JP2012247191A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象電線に流れる電流の検出精度の低下を防止する。
【解決手段】磁気コア２に組み込まれたセンサ素子３１を有して測定対象電線１１に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１に比例して振幅が変化する検出信号Ｓ３を出力する磁気センサ３と、磁気コア２に複数層に巻回して構成された帰還巻線４と、センサ素子３１に励磁電流Ｉ２を出力する信号生成部５と、検出信号Ｓ３を入力すると共にこの検出信号Ｓ３の振幅を低下させる駆動電流Ｉｄを帰還巻線４に供給する駆動部６と、駆動電流Ｉｄの電流路内に配設されて駆動電流Ｉｄを電圧Ｖｄに変換して出力する検出抵抗７とを備え、帰還巻線４は、中間層の部位において巻始め端側の第１帰還巻線４ａと巻き終わり端側の第２帰還巻線４ｂとに分割され、検出抵抗７は、各帰還巻線４ａ，４ｂにおける中間層の部位に位置する２つの端部から引き出された一対の引き出し線４３，４４間に接続されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、フラックスゲート型磁界センサを備えて測定対象電線に流れる電流を検出する電流検出装置に関するものである。

この種の電流検出装置として、本願出願人は下記特許文献１に開示された電流検出装置（貫通型電流センサ）を既に提案している。この電流検出装置は、円環状に形成された２つのフラックスゲート型磁界センサ（フラックスゲートセンサ素子）を絶縁層を介在させた状態で二枚重ねにし、この二枚重ねの状態のフラックスゲート型磁界センサを円環状のメインコア内に収納し、このメインコアの外表面の全周にわたり帰還巻線を均等に巻回して構成されている。

また、この特許文献１の図８に記載されているように、この電流検出装置では、三角波励磁回路が、２つのフラックスゲート型磁界センサに位相の反転した励磁信号を供給し、差動増幅回路が、各フラックスゲート型磁界センサに発生する電圧の差分電圧を増幅する。また、同期検波回路が、差動増幅回路から出力される信号を励磁信号の２倍の周波数の基準信号で同期検波して、測定対象電線（被測定導体）に流れる電流に比例する信号を検出し、増幅部が、この検出された信号に基づいて駆動電流を生成して帰還巻線にその一端側から供給する。また、帰還巻線の他端側とグランドとの間に配設された検出抵抗が、この帰還巻線に供給されている駆動電流を電圧に変換し、この電圧を増幅部が増幅することにより、測定対象電線に流れる電流を示す信号として出力する。

この構成の電流検出装置では、磁気検出手段としてメインコア内に収納されているフラックスゲート型磁界センサと、メインコアに均等に巻回されている帰還巻線とは、全周対称構造のもとで配置されているので、メインコア内に挿通される測定対象電線（被測定導体）の位置の影響や、外部磁界の影響を極く小さなものとすることが可能となっている。

特開２００６−３００９１５号公報（第９−１２頁、第５−８図）

ところが、上記の電流検出装置には、以下の改善すべき課題が存在している。すなわち、上記の電流検出装置では、帰還巻線の他端側は、検出抵抗を介してグランドに接続されているが、帰還巻線は一般的にメインコアの外表面に多層に巻回されて構成されるため、帰還巻線の他端側は、最内層の端部または最外層の端部のうちのいずれかとなる。

この場合、帰還巻線の最外層の端部を上記した帰還巻線の他端側として検出抵抗に接続する構成を採用したときには、帰還巻線の最外層は最内層と比べて、測定対象電線に近接した状態となるため、測定対象電線との間の結合容量も大きくなることから、測定対象電線に重畳している同相電圧ノイズが結合容量を介して検出抵抗に伝わり易くなっている。このため、この構成（帰還巻線の最外周の端部を他端側として検出抵抗に接続する構成）を採用した電流検出装置には、同相電圧ノイズの影響に起因して、測定対象電線に流れる電流の検出精度が低下する場合があるという改善すべき課題が存在している。

