KR20190064451A - 전류 센서 및 전류 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 측정 저항기 (16) 및 적어도 하나의 제 1 홀딩 핀 (22a) 을 사용하여 측정 저항기 (16) 상에 고정되는 회로 캐리어 (18) 를 갖는, 특히 배터리 (14), 특히 차량 배터리의 전류를 측정하기 위한 전류 센서 (10) 에 관한 것으로, 측정 저항기 (16) 양단의 전압 강하를 검출하기 위한 측정 회로 (20) 가 회로 캐리어 (18) 상에 제공된다. 제 1 홀딩 핀 (22a) 은 전기 전도성 재료로 이루어지고 측정 저항기 (16) 에 열 전도적으로 연결된다. 또한, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도 신호 (40) 를 검출하여 출력하는 적어도 하나의 검출 유닛 (42) 이 제공된다.

Description

전류 센서 및 전류 측정 방법{CURRENT SENSOR AND METHOD FOR MEASURING AN ELECTRIC CURRENT}
본 발명은 전류 센서 및 이러한 전류 센서를 사용하여 특히 배터리의 전류를 측정하는 방법에 관한 것이다. 전류 센서는 적어도 하나의 측정 저항기와 적어도 하나의 제 1 홀딩 핀을 사용하여 측정 저항기 상에 고정되는 회로 캐리어를 갖는다. 측정 저항기 양단의 전압 강하를 검출하기 위한 측정 회로가 회로 캐리어 상에 제공된다.
이러한 전류 센서들은 종래 기술로부터 알려져 있다. 측정 저항기 양단의 전압 강하는 측정 회로를 사용하여 식별된다. 측정 저항기의 알려진 전기 저항이 주어지면, 결정된 전압 강하를 사용하여 옴의 법칙을 통해 측정 저항기를 통해 흐르는 전류의 세기를 식별할 수 있고, 그 결과로 배터리의 충전 상태에 대한 결론을 도출할 수 있다. 이를 위해, 회로 캐리어 상에 추가 전기 기술적 컴포넌트들이 또한 제공될 수 있고, 예를 들어 측정된 전압 강하에 의존하는 출력 신호를 출력하는 평가 유닛을 들 수 있다.
그러나, 측정 저항기의 전기 저항은 특히 측정 저항기의 온도에 따라 달라진다. 측정 저항기의 온도와 결과적으로 전기 저항은 외부 영향으로 인해 또는 전류가 흐르는 것으로 인한 가열 때문에 변할 수 있다.
그러므로 종래 기술로부터 알려진 것은 측정 저항기의 온도 및/또는 온도 변화를 결정하고 상기 값들을 사용하여 평가 유닛의 출력 신호를 보정하는 방법들이다.
예를 들어, 이를 위해, 온도 센서는 측정 저항기에 접착 본딩되고, 이 온도 센서의 온도 신호는 부가적인 전기 라인을 통해 회로 캐리어로, 특히 평가 디바이스로 전송된다. 그러나, 온도 센서의 접착 본딩은 매우 복잡하다. 또한, 회로 캐리어에 온도 신호를 전송하려면 추가 라인이 필요하다.
대안으로서, 회로 캐리어 상에 온도 센서를 배치하고 매우 우수한 열 전도성을 갖는 소자, 예를 들어 홀딩 핀에 의해 상기 온도 센서를 측정 저항기에 커플링시키는 것이 공지되어 있다. 측정 저항기의 가열은 측정 저항기와 온도 센서에 열적으로 커플링된 소자들 또는 홀딩 핀의 가열로 이어진다. 상기 가열은 온도 센서에 의해 측정되고 온도 신호로서 출력될 수 있다. 그러나, 긴 전송 경로로 인해, 그러한 시스템은 지연된 방식으로 온도의 변화에 반응한다. 또한, 열 전도성이 매우 우수한 소자들은 열 저항을 가지고 있기 때문에, 온도 센서에 존재하는 온도가 측정 저항기의 온도에서 약간 벗어날 수 있다.
