SI21580A - Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije - Google Patents
Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije Download PDFInfo
- Publication number
- SI21580A SI21580A SI200300178A SI200300178A SI21580A SI 21580 A SI21580 A SI 21580A SI 200300178 A SI200300178 A SI 200300178A SI 200300178 A SI200300178 A SI 200300178A SI 21580 A SI21580 A SI 21580A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- integrated
- area
- signal processing
- integrated circuit
- silicon chip
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 10
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010755 BS 2869 Class G Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/181—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using coils without a magnetic core, e.g. Rogowski coils
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R22/00—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters
- G01R22/06—Arrangements for measuring time integral of electric power or current, e.g. electricity meters by electronic methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
- H01F38/28—Current transformers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Senzor električnega toka je integrirana tuljavica (2, 2', 2''), ki obkroža področje (3) za obdelavo analognega signala ter področje (4) za obdelavo digitalnega signala. Lahko pa sta na silicijevem čipu (1) izvedeni dve druga od druge odmaknjeni integrirani tuljavici (2', 2'') pri čemer vsaka od integriranih tuljavic (2', 2'') obkroža svoje področje (3) oziroma (3') za obdelavo njenega analognega signala, področje (4) za obdelavo digitalnega signala pa leži med obema integrirnima tuljavicama (2', 2''). Predlagani tokovni senzor ne potrebuje napajalnega toka, manjša pa je tudi temperaturna odvisnost njegovega signala.ŕ
Description
ISKRAEMECO, merjenje in upravljanje energije, d. d. Savska loka 4, 4000 Kranj
Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije
Izum se nanaša na integrirano vezje, ki je predvideno za merilnik električne energije in ki na enem samem silicijevem čipu obsega celoten merilni sistem, ki vključuje senzor električnega toka, področje za obdelavo analognega signala in področje za obdelavo digitalnega signala.
Izum je po mednarodni klasifikaciji patentov uvrščen v razred G 01R 21/00.
Naloga izuma je predlagati integrirano vezje za merilnik električne energije, ki bo opremljeno s takšnim tokovnim senzorjem, da bodo motilni vplivi odpravljeni v naj večji možni meri.
Poznani so številni merilniki električne energije, ki so opremljeni z integriranim senzorjem električnega toka in z analogno ter digitalno elektroniko. Z njo se ob 2 dela senzorski signal in izračunajo parametri bremenu oddajane električne moči, kot so efektivni tok, energija, moč, fazni kot in drugi.
Motilni vplivi so v največji možni meri odpravljeni, s tem da so vsi omenjeni merilnikovi sklopi integrirani na enem samem silicijevem čipu. Tako se tudi pri ceneni izvedbi merilnika električne energije zagotovita zadostna merilna točnost in velika zanesljivost, želi pa se izboljšati dolgoročna časovna stabilnost delovanja.
Silicijev čip takšne vrste je opisan na primer v poglavju 2.9.7 v knjigi Martin Kahmann (izdajatelj), Elektrische Energie, elektronisch gemessen, 1994, VDEVerlag GmbH, Berlin ter Offenbach. Kot integrirani senzor električnega tokaje uporabljen Hallov senzor, ki je na primer integriran v CMOS tehnologiji. Ta odjema magnetno polje, ki je merilo za jakost električnega toka skozi breme. Hallov senzorje občutljiv na temperaturne spremembe in mehanske obremenitve silicijevega čipa ter za napajanje porablja električni tok. Temperaturna odvisnost se sicer kompenzira, je pa zaradi toleranc faktor izboljšanja omejen. Mehanske napetosti v silicijevem čipu po eni strani zaradi piezoresistivnosti povečajo preostalo (offset) napetost Hallovega senzorja, po drugi strani pa je njegova neponovljiva temperaturna odvisnost posledica piezo-Hallovega efekta. To so razlogi za slabšo merilno točnost in časovno stabilnost Hallovega senzorja. Da se odpravijo mehanske napetosti, se sicer uporabi poseben okrov ali postopek bondiranja, tokovni porabi pa se ne da izogniti.
Navedena naloga je rešena z integriranim vezjem uvodoma navedene vrste, katerega značilnost po izumu je zajeta v označujočem delu prvega patentnega zahtev3 ka. Značilnosti nadaljnjih izvedbenih primerov po izumu so opredeljene v podzahtevkih.
Izum bo v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa izvedbenih primerov ter pripadajočega načrta, ki prikazuje na sl. 1 osnovni izvedbeni primer integriranega vezja po izumu za merilnik električne energije in sl. 2 nadaljnji izvedbeni primer integriranega vezja po izumu.
