JPH0538573U - 電流検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い電力を制御するインバータ装置の電流を
検出し制御するための、磁気空隙を設けた磁気回路の磁
気空隙に感磁素子を挿入した電流検出器の、被検出商用
周波電流に重畳する高周波スイッチングノイズを、１／
１００以下に低減した電流検出器を提供する。 【構成】 高い比透磁率特性を有する環状の磁気回路の
一部に磁気空隙を設けた磁性体コアと、磁性体コアの磁
気空隙に挿入する感磁素子と、感磁素子の駆動増幅回路
とを銅箔４により覆い、銅箔の一部の突起４ａを感磁素
子の電源側接地端子１０に接続し、磁性体コアと銅箔と
を絶縁ケース３，４により覆い絶縁ケース４の上から被
検出電流の巻線６を巻回し、後絶縁ケースに収納し構成
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、高い電力を制御するインバータ装置等の電流を検出し制御するため の電流検出器であって、磁路の一部に磁気空隙を設けた環状の磁性体コアの前記 磁気空隙内に感磁素子を挿入し磁性体コアに被検出電流が流れる巻線を施し被検 出電流の値を感磁素子の出力電圧の値により検出するよう構成した電流検出器に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種の電流検出器は、高い比透磁率特性を有する環状の磁気回路の一部 に磁気空隙を設けた磁性体コアの環状の磁路に巻線を巻回し、巻回された巻線に 被検出電流が流れる時、磁性体コアの磁気空隙には磁性体コアへの巻線数をＮ、 巻線に流れる電流をＩ、空隙長をＬｇとする時、磁気空隙内に発生する磁界の値 をＨｇとすると、Ｈｇ＝ＮＩ／Ｌｇとなる磁界が発生し、磁気空隙には、例えば ホール素子等の感磁素子を挿入すると、感磁素子にはＶＨ＝Ｋ₁Ｈｇ（Ｋ₁：比例 常数）なる被検出電流に比例した直流電圧が出力され、感磁素子の出力電圧ＶＨ の値により巻線に流れる電流、即ち計測しようとする検出電流の値を読み取るこ とが出来る。更にホール素子の出力電圧ＶＨは増幅回路により増幅され、電流の 値は電圧の値で端子へ出力される。従来の電流検出器では巻線部にインバータの トランジスタのスイッチング等による急峻なパルス電圧が重畳してる故、巻線部 の近傍に配置された感磁素子及び増幅回路部には、上記パルス電圧の影響を受け 、出力電圧にパルス電圧のｄｖ／ｄｔ成分が重畳され、正確な電流検出が出来な いという問題があった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、磁路の一部に磁気空隙を設けた環状の磁性体コアの磁気空隙部分に ホール素子等からなる感磁素子、及び感磁素子の出力電圧を増幅する増幅回路を 銅箔により被覆して樹脂ケースに挿入し、環状磁路に巻線を巻回し、磁気空隙に 感磁素子実装基板を挿入し、前記銅箔と前記感磁素子実装基板とを電気的に接続 を行い、磁性体コアに巻回する巻線に重畳したパルス電圧により発生する電磁ノ イズを銅箔の電磁シールド効果により、感磁素子の出力電圧ＶＨへの影響を除去 した電磁ノイズの重畳のない電流検出器を構成することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案による電流検出器は、高い比透磁率特性を持ち、環状の磁路の一部に磁 気空隙を設けた磁性体コアの磁気空隙内にホール素子等からなる感磁素子を挿入 配置し、磁路に被検出電流を導通する巻線を巻回し実装基板上に感磁素子の出力 電圧を増幅する増幅回路を実装した電流検出器において、感磁素子と、感磁素子 の駆動回路と増幅回路を実装した回路基板と、磁性体コアの全面を銅箔により被 覆し、樹脂絶縁ケースに挿入し、樹脂絶縁ケースの上から環状磁路に被検出電流 が流れる巻線を巻回し、前記感磁素子を動作させる増幅回路の電源を入力する入 力端子の接地側端子と銅箔とを電気的に接続する。この時、銅箔と感磁素子の駆 動回路と増幅回路とを実装した基板の間は電気絶縁フィルムにより電気的に絶縁 する。感磁素子を実装し銅箔により電磁シールドし巻線を施した電流検出器は樹 脂ケースに封止し本考案の電流検出を構成する。

【０００５】 即ち本考案は、磁路の一部に磁気空隙を形成した環状の磁性体コアと、前記磁 気空隙に挿入配置された感磁素子と、該感磁素子の検出出力信号を増幅する増幅 回路とを有し、前記磁路に被検出電流を導通する巻線を巻回した電流検出器に於 て、感磁素子の出力信号を増幅する増幅回路の電源側接地端子に一端を接続して 前記磁性体コアと感磁素子及び増幅回路とを覆う銅箔と、該銅箔と磁性体コアの 磁路を内部に包み前記被検出電流を導通する巻線を巻回し、形成したことを特徴 とする電流検出器である