본 발명의 목적은 보다 정확하게 전류를 측정할 수 있는 전류 센서 및 전류 측정 방법을 제공하는 것이다. 전류 센서는 또한 간단하고 튼튼한 디자인을 가지며 생산 비용 면에서 효율적인 것으로 의도된다.
목적을 달성하기 위해, 전류 센서, 특히 배터리의 전류를 측정하기 위한 전류 센서, 특히 적어도 하나의 측정 저항기 및 적어도 하나의 제 1 홀딩 핀을 사용하여 측정 저항기 상에 고정되는 회로 캐리어를 갖는 차량 배터리의 전류 센서가 제공된다. 측정 저항기 양단의 전압 강하를 검출하기 위한 측정 회로가 회로 캐리어 상에 제공된다. 제 1 홀딩 핀은 전기 전도성 재료로 구성되며 측정 저항기에 열 전도성으로 연결된다. 또한, 제 1 홀딩 핀의 온도 신호를 검출 및 출력하기 위한 적어도 하나의 검출 유닛이 제공된다.
측정 저항기에 대한 열적 커플링으로 인해, 측정 저항기의 온도 변화는 홀딩 핀 및 그 특성, 특히 그 전기적 특성에 직접적인 영향을 미친다. 상기 변화는 검출 유닛을 사용하여 검출되고, 온도 보상을 위해 회로 캐리어 또는 평가 유닛에 전송되는 온도 신호를 직접 결정하는데 사용된다. 출력 신호는 상기 온도 신호에 따라 결정될 수 있다.
따라서 제 1 홀딩 핀은 측정 신호 또는 온도를 전송하는데 사용되지 않지만 온도 신호를 직접 결정하는데 사용된다. 따라서 전송으로 인한 전력 손실이나 지연이 최소화될 수 있으며, 그 결과 온도 또는 온도 신호의 보다 정확하고 빠른 식별이 가능하고 결과적으로 출력 신호의 보다 정확한 온도 보상도 가능하다.
제 1 홀딩 핀은 바람직하게 회로 캐리어의 홀딩 기능만을 갖는 홀딩 핀이며, 말하자면 전압 강하를 검출하는 기능을 갖고 있지 않은 홀딩 핀이다. 따라서, 전압 강하의 측정으로 인한 제 1 홀딩 핀에 대한 영향이 배제될 수 있다.
검출 유닛은, 예를 들면, 제 1 홀딩 핀의 전기 저항을 검출하는 저항 측정 디바이스를 갖는다. 온도 신호는 검출된 전기 저항에 의존한다. 이미 언급한 바와 같이, 전기 전도체의 전기 저항은, 특히, 전기 전도체의 온도에 의존한다. 따라서, 전기 전도체의 전기 저항을 식별함으로써, 그 온도를 추론하는 것이 가능하다. 예를 들어, 이를 위해, 측정 저항기의 전기 저항에 대한 온도의 의존성은 예를 들어 온도/저항 곡선의 형태로 미리 결정되고, 상기 곡선은 검출 유닛 또는 평가에 저장된다. 따라서, 연관된 온도는 결정된 전기 저항에 대해 식별될 수 있고 대응하는 온도 신호가 출력될 수 있다.
저항 측정 디바이스는 홀딩 핀 전체 또는 홀딩 핀의 단지 서브영역의 전기 저항을 결정할 수 있다. 결정된 저항으로부터 온도 및/또는 온도 변화를 추론할 수 있도록, 예를 들어 온도 및 전기 저항의 의존성이 사전에 결정되고 평가 유닛에 저장되는데 사용되는 측정 경로에 대해 알려지기만 하면 된다.