Integrirano vezje, ki je predvideno za merilnik električne energije, je izvedeno na enem samem silicijevem čipu 1 in obsega senzor električnega toka, ki je po izumu ena integrirana tuljavi ca 2 ali dve diferencialno nameščeni integrirani tuljavici 2', 2, področje 3 za obdelavo analognega signala ter področje 4 za ob delavo digitalnega signala (sl. 1 in 2).
V osnovnem izvedbenem primeru integrirana tuljavica 2 obkroža področje 3 z vezjem za obdelavo analognega signala ter področje 4 za obdelavo digitalnega signala (sl. 1).
V nadaljnjem izvedbenem primeru integriranega vezja po izumu sta na silicijevem čipu 1 izvedeni dve druga od druge odmaknjeni integrirani tuljavici 2', 2, ki sta diferencialno priključeni (sl. 2). Vsaka od integriranih tuljavic 2', 2 prednostno obkroža svoje področje 3 oziroma 3' za obdelavo analognega meril nega signala svoje tuljavice, področje 4 z a obdelavo digitalnega signala pa leži med obema integriranima tuljavicama 2', 2.
V osnovnem izvedbenem primeru znotraj integrirane tuljavice 2 pravokotno prebadajo silicijev čip 1 silnice B magnetnega polja, ki je merilo za jakost električ nega toka skozi breme. V nadaljnjem izvedbenem primeru pa silnice B magnetnega polja pravokotno prebadajo silicijev čip 1 znotraj prve integrirane tuljavice 2' z ene strani in znotraj druge integrirane tuljavice 2 z druge strani, pri čemer sta gostoti obeh magnetnih polj prednostno enaki. Z diferencialno izvedbo se izloči vpliv zunanjega motilnega magnetnega polja.
Integrirana tuljavica 2; 2', 2 se na silicijevem čipu izvede po enem izmed stan dardnih postopkov v CMOS ali BiCMOS tehnologiji, čigar stroški s o nižji od stroškov za izdelavo Hallovega senzorja. Tudi sestavljanje (asembliranje) se lahko izvede po enem izmed znanih postopkov.
Integrirano vezje po izumu je izvedeno tako, da se v doslej poznani merilnik električne energije vstavi predlagani silicijev čip po enem od opisanih izvedbenih primerov, odvisno od izvedbe magnetnega sistema v merilniku.
V integrirani tuljavici 2; 2', 2 inducirana napetost se zatem procesira, prednostno po postopku, kije bil opisan v prijavitelj ičini patentni prijavi SI 200200166.
Predlagani induktivni tokovni senzor ne potrebuje napajalnega toka, manjša pa je tudi temperaturna odvisnost njegovega signala. Izboljšajo se tehnične značilnosti in merilna točnost tako izvedenega merilnika električne energije.
Claims (4)
- Patentni zahtevki1. Integrirano vezje, ki je predvideno za merilnik električne energije in ki na enem samem silicijevem čipu (1) obsega senzor električnega toka in področje (3) za obdelavo analognega signala ter področje (4) za obdelavo digitalnega signala, označeno s tem, daje senzor električnega toka integrirana tuljavica (2; 2', 2).
- 2. Integrirano vezje po zahtevku 1, označeno s tem, da integrirana tuljavica (2) obkroža področje (3) za obdelavo analognega signala ter področje (4) za obdelavo digitalnega signala.
- 3. Integrirano vezje po zahtevku 1 ali 2, označeno s tem, da sta na silicijevem čipu (1) izvedeni dve druga od druge odmaknjeni integrirani tuljavici (2', 2).
