ES2990220B2 - Dispositivo electronico para la medida de corriente electrica mediante aislamiento galvanico - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO ELECTRÓNICO PARA LA MEDIDA DE CORRIENTE ELÉCTRICA

MEDIANTE AISLAMIENTO GALVÁNICO

Sector de la técnica

La presente invención está referida a un dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico, no disipativo, con ajuste de offset y polarización a corriente mediante un conversor de tensión - corriente triple. Más concretamente, la presente invención se refiere a un dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico que está basado en el empleo de una magnetorresistencia que cambia de valor en función de la corriente a medir y por la que se hace pasar una corriente generada por un conversor de tensión - corriente (V/I) triple que permite generar la misma corriente en tres ramas diferentes a partir de una tensión de control, donde una de las ramas por las que circular la corriente generada permite compensar los desequilibrios asociados a un elemento sensor, mientras que la segunda de las ramas produce una polarización a corriente constante, y la tercera de las ramas es para la medida de la caída de tensión producida en la magnetorresistencia.

Estado de la técnica

Las actuales tecnologías para la medida de la corriente eléctrica están basadas fundamentalmente en: transformador de corriente, resistencia shunt, efecto Hall, sonda Rogowsky-Chattock y tecnología magnetorresistiva.

Los transformadores de corriente requieren un núcleo magnético sobre el que se disponen un gran número de espiras de secundario. El primario está formado básicamente por el conductor por el que circula la corriente a medir. La resistencia de carga que se conecta en su secundario ha de ser muy inferior al valor de la impedancia de salida del secundario. Presenta aislamiento galvánico inherente al método de medida siendo de volumen relativamente alto cuando la frecuencia de la corriente a medir es baja. Por su naturaleza no procesan corrientes continuas, [1], [2], [3], [4], [5].

La tecnología shunt es la más clásica, [5], [7], [8], [9], [11] y consiste en hacer pasar la corriente eléctrica de interés i(t) a través de una resistencia de determinado valor y por medio de la Ley de Ohm procesar la caída de tensión entre sus terminales. Este método de medida no ofrece aislamiento galvánico por lo que si uno de los dos terminales de la resistencia se encuentra a un potencial elevado deberá tenerse en cuenta este aspecto por las posibles consecuencias que pudiera tener en las etapas posteriores. Sobre todo, porque requerirá que la etapa acondicionadora posterior posee una tensión de modo común suficientemente elevada. El acondicionamiento de la tensión V(t) en la resistencia shunt se realiza mediante una etapa convertidora tensión/tensión de entrada diferencial. Por ejemplo, un amplificador diferencial con suficiente impedancia de entrada o un amplificador de instrumentación, bien ambos en su vertiente DC o AC. Comercialmente también existen acondicionamientos mediante la conversión de tensión a corriente. El estado de la técnica muestra posibles materializaciones reales de resistencias shunt discretas [11] así como resistencias shunt externas al acondicionador [12] o compartiendo el mismo substrato semiconductor que la etapa de acondicionamiento posterior (amplificador diferencial de tensión) [13].

Las tecnologías de tipo Hall están basadas en el efecto Hall. Este efecto fue descubierto por el físico norteamericano E. C. Hall en 1879. El efecto Hall es una consecuencia directa de la aplicación de la Fuerza de Lorentz a los portadores de carga eléctrica y fue observado inicialmente en metales. En la actualidad, son los materiales semiconductores y ciertos componentes derivados de los metales de transición los que se utilizan preferentemente para la fabricación de elementos sensores. El primer desarrollo en este sentido se debe a G. L. Pearson en 1947. Desde entonces los sensores basados en el efecto Hall han encontrado gran cantidad de aplicaciones en diferentes campos de la técnica. Los elementos Hall se incorporan a un circuito integrado a través de la integración de cuatro elementos conectados entre sí formando un puente de Wheatstone. De esta forma es posible minimizar las tensiones de desequilibrio asociadas a cada elemento Hall por separado. Estas tensiones se deben a variaciones en el proceso de fabricación de elementos Hall, gradientes de temperatura en el mismo substrato y a estrés mecánico impuesto por el proceso de encapsulado. Los sensores basados en el efecto Hall se utilizan, entre otras aplicaciones, para el diseño de sondas de corriente o de campo magnético, [4], [5], [6], [8], [14], [15],[16], [17], [18], [19].

