JPH09281151A - 電圧センサ - Google Patents

電圧センサ

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JPH09281151A
JPH09281151A JP8096798A JP9679896A JPH09281151A JP H09281151 A JPH09281151 A JP H09281151A JP 8096798 A JP8096798 A JP 8096798A JP 9679896 A JP9679896 A JP 9679896A JP H09281151 A JPH09281151 A JP H09281151A
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JP
Japan
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voltage
current
magnetic
circuit board
circuit
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JP8096798A
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English (en)
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Noboru Ozaki
登 尾▲崎▼
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Yazaki Corp
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Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高電圧を処理する電圧/電流変換回路と、低
電圧を処理する電流値測定回路とを効率良く分離して、
これらの間の電気的な絶縁を確保し、これによって回路
基板の設計作業を容易にするとともに、センサ全体を小
型化する。 【解決手段】 磁気トランス4を構成する高電圧側ボビ
ン14上に高電圧側回路基板3側の基板本体7を固定す
るとともに、磁気トランス4を構成する低電圧側ボビン
15上に低電圧側回路基板5側の基板本体21を固定
し、高電圧を処理する電圧/電流変換回路などと、低電
圧を処理する電流値測定回路などとを基板単位で、効率
良く分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象となる電
圧を取り込んで、この測定電圧を電圧/電流変換した
後、この電流の値を測定して、前記測定電圧の値を判定
する電圧センサに関する。
【0002】
【従来の技術】測定対象となる電圧(以下、測定電圧)
を取り込んで、電圧/電流変換するとともに、零磁束法
(サーボ型)や磁束測定法などによって、前記電圧/電
流変換動作で得られた2次電流の大きさを測定する電圧
センサとして、従来、図6に示すものが知られている。
【0003】この図に示す電圧センサ101は、測定電
圧を受ける第1、第2入力端子102、103と、これ
ら第1、第2入力端子102、103に入力された測定
電圧を電圧/電流変換して1次電流を生成する電圧/電
流変換回路104と、この電圧/電流変換回路104に
よって生成された1次電流に対応した2次電流を生成す
る磁気トランス105と、この磁気トランス105内に
設けられた磁気センサ106を使用した零磁束法(サー
ボ型)によって、磁気トランス105で得られた2次電
流に対応する補償電流を発生し、これを磁気トランス1
05に供給し、前記測定電圧の大きさを判定する電流値
測定回路107とを備えている。
【0004】電圧/電流変換回路104は、一端が第1
入力端子102に接続されるドロップ用の抵抗108
と、一端が抵抗108の他端に接続されるドロップ用の
抵抗109とを備えており、第1、第2入力端子10
2、103に入力された測定電圧を取り込み、抵抗10
8、109によって前記測定電圧を電圧降下させなが
ら、1次電流を生成し、これを磁気トランス105に供
給する。
【0005】磁気トランス105は、一部にスリットを
有して口字状に構成されると共に高透磁率材料によって
構成される磁気コア110と、この磁気トランス105
を構成する高圧側ボビンに巻付けられ、電圧/電流変換
回路104から出力される1次電流に応じて磁気コア1
10内に磁束を発生させる1次巻線111と、磁気トラ
ンス105を構成する低圧側ボビンに巻付けられ、磁気
コア110内に発生した磁束によって2次電流が誘起さ
れる2次巻線112と、磁気コア110の前記スリット
に嵌め込まれ、この磁気コア110内の磁束密度を検出
する磁気センサ106とを備えており、電圧/電流変換
回路104から1次電流が供給されたとき、1次巻線1
11によって磁気コア110内に磁束を発生させて、2
