dem zweiten induzierten Strom entsprechen, zu einer externen Vorrichtung zu senden.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 1, wobei der Stromwandler (110) aufweist: einen oberen Kern (10); einen unteren Kern (15); und eine Spule (20), die um den unteren Kern (15) gewickelt ist und den ersten induzierten Strom und den zweiten induzierten Strom ausgibt, die von dem durch den oberen Kern (10) und den untere Kern (15) fließenden Magnetfeld erzeugt sind.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 2, wobei die Spule (20) aufweist: eine erste Spule (20a), die den ersten induzierten Strom ausgibt; und eine zweite Spule (20b), die gemeinsam mit der ersten Spule (20a) durch einen zentralen Abgriff geerdet ist und den zweiten induzierten Strom ausgibt, und vorzugsweise wobei eine Anzahl von Windungen der ersten Spule (20a) 1 bis 4 Mal eine Anzahl von Windungen der zweiten Spule (20b) ist.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 3, wobei der untere Kern (15) aufweist: einen ersten unteren Kern (15a), um den die erste Spule (20a) gewickelt ist; und einen zweiten unteren Kern (15b), der zwischen dem oberen Kern (10) und dem ersten unteren Kern (15a) gebildet ist und um den die zweite Spule (20b) gewickelt ist, und vorzugsweise wobei der erste untere Kern (15a) dicker als eine Dicke des zweiten unteren Kerns (25b) oder breiter als eine Breite des zweiten unteren Kerns (15b) ist.
Drahtloser Leistungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Energieernte-Schaltungsabschnitt (120) aufweist: einen Spannungsdoppler-Schaltungsabschnitt (130), der konfiguriert ist, eine erste Spannung, die dem ersten induzierten Strom entspricht, auf eine zweite Spannung zu verdoppeln; einen Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt (140), der konfiguriert ist, die zweite Spannung auszugeben, wenn die zweite Spannung höher als eine gesetzte Referenzspannung ist; und einen linearen Regler (150), der konfiguriert ist, die aus dem Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt (140) ausgegebene zweite Spannung in die antreibende Leistungsquelle umzuwandeln, um die antreibende Leistungsquelle auszugeben.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 5, wobei der Zeitverzögerung-Schaltungsabschnitt (140) eine Schalter-Schaltung aufweist, die konfiguriert ist, einen Einschaltvorgang durchzuführen, wenn die zweite Spannung höher als die Referenzspannung ist, um die zweite Spannung zu dem linearen Regler (150) auszugeben, und vorzugsweise wobei die Schalter-Schaltung aufweist: einen Verzögerungskondensator (Cr), der konfiguriert ist, die zweite Spannung zu laden, um höher als die Referenzspannung zu sein; und ein Schalterelement (SW), das konfiguriert ist, einen Einschaltvorgang durchzuführen, wenn eine in den Verzögerungskondensator (Cr) geladene Lade-Spannung höher als die Referenzspannung ist, um die zweite Spannung zu dem linearen Regler (150) auszugeben.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 5 oder 6, wobei der lineare Regler (150) die zweite Spannung in die antreibende Leistungsquelle umwandelt durch Verringern der zweiten Spannung um eine vorgegebene Spannung, dann die antreibende Leistungsquelle zu der Drahtlossendungs-Steuerung (170) ausgibt.
Drahtloser Leistungssensor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Drahtlossendungs-Steuerung (170) aufweist: einen messenden Widerstand (172), der konfiguriert ist, den zweiten induzierten Strom zu messen; einen Analog-Digital (AD) Umsetzer (174), der konfiguriert ist, ein von dem messenden Widerstand (172) gemessenes analoges Stromsignal in ein digitales Signal umzusetzen; und einen Datengenerator (176), der konfiguriert ist, von der antreibenden Leistungsquelle betrieben zu werden, um die Messdaten, die dem digitalen Signal entsprechen, zu erzeugen, dann die Messdaten zu der externen Vorrichtung zu senden, und vorzugsweise wobei die Spule (20) eine erste Spule, die den ersten induzierten Strom ausgibt, und eine zweite Spule, die den zweiten induzierten Strom ausgibt, aufweist, und wobei der messende Widerstand (172) mit beiden Enden der zweiten Spule (20b) verbunden ist.
Drahtloser Leistungssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend: ein oberes Gehäuse (201) mit dem darin eingebauten Stromwandler (110); und ein unteres Gehäuse (205), das von dem oberen Gehäuse (201) abnehmbar ist und mit einer gedruckten Platine (222) versehen ist, die den Energieernte-Schaltungsabschnitt (120) und die Drahtlossendungs-Steuerung (170) hat, wobei an einer Außenfläche des unteren Gehäuses (205) ein Antennenmuster (226) gebildet ist, das konfiguriert ist, die von der Drahtlossendungs-Steuerung (170) erzeugten Messdaten zu einer externen Vorrichtung zu senden.
Drahtloser Leistungssensor nach Anspruch 9, wobei die gedruckte Platine (222) mit einem Impedanzanpassungsmuster versehen ist, das mit dem Antennenmuster resonant ist, und wobei das Antennenmuster (226) über ein in dem unteren Gehäuse (205) gebildetes Durchgangsloch mit dem Impedanzanpassungsmuster verbunden ist, um die Messdaten bei einer gesetzten Resonanzfrequenz zu senden, und vorzugsweise wobei der drahtlose Leistungssensor ferner aufweist: eine C-Klemme (224), die in das untere Gehäuse (205) eingesetzt ist und konfiguriert ist, das Impedanzanpassungsmuster und das Antennenmuster (226) elektrisch zu verbinden.