- 4. Integrirano vezje po zahtevku 3, označeno s tem, da vsaka od integriranih tuljavic (2', 2) obkroža svoje področje (3) oziroma (3') za obdelavo njenega analognega signala, področje (4) za obdelavo digitalnega signala pa leži med obema integriranima tuljavicama (2’, 2).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200300178A SI21580A (sl) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije |
| EP04468011A EP1498916A1 (en) | 2003-07-15 | 2004-07-15 | Integrated circuit provided for a watthour meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200300178A SI21580A (sl) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SI21580A true SI21580A (sl) | 2005-02-28 |
Family
ID=33476169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SI200300178A SI21580A (sl) | 2003-07-15 | 2003-07-15 | Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1498916A1 (sl) |
| SI (1) | SI21580A (sl) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2006246275B2 (en) | 2005-05-12 | 2010-12-23 | Corporation Nuvolt Inc. | Current sensor |
| US7679162B2 (en) | 2005-12-19 | 2010-03-16 | Silicon Laboratories Inc. | Integrated current sensor package |
| US7397234B2 (en) | 2005-12-19 | 2008-07-08 | Silicon Laboratories Inc. | Current sensor with reset circuit |
| WO2007075617A2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Silicon Laboratories Inc. | Current sensor |
| US7362086B2 (en) | 2005-12-19 | 2008-04-22 | Silicon Laboratories Inc. | Integrated current sensor |
| US7990132B2 (en) | 2006-06-30 | 2011-08-02 | Silicon Laboratories Inc. | Current sensor including an integrated circuit die including a first and second coil |
| US7821251B2 (en) | 2006-12-12 | 2010-10-26 | Silicon Laboratories Inc. | Current sensor |
| US7728578B2 (en) | 2008-05-15 | 2010-06-01 | Silicon Laboratories Inc. | Method and apparatus for high current measurement |
| KR101000710B1 (ko) * | 2008-10-20 | 2010-12-10 | 한국전력공사 | ＳｏＣ 기반 전력 계량 장치 |
| JP2018025569A (ja) * | 2017-11-17 | 2018-02-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | センサ装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910456A (en) * | 1988-12-22 | 1990-03-20 | Asea Brown Boveri Inc. | Electronic watt-hour meter with combined multiplier/integrator circuit |
| US5070317A (en) * | 1989-01-17 | 1991-12-03 | Bhagat Jayant K | Miniature inductor for integrated circuits and devices |
| US5831426A (en) * | 1996-08-16 | 1998-11-03 | Nonvolatile Electronics, Incorporated | Magnetic current sensor |
| US5793272A (en) * | 1996-08-23 | 1998-08-11 | International Business Machines Corporation | Integrated circuit toroidal inductor |
| US6300617B1 (en) * | 1998-03-04 | 2001-10-09 | Nonvolatile Electronics, Incorporated | Magnetic digital signal coupler having selected/reversal directions of magnetization |
-
2003
- 2003-07-15 SI SI200300178A patent/SI21580A/sl not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-07-15 EP EP04468011A patent/EP1498916A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1498916A1 (en) | 2005-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10690523B2 (en) | Shaft-integrated angle sensing device | |
| US6922052B2 (en) | Measuring device for contactless detecting a ferromagnetic object | |
| EP2682764B1 (en) | Current transducer for measuring an electrical current | |
| US6707293B2 (en) | 360-degree rotary position sensor having a magnetoresistive sensor and a hall sensor | |
| US7411382B2 (en) | Current detection apparatus | |
| US9182457B2 (en) | Isolated voltage transducer | |
| US9638767B2 (en) | Current sensor and attachment structure of the same | |
| EP3290932B1 (en) | Integrated current sensor using z-axis magnetoresistive gradiometer and lead frame current | |
| CN104583727A (zh) | 用于使用多极磁体来测量绝对角位置的布置、方法和传感器 | |
| SI21580A (sl) | Integrirano vezje, predvideno za merilnik električne energije | |
| DE60041707D1 (de) | Ein bezüglich eines geschlossenen kreises magnetoresistives stromsensorsystem mit aktiver nullpunktabweichung | |
| US4646011A (en) | Electronic angular position transmitter with toroidal core and rotatable magnet | |
| US9322638B2 (en) | Magnetic flux enhancer system between magnetic field generating means and rotor for reluctance type sensors | |
| CN205911911U (zh) | 一种电机磁编码器安装结构 | |
| CN101813479A (zh) | Tmr电子罗盘 | |
| EP0115391A2 (en) | Hall-effect position sensor apparatus | |
| US11802886B2 (en) | Zero-gauss-magnet for differential, twist-insensitive magnetic speed sensors | |
| CA2735220C (en) | System and method for sensing the periodic position of an object | |
| US6853179B2 (en) | Angle sensor for measuring magnetic field strength | |
| CN108732414A (zh) | 电流传感器及断路器 | |
| CN105606877B (zh) | 一种闭环tmr电流传感器 | |
| US11442074B1 (en) | Offset-reduced zero-gauss-magnet with polepiece for differential, twist-insensitive magnetic speed sensors | |
| CN220063003U (zh) | 一种抗磁干扰及对外无磁干扰的磁电编码器 | |
| Gilbert et al. | Linear hall-effect sensor ics | |
| CN217484492U (zh) | 一种电流型输出的三轴弱磁测量装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OO00 | Grant of patent |
Effective date: 20041116 |
|
| KO00 | Lapse of patent |
Effective date: 20120220 |