SK289120B6 - Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground - Google Patents
Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground Download PDFInfo
- Publication number
- SK289120B6 SK289120B6 SK85-2018A SK852018A SK289120B6 SK 289120 B6 SK289120 B6 SK 289120B6 SK 852018 A SK852018 A SK 852018A SK 289120 B6 SK289120 B6 SK 289120B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- differential amplifier
- voltage
- common ground
- power supply
- current
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyThe field of technology
Predmetom vynálezu je zapojenie na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi, ktoré je určené predovšetkým pre zdrojové aplikácie. Vynález patrí do oblasti meracej techniky a výkonovej elektroniky a umožňuje merať spínaný prúd meniča priamo z napätia indukčnosti aj je vhodný pre vysokonapäťové aplikácie.The subject of the invention is a connection for measuring the switching current with a differential amplifier on a common ground, which is intended primarily for source applications. The invention belongs to the field of measuring technology and power electronics and allows measuring the switching current of the converter directly from the inductance voltage and is suitable for high-voltage applications.
Doterajší stav technikyCurrent state of the art
Meranie prúdu je nutnou súčasťou každého spínaného meniča a je takmer vždy realizované pomocou prídavných prvkov - merací odpor, prúdový transformátor, Hallov snímač alebo prúd merajúci tranzistor. Každý spôsob merania prúdu je založený na inom princípe, a teda je vhodný pre inú aplikáciu, z čoho vyplývajú aj jeho vlastnosti. Všeobecne ide o prídavné prvky, ktoré je potrebné vhodne určiť a nadimenzovať.Current measurement is a necessary part of every switched converter and is almost always implemented using additional elements - measuring resistance, current transformer, Hall sensor or current measuring transistor. Each method of current measurement is based on a different principle and is therefore suitable for a different application, which also results in its properties. In general, these are additional elements that need to be appropriately determined and dimensioned.
Aplikácia meracieho odporu (Dale Li: Current Shunt & Voltage Measurement Reference Design for EV/HEV Automotive Battery Monitoring, In: TI Designs - Precision: Verified Design, TIDUA81, 2015) je spojená s precíznym dimenzovaním vzhľadom na stratový výkon a merací rozsah s ním spojenej prídavnej elektroniky.The application of the measuring resistance (Dale Li: Current Shunt & Voltage Measurement Reference Design for EV/HEV Automotive Battery Monitoring, In: TI Designs - Precision: Verified Design, TIDUA81, 2015) is associated with precise dimensioning with respect to the power loss and the measurement range with it connected additional electronics.
Aplikácia prúdového transformátora (TI: Three-Phase AC Current Measurement Using Current Transformer Reference Design, In: TI Designs, TIDUBK3A, 2016) je spojená s použitím rozmerného prvku, použiteľného len na meranie striedavých prúdov a s ním spojenej prídavnej elektroniky.The application of a current transformer (TI: Three-Phase AC Current Measurement Using Current Transformer Reference Design, In: TI Designs, TIDUBK3A, 2016) is associated with the use of a dimensional element, usable only for measuring alternating currents and additional electronics connected to it.
Aplikácia Hallovho snímača (Infineon: Current Sensing Using Linear Hall Sensors, In: Application Note, Sense and Control, 2009) je spojená s použitím prvku, využívajúceho Hallov efekt. Použitie tohto meracieho prvku je obmedzené jeho frekvenčným pracovným rozsahom.The application of the Hall sensor (Infineon: Current Sensing Using Linear Hall Sensors, In: Application Note, Sense and Control, 2009) is connected with the use of an element using the Hall effect. The use of this measuring element is limited by its frequency working range.