一方、帰還巻線の最内層の端部を上記した帰還巻線の他端側として検出抵抗に接続する構成を採用したときには、帰還巻線の最内層は最外層と比べて、メインコア内に配設されているフラックスゲート型磁界センサに近いため、フラックスゲート型磁界センサに供給されている励磁信号の信号成分などのノイズ成分が検出抵抗に伝わり易くなっている。このため、この構成（帰還巻線の最内周の端部を他端側として検出抵抗に接続する構成）を採用した電流検出装置にも、励磁信号の信号成分などのノイズ成分の影響に起因して、測定対象電線に流れる電流の検出精度が低下する場合があるという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、測定対象電線に流れる電流の検出精度の低下を防止し得る電流検出装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の電流検出装置は、円環状の磁気コアと、当該磁気コアに組み込まれたフラックスゲートセンサ素子を有して当該磁気コアに挿通された測定対象電線に流れる電流の電流値に比例して振幅が変化する検出信号を出力するフラックスゲート型磁気センサと、前記磁気コアの外表面に導線を複数層に巻回して構成された帰還巻線と、前記フラックスゲートセンサ素子に励磁信号を出力する信号生成部と、前記検出信号を入力すると共に当該検出信号の振幅を低下させる駆動電流を前記帰還巻線に供給する駆動部と、前記駆動電流の電流路内に配設されて当該駆動電流を電圧に変換して出力する検出抵抗とを備えて、前記検出抵抗によって変換された前記電圧を前記測定対象電線に流れる電流の電流値として検出する電流検出装置であって、前記帰還巻線には、巻始め端および巻き終わり端のうちの一方から他方に向かう前記駆動電流が供給されると共に、当該帰還巻線は、中間層の部位において前記巻始め端側の第１帰還巻線と前記巻き終わり端側の第２帰還巻線とに分割され、前記検出抵抗は、前記第１帰還巻線および前記第２帰還巻線における前記中間層の部位に位置する２つの端部から引き出された一対の引き出し線間に接続されている。

また、請求項２記載の電流検出装置は、請求項１記載の電流検出装置において、前記第１帰還巻線と前記第２帰還巻線は、同じ巻線数で巻回されている。

また、請求項３記載の電流検出装置は、請求項１記載の電流検出装置において、前記第１帰還巻線と前記第２帰還巻線は、同じ巻線抵抗値となるように巻回されている。

また、請求項４記載の電流検出装置は、請求項１から３のいずれかに記載の電流検出装置において、前記駆動部は、前記検出信号を非反転して出力するボルテージフォロワ回路と、前記検出信号を反転して出力する反転増幅回路とで構成されて、前記ボルテージフォロワ回路からの前記駆動電流を前記帰還巻線の一方の端部に供給すると共に前記反転増幅回路からの前記駆動電流を前記帰還巻線の他方の端部に供給する。

また、請求項５記載の電流検出装置は、請求項１から４のいずれかに記載の電流検出装置において、前記第１帰還巻線および前記第２帰還巻線には、共振防止用抵抗が並列にそれぞれ接続されている。

請求項１記載の電流検出装置では、磁気コアの外表面に導線を複数層に巻回して構成された帰還巻線が、その中間層の部位において巻始め端側の第１帰還巻線と巻き終わり端側の第２帰還巻線とに分割され、検出抵抗が、第１帰還巻線および第２帰還巻線における中間層に位置する２つの端部から引き出された一対の引き出し線間に接続されている。

したがって、この電流検出装置によれば、測定対象電線に発生する同相電圧によるノイズが測定対象電線に最も近い第２帰還巻線の最外層に結合容量を介して伝播したとしても、このノイズが検出抵抗に伝播するまでの間に第２帰還巻線の巻線抵抗で十分に減衰させることができて、このノイズ低減用の静電シールド構造を不要にすることができると共に、フラックスゲート型磁気センサにおいて発生するノイズがこの磁気センサのフラックスゲートセンサ素子に最も近い第１帰還巻線の最内層から伝播したとしても、このノイズが検出抵抗に伝播するまでの間に第１帰還巻線の巻線抵抗で十分に減衰させることができる。これにより、この電流検出装置によれば、測定対象電線に流れる電流の検出精度が上記の各ノイズの影響を受けて低下する事態を防止することができる結果、この電流を高精度で検出することができる。

請求項２記載の電流検出装置によれば、帰還巻線を巻回数が同一の第１帰還巻線と第２帰還巻線とに分割したことにより、第１帰還巻線および第２帰還巻線の各巻線抵抗値をほぼ同じに揃えることができるため、測定対象電線に発生する同相電圧によるノイズと、フラックスゲート型磁気センサにおいて発生するノイズとを各巻線抵抗でほぼ均等に低減することができる。また、第１帰還巻線と第２帰還巻線の作製に際して、それぞれの巻回数が同じになるように管理するだけでよいため、巻線抵抗値のほぼ揃った状態に容易に作製することができる。