Una aplicación inmediata es la medida de campos magnéticos (gausímetros), de corriente (amperímetros) o en la medida de potencia (diseño de vatímetros) debido a la proporcionalidad entre la tensión de Hall y la potencia. Algunos fabricantes de sensores de corriente basados en el efecto Hall son Honeywell, [17], Allegro Microsystems, [18] o LEM, [19]. Los sensores Hall de corriente necesitan un núcleo de ferrita que genere el campo magnético necesario lo que en la mayor parte de los casos hace que sean relativamente voluminosos y pesados. La circuitería electrónica en la que basan su acondicionamiento electrónico puede, por lo general, necesitar de un relativo alto consumo de corriente. Por otro lado, por el propio principio de medida ya proporcionan un aislamiento galvánico respecto de la electrónica de acondicionamiento.

La estructura de la sonda Rogowsky-Chattock comprende un inductor de Rogowsky-Chattock, [5], [6], [14], [20], [21], [22]. Posee en primer lugar una espira que recorre de principio a fin el soporte sobre el que van dispuestas las diferentes espiras del inductor. Estas espiras se bobinan en sentido de recorrido opuesto al de la espira anterior. De esta forma se compensan las tensiones inducidas por campos magnéticos que atraviesen el inductor. Por otra parte, se ha observado experimentalmente que el conductor cuya corriente quiere medirse debe estar situado en la parte central de la superficie que define el inductor a su alrededor. De esta forma se consiguen exactitudes óptimas (±0.5%). De lo contrario, a medida que el conductor se sitúa más cerca del inductor la exactitud se degrada hasta valores del ±4%. No es recomendable por otro lado situar el conductor en la zona de cierre de los extremos del arrollamiento pues en este caso la exactitud no es aceptable. Por otra parte, y de acuerdo con la Ley de Ampere no es necesario que los arrollamientos que circundan el conductor lo hagan describiendo una trayectoria circular, lo importante es que sea cerrada.

Los inductores Rogowsky-Chattock presentan una serie de propiedades que los hacen muy interesantes desde el punto de vista práctico si se quiere medir grandes niveles de corriente variable en el tiempo (varios kA). Ello es debido en primer lugar a la imposibilidad de saturarse por estar implementados sobre aire como núcleo magnético. Esta característica hace que posean una gran linealidad para un amplio intervalo de corrientes a medir (0,1% con corrientes de 1,5 kA). Por otro lado, presentan un aislamiento galvánico inherente a su construcción mecánica y una muy amplia respuesta en frecuencia (desde 0,1 Hz hasta 17 MHz). Por el contrario, no están capacitados para medir corrientes constantes en el tiempo. En este tipo de sensor la tensión inducida es directamente proporcional a la derivada temporal de la corriente objeto de medida. Para recuperar la corriente I(t) es necesario un procesamiento posterior consistente básicamente en integrar la tensión inducida.

Las aplicaciones del inductor de Rogowsky-Chattock van encaminadas fundamentalmente a la medida de grandes niveles de corriente especialmente transitoria, aunque también se han empleado en la monitorización de corriente senoidal. Por ejemplo, se han descrito aplicaciones destinadas a la monitorización de transitorios en generadores de gran potencia, de la producción del arco en hornos, en la simulación de descargas atmosféricas, o en la tarificación de consumos energéticos.