제 1 홀딩 핀은 회로 캐리어 및 측정 저항기에 전기적으로 연결될 수 있고, 회로 캐리어는 기준 전류를 홀딩 핀에 인가하기 위한 기준 전류 회로를 가질 수 있다. 가능한 한 정확하게 제 1 홀딩 핀의 저항을 식별할 수 있도록, 알려진 크기를 갖는 기준 전류가 홀딩 핀에 인가되고, 제 1 홀딩 핀 또는 제 1 홀딩 핀의 서브 영역 양단의 전압 강하가 저항 측정 디바이스를 사용하여 검출된다. 홀딩 핀의 저항은 알려진 기준 전류 및 검출된 전압 강하로부터 결정될 수 있다. 기준 전류는, 예를 들어, 고도의 정확도로 적절한 회로에 의해 공급되는, 정확히 알려져 있고 규정된 전류일 수 있다. 그러나, 기준 전류는 또한, 상기 기준 전류가 기준 전류 회로에 의해 공급될 때 매우 정확한 전류 측정에 의해 식별될 수 있다. 적용된 기준 전류가 홀딩 핀의 정확한 전기 저항을 식별하기 위해 매우 정확하게 알려지기만 하면 된다. 예를 들어, 기준 전류의 진폭도 변할 수 있다. 기준 전류 회로는 예를 들어 회로 캐리어 상에 제공될 수 있다.
저항 측정 디바이스는 가능한 한 가장 단순하고 콤팩트하며 견고한 방식으로 전류 센서를 설계할 수 있도록 회로 캐리어 상에 제공되는 것이 바람직하다. 제 1 홀딩 핀의 저항 또는 제 1 홀딩 핀 양단의 전압 강하를 검출할 수 있도록, 제 1 홀딩 핀 상에서 서로 이격된 2 개의 측정 지점이 필요하다. 상기 측정 지점들 중 하나는 제 1 홀딩 핀의 회로 캐리어로의 전기 접촉-연결에 의해 제공될 수 있다. 제 2 측정 지점은 예를 들어 측정 저항기에 접촉 연결되는 제 1 홀딩 핀의 단부이다. 제 2 측정 지점을 회로 캐리어에 또는 저항 측정 디바이스에 전기적으로 접촉-연결하기 위해, 예를 들어 측정 저항기 및 평가 유닛에 전기적으로 연결되는 제 2 홀딩 핀이 제공된다. 이 경우의 제 1 홀딩 핀, 제 2 홀딩 핀 및 측정 저항기는 제 1 홀딩 핀 양단의 전기 저항 또는 전압 강하를 검출하기 위한 회로를 형성한다. 이미 존재하는 홀딩 핀들이 사용되므로 추가 컴포넌트들이 요구되지 않는다.
제 2 홀딩 핀은 회로 캐리어에 대해 단지 하나의 홀딩 기능을 갖는 홀딩 핀일 수 있다. 그러나, 제 2 홀딩 핀은 또한 전류 전달 홀딩 핀일 수도 있으며, 이 핀은 측정 저항기 양단에 걸리는 부하 전류의 전압 강하를 검출하는데 사용된다.
제 2 홀딩 핀은 마찬가지로 측정 저항기에 열적으로 연결될 수 있으므로 측정 저항기의 온도 변화의 경우 그 저항도 변하게 된다. 이 실시형태에서, 2 개의 홀딩 핀들의 전기 저항 또는 2 개의 홀딩 핀들 양단의 전압 강하가 결정되어 온도 신호를 결정하는데 사용된다.
제 2 홀딩 핀의 위치에 따라, 측정 저항기의 온도가 2개의 상이한 지점에서 측정될 수 있고 및/또는 측정 저항기의 평균 온도가 결정될 수 있다.
측정 회로는 제 1 및/또는 제 2 홀딩 핀에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 홀딩 핀들은 추가로 사용되어 부하 전류를 검출할 수 있다.
부하 전류가 측정되며, 즉, 측정 저항기 양단의 전압 강하가 검출되고, 제 1 및/또는 제 2 홀딩 핀의 저항이 예를 들어 시간 오프셋 또는 교번 방식으로 검출되어, 동일한 홀딩 핀들이 두 측정들 모두에 사용되는 경우 측정들의 상호 영향이 배제될 수 있다. 선택적으로, 기준 전류 회로는 또한 측정 회로의 측정 주파수보다 2 또는 2의 배수의 인수만큼 더 큰 스위칭 주파수에서 기준 전류를 공급할 수 있으며, 결과적으로 측정 저항기 양단의 전압 강하의 검출시 기준 전류의 영향이 필터링되거나 계산될 수 있다.
