JP2005218219A

JP2005218219A - 車載用電力変換装置のホールｉｃ型電流センサー

Info

Publication number: JP2005218219A
Application number: JP2004021621A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kaneda; 直人金田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-11
Also published as: US7221143B2; US20070120552A1; US20050168210A1; US7323860B2

Abstract

【課題】大電流用の電流センサーを低コスト・小型化し、車載用電力変換装置としての組立性を簡素化することができるホールＩＣ型電流センサーを提供する。
【解決手段】電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、上記ホールＩＣ２を保持すると共に、上記バスバー１に固定されたホールＩＣホルダー３と、上記制御基板４に設けられ、上記ホールＩＣ２のリード端子２ａが貫通するスルーホール４ａとを備え、上記スルーホール４ａを貫通した上記リード端子２ａを上記制御回路に半田接合により接続するようにした構成とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー、特に大電流用バスバーの電流値を検出するホールＩＣの固定構造および車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板への接続構造に関するものである。

従来の車載用電力変換装置に使用されていた大電流用電流センサーは、車載用電力変換装置に給電する導電部材からなるバスバーに、周知のホール素子と、このホール素子の出力信号を増幅する電気回路と、定電流回路とが構成されたプリント基板を有するホールＩＣを固定すると共に、ホールＩＣに電源を供給するリード端子と、ホールＩＣからの出力信号取り出し用のリード端子とを車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板にコネクターを介して接続していた、（例えば特許文献１参照）。

このように構成された装置において、車載用電力変換装置は例えば半導体スイッチング素子により構成され、この半導体スイッチング素子は外部電源からバスバーを介して直流電力または交流電力の供給を受け、電力変換を行なった後、適宜の電気負荷へ電力を供給するようにされている。このとき、バスバーには、流れる電流と直交する方向に磁束が発生するため、その磁気回路上で磁束と直交する方向にホール素子を取り付けて磁束密度に応じた電気信号に変換し、ホールＩＣ内の電気回路によって増幅すると共に、リード端子およびコネクターを経て制御基板に伝達することにより、車載用電力変換装置をバスバーの電流値に応じて制御するようにしていた。

特開２００３−２９９３６４号公報（段落００２０、図１）

従来の大電流用電流センサーは上記のように構成されており、ホール素子のリード端子と制御基板との接続をコネクターを用いて行なっていたため、振動の強い車載用装置としては接続の信頼性に欠けるという問題点があった。また、大電流用の電流センサーは非常に大型で高コストのものが多く、限られた空間に搭載しなければいけない車載用装置としては小型・低コスト化を進めるにあたって問題の多い部品となっていた。

この発明は、上記のような問題点に対処するためになされたもので、大電流用の電流センサーを低コスト・小型化し、車載用電力変換装置としての組立性を簡素化することができる車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーを提供することを目的とする。

この発明に係る車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーは、電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、上記ホールＩＣを保持すると共に、上記バスバーに固定されたホールＩＣホルダーと、上記制御基板に設けられ、上記ホールＩＣのリード端子が貫通するスルーホールとを備え、上記スルーホールを貫通した上記リード端子を上記制御回路に半田接合により接続するようにしたものである。

この発明に係る車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーは以上のように構成されているため、大電流用の車載用電力変換装置においても電流センサー自体のサイズを小型化することが可能であり、また、制御基板との接続も半田のみで行なうことが可能となり、組立性の向上および部品の簡素化によるコスト低減の効果が期待できる。
更に、バスバーとホールＩＣとの位置決めも精度良く行なうことができ、車載用電力変換装置の低コスト・小型化を図ることができる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の構成を示す概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
図に示すように、導電部材からなるバスバー１は図示しない外部電源と車載用電力変換装置である半導体スイッチング素子との間を接続し、半導体スイッチング素子は電力変換を行なった後、適宜の電気負荷に電力を供給するようにされている。

また、バスバー１の通電電流を検出するホールＩＣ２は、樹脂成形されたホールＩＣホルダー３の側部に形成された保持部３ａに嵌合されて保持され、ホールＩＣ２に電源を供給すると共に、ホールＩＣ２からの出力信号を取り出すための複数のリード端子２ａがホールＩＣホルダー３の図において上方に延在する形で保持されるようになされている。