La tecnología magnetorresistiva está basada en la Ley de Biot-Savart por la cual una corriente eléctrica I(t) circulando por un conductor genera un campo magnético proporcional a ella. En este caso el material sensible al campo magnético modifica su resistencia eléctrica con la intensidad de éste, [24], [6], [25], [26], [27], [28], [29]. Los sensores de corriente magnetorresistivos se configuran en puente de Wheatstone en el que se hayan dispuestas cuatro magnetorresistencias sensoras dos aumentando su valor con el campo y dos disminuyéndolo, consiguiéndose así la linealidad requerida. Esta tecnología ofrece aislamiento galvánico de forma inherente dado su principio de medida presentándose o no con núcleo magnético. En [30], [31] se muestran algunas materializaciones de sensores magnetorresistivos de corriente.

El documento GB2199411A divulga un medidor de corriente alterna, como los medidores de electricidad, se usan ampliamente en las líneas de suministro de los consumidores para monitorear el consumo de energía y generalmente consisten en partes giratorias impulsadas por campos magnéticos inducidos o dispositivos de detección de corriente de estado sólido con amplificadores de precisión con compensación de temperatura y varios potenciómetros de ajuste. Las partes giratorias en el primer caso causan desgaste y crean errores y en el último tipo las variaciones de temperatura causan problemas al igual que el envejecimiento de los componentes y el cambio de valor. De acuerdo con este documento, se puede fabricar un medidor de corriente alterna de estado sólido que no está sujeto a problemas de envejecimiento, ni requiere potenciómetros para eliminar las compensaciones sobre la posición de corriente cero. Para ello, utiliza, por ejemplo, un sensor Hall o de magnetorresistencia que se compensa para la estabilidad a largo plazo y no requiere ajustes del potenciómetro para eliminar las condiciones de compensación. Un amplificador de realimentación de compensación automática cura la deriva con la ayuda de un condensador y una resistencia que tienen una constante de tiempo larga. La salida del amplificador de realimentación de compensación automática se acopla a una de las entradas del amplificador externo mediante una resistencia de valor fijo lo que no permitirá un ajuste válido para todas las temperaturas.

El documento US2015069997 utiliza un método de fabricación para un sensor de corriente que incluye un circuito de medición de corriente configurado para incluir elementos de conversión magnetoeléctrica conectados en puente de Wheatstone, un primer circuito de amplificación y corrección configurado para amplificar una salida del circuito de medición de corriente y corregir, en función de una primera cantidad de corrección establecida, una característica de temperatura de una compensación, un segundo circuito de amplificación y corrección configurado para amplificar una salida del primer circuito de amplificación y corrección, ajustar una sensibilidad y corregir, en función de una segunda cantidad de corrección establecida, una magnitud de la compensación, y un sustrato en el que se proporcionan el circuito de medición de corriente, el primer circuito de amplificación y corrección y el segundo circuito de amplificación y corrección, en el que después de establecer la primera cantidad de corrección en función de las características de los elementos de conversión magnetoeléctrica y se establece la segunda cantidad de corrección. En el documento se presenta un mecanismo de compensación complejo basado en dos sistemas electrónicos de compensación en cascada, el primero para compensar la deriva térmica del desequilibrio del sensor y el segundo para compensar el offset residual del conjunto formado por el sensor y el primer sistema compensador, no especificándose mecanismo de compensación de la deriva térmica de la sensibilidad del sensor. Además el sensor utilizado en sus diferentes arreglos es alimentado a tensión constante lo que producirá coeficientes de temperatura mayores en relación a si el sensor estuviera alimentado a corriente constante. El dispositivo que se propone ofrece mecanismos sencillos de compensación tanto del desequilibrio del offset que pudiera tener el sensor y de su deriva térmica así como también de la deriva térmica que pudiera tener la sensibilidad del sensor. Por otra parte, al estar alimentado el sensor a corriente constante sus posibles coeficientes de temperatura serán de menor magnitud que los homólogos obtenidos mediante alimentación a tensión constante.