次巻線112に2次電流を誘起させ、これを電流値測定
回路107に供給するとともに、この電流値測定回路1
07から出力され、2次巻線112に流される補償電流
によって磁気コア110内に1次巻線111によって生
成された磁束と逆向きの磁束を発生させる。
【0006】また、この動作と並行して、磁気センサ1
06によって磁気コア110内の磁束密度を検出し、こ
の検出動作によって得られた磁束密度検知信号を電流値
測定回路107に供給する。
【0007】電流値測定回路107は、2次巻線112
から出力される2次電流を受ける負荷抵抗113と、磁
気センサ106から出力される磁束密度検知信号を増幅
する演算増幅器114と、定電圧ラインと接地点との間
に直列に接続される2つの出力トランジスタ115、1
16によって構成され、演算増幅器114から出力され
る磁束密度検知信号を増幅して補償電流を生成し、これ
を2次巻線112の一端に供給する増幅回路117とを
備えており、磁気トランス105の2次巻線112から
出力される2次電流を受けながら、磁気センサ106か
ら出力される磁束密度検知信号に基づいて、前記2次電
流の電流方向と逆向きになる電流方向の補償電流を生成
し、これを2次巻線112に供給する。
【0008】そして、磁気センサ106から出力される
磁束密度検知信号で示される磁気コア110内の磁束が
零になるときの補償電流値に基づき、磁気トランス10
5から出力される2次電流の大きさを判定し、この判定
結果に基づき、前記測定電圧の値を示す信号を生成す
る。
【0009】図6に示した電圧センサ101の実装状態
を図7に示す。同図に示すように、1つの回路基板12
0上に電圧/電流変換回路104や電流値測定回路10
7を構成する複数の電子部品121を配置するととも
に、この回路基板120の裏面に磁気トランス105を
固定し、高圧入力線122を使用して測定電圧(例え
ば、数百Vの電圧)を回路基板120上の電圧/電流変
換回路104に導くとともに、電流値測定回路107に
よって得られた測定結果を低圧回路入出力線123を介
して、ハーネス側などに出力するようにしている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電圧センサ101において、回路基板120上
に配置される電圧/電流変換回路104の抵抗108、
109は、入力電圧が数百Vと高いことから電力量の大
きいものを使用しなければならないため、これら各抵抗
108、109用の配置スペースとして、回路基板12
0上に大きな面積スペースを確保しなければならず、そ
の分だけ、回路基板120が大きくなってしまうという
問題があった。
【0011】また、1つの回路基板120上に高電圧を
処理する電圧/電流変換回路104と、低電圧を処理す
る電流値測定回路107とを配置しているので、これら
電圧/電流変換回路104と、低電圧を処理する電流値
測定回路107との間の電気的な絶縁を確保しなければ
ならない。このため、これら電圧/電流変換回路104
と、低電圧を処理する電流値測定回路107との距離を
ある程度、確保しなければならず、その分だけ余分なス
ペースが必要になるという問題があった。
【0012】さらに、1つの回路基板120上に高電圧
を処理する電圧/電流変換回路104と、低電圧を処理
する電流値測定回路107とを配置しているので、回路
基板120の基板材料としては、二つの回路104、1
07の特性を共に満足する高価な材料を使用しなけらば
ならず、コスト的に無駄が多いという問題があった。
【0013】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高電圧を処理する電圧/電流変換
回路と、低電圧を処理する電流値測定回路とを効率良く
分離して、これらの間の電気的な絶縁を確保することが
でき、これによって回路基板の設計作業を容易にするこ
とができるとともに、センサ全体を小型化することがで
きる電圧センサを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、高圧側ボビンと低圧側ボビン及び両ボビ
ン中心を貫通する磁気コアを備えた磁気トランスを有
し、前記高圧側ボビン側には、測定対象となる電圧を電
圧/電流変換する機能を少なくとも有する高電圧側回路
基板が固定され、前記低圧側ボビン側には、前記測定対
象となる電圧の値を判定する機能を少なくとも有すると
ともに前記高圧側回路基板とは別体に構成された低圧側
回路基板が固定されて成ることを特徴とするものであ
る。
【0015】上記の構成により、測定電圧を取り込ん
で、電圧/電流変換し、これによって得られた電流の値
を測定して、前記測定電圧の値を判定する電圧センサに
おいて、磁気トランスを構成する高圧側ボビン側に、高
電圧側基板を固定し、前記磁気トランスを構成する低圧
側ボビン側に、低圧側基板を固定したことにより、高電
圧を処理する電圧/電流変換回路と、低電圧を処理する
電流値測定回路とを効率良く分離して、これらの間の電