請求項３記載の電流検出装置によれば、各巻線抵抗値が同じになるように第１帰還巻線と第２帰還巻線とを巻回したことにより、測定対象電線に発生する同相電圧によるノイズと、フラックスゲート型磁気センサにおいて発生するノイズとを巻線抵抗値の等しい各巻線抵抗でより均等に低減することができる。

請求項４記載の電流検出装置によれば、ボルテージフォロワ回路と反転増幅回路とで駆動部を構成したことにより、帰還巻線全体に印加される駆動信号の振幅を大きくして、駆動電流を増加させることができるため、電流検出装置のダイナミックレンジを広くすることができる

請求項５記載の電流検出装置によれば、第１帰還巻線および第２帰還巻線にそれぞれ並列に共振防止用抵抗を接続したことにより、電流検出装置の周波数特性を改善することができる。

電流検出装置１の構成図である。 図１におけるＷ−Ｗ線断面図である。 駆動部６、帰還巻線４、検出抵抗７および差動検出部８の回路図である。 駆動部６Ａ、帰還巻線４、検出抵抗７および差動検出部８の回路図である。

以下、添付図面を参照して、電流検出装置の実施の形態について説明する。

電流検出装置１は、図１に示すように、円環状の磁気コア２、フラックスゲート型磁気センサ３（以下、「磁気センサ３」ともいう）、帰還巻線４、信号生成部５、駆動部６、検出抵抗７および差動検出部８を備え、磁気コア２に挿通された測定対象電線１１に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１に比例して電圧値Ｖ１が変化する電圧信号Ｓｏを出力する。

磁気コア２は、一例として図１，２に示すように、磁気コア２の周方向に沿って磁気コア２の内部に形成された空隙２１内に、磁気センサ３を構成する後述のフラックスゲートセンサ素子３１が収納されて構成されている。

磁気センサ３は、一例として図１，２に示すように、２つのフラックスゲートセンサ素子３１ａ，３１ｂ（以下、特に区別しないときには「センサ素子３１」ともいう）、差動増幅部３２、および同期検波部３３を備えている。各センサ素子３１は、図示はしないが、一例として、同一形状に形成された円環状の絶縁基材の表面に検出巻線が同じ巻回数だけ巻回されてそれぞれ構成されている。また、各センサ素子３１は、互いの検出巻線の巻線方向が互いに逆向きとなるように直列に接続され、かつ、図２に示すように、互いに重ね合わされた状態で磁気コア２の空隙２１内に配設されている（磁気コア２に組み込まれている）。また、直列に接続された２つの検出巻線の各非接続端部（互いに接続されない側の端部）には引き出し線３１ｃ，３１ｄがそれぞれ接続されると共に、各検出巻線の接続端部（互いに接続さる側の端部）には引き出し線３１ｅが接続されて、２つの検出巻線は、各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して差動増幅部３２に接続されている。

この構成により、各センサ素子３１ａ，３１ｂは、信号生成部５から出力される後述の励磁電流Ｉ２（一定の周波数ｆの交流電流）が供給されているときに、互いの位相が反転する検出電圧Ｖａ，Ｖｂをそれぞれの検出巻線間に発生させると共に、各検出電圧Ｖａ，Ｖｂを各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して差動増幅部３２に出力する。

差動増幅部３２は、図１に示すように、各センサ素子３１に各引き出し線３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを介して接続されて、各センサ素子３１から出力される検出電圧Ｖａ，Ｖｂを入力すると共に、その差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を検出する。また、差動増幅部３２は、検出した差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を増幅して、差分信号Ｓ１として出力する。磁気コア２に挿通されている測定対象電線１１に電流Ｉが流れているときには、測定対象電線１１の周囲に発生している磁界によって磁気コア２内の磁束が変化し、これに伴って各検出電圧Ｖａ，Ｖｂの振幅が変化する。このため、差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）および差分信号Ｓ１は、励磁電流Ｉ２の２倍の周波数（２ｆ）の信号成分が電流Ｉの振幅によって変調された振幅変調信号となる。