Finalmente, el documento US2020033384 describe un sensor de corriente que ofrece una señal de salida de acuerdo con un campo magnético de señal que es generado por una corriente a medir. En el sensor de corriente los cuatro elementos de magnetorresistencia forman un circuito de puente de Wheatstone. El sensor de corriente incluye al menos un sensor magnético, un sensor de temperatura, un amplificador y un circuito de ajuste de compensación. El sensor magnético genera una señal de sensor acorde con el campo magnético de la señal. El sensor de temperatura detecta una temperatura ambiente. El amplificador amplifica la señal del sensor a una tasa de amplificación proporcional a la temperatura detectada y genera la señal de salida. El circuito de ajuste de compensación ajusta una compensación de la señal de salida. El circuito de ajuste de compensación ajusta una compensación de acuerdo con una relación (expresión matemática) que se mantiene entre una señal de salida bajo un campo magnético sin señal y una tasa de amplificación correspondiente a la temperatura.

No obstante, en ninguno de los documentos mencionados se lleva a cabo la medida de corriente mediante una única magnetorresistencia. Tampoco contarían con un dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico, no disipativo, con ajuste de offset y polarización a corriente mediante un conversor de tensión - corriente triple, de acuerdo con las reivindicaciones que acompañan a la presente memoria descriptiva.

Explicación de la invención

Es un objeto de la presente invención dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico, no disipativo, con ajuste de offset y polarización a corriente mediante un conversor de tensión - corriente triple. Este objeto se consigue con el dispositivo de la reivindicación 1.

Más concretamente, el objeto de la invención se alcanza mediante un dispositivo para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico que comprende: (a) un primer subsistema sensor que comprende, al menos, una resistencia configurada como un elemento sensor configurado para ofrecer aislamiento galvánico respecto de una corriente eléctrica a medir; un segundo subsistema que comprende una resistencia por la que circula una corriente de acuerdo con el valor que posea una ganancia y una tensión de control; un tercer subsistema que comprende una resistencia de ajuste de offset por la que circula la corriente determinada en el segundo subsistema que permite compensar el posible desequilibrio existente asociado al valor del elemento sensor a corriente eléctrica de medida nula; y un cuarto subsistema que ofrece una señal de tensión proporcional a la corriente de interés.

El sistema electrónico que se propone para la medida de corriente eléctrica ofrece aislamiento galvánico de forma inherente. Por otra parte, al no ser atravesado el sensor por la corriente eléctrica a medir (ILOAD) no se produce autocalentamiento debido a ella, propiedades que la tecnología basada en shunt resistivo carece. El resto de las tecnologías (transformador de corriente, Hall, Rogowsky-Chattock y magnetorresistiva) ofrecen todas ellas aislamiento galvánico sin producir autocalentamiento. No obstante, el transformador de corriente y la sonda Rogowsky-Chattock no ofrecen respuesta en DC, mientras que la presente invención sí lo ofrecería.

Las tecnologías Hall y magnetorresistiva normalmente están basadas en estructuras en puente de Wheatstone no siendo usual hasta el momento utilizar elementos sensores únicos.

El sistema propuesto necesita de un solo elemento sensor por lo que ofrece sencillez en la fabricación microelectrónica (un elemento único) pues el número de pasos en la fabricación de un elemento sería inferior al de cuatro elementos conectados en puente de Wheatstone, así como reducción en la disposición interna de sus conexiones. Desde el punto de vista electrónico el sistema ofrece la posibilidad de compensar tanto el offset (su respuesta a corriente cero) como la posible deriva térmica que poseería el elemento sensor mediante una red de ajuste incluida en la estructura interna del mismo convertidor tensión-corriente. De esta forma no sería necesario un ajuste explícito para este fin en etapas posteriores.

A lo largo de la descripción y de las reivindicaciones, la palabra «comprende» y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la invención y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención, que se ilustra como un ejemplo no limitativo de ésta.

FIG.1 muestra un diagrama del dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica de acuerdo con la presente invención.

FIG.2 muestra el esquema electrónico de una posible realización práctica del dispositivo electrónico de acuerdo con la presente invención.