검출 유닛은 바람직하게는 제 1 및/또는 제 2 홀딩 핀의 저항의 신속한 측정을 보장하기 위해 전류원의 스위칭 주파수에 대응하는 주파수에서 온도 신호를 결정한다.
선택적으로, 검출 유닛은 또한 보다 느린 신호 처리의 경우에 온도 신호를 버퍼 저장할 수 있도록 온도 신호를 버퍼 저장하기 위한 메모리를 가질 수 있다.
전체 측정 저항기의 보다 정확한 온도 측정이 요구되거나 측정 저항기에 대한 온도 분포가 정확하게 식별되도록 의도된다면, 적어도 2 개 이상의 검출 유닛들이 또한 제공될 수 있으며, 여기서 검출 유닛들의 제 1 홀딩 핀들은 서로 이격된 방식으로 측정 저항기 상에 배열된다.
온도 신호를 검출하는데 사용되는 홀딩 핀들은 바람직하게 낮은 기준 전류를 사용하여 용이하게 측정될 수 있는 전압 강하들을 달성할 수 있도록 높은 온도 계수 및/또는 높은 저항을 갖는 재료로 구성된다.
목적을 달성하기 위해, 상술된 전류 센서를 갖는 배터리의 전류를 측정하기 위한 방법이 또한 제공되며, 상기 방법은 다음 단계들을 갖는다:
- 상기 측정 회로를 이용하여 상기 측정 저항기 양단의 전압 강하를 검출하는 단계,
- 적어도 하나의 제 1 홀딩 핀 및/또는 제 2 홀딩 핀의 온도 신호를 결정하는 단계,
- 전압 강하 및 온도 신호에 의존하는 출력 신호를 결정하는 단계.
제 1 및/또는 제 2 홀딩 핀의 온도 의존 특성은 온도 신호를 사용하여 바람직하게 결정된다.
추가의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 다음의 설명에서 찾을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전류 센서의 제 1 실시형태의 개략도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 전류 센서의 제 2 실시형태의 개략도를 도시한다.
도 1은 배터리 (14) 의 부하 전류 (12) 를 측정하기 위한 전류 센서 (10) 를 도시한다. 배터리 (14) 는 예를 들어 차량 배터리이며, 그 충전 상태 또는 건강 상태는 부하 전류 (12) 를 측정하는 방식으로 정의되는 것으로 의도된다.
전류 센서 (10) 는 배터리 (14) 의 부하 전류 (12) 가 측정 저항기 (16) 를 통해 완전히 흐르도록 배터리 (14) 에 전기적으로 연결될 수 있는 측정 저항기 (16) 를 갖는다. 전류 센서 (10) 는 또한 측정 회로 (20) 가 제공되는 회로 캐리어 (18) 를 갖는다. 회로 캐리어 (18) 는 복수의 홀딩 핀 (22a, 22b, 22c, 22d) 을 사용하여 측정 저항기 (16) 상에 홀딩된다.
측정 회로 (20) 는 각각의 홀딩 핀 (22c, 22d) 에 의해 측정 저항기 (16) 에 전기적으로 연결된 제 1 측정 컨택트 (24) 와 제 2 측정 컨택트 (26) 를 가지며, 여기서 측정 컨택트 (24, 26) 는 이격된 지점에서 측정 저항기 (16) 에 대한 전류 방향으로 전기적으로 접촉-연결된다.
측정 저항기 (16) 양단의 부하 전류 (12) 의 전압 강하는 측정 콘택트 (24, 26) 에 의해 검출된다. 측정 회로 (20) 는 평가 유닛 (32) 의 입력부 (30) 에 연결되고, 평가 유닛 (32) 은 검출된 전압 강하로부터 출력 신호 (34) 를 결정하고 출력부 (36) 에서 상기 출력 신호를 출력한다. 측정 저항기 (16) 의 알려진 전기 저항이 주어지면, 옴의 법칙에 의해 출력 신호 (34) 로부터 측정 저항기 (16) 를 통해 흐르는 전류를 식별하는 것이 가능하다.