同期検波部３３は、差動増幅部３２から出力される差分信号Ｓ１を、信号生成部５から出力される後述の同期信号Ｓ２（励磁電流Ｉ２に同期した周波数（２ｆ）の矩形波信号）で同期検波することにより、測定対象電線１１に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１に比例して振幅が変化する検出信号Ｓ３を出力する。

帰還巻線４は、図１，２に示すように、センサ素子３１を覆うようにして磁気コア２の外表面に導線４１を多層に巻回して構成されている。また、帰還巻線４は、図１において模式的に示されるように、一例として、巻回方向が同一で、かつ巻回数が同一の２つの第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂに分割されている。

この場合、図２に示すように、第１帰還巻線４ａは、磁気コア２に最も近い最内層に一端部（帰還巻線４の巻始め端部）Ａから、帰還巻線４の中間層に位置する他端部（第１端部）Ｂまでの導線４１によって構成されている。つまり、第１帰還巻線４ａは、帰還巻線４における巻始め端側の巻線として構成されている。

一方、第２帰還巻線４ｂは、帰還巻線４の中間層に位置する一端部（第２端部）Ｃから、磁気コア２から最も遠い最外層に位置する端部（帰還巻線４の巻き終わり端部）Ｄまでの導線４１によって構成されて、第１帰還巻線４ａの上層に形成されている。つまり、第２帰還巻線４ｂは、帰還巻線４における巻き終わり端側の巻線として構成されている。なお、図示はしないが、一例として、導線４１の表面には、絶縁層が形成されているため、導線４１の隣接部同士間、および第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂとの間は、電気的に絶縁された状態が維持されている。

このようにして形成された第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂは、第２帰還巻線４ｂが第１帰還巻線４ａの上層に形成されているため、巻回数が同一であっても互いの長さは厳密には相違しており、この例では、上層側の第２帰還巻線４ｂの方が下層側の第１帰還巻線４ａよりも長い状態となっている。このため、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂは、同一（抵抗率の同じ）の導線４１で形成されているものの、正確には、第２帰還巻線４ｂの巻線抵抗値の方が第１帰還巻線４ａの巻線抵抗値よりも大きい状態となっている。

しかしながら、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂの巻回数は、一般的には１０数ターン以上に設定されるため、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂの各巻線抵抗値の差分は、第１帰還巻線４ａ全体の巻線抵抗値や第２帰還巻線４ｂ全体の巻線抵抗値と比較して、十分に小さいものとなる。このため、同一の導線４１を使用して、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂを同一の巻回数に形成することで、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂの各巻線抵抗値はほぼ同じ値に揃えられている。

また、第１帰還巻線４ａの一端部Ａには第１引き出し線４２が接続されて帰還巻線４の外部に引き出され、第１帰還巻線４ａの他端部Ｂには第２引き出し線４３が接続されて帰還巻線４の外部に引き出されている。また、第２帰還巻線４ｂの一端部Ｃには第３引き出し線４４が接続されて帰還巻線４の外部に引き出され、第２帰還巻線４ｂの他端部Ｄには第４引き出し線４５が接続されて帰還巻線４の外部に引き出されている。

また、図１に示すように、第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂとは、互いの引き出し線４３，４４間に検出抵抗７が接続されることにより、互いが検出抵抗７を介して直列接続されて、全体として１つの帰還巻線４として構成されている。また、第１帰還巻線４ａの第１引き出し線４２は、駆動部６に接続され、第２帰還巻線４ｂの第４引き出し線４５は、基準電位（回路グランド）に接続されている。

信号生成部５は、一定周波数ｆの交流電流である励磁信号としての励磁電流Ｉ２を生成して、センサ素子３１に出力する。また、信号生成部５は、励磁電流Ｉ２に同期した周波数（２ｆ）の信号を生成して同期信号Ｓ２として同期検波部３３に出力する。