Explicación detallada de un modo de realización práctica de la invención

Tal y como se puede observar en las figuras adjuntas, y particularmente en la figura 1, se presenta un dispositivo electrónico capaz de generar la misma corriente (I) en tres ramas subsistemas (R<c>, R<s>, R) del dispositivo mediante una tensión de control (V<i>). Por tanto, se trata de un convertidor tensión-corriente triple. En una realización práctica, el dispositivo se emplea para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico, no disipativo, que permite los desequilibrios asociados a un elemento sensor (RS) y donde dicho elemento sensor (R<s>) se polariza a corriente constante (I), aunque también encontraría aplicación en la medida de otras variables como por ejemplo temperatura, presión, carga mecánica, etc., mediante el uso de otros sensores de naturaleza resistiva.

En la Fig.1 se muestra que el dispositivo de la invención está compuesto por cuatro subsistemas diferentes.

El primer subsistema es el subsistema sensor, representado por una resistencia configurada como un elemento sensor (R<s>) que ofrece aislamiento respecto de la corriente eléctrica a medir (I<load>). El segundo subsistema está representado por una resistencia (R) por la que circula una corriente (I) de acuerdo con el valor que posea la ganancia (G) del circuito convertidor tensión-corriente que conforma este segundo subsistema y la tensión de control (V<i>). El tercer subsistema está formado por una resistencia de ajuste de offset (R<c>) por la que circula la corriente determinada en el segundo subsistema (I) que permite compensar el posible desequilibrio existente en el elemento sensor (R<s>) a corriente eléctrica de medida nula. El cuarto subsistema está formado por un procesador (P) que ofrece una señal de tensión (V<0>) proporcional a la corriente de interés (I<load>).

En este caso concreto, la ganancia (G) del segundo subsistema (un convertidor tensión -corriente) G es la transconductancia del convertidor tensión-corriente y en este ejemplo no limitativo es el inverso de la resistencia R (G = 1/R). En otros convertidores tensión-corriente hay otras fórmulas diferentes para la ganancia (G) del convertidor.

El dispositivo electrónico para la medida de corriente eléctrica comprende un aislamiento galvánico (A) debido a que existe una separación física entre la pista de cobre por la que circula la corriente eléctrica a medir (I<load>) y la posición del sensor de corriente, o elemento sensor (R<s>). Por lo general, la pista de cobre se encuentra en la parte inferior de una placa de circuito impreso (PCB) o soporte físico aislante y el sensor se dispone en la parte superior de éste (cara de componentes), en una realización práctica no limitativa.

Por otra parte, a la hora de medir la corriente eléctrica, el dispositivo electrónico es no disipativo pues la corriente que se debe medir (I<load>) no atraviesa el elemento sensor (R<s>) y por lo tanto no ocasiona pérdidas de calentamiento por efecto Joule ni autocalentamiento de éste. El dispositivo electrónico permite compensar el offset que pudiera tener el elemento sensor (R<s>), así como el nivel de su polarización a corriente constante (I) y su posible deriva térmica.

La Fig. 2 muestra un ejemplo práctico para la implementación del dispositivo propuesto en la Fig. 1.

En la Fig. 2 aparece un elemento sensor (RS) de corriente basado en tecnología magnetorresistiva. En este caso se trata de un elemento resistivo único (frente al más habitual puente de Wheatstone) el cual proporciona aislamiento galvánico y ausencia de disipación por autocalentamiento asociado a la corriente eléctrica a medir (I<load>). Todo ello comprende el denominado primer subsistema de la Fig. 1 anterior. La conversión tensión-corriente triple queda implementada mediante el espejo de corriente (E), el amplificador operacional AO, la fuente de corriente I cuyo valor es controlado por la tensión V y el parámetro G cuyo valor, a su vez, viene determinado por el valor de la resistencia R. De esta forma es posible seleccionar una corriente I que será transferida para polarizar a corriente constante el elemento sensor (R<s>). Todo ello comprende el denominado segundo subsistema de acuerdo con lo mencionado en lo relacionado a la Fig. 1. El componente RC dispuesto en el lazo de realimentación del amplificador operacional (AO) comprende el subsistema tercero mencionado al respecto de la Fig. 1. El componente R<c>, aunque se dispone en un lazo de realimentación del amplificador operacional (AO), no influye en el valor de la corriente seleccionada (I) gracias al cortocircuito virtual del amplificador operacional (AO). Sin embargo, permite compensar el posible desequilibrio asociado al valor del elemento sensor (R<s>) a corriente nula de medida, es decir, con I<load>=0.

