JPH0385460A - 電流検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ホール素子を用いたｉｔ電流検出器係り１
％に高精度化した電流検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、非接鯉型電流検出器は被測定’Ｉ流により発生
する磁束密度をセンサなどにより測定することにより被
検出電流の値を測定している。この様な従来の電ｉ検出
器の一例を第２図に示す（センサ技術、１９８２年１１
月号参照）。図において、（１）は被検出電流工が流れ
る電線、（２）はこの電線（１１の一部を取り囲む周回
形状の強磁性体コアで。

被検出電流工によって発生する磁界Ｂの導磁路と慶って
いる。（３）は強磁性体コア（２）の端面部（２ａ）と
（２ｂ）との間の磁気ギャップ（エアギャップ）Ｇ内に
配設されたホール、素子、（４）はホール素子（３）の
制＠ｆｆ流の入力リード、（５）はホール素子（３）の
駆動回路で入力リード（４）を介してホール素子（３）
に制御電流を供給する。（６）はホール素子（３）の出
力電圧を取り出すための出力リードである。第３図は松
下電子工業カタログ（宣伝物整理番号Ｄ−０７７／１■
）記載の上記駆動回路（５）の具体列を示す回路で、制
御電源ｖ０゜、ｖｌｌ　　に抵抗Ｒ１、１２を介してホ
ール素子（３）が制御電流の入力リード（４ａ）。

（４ｂ）　　によって接続されている。ホール素子（３
）の制′ｅＩＪ電ｉ１．（ｌ　は通常ｓｍａの直流電流
が印可されている。ホール素子（３）の出力電圧Ｖは抵
抗Ｆｔ３．　Ｒ４゜Ｒ５、Ｒ６と演算増幅器ＯＰで構成
される差動増幅回路（８）で通常同相電圧を除去し、増
幅した後出力（ｌ　号”ｏｕｔ　として出力される。可
変抵抗器ＴＲでホール素子（３）と差動増幅回路（８）
のオフセクト電圧を調整する。

次にこのものの動作について説明する。駆動回路（５）
によりホール素子（３）に予め制御電流１ｄが供給され
ている。電線１１）に被検出電流工が流れると。

その被検出電流工に比例した磁界Ｂが強磁性体コア＋２
１を通して発生する。この磁界ＢＫより９強磁性体コア
（２）の両端面部（２ａ）　、　（２ｂ）間に配置され
たホール素子（３）に発生した磁界Ｂと制御電流１（１
の積に比例した電圧、すなわち被検出電流工と制御電流
１ｄの積に比例した出力電圧Ｖが発生し。

この出力電圧Ｖを出力リード（６ｍ　）　＊　（６ｂ　
）　から取り出せるようになっている。以上述べたこと
より。

ホール素子＋３）の出力電圧Ｖば。

Ｖ＝に１　、ｉｄ　　−工　　　　　　　　−・・・＋
１１但し、ｘｌ：比例定数。

工ｏｅ１３ で表わされる。しかしながら、ホール素子（３）の制制
電１１ｃｌに比例した不平衡電圧ｖＥＩＯによってホー
ル素子（３）の出力・電圧Ｖは ■＝＝に１−　　ｉｄ　、　　工＋ＶＨＯ−−（２１但
し、ｙＨｏｏｅｉｄ よってｖＨｏ＝に２・１ｄ Ｒ２：比例定数 で表わされ、ホール素子（３）の不平衡電圧ｖＥＩＯが
誤差とｉつ、で出力されろう 〔発明が解決しようとする課題〕 従来の電流検出器は以上のように構成されているので、
ホール素子（３）の不平衡電圧ＶＦＩＯがホール素子（
３）の出力電圧Ｖに加算されその１１では検出に誤差が
生ずるので、測定の都度その誤差分をゼロに調節する必
要があシ、そのために調節する作業！たは調節するため
の装置を必要とするなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、測定の都度不平衡電圧による誤差分をゼロに
調節する必要がなく、高精度に電流検出を行なうことが
可能ｉ電流検出器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係わる電流検出器は、交流成分を含む被検出
電流が流れる導体を貫通させる孔を形成する周回形状の
磁路の一部Ｋｍ気ギャップが設けられた強磁性体と、上
記磁気ギャップ内に配設されたホール素子と、このホー
ル素子に上記被検出電流により変調される交流制御信号
を供給する制御回路と、上記ホール素子が出力する変調
信号から上記被噴出′ｆＩｌ流に対応した信号波を出力
する復調器とを備えてなるものである。

〔作用〕

この発明における制御回路は、被検出ＩＥ流により変調
される交流制御信号をホール素子に供給するので、上記
ホール素子が出力する変調信号を復調する事により、上
記交流制御信号成分が除去され上記被検出電流成分のみ
が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明による電流検出器の一実権例を第１図に
基づいて説明する。