また、ホールＩＣホルダー３は前後に突出する一対の固定用腕３ｂを有し、この固定用腕３ｂの先端部が図１（ｂ）に示すように、バスバー１の両側部を挟持するような形でバスバー１に装着され、バスバー１の任意の位置に固定し得るようにされている。
なお、上記のようにホールＩＣホルダー３を固定するに際しては、ホールＩＣ２がバスバー１の通電電流によって発生する磁束の向きに対して直交するような位置関係となるようにされ、磁束密度に応じた電気信号がリード端子２ａから取り出せるようにしている。

更に、車載用電力変換装置をバスバー１の通電電流に応じて制御する制御回路（図示せず）が形成された制御基板４にスルーホール４ａを設け、このスルーホール４ａにリード端子２ａを貫通させて振動による変位を防止すると共に、リード端子２ａを制御基板４の制御回路に半田接合するようにしている。

このように構成されているため、ホールＩＣ２はバスバー１の通電電流に応じた電気信号を出力し、この出力を制御基板４の制御回路に伝達し、制御回路は上記出力に応じて車載用電力変換装置を制御することになる。

また、バスバー１と制御基板４の位置関係によっては、ホールＩＣ２のリード端子２ａが直接スルーホール４ａに届かないケースも発生するが、この場合には、ホールＩＣホルダー３に図示しない周知のリードフレームを予めインサート成形しておき、ホールＩＣホルダー３に保持されたホールＩＣ２のリード端子２ａをホールＩＣホルダー３上でリードフレームに半田付け等適宜の手段で電気的に接合すると共に、リードフレームの延在部（図示せず）を制御基板４のスルーホール４ａに貫通させて制御回路に半田接合する。

このような構成とすれば、バスバー１と制御基板４の位置に関係なくホールＩＣ２のリード端子２ａと制御基板４とを電気的に接合することができる。

また、ホールＩＣホルダー３の成形時にホールＩＣ２自体をインサート成形するようにしてもよい。このようにすれば、組立工数が削減され、更なるコスト低減が可能になる。

なお、以上の説明では、ホールＩＣホルダー３をバスバー１に固定する構成としているが、これに限られるものではなく、ホールＩＣホルダー３を制御基板４にネジ等で固定し、リード端子２ａあるいはリードフレームの延在部はスルーホール４ａを貫通させて、同様に制御基板４の制御回路に半田接合するようにしてもよい。
この場合も、ホールＩＣホルダー３の固定時に、ホールＩＣ２がバスバー１の通電時に発生する磁束と直交する方向となるように配設すれば、バスバー１に固定した場合と同等の効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１の構成を示す概略図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１バスバー、２ホールＩＣ、２ａリード端子、３ホールＩＣホルダー、
３ａ保持部、３ｂ固定用腕、４制御基板、４ａスルーホール。

Claims

電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、上記ホールＩＣを保持すると共に、上記バスバーに固定されたホールＩＣホルダーと、上記制御基板に設けられ、上記ホールＩＣのリード端子が貫通するスルーホールとを備え、上記スルーホールを貫通した上記リード端子を上記制御回路に半田接合により接続するようにしたことを特徴とする車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー。
電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、リードフレームがインサート成形され、上記リードフレームにリード端子が接続されたホールＩＣを保持すると共に、上記バスバーに固定されたホールＩＣホルダーと、上記制御基板に設けられ、上記リードフレームの延在部が貫通するスルーホールとを備え、上記スルーホールを貫通した上記リードフレームの延在部を上記制御回路に半田接合により接続するようにしたことを特徴とする車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー。
電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、上記ホールＩＣを保持すると共に、上記制御基板に固定されたホールＩＣホルダーと、上記制御基板に設けられ、上記ホールＩＣのリード端子が貫通するスルーホールとを備え、上記スルーホールを貫通した上記リード端子を上記制御回路に半田接合により接続するようにしたことを特徴とする車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー。
電源に接続され車載用電力変換装置に給電するバスバーと、上記バスバーの通電時に発生する磁束を計測し、磁束密度に応じた電気信号を出力して上記バスバーの通電電流を検出するホールＩＣと、上記ホールＩＣの出力に応じて上記車載用電力変換装置を制御する制御回路が形成された制御基板とを有する車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサーにおいて、リードフレームがインサート成形され、上記リードフレームにリード端子が接続されたホールＩＣを保持すると共に、上記制御基板に固定されたホールＩＣホルダーと、上記制御基板に設けられ、上記リードフレームの延在部が貫通するスルーホールとを備え、上記スルーホールを貫通した上記リードフレームの延在部を上記制御回路に半田接合により接続するようにしたことを特徴とする車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー。
上記ホールＩＣを上記ホールＩＣホルダーにインサート成形するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の車載用電力変換装置のホールＩＣ型電流センサー。