駆動部６は、磁気センサ３の同期検波部３３から出力される検出信号Ｓ３を入力すると共に駆動信号Ｓ４に増幅して、帰還巻線４（第１帰還巻線４の一端部Ａ側）に出力する。本例では、一例として、駆動部６は、図３に示すように、ボルテージフォロワ回路で構成されて、増幅した検出信号Ｓ３を非反転の状態で駆動信号Ｓ４に増幅して出力する。この場合、帰還巻線４には、駆動部６から駆動信号Ｓ４が出力（印加）されることにより、駆動電流Ｉｄが流れる。このため、磁気コア２内には、駆動電流Ｉｄが帰還巻線４を流れることによって、磁束が発生する。駆動部６は、この駆動電流Ｉｄが帰還巻線４を流れることによって磁気コア２に発生する磁束で、測定対象電線１１に電流Ｉが流れることによって磁気コア２に発生する磁束を打ち消すように、つまり、磁気センサ３から出力される検出信号Ｓ３の振幅を低下させる（ゼロに近づける）ように、駆動信号Ｓ４の振幅（電圧）を制御する。

検出抵抗７は、図１，３に示すように、帰還巻線４を含む駆動電流Ｉｄの電流路内に配設されて、帰還巻線４に流れる駆動電流Ｉｄを電圧Ｖｄに変換する。本例では、上記したように、検出抵抗７は、帰還巻線４を構成する第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂとの間に配設されている。差動検出部８は、検出抵抗７に接続されて、この検出抵抗７に両端間電圧として発生する電圧Ｖｄを検出すると共に、増幅して電圧信号Ｓｏとして出力する。

以上のようにして構成された電流検出装置１は、磁気センサ３を使用したゼロフラックス方式の電流検出装置として機能する。

次に、電流検出装置１の動作について、図面を参照して説明する。

上記したように、電流検出装置１では、信号生成部５が、帰還巻線４に対して周波数ｆの励磁電流Ｉ２を出力すると共に、フラックスゲート型の磁気センサ３における同期検波部３３に同期信号Ｓ２を出力する。

この状態において、磁気センサ３では、この励磁電流Ｉ２の供給を受けて作動する２つのセンサ素子３１ａ，３１ｂが、互いの位相が反転すると共に、測定対象電線１１に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１に応じて振幅が変化する検出電圧Ｖａ，Ｖｂをそれぞれ出力する。差動増幅部３２は、この検出電圧Ｖａ，Ｖｂの差分電圧（Ｖａ−Ｖｂ）を検出して、差分信号Ｓ１を出力する。同期検波部３３は、この差分信号Ｓ１を同期信号Ｓ２で同期検波することにより、測定対象電線１１に流れる電流Ｉの電流値Ｉ１に比例して振幅が変化する検出信号Ｓ３を出力する。

次いで、駆動部６は、磁気センサ３から出力される検出信号Ｓ３を入力すると共に、駆動信号Ｓ４に増幅して、帰還巻線４に出力することで、帰還巻線４に駆動電流Ｉｄを供給する。また、駆動部６は、検出信号Ｓ３の振幅（電圧）が低下する（ゼロに近づく）ように、駆動信号Ｓ４の振幅（電圧）を制御する（つまり、駆動電流Ｉｄの電流値を制御する）。この場合、検出信号Ｓ３の振幅（電圧）がゼロになっている状態では、磁気コア２に発生している全磁束がゼロになっている状態、つまり、測定対象電線１１に電流Ｉが流れることによって磁気コア２に発生する磁束が、帰還巻線４に駆動電流Ｉｄが流れることによって磁気コア２に発生する磁束を打ち消している状態となっている。つまり、駆動部６は、電流値が電流Ｉの電流値Ｉ１と比例する駆動電流Ｉｄを出力している状態となっている。

続いて、帰還巻線４を構成する２つの第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂ間に配設された検出抵抗７が、この駆動電流Ｉｄを電圧Ｖｄに変換し、最後に、差動検出部８が、この電圧Ｖｄを検出して電圧信号Ｓｏとして出力する。上記したように、駆動電流Ｉｄの電流値は電流Ｉの電流値Ｉ１と比例した状態に維持されているため、電流検出装置１から出力される電圧信号Ｓｏもまた、その電圧値Ｖ１（振幅）が電流Ｉの電流値Ｉ１に比例した信号となっている。

また、この電流検出装置１では、上記したように、駆動電流Ｉｄを電圧Ｖｄに変換する検出抵抗７は、多層に形成された帰還巻線４を構成する２つの第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂにおける中間層に位置する各端部Ｂ，Ｃから引き出された一対の引き出し線４３，４４間に接続されている。このため、測定対象電線１１に同相電圧によるノイズが発生し、この発生したノイズが測定対象電線１１に最も近い第２帰還巻線４ｂの最外層に結合容量を介して伝播たとしても、このノイズは第２帰還巻線４ｂの巻線抵抗で十分に減衰させられた状態で、検出抵抗７に達する。