図において、（１）は被検出電流工が流れる導体として
の電線、（２）はこの電ａ−！！−貫通させる孔を形成
する周回形状の磁路の一部に磁気ギャップＧが設けられ
た強磁性体で、被検出電流工によって発生する磁界Ｂの
導磁路となっている。（３）は強磁性体（２）の端面部
（２ａ）と（２ｂ）の間の磁気ギヤツブＧ内に配設され
たホール素子を拡大図示したものである。１４）はホー
ル素子（３）の２本の入力リード、（５）はこれらの入
力リード１４）を介してホール素子（３）に上記被検出
電流工により変調される交流制御信号である制御ｌ′ｌ
Ｅ流１ａ流儀１％供給御回路、（６）はホール素子（３
）が出力する変調信号としての出力電圧Ｖ、を取り出す
ための２本の出力リードである。

（７）はこれらの出力リード（６）から上記変調信号を
受は取り、復調して上記制御信号１ａの成分を除去し上
記被検出′Ｒ流に対応した信号波を出力する復ｌ！ｌｌ
器である。

次にこのものの動作について説明する。　’１ｌＥｉｌ
！ｆｌ）に被検出電流Ｉが流れると強磁性体（２）には
被検出電流工に比例した磁界Ｂが発生する。従って、磁
気ギヤツブＧ内に配役されたホール素子＋３１　ＶＣは
’７．　＝＝　Ｋ２Ｓ　ｔｚ　ｍ工＋ｖＨＯａ　　　　
　−−ｆａ）但し＋　　ｖＨＯａ　は制御電流１ａｌｃ
おけるホール素子（〉の不平衡電圧７Ｈ□、　ｏｅ　１
＠よってｖＦｉｏａ　＝　Ｋ５　”　’　＆に３：比例
定数 で表わされる出力電圧Ｖ、が発生する。（３）式より分
かる通り、ホール素子（３）Ｋは１＆と工との乗算作用
があり、第３図の各部の信号波形に示されるように（ハ
）ホール素子出力信号の波形は、（イ）被検出電流の波
形と（ロ）制御゛電流の波形とを掛けた結果と々ってお
り、制＠１！流が被検出を流により振幅変調されたこと
を示している５次に、このホール素子（３）の出力信号
は復調器（７）Ｋ入力され、この復調器（７）において
！ず整流されマイナス成分がカットされ９次に低域通過
フィルタ（図示せず）Ｋより高周波の制ｗｉｔ流成分が
除去され復調器（７）の出力としては被検出電流の成分
のみが残ることになろう第３図の各部の信号波形に、に
）整流後波形、（ホ）復Ｆ！Ｉｌｉ出力信号がそれぞれ
示されている。以上述べた各部の信号波形の中で、（ハ
）、に）、（ホ）の波形はそれぞれ（ａ）とＣｂ）の２
種顕示されているが、　（ａ）ば（３）式のｖＦ１！Ｏ
ａ　を金管ないと仮定した場合の波形を示し。

（ｂ＞はｖＨＯａ　を含む（３）式の実際の波形を示し
ている。

ｆａ）、　（ｔｚ）両波形を比較すると＊　ｖＨＯａ　
の分だけ包絡線の中心レベルがずれており測定上のオフ
セット分が加電されていることを示している。しかしな
がら、このｖＨＯａ　のオフセット分は低域通過フィル
タにより除去されるので（ホ）の復調器出力信号は（＆
）＊　（１））ともに同一波形となる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば被検出電流により変調
される交流制御信号をホール素子に供給するように構成
したので、上記ホール素子が出力する変調信号を復調す
る事により不平衡電圧を含む交流制御信号成分が除去さ
れ上記被検出電流成分のみが得られ、測定の都度不平衡
電圧による誤差分をゼロに調節する必要がなく、高精度
に電流検出を行なうことが可能な電流検出器が得られる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電光検出器を示すＩ
ＩＩ或図、第２図は従来の電流検出器を示す斜初図、第
３図はその制（至）回路の回路図である。 図において、ｆｌ）は１１ｉ線（導体）、＋２１は強磁
性体。 （３）はホール素子、（５）は制御］□□□路、（７）
は４１Ａ１葬である。 なお１図中、同−笹一号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流成分を含む被検出電流が流れる導体を貫通させる孔
   を形成する周回形状の磁路の一部に磁気ギャップが設け
   られた強磁性体、上記磁気ギャップ内に配設されたホー
   ル素子、このホール素子に上記被検出電流により変調さ
   れる交流制御信号を供給する制御回路、上記ホール素子
   が出力する変調信号から上記被検出電流に対応した信号
   波を出力する復調器を備えた電流検出器。