Aplikácia prúd merajúceho tranzistora (ON Semiconductor: Current Sensing Power MOSFETs, In: AND8093/D, 2017) je spojená s použitím špecifického prvku „meracieho tranzistora s ním spojenej prídavnej elektroniky. Inou možnosťou je využitie odporu RDSon MOSFET tranzistora na meranie prúdu (R. Pajer, M. Milanovič, B. Premzel, M. Rodič: MOS-FET as a Current Sensor in Power Electronics Converters, In: Sensors 2015, 15, 18061-18079; doi: 10.3390/s150818061), ale v tomto prípade je možné merať prúd tečúci len tranzistorom a len v jeho zopnutom stave. Ďalšou možnosťou je použitie doplňujúceho prúd merajúceho zapojenia tranzistora k výkonovému tranzistoru (T. Ribarich - International Rectifier: Enhancing switch-mode power petformance with RDS(on) current sensing, In: Power Systems Design: Empowering Global Innovation, 2014), ale aj v tomto prípade je možné merať len prúd tečúci tranzistorom.The application of the current measuring transistor (ON Semiconductor: Current Sensing Power MOSFETs, In: AND8093/D, 2017) is connected with the use of a specific element of the "measuring transistor" and additional electronics connected to it. Another option is to use the resistance of the RDSon MOSFET transistor to measure the current (R. Pajer, M. Milanovič, B. Premzel, M. Rodič: MOS-FET as a Current Sensor in Power Electronics Converters, In: Sensors 2015, 15, 18061-18079 ; doi: 10.3390/s150818061), but in this case it is possible to measure the current flowing only through the transistor and only in its switched state. Another option is to use an additional current-measuring transistor connection to the power transistor (T. Ribarich - International Rectifier: Enhancing switch-mode power performance with RDS(on) current sensing, In: Power Systems Design: Empowering Global Innovation, 2014), but also in in this case, only the current flowing through the transistor can be measured.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Zapojenie na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi pozostáva z troch častí.The connection for measuring the switching current with a differential amplifier on a common ground consists of three parts.
Prvá časť systému sníma napätie priamo na spínanej indukčnosti zariadenia. Toto napätie sa v tvarovacom obvode, napäťovom deliči a následne v diferenciálnom zosilňovači prevedie na zodpovedajúci tvar a hodnotu meraného prúdu indukčnosťou, ale vo forme napätia. Časová konštanta tvarovacieho obvodu musí byť zhodná s časovou konštantou indukčnosti meniča.The first part of the system senses the voltage directly on the switched inductance of the device. This voltage is converted into the corresponding shape and value of the measured current by inductance, but in the form of a voltage, in the shaping circuit, the voltage divider and subsequently in the differential amplifier. The time constant of the shaping circuit must be the same as the time constant of the inductance of the converter.
Druhú časť systému tvorí nízkofrekvenčný filter, ktorý potláča vysokofrekvenčné zložky a napäťový výstup, v ktorom je možné veľkosťou výstupného odporu vhodne nastaviť úroveň výstupného napätia zapojenia podľa potrieb ďalších zariadení (operačných zosilňovačov, prevodníkov atď.).The second part of the system consists of a low-frequency filter that suppresses high-frequency components and a voltage output, in which the level of the output voltage of the connection can be appropriately adjusted by the size of the output resistance according to the needs of other devices (operational amplifiers, converters, etc.).
Poslednú časť systému tvorí vlastný napájací zdroj, ktorý napája ostatné súčasti zapojenia. Vďaka tomuto zdroju je zapojenie úplne sebestačné (nie sú potrebné žiadne iné napájacie zdroje) a zároveň je zapojenie možné použiť aj vo vysokonapäťových aplikáciách, kde napätie výkonovej časti presahuje dovolené napätia pridruženej elektroniky.The last part of the system is its own power supply, which powers the other components of the connection. Thanks to this source, the connection is completely self-sufficient (no other power sources are needed) and at the same time, the connection can also be used in high-voltage applications, where the voltage of the power part exceeds the permissible voltages of the associated electronics.
Zapojenie na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi umožňuje merať prúd pretekajúci indukčnosťou bez prídavného snímača prúdu, a to priamo z napätia na indukčnosti.The connection for measuring the switched current with a differential amplifier on the common ground makes it possible to measure the current flowing through the inductance without an additional current sensor, directly from the voltage on the inductance.
Vynález dosahuje vysokú presnosť a dynamiku pri zachovaní všetkých vlastností klasických spôsobov merania prúdu a v porovnaní s pôvodnými riešeniami prináša ďalšie výhodné vlastnosti - nie je potrebný ďalší snímač prúdu (merací odpor, Hallov snímač...) a nie je potrebný žiaden ďalší napájací zdroj.The invention achieves high accuracy and dynamics while preserving all the features of classical current measurement methods and, compared to the original solutions, brings other advantageous features - no additional current sensor (measuring resistance, Hall sensor...) is required and no additional power source is required.
Prehľad obrázkov na výkresochOverview of images on drawings
Na obr. 1 je zobrazená bloková schéma zapojenia na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi.In fig. 1 shows a block diagram of a circuit for measuring switching current with a common ground differential amplifier.
Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of implementation of the invention
Zapojenie na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi, podľa obr. 1, sa skladá zo spínaného meniča 1, ktorý obsahuje indukčnosť L spolu so sériovým odporom Rl indukčnosti L, na ktorých sa sníma žiadané napätie pre tvarovací obvod 2, ktorý pomocou odporu Rt a kondenzátora Ct tvarovacieho obvodu 2 vytvára požadované napätie pre napäťový delič 3. V napäťovom deliči 3 je napätie pomocou odporov upravené tak, aby nepresahovalo dovolenú napäťovú úroveň pre diferenciálny zosilňovač 4. Výstup z diferenciálneho zosilňovača 4 je privedený do nízkofrekvenčného filtra 5 a následne je pomocou bloku 6 napäťového výstupu prevedený na napätie zodpovedajúce meranému prúdu indukčnosti L. Z výkonového napájacieho zdroja Vin je pomocou vlastného napájacieho zdroja 7 vytvorené napájacie napätie Vcc elektroniky, ktorým je proti spoločnej zemi GND zariadenia napájaný diferenciálny zosilňovač 4.Connection for measuring the switching current with a differential amplifier on the common ground, according to fig. 1, consists of a switched converter 1, which contains an inductance L together with a series resistance Rl of inductance L, on which the desired voltage is sensed for the shaping circuit 2, which, using the resistance Rt and the capacitor Ct of the shaping circuit 2, creates the desired voltage for the voltage divider 3. In the voltage divider 3, the voltage is adjusted with the help of resistors so that it does not exceed the permitted voltage level for the differential amplifier 4. The output from the differential amplifier 4 is fed to the low-frequency filter 5 and is subsequently converted to a voltage corresponding to the measured inductance current L. Z using the voltage output block 6 of the power supply Vin, the supply voltage Vcc of the electronics is created using its own power supply 7, which is used to power the differential amplifier 4 against the common ground GND of the device.
Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability
Zapojenie na meranie spínaného prúdu diferenciálnym zosilňovačom na spoločnej zemi je možné použiť vo všetkých aplikáciách vyžadujúcich si meranie prúdu tečúceho indukčnosťou (v meničoch pre pohony, elektromobily, záložných zdrojoch, v meničoch pre obnoviteľné zdroje energie, bežných napájacích zdrojoch a pod.).The connection for measuring the switching current with a differential amplifier on the common ground can be used in all applications requiring the measurement of the current flowing through inductance (in converters for drives, electric cars, backup sources, in converters for renewable energy sources, common power sources, etc.).
Zoznam vzťahových značiekList of relationship tags
GND - Spoločná zem zariadeniaGND - Common ground of the device
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK85-2018A SK289120B6 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SK85-2018A SK289120B6 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK852018A3 SK852018A3 (en) | 2020-03-03 |
SK289120B6 true SK289120B6 (en) | 2023-09-27 |
Family
ID=69636734
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK85-2018A SK289120B6 (en) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SK (1) | SK289120B6 (en) |
-
2018
- 2018-08-30 SK SK85-2018A patent/SK289120B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SK852018A3 (en) | 2020-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9831824B2 (en) | Current sensing on a MOSFET | |
EP2690774B1 (en) | Voltage sensing in isolated DC/DC converters | |
US20130214804A1 (en) | Current sensor | |
US9966844B2 (en) | Switching power supply apparatus | |
KR20170120592A (en) | Semiconductor device for power control | |
US8836525B2 (en) | Isolated resistive current sensor | |
US20140015533A1 (en) | Current sensor | |
WO2015136592A1 (en) | Current detector and power converter | |
CN110431429A (en) | The damage forecast device and damage forecast method, AC-DC converter, DC-DC converter of power semiconductor switch element | |
JP4824007B2 (en) | Current measuring device | |
US9424741B2 (en) | Combined sense signal generation and detection | |
EP3167295B1 (en) | Sensing current flowing through a capacitor | |
SK289120B6 (en) | Device for measurement of switched current by differential amplifier on common ground | |
SK289119B6 (en) | Current measuring device with current measuring amplifier on virtual ground | |
SK289122B6 (en) | Current measuring device with common measuring amplifier | |
SK289121B6 (en) | Device for measurement of switched current by differential amplifier on virtual ground | |
JP2022137162A (en) | Power module and DC-DC converter | |
SK289079B6 (en) | Connection for measuring phase currents of interleaved converter | |
SK289035B6 (en) | Device for measurement of common current of interleaved converter | |
JP6798395B2 (en) | DC AC converter | |
JP5141611B2 (en) | Remote sensing potential detection type vehicle power supply | |
JP5286017B2 (en) | Isolated converter | |
US11979084B2 (en) | Active clamp DC/DC converter including current sense peak control mode control | |
CN107093952A (en) | Circuit structure for current filtering | |
JP5447232B2 (en) | Power calculation device |