측정 저항기 (16) 의 전기 저항은 온도에 의존한다. 측정 저항기 (16) 의 온도 변화는 부하 전류 (12) 에 기인하여 또는 외부 영향에 기인하여 일어날 수 있으며, 상기 온도의 변화는 측정 저항기 (16) 의 전기 저항의 변화로 이어진다.
측정 결과를 향상시키기 위해, 평가 유닛 (32) 은 온도 신호 (40) 에 대한 또 다른 입력부 (38) 를 가지며, 여기서 출력 신호 (34) 는 검출된 전압 강하 및 온도 신호 (40) 로부터 결정된다. 따라서, 검출된 전압 강하는 온도 신호 (40) 를 사용하여 보정된다.
온도 신호 (40) 를 검출하기 위해, 측정 저항기 (16) 에 열적으로 및 전기적으로 연결되는 제 1 홀딩 핀 (22a) 이 사용된다. 열적 커플링으로 인해, 측정 저항기 (16) 의 온도 변화는 제 1 홀딩 핀 (22a) 에 대한 직접적인 효과를 가지며, 즉 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도는 측정 저항기 (16) 의 온도에 대략 상응한다.
또한, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도 의존 특성을 검출하기 위한 검출 유닛 (42) 이 제공된다. 검출 유닛 (42) 은 회로 캐리어 (18) 상에 배열된다. 여기에 도시된 실시형태에서, 온도 의존 특성은 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 전기 저항이다. 그러나, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 다른 온도 의존 특성이 또한 검출되는 것을 배제하지 않는다.
검출 유닛 (42) 은 제 1 홀딩 핀 (22a) 양단의 전압 강하를 검출하기 위한 전압 측정 회로 (44) 를 갖는다. 제 1 홀딩 핀 (22a) 은 회로 기판 (18) 에 연결된 제 1 단부 (46) 를 통해 전압 측정 회로 (44) 의 제 1 입력부 (48) 에 전기적으로 연결된다. 단부가 측정 저항기 (16) 에 연결되는, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 제 2 단부 (50) 는 측정 저항기 (16) 및 제 2 홀딩 핀 (22b) 에 의해 전압 측정 회로 (44) 의 제 2 입력부 (52) 에 전기적으로 연결된다. 따라서, 전압 측정 회로 (44) 는 전체 제 1 홀딩 핀 (22a) 양단의 전압 강하를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 홀딩 핀 (22a) 에 또는 제 1 홀딩 핀 (22a), 측정 저항기 (16) 및 제 2 홀딩 핀 (22b) 으로부터 형성된 회로에 정의된 기준 전류를 인가할 수 있는 기준 전류 회로 (54) 가 제공된다. 기준 전류 회로 (54) 는 라인 (56) 에 의해 배터리 (14) 에 전기적으로 연결되어, 기준 전류 회로 (54) 를 위한 별도의 전원이 필요하지 않다. 또한, 라인 (56) 과 제 1 홀딩 핀 (22a) 사이의 전기적 연결을 확립 또는 분리하기 위한 스위치 (58) 가 제공된다.
측정 저항기 (16) 의 온도 변화는 열적 커플링으로 인해 제 1 홀딩 핀 (22a) 에 직접적인 영향을 미친다. 즉, 제 1 홀딩 핀 (22a) 은 대략 측정 저항기 (16) 의 온도를 갖는다.
제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도를 검출하기 위해, 공지된 크기의 기준 전류가 스위치 (48) 를 닫음으로써 제 1 홀딩 핀 (22a) 에 인가된다. 기준 전류는, 예를 들어, 고도의 정확도로 적절한 회로에 의해 공급되는, 정확히 알려져 있고 규정된 전류일 수 있다. 그러나, 기준 전류는 또한, 상기 기준 전류가 기준 전류 회로에 의해 공급될 때 매우 정확한 전류 측정에 의해 식별될 수 있다. 적용된 기준 전류가 홀딩 핀의 정확한 전기 저항을 식별하기 위해 매우 정확하게 알려지기만 하면 된다. 예를 들어, 기준 전류의 진폭도 변할 수 있다.