La etapa formada por los componentes Z1, Z2, Z3, Z4 y Z5 bloquea las componentes frecuenciales de continua que pudieran existir en la respuesta del sensor. El componente Zg y el amplificador de instrumentación (A.I.) acondicionan a un adecuado nivel de tensión la corriente medida por el elemento sensor (R<s>). Los componentes Z1, Z2, Z3, Z4, Zg y el amplificador de instrumentación A.I. comprenden el cuarto subsistema procesador P según lo descrito en relación con la Fig. 1. La señal ofrecida por el subsistema procesador en Vo(t) es proporcional a la diferencia de tensión existente entre terminales del elemento sensor (R<s>) al modo de una resistencia shunt convencional. Sin embargo, dadas sus propiedades de aislamiento y no disipativa proporcionadas por su tecnología magnetorresistiva hacen que pueda hablarse del concepto de shunt magnetorresistivo.

La posible deriva térmica asociada al elemento sensor podría compensarse mediante las técnicas usuales de compensación (hardware o software). El sistema propuesto permite una compensación por hardware y si se piensa en una compensación por software habría que añadir al sistema propuesto una unidad de procesamiento de datos con instrucciones configuradas para ello.

Finalmente, la presente invención es aplicable en múltiples áreas, en general, todas aquellas en las que se necesite medir la corriente eléctrica como, por ejemplo: el sector fotovoltaico (inversores solares), la tarificación de consumo energético, la gestión de carga en baterías, la electrónica de consumo, las fuentes de alimentación conmutadas, y/o el control de motores y de variadores de corriente alterna.

Referencias

[1 ] Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Current_transformer

[2] Elkor, Introduction to Current Transformers, https://web.archive.org/web/20171118025817/http://www.elkor.net/pdfs/AN0305-Current_Transformers.pdf

[3] https://www.electronics-tutorials.ws/transformer/current-transformer.html

[4] Hioki, Current Sensing Methods, https://hiokiusa.com/6-current-sensing-methods/

[5] Mehrdad Biglarbegian; Shahriar Jalal Nibir; Hamidreza Jafarian; Babak Parkhideh, Development of current measurement techniques for high frequency power converters, 2016 IEEE International Telecommunications Energy Conference (INTELEC)

[6] Cristian MusQuroi, Mihai Oproiu, Marius Volmer, Ioana Firastrau , High Sensitivity Differential Giant Magnetoresistance (GMR) Based Sensor for Non-Contacting DC/AC Current Measurement, Sensors 2020, 20,323.

[7] Zhen, Y., Current Sensing Circuit Concepts and Fundamentals, Microchip Technology Inc. AN1332, 2011.

[8] Wikipedia, Current sensing, https://en.wikipedia.org/wiki/Current_sensing

[9] Martini, L. DC Energy Metering Applications, Analog Dialogue, vol. 55, n 1, February 2021.

[10] Tim Regan, Jon Munson, and Greg Zimmer, AN-105: Current Sense Circuit Collection Making Sense of Current, https://www.analog.com/en/app-notes/an-105fa.html

[11] Riedon, Precision current resistor, https://riedon.com/media/pdf/RS.pdf .

[12] https://www.ti.com/product/INA296A

[13] https://www.ti.com/product/INA250-Q1

[14] Ziegler, S.; Woodward, R. C.; lu, H. H. C.; Borle, L. J. (1 April 2009). "Current Sensing Techniques: A Review". IEEE Sensors Journal. 9 (4): 354-376.