【０００６】

【作用】

本考案による電流検出器は、感磁素子を挿入する磁気空隙を有する環状の磁性 体コアと感磁素子及び感磁素子の駆動回路と増幅回路とを銅箔により覆い、絶縁 ケースに挿入し、その上から磁性体コアの磁路に前記銅箔を内部に包み磁路と一 緒に巻線を巻回し、感磁素子を駆動する電源の入力端子の接地端子と銅箔とを電 気的に接続することにより、磁性体コアに巻回する巻線に被測定電流が流れた時 に重畳するパルス電圧によって生ずる電流検出器に誘導した電磁ノイズを、前記 銅箔により数１０ＫＨＺ以上の電磁ノイズの短絡効果と感磁素子と感磁素子出力 電圧の増幅回路の電磁シールド効果により、感磁素子の出力電圧Ｖ_Hを検出する 回路部への電圧パルスによる電磁ノイズの影響を１／１００以下に除去するもの で、感磁素子の出力電圧に重畳していた誘導ノイズを除去し出力電圧Ｖ_Hを正確 に読み取ることが出来ることを可能とした。

【０００７】

【実施例】

本考案の実施例について図面を用い説明する。図１は本考案の電流検出器の分 解斜視図を示す。高い比透磁率特性を有する環状の外形が四角形に成形された磁 性体コア１の一部に、磁気空隙２を設け、樹脂ケース３に磁性体コア１と、磁性 体コア１の磁気空隙２に感磁素子７と、感磁素子７のバイアス電流を作る駆動回 路と、感磁素子の出力電圧を増幅する電圧増幅回路とを取り付けたＴ字状に形成 した感磁素子実装基板８を磁性体コアに実装した後、銅箔４と共にケースに挿入 し、ケース５で蓋をして磁性体コア１に巻線６を行う。ケース３に感磁素子実装 基板８を挿入する際、銅箔と基板との間は電気絶縁シートにより絶縁し、銅箔は 本実施例では厚さが７５μｍの銅箔を用い、巻線６を実施した後、リード端子１ １と電源及び信号入出力端子９は箱型樹脂ケースにより固定される。従って、巻 線６に電流が流れると磁気空隙内には前記電流に比例した磁界が発生し、例えば ホール素子等の感磁素子７によって被検出電流が作る磁界に比例した電圧が出力 される。又、本考案による電流検出器は、磁性体コア１と共にケース３に挿入さ れた銅箔４の突起４ａは感磁素子実装基板８に設けられた電源入力及び信号出力 端子９の接地端子１０に電気的に接続される。巻線６に電流が流れた時に重畳す る急峻な立ち上がりによるノイズによる影響は、数１０ＫＨＺ帯のノイズが商用 電源の５０Ｈｚの信号電圧に比べて２倍程の値で重畳していたが、本考案による 銅箔による電磁シールドを施すことによりほぼ１／１００以下に減衰し、実用上 問題のない電磁ノイズの値となり、正確な電流値を検出できる電流検出器が得ら れ本考案により極めて顕著な効果が得られた。

【０００８】

【考案の効果】

本考案による電流検出器は、感磁素子を挿入するための磁気空隙を設けた環状 の磁性体コアと、前記感磁素子に電圧を供給し、又感磁素子の出力電圧を増幅す る増幅回路を取り付けた感磁素子実装基板とを銅箔で覆い、銅箔の一端は感磁素 子の電源の接地端子に接続し、銅箔と感磁素子とを内部に被検出電流が流れる導 体により巻回した構造とすることにより、検出電流に重畳する負荷側のスイッチ ングによって生ずる数１０ＫＨＺ以上の高周波電磁ノイズを１／１００以下の値 に減衰することができ、本考案の電流検出器とすることによりスイッチングノイ ズを完全に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による電流検出器の構成を示す分解斜視
図。

【図２】本考案による電流検出器の外観斜視図。

【符号の説明】

１ 磁性体コア ２ 磁気空隙 ３ ケース ４ 銅箔 ４ａ 突起 ５ ケース ６ 巻線 ７ 感磁素子 ８ 感磁素子実装基板 ９ 電源及び信号入出力端子 １０ 接地端子 １１ リード端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁路の一部に磁気空隙を形成した環状の
   磁性体コアと、前記磁気空隙に挿入配置された感磁素子
   と、該感磁素子の検出出力信号を増幅する増幅回路とを
   有し、前記磁路に被検出電流を導通する巻線を巻回した
   電流検出器に於て、感磁素子の出力信号を増幅する増幅
   回路の電源側接地端子に一端を接続し前記磁性体コアと
   感磁素子及び増幅回路とを覆う銅箔と、該銅箔と磁性体
   コアの磁路を内部に包み前記被検出電流を導通する巻線
   を巻回し形成したことを特徴とする電流検出器。