제 1 홀딩 핀 (22a) 이 전기 저항을 가지기 때문에, 전압은 제 1 홀딩 핀 (22a) 양단에서 강하된다. 상기 전압 강하는 전압 측정 디바이스 (44) 를 사용하는 입력들 (48, 52) 에 의해 검출된다. 기준 전류의 전압 강하 및 전류 강도 모두가 알려져 있기 때문에, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 저항 R은 옴의 법칙 R = U/I 에 의해 결정될 수 있다.
측정 저항기 (16) 의 전기 저항은 매우 낮아서 상기 전기 저항이 전압 강하의 검출을 위해 무시될 수 있다. 마찬가지로 제 2 홀딩 핀 (22b) 의 전기 저항도 무시할 수 있을 정도로 작게 선택될 수 있다. 대안으로서, 상기 전기 저항은 미리 식별되고 결정된 전압 강하로부터 계산될 수 있다.
검출 유닛은 또한 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도와 전기 저항 사이의 비율 (이 비율은 미리 결정됨) 이 예를 들어 온도/저항 곡선의 형태로 저장되는 메모리를 갖는다. 검출 유닛 (42) 은 저장된 데이터의 도움으로 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 결정된 전기 저항으로부터 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도를 결정할 수 있고 온도에 의존하는 온도 신호 (40) 를 평가 유닛 (32) 에 출력한다.
평가 유닛 (32) 은 측정 저항기 (16) 의 전기 저항 또는 검출된 전압 강하로부터 결정된 전압 측정 신호의 온도 보상이 발생할 수 있도록 온도 신호 (40) 를 사용하여 측정 저항기 (16) 의 온도를 식별할 수 있다. 측정 저항기 (16) 의 정확하고 보상된 전기 저항 또는 보정된 전압 측정 신호를 사용하여, 측정 저항기 (16) 를 통해 흐르는 전류를 결정하는데 사용되는 정확한 출력 신호가 결정될 수 있다.
따라서 측정 저항기의 전기 저항의 온도 보상은 측정 저항기 (16) 의 온도에 의존하는 온도 신호 (40) 에 의해 일어나며, 여기서 별도의 온도 센서 및 회로 캐리어 (18) 와 측정 저항기 (16) 사이의 추가 측정 연결은 필요하지 않다. 회로 캐리어 (18) 에 대한 홀딩 기능을 갖는 제 1 홀딩 핀 (22a) 만이 온도 식별을 위해 사용된다.
전술한 실시형태에서, 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 전기 저항은 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 제 2 단부(50) 의 전압 측정 회로 (44) 에 대한 전기적 접촉-연결을 위해 사용되는 회로 캐리어 (18) 에 대한 홀딩 기능만을 마찬가지로 갖는 제 2 홀딩 핀에 의해 식별되며, 여기서 측정 저항기 (16) 와 제 2 홀딩 핀 (22b) 의 전기 저항은 검출된 전압 강하로부터 무시되거나 계산된다.
선택적으로, 제 2 홀딩 핀 (22b) 은 또한 측정 저항기 (16) 에 열적으로 연결될 수 있어서, 상기 제 2 홀딩 핀이 마찬가지로 측정 저항기 (16) 의 온도를 대략적으로 가지며, 즉 상기 제 2 홀딩 핀의 전기 저항도 측정 저항기 (16) 의 온도에 의존한다. 본 실시형태에서, 온도 신호 (40) 는 제 1 홀딩 핀 (22a) 및 제 2 홀딩 핀 (22b) 모두의 온도 또는 온도 변화에 의존한다.
제 1 홀딩 핀 (22a) 과 제 2 홀딩 핀 (22b) 은 거의 동일한 온도가 예상되는 측정 저항기 (16) 의 영역에 배치되어 제 1 홀딩 핀 (22a) 과 제 2 홀딩 핀 (22b) 이 거의 동일한 온도를 가질 수 있다. 상기 온도는 두 개의 홀딩 핀들 (22a, 22b) 의 부가된 전기 저항에 기초하여 온도/저항 곡선이 결정되는 전술된 방법을 사용하여 결정될 수 있다.