また、フラックスゲート型磁気センサである磁気センサ３において発生するノイズは、磁気センサ３に最も近い第１帰還巻線４ａの最内層から帰還巻線４に伝播されるが、この磁気センサ３からのノイズは第１帰還巻線４ａの巻線抵抗で十分に減衰させられた状態で、検出抵抗７に達する。

このため、この電流検出装置１では、測定対象電線１１に発生する同相電圧によるノイズ、および磁気センサ３において発生するノイズの双方の検出抵抗７への伝播が十分に低減され、その結果として、検出抵抗７に発生する電圧Ｖｄに基づいて生成される電圧信号Ｓｏへの両ノイズの影響が十分に低減されている。

このように、この電流検出装置１では、磁気コア２に組み込まれた磁気センサ３のセンサ素子３１を覆うようにして磁気コア２の外表面に多層に巻回された帰還巻線４が、その中間層において巻始め端側の第１帰還巻線４ａと巻き終わり端側の第２帰還巻線４ｂとに分割され、検出抵抗７が、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂにおける中間層に位置する２つの端部Ｂ，Ｃから引き出された一対の引き出し線４３，４４間に接続されている。

したがって、この電流検出装置１によれば、測定対象電線１１に発生する同相電圧によるノイズが測定対象電線１１に最も近い第２帰還巻線４ｂの最外層に結合容量を介して伝播したとしても、このノイズが検出抵抗７に伝播するまでの間に第２帰還巻線４ｂの巻線抵抗で十分に減衰させることができて、このノイズ低減用の静電シールド構造を不要にすることができると共に、磁気センサ３において発生するノイズが磁気センサ３に最も近い第１帰還巻線４ａの最内層から伝播したとしても、このノイズが検出抵抗７に伝播するまでの間に第１帰還巻線４ａの巻線抵抗で十分に減衰させることができる。これにより、この電流検出装置１によれば、測定対象電線１１に流れる電流Ｉの検出精度が上記のノイズの影響を受けて低下する事態を防止することができる結果、電流Ｉを高精度で検出して、電流Ｉの電流値Ｉ１に電圧値Ｖ１が比例して変化する電圧信号Ｓｏを出力することができる。

また、この電流検出装置１によれば、同じ導線４１で形成された帰還巻線４を巻回数が同一（同じ巻回数）の第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂとに分割したことにより（第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂとに分けて形成した）ことにより、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂの各巻線抵抗値をほぼ同じ値に揃えることができるため、測定対象電線１１に発生する同相電圧によるノイズと、磁気センサ３において発生するノイズとをほぼ均等に低減することができる。また、第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂの作製に際して、それぞれの巻回数が同じになるように管理するだけでよいため、巻線抵抗値のほぼ揃った状態に容易に作製することができる。

なお、上記例では、第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂを同一の巻回数で形成することによって、各帰還巻線４ａ，４ｂの巻線抵抗値をほぼ同じ値に簡易に揃える構成を採用しているが、同じ巻線抵抗値となるように帰還巻線４ａ，４ｂを巻回する構成、具体的には、帰還巻線４ａ，４ｂの各巻回数を微調整することにより、または一方の巻線を基準として他方の巻線の巻回数を微調整することにより、第１帰還巻線４ａの巻線抵抗値と第２帰還巻線４ｂの巻線抵抗値とを同一に規定する構成を採用することもできる。この構成によれば、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂの各巻線抵抗値を一致させる（同じ値に揃える）ことで、測定対象電線１１に発生する同相電圧によるノイズと、磁気センサ３において発生するノイズとをより均等に低減することができる。

また、上記した駆動部６に代えて、図４に示すように、ボルテージフォロワ回路および反転増幅回路を使用した駆動部６Ａを採用することもできる。この駆動部６Ａでは、ボルテージフォロワ回路と反転増幅回路の双方に検出信号Ｓ３を入力し、ボルテージフォロワ回路の出力を第１引き出し線４２を介して帰還巻線４の一方の端部（第１帰還巻線４ａの一端部Ａ）に接続し、反転増幅回路の出力を第４引き出し線４５を介して帰還巻線４の他方の端部（第２帰還巻線４ｂの他端部Ｄ）に接続する。