[15] https://www.rfwireless-world.com/Terminology/Shunt-Resistor-Current-Sensing-vs-Hall-Effect-Current-Sensing.html

[16] Emerald, P., Non-Intrusive Hall-Effect Current Sensing Techniques Provide Safe, Reliable Detection and Protection for Power Electronics, Allegro MicroSystems, May 27, 2022.

[17] https://buildings.honeywell.com/us/en/products/by-category/sensors/current-sensors [18] https://www.allegromicro.com/en/products/sense/current-sensor-ics

[19] https://www.lem.com/en/product-list?measurement=52

[20] Ward D.A., Exon J.T., Using Rogowski coils for transient current measurements, https://www.coilws.com/Current%20Sense/App1_rogowski.pdf

[21] Pem, Application Notes, Power Electronic Measurements Ltd. www.pemuk.com, 2008. http://www.pemuk.com/userfiles/cwt/cwt%20-%20technical%20notes%20-%20001.pdf [22] Pem, Application Notes, LFR: flexible, clip-around current probe for use in power measurements, http://www.pemuk.com/Userfiles/LFR/LFR%20Technical%20Notes%20-%20001 (NoLogo).pdf

[23] https://aimdynamics.com/rogowski-coils/

[24] NVE (Non Volatile Electronics), Engineering and application notes:giant magnetoresistive (GMR) sensors, www.nve.com.

[25] Non volatile electronics (NVE), https://www.nve.com/Videos/40A.mp4

[26] Non volatile electronics (NVE), https://www.nve.com/Videos/ACT001.mp4

[27] Daniel A. Baker, “ Isolation Technology Increases Density and Reliability (.pdf),” Electronic Specifier Power, January 2015.

[28] Hermann, T. M, Magnetically coupled linear isolator, Ieee, Trans. Magn, vol. 33, n. 5, sept.

1997

[29] Analog-signal isolation, EDN, June 4, 1998.

[30] Sensitec Magnetoresistive Sensors, https://www.sensitec.com/products-solutions/currentmeasurement/cas5000-family-new

[31 ] https://sps.honeywell.com/us/en/products/advanced-sensing-technologies/aero-andtransportation-sensing/aero-and-transportation-sensors/current-sensors/closed-loop-currentsensors/csng-series

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. - Un dispositivo para la medida de corriente eléctrica mediante aislamiento galvánico no disipativo, con ajuste de offset y polarización a corriente mediante un conversor de tensión -corriente triple, que comprende:

un primer subsistema sensor que comprende, al menos, una magnetorresistencia configurada como un elemento sensor (R<s>) configurada para ofrecer aislamiento galvánico (A) respecto de una corriente eléctrica a medir (I<load>) ;

un segundo subsistema que comprende una resistencia (R) por la que circula una corriente (I) de acuerdo con el valor que posea una ganancia (G) y una tensión de control (V<i>) del circuito convertidor tensión-corriente;

un tercer subsistema que comprende una resistencia de ajuste de offset (R<c>) por el que circula la corriente (I) determinada en el segundo subsistema que permite compensar el posible desequilibrio existente en el elemento sensor (R<s>) a corriente eléctrica de medida nula; y

un cuarto subsistema formado por un procesador que ofrece una señal de tensión (V<o>) proporcional a la corriente eléctrica a medir (I<load>)

2. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 donde el aislamiento galvánico (A) consiste en una separación física entre un conductor por donde circula la corriente eléctrica a medir (I<load>) y la posición del sensor de corriente, o elemento sensor (R<s>).

3. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 donde la corriente que se debe medir (I<load>) no atraviesa el elemento sensor (R<s>) y por lo tanto no ocasiona pérdidas de calentamiento por efecto Joule ni autocalentamiento de éste.

4. - El dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 donde es posible realizar la compensación térmica de la sensibilidad del sensor (Rs) en el procesador contenido en el cuarto subsistema.