선택적으로, 제 1 홀딩 핀 (22a) 및 제 2 홀딩 핀 (22b) 은 홀딩 핀들 (22a, 22b) 이 다르게 가열되도록 상이한 온도를 갖는 측정 저항기 (16) 의 영역에 배치될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 결정된 온도 또는 온도 신호는 홀딩 핀들 (22a, 22b) 의 온도의 평균값, 즉 측정 저항기 (16) 의 온도의 평균값에 대응한다. 측정 저항기 (16) 의 상대 온도 분포 또는 홀딩 핀들 (22a, 22b) 사이의 상대 온도차가 알려진 경우, 온도 분포는 또한 온도 신호 (40) 에 기초하여 추정될 수 있다.
기준 전류는 제 1 홀딩 핀 (22a) 을 통해 측정 저항기 (16) 로 흐르고, 부하 전류 (12) 와 함께 주로 흐른다. 그러나, 기준 전류는 또한 측정 저항기 (16) 양단에 전압 강하를 발생시키며, 이 전압 강하는 측정 회로 (20) 를 사용하여 검출된다. 측정 저항기 (16) 양단에 걸리는 부하 전류 (12) 의 전압 강하를 정확하게 검출하기 위해서는, 측정 저항기 (16) 에서의 부하 전류 (12) 의 전압 강하를 측정 저항기 (16) 에서의 기준 전류의 전압 강하로부터 분리하거나 또는 측정 회로 (20) 를 사용하여 측정된 전체 전압 강하 중에서 기준 전류의 전압 강하를 필터링하는 것이 필요하다.
신호를 분리하기 위한 제 1 옵션은 측정 주파수 또는 스위칭 주파수에서 주기적으로 측정 저항기 (16) 양단에 걸리는 부하 전류 (12) 의 전압 강하 및 제 1 홀딩 핀 (22a) 양단에 걸리는 기준 전류의 전압 강하를 구현하는 것으로 이루어지며, 여기서 측정 회로의 측정 주파수 및 검출 유닛 (42) 의 스위칭 주파수는 측정 저항기 (16) 양단에 걸리는 부하 전류 (12) 의 전압 강하 및 홀딩 핀 (22a) 양단에 걸리는 기준 전류의 전압 강하만이 각각의 경우에 검출되도록, 즉 양쪽 전압 강하의 동시 검출이 일어나지 않도록 선택된다.
대안으로서, 기준 전류 회로 (54) 는 부하 전류 측정으로부터 신호를 필터링하는 것을 가능하게 하는 스위칭 주파수에서 기준 전류를 공급할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 주파수는 측정 회로 (20) 의 측정 주파수보다 2 또는 2의 배수의 인수가 더 클 수 있다.
대안의 실시형태에서, 홀딩 핀 (22c, 22d) 은 또한 측정 저항기 (16) 양단의 부하 전류 (12) 의 전압 강하를 검출하는데 사용되는 제 2 홀딩 핀으로서 사용될 수 있다 (도 2).
이러한 실시형태의 경우, 기준 전류는 홀딩 핀 (22c, 22d) 에 전압 강하를 발생시키며, 이 전압 강하는 부하 전류 (12) 의 전압 강하와 함께 측정 회로 (20) 를 사용하여 검출된다. 이 실시형태의 경우, 부하 전류 (12) 를 검출하고 제 1 홀딩 핀 또는 홀딩 핀들 (22a, 22b, 22c, 22d) 의 전기 저항을 검출하기 위한 신호가 상호 영향을 미치지 않거나 그러한 영향이 개별 신호로부터, 예를 들어 도 1을 참조하여 상술한 방법에 의해 필터링될 수 있음이 보장되어야 한다.
측정 저항기 (16) 의 정확한 온도 분포가 검출되도록 의도되면, 복수의 제 1 홀딩 핀 (22a) 이 또한 제공될 수 있으며, 여기서 각각의 제 1 홀딩 핀 (22a) 에 대한 각각의 온도 신호가 결정된다.