この駆動部６Ａによれば、ボルテージフォロワ回路が、増幅した検出信号Ｓ３を非反転の状態で帰還巻線４の一方の端部に出力することによって駆動電流を供給し、反転増幅回路が、増幅した検出信号Ｓ３を反転させて帰還巻線４の他方の端部に出力することによって駆動電流を供給するため、帰還巻線４全体に印加される駆動信号Ｓ４の振幅を大きく（一例として約２倍と大きく）して、駆動電流を増加させる（一例として約２倍に増加させる）ことができる。つまり、電流検出装置１のダイナミックレンジを広く（一例として約２倍に広く）することができる。なお、帰還巻線４、検出抵抗７および差動検出部８の構成は駆動部６を使用した構成と同一であるため、同じ符号を付して重複する説明を省略する。

また、図３において破線で示すように、帰還巻線４から引き出した各引き出し線４２，４３，４４，４５を利用して、第１帰還巻線４ａおよび第２帰還巻線４ｂにそれぞれ並列に共振防止用抵抗５１，５２を接続する構成を採用することもできる。なお、図示はしないが、図４に示す駆動部６Ａを使用した構成においても同様にして、共振防止用抵抗５１，５２を接続することができる。この構成を採用することにより、電流検出装置１の周波数特性を改善する（作動周波数帯域をより高域まで伸ばす）ことができる。

また、帰還巻線４を第１帰還巻線４ａと第２帰還巻線４ｂの２つに分割する例を挙げて説明したが、図示はしないが、３つ以上の巻線に分割して、これらの巻線の間に検出抵抗７を配設する構成を採用することもできる。

１ 電流検出装置
２ 磁気コア
３ 磁気センサ
４ 帰還巻線
４ａ 第１帰還巻線
４ｂ 第２帰還巻線
５ 信号生成部
６，６Ａ 駆動部
７ 検出抵抗
１１ 測定対象電線
３１ センサ素子
４３ 第２引き出し線
４４ 第３引き出し線
Ｉ 電流
Ｉ１ 電流値
Ｉ２ 励磁電流
Ｉｄ 駆動電流
Ｓ３ 検出信号
Ｖｄ 電圧

Claims (5)

1. 円環状の磁気コアと、当該磁気コアに組み込まれたフラックスゲートセンサ素子を有して当該磁気コアに挿通された測定対象電線に流れる電流の電流値に比例して振幅が変化する検出信号を出力するフラックスゲート型磁気センサと、前記磁気コアの外表面に導線を複数層に巻回して構成された帰還巻線と、前記フラックスゲートセンサ素子に励磁信号を出力する信号生成部と、前記検出信号を入力すると共に当該検出信号の振幅を低下させる駆動電流を前記帰還巻線に供給する駆動部と、前記駆動電流の電流路内に配設されて当該駆動電流を電圧に変換して出力する検出抵抗とを備えて、前記検出抵抗によって変換された前記電圧を前記測定対象電線に流れる電流の電流値として検出する電流検出装置であって、
   前記帰還巻線には、巻始め端および巻き終わり端のうちの一方から他方に向かう前記駆動電流が供給されると共に、当該帰還巻線は、中間層の部位において前記巻始め端側の第１帰還巻線と前記巻き終わり端側の第２帰還巻線とに分割され、
   前記検出抵抗は、前記第１帰還巻線および前記第２帰還巻線における前記中間層の部位に位置する２つの端部から引き出された一対の引き出し線間に接続されている電流検出装置。
2. 前記第１帰還巻線と前記第２帰還巻線は、同じ巻線数で巻回されている請求項１記載の電流検出装置。
3. 前記第１帰還巻線と前記第２帰還巻線は、同じ巻線抵抗値となるように巻回されている請求項１記載の電流検出装置。
4. 前記駆動部は、前記検出信号を非反転して出力するボルテージフォロワ回路と、前記検出信号を反転して出力する反転増幅回路とで構成されて、前記ボルテージフォロワ回路からの前記駆動電流を前記帰還巻線の一方の端部に供給すると共に前記反転増幅回路からの前記駆動電流を前記帰還巻線の他方の端部に供給する請求項１から３のいずれかに記載の電流検出装置。
5. 前記第１帰還巻線および前記第２帰還巻線には、共振防止用抵抗が並列にそれぞれ接続されている請求項１から４のいずれかに記載の電流検出装置。

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