제 1 홀딩 핀 (22a) 의 전기 저항에 대한 대안으로서, 온도 신호 (40) 는 또한 제 1 홀딩 핀의 또 다른 온도 의존 특성에 의존할 수 있다.
제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도 의존 특성이 검출 유닛 (42) 에 의해 검출되고, 상기 온도 의존성 특성에 의존하는 온도 신호 (40) 가 출력되기만 하면 되며, 이 온도 신호는 평가 유닛의 출력 신호의 보정 또는 조정을 위해 사용된다.

Claims (11)

  1. 전류 센서 (10), 특히 배터리 (14), 특히 차량 배터리의 전류를 측정하기 위한 전류 센서 (10) 로서,
    적어도 하나의 측정 저항기 (16) 및 적어도 하나의 제 1 홀딩 핀 (22a) 을 사용하여 상기 측정 저항기 (16) 상에 고정되는 회로 캐리어 (18) 를 갖고,
    상기 측정 저항기 (16) 양단의 전압 강하를 검출하기 위한 측정 회로 (20) 가 상기 회로 캐리어 (18) 상에 제공되며,
    상기 제 1 홀딩 핀 (22a) 은 전기 전도성 재료로 이루어지고 상기 측정 저항기 (16) 에 열 전도적으로 연결되며,
    상기 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 온도 신호 (40) 를 검출하고 출력하는 적어도 하나의 검출 유닛 (42) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 유닛 (42) 은 제 1 홀딩 핀 (22a) 의 전기 저항을 검출하기 위한 저항 측정 디바이스를 갖고, 그리고 상기 온도 신호 (40) 는 검출된 상기 전기 저항에 의존하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 홀딩 핀 (22a) 은 상기 회로 캐리어 (18) 및 상기 측정 저항기 (16) 에 전기적으로 연결되고, 그리고 상기 회로 캐리어 (18) 는 기준 전류를 홀딩 핀 (22a) 에 적용하기 위한 기준 전류 회로 (54) 를 갖는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 측정 저항기 (16) 및 상기 검출 유닛 (42) 에 전기적으로 연결되는 제 2 홀딩 핀 (22b, 22c, 22d) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 측정 회로 (20) 는 상기 제 1 홀딩 핀 (22a) 및/또는 상기 제 2 홀딩 핀 (22b) 에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 전류 회로 (54) 는 상기 측정 회로 (20) 의 측정 주파수보다 2 또는 2의 배수의 인수만큼 더 큰 스위칭 주파수에서 상기 기준 전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 유닛 (42) 은 상기 기준 전류 회로 (54) 의 스위칭 주파수에 대응하는 주파수에서 상기 온도 신호 (40) 를 결정하는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 유닛 (42) 은 상기 온도 신호 (40) 를 버퍼 저장하기 위한 메모리를 갖는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 검출 유닛들 (42) 이 제공되고, 상기 검출 유닛들 (42) 의 상기 제 1 홀딩 핀들 (22a) 은 서로 이격되는 방식으로 상기 측정 저항기 (16) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 전류 센서.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 전류 센서 (10) 를 갖는 배터리의 전류를 측정하기 위한 방법으로서,
    - 측정 회로 (20) 를 사용하여 측정 저항기 (16) 양단의 전압 강하를 검출하는 단계,
    - 제 1 홀딩 핀 (22a) 및/또는 제 2 홀딩 핀 (22b) 의 온도 신호 (40) 를 결정하는 단계,
    - 상기 전압 강하 및 상기 온도 신호 (40) 에 의존하는 출력 신호 (34) 를 결정하는 단계를 갖는, 배터리의 전류를 측정하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 측정 저항기 (16) 의 온도 의존 특성은 상기 온도 신호 (40) 를 사용하여 결정되고, 그리고 상기 출력 신호 (34) 는 상기 측정 저항기 (16) 의 온도 의존 특성을 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리의 전류를 측정하기 위한 방법.
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