気的な絶縁を確保し、これによって回路基板の設計作業
を容易にするとともに、センサ全体を小型化する。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る電圧センサの
実施の一形態を示す側面図である。
【0017】この図に示す電圧センサ1は、高圧入力線
2を介して測定電圧が入力されたとき、これを処理する
高電圧側回路基板3と、この高電圧側回路基板3から出
力される1次電流に応じた2次電流を生成する磁気トラ
ンス4と、この磁気トランス4から出力される2次電流
を取り込むとともに、補償電流を生成して磁気トランス
4に供給しながら、前記2次電流の大きさを測定し、こ
の測定結果に基づき、前記測定電圧の大きさを判定し、
これを低圧回路入出力線6を介してハーネス側などに供
給する低電圧側回路基板5とを備えている。
【0018】高電圧側回路基板3は、高電圧用の基板材
料によって構成される基板本体7と、図2に示すよう
に、この基板本体7の各面のうち、磁気トランス4と反
対側の面上に配置され、第1入力端子、第2入力端子、
電圧/電流変換回路の各抵抗などの構成要素となる複数
の高電圧側電子部品8とを備えており、高圧入力線2を
介して供給された測定電圧を取り込み、各高電圧側電子
部品8によって前記測定電圧を処理して1次電流を生成
し、これを磁気トランス4の1次巻線9に供給する。
【0019】磁気トランス4は、高透磁率材料によって
構成される2つのコ字状部材を1部のスリットを設けた
状態で組み合わせて成る口字状の磁気コア10と、この
磁気コア10の一辺に填込まれて固定され、図3に示す
ように、ボス11部分に形成された下穴12にねじ込ま
れたネジ13によって高電圧側回路基板3を構成する基
板本体7が固定される高電圧側ボビン14と、図4に示
すように、高電圧側ボビン14に巻付けられ、高電圧側
回路基板3から出力される1次電流に応じて磁気コア1
0内に磁束を発生させる1次巻線9と、磁気コア10の
他辺に組込まれて固定される低電圧側ボビン15と、こ
の低電圧側ボビン15に巻付けられ、磁気コア10内に
発生した磁束によって2次電流が誘起される2次巻線1
6と、磁気コア10内に埋め込まれ、この磁気コア10
内の磁束密度を検出する磁気センサ17とを備えてい
る。
【0020】そして、高電圧側回路基板3から1次電流
が供給されたとき、1次巻線9によって磁気コア10内
に磁束を発生させて、2次巻線16に2次電流を誘起さ
せ、これを低電圧側回路基板5に供給するとともに、こ
の低電圧側回路基板5から出力され、2次巻線16に流
される補償電流によって磁気コア10内に1次巻線9に
よって生成された磁束と逆向きの磁束を発生させる。
【0021】また、この動作と並行して、磁気センサ1
7によって磁気コア10内の磁束密度を検出し、この検
出動作によって得られた磁束密度検知信号を低電圧側回
路基板5に供給する。
【0022】低電圧側回路基板5は、低電圧用の基板材
料によって構成され、図4に示すように、磁気トランス
4を構成する低電圧側ボビン15の各ボス18に当接さ
れた状態で、図5に示すように、これら各ボス18部分
に形成された下穴19にねじ込まれたネジ20によって
低電圧側ボビン15に固定される基板本体21と、図1
に示すように、この基板本体21の各面のうち、磁気ト
ランス4と対向する面上に配置され、電流値測定回路な
どの構成要素となる複数の低電圧側電子部品22とを備
えており、磁気トランス4の2次巻線16から出力され
る2次電流を受けながら、磁気センサ17から出力され
る磁束密度検知信号に基づいて、前記2次電流の電流方
向と逆向きになる電流方向の補償電流を生成し、これを
2次巻線16に供給する。
【0023】そして、磁気センサ17から出力される磁
束密度検知信号で示される磁気コア10内の磁束が零に
なるときの補償電流値に基づき、磁気トランス4から出
力される2次電流の大きさを判定し、この判定結果を前
記測定電圧の電圧値を示す信号として、低圧回路入出力
線6を介して、ハーネス側などに出力する。又、電圧セ
ンサは図6に示す負荷抵抗113を含まない電流出力の
形態としても可能である。
【0024】このように、この実施の形態においては、
磁気トランス4を構成する高電圧側ボビン14上に高電
圧側回路基板3側の基板本体7を固定するとともに、磁
気トランス4を構成する低電圧側ボビン15上に低電圧
側回路基板5側の基板本体21を固定するようにしたの
で、高電圧を処理する電圧/電流変換回路などと、低電
圧を処理する電流値測定回路などとを基板単位で、効率
良く分離することができ、これによって高電圧側回路
と、低電圧側回路との間の電気的な絶縁を確保すること
ができるとともに、高電圧側回路基板3の設計を行なう
際、低電圧側回路基板5の状態を考慮しなくても良く、
また低電圧側回路基板5の設計を行なう際、高電圧側回
路基板3の状態を考慮しなくても良い分だけ、回路基板
の設計作業を容易にすることができる。
【0025】さらに、磁気コア10を中心として、高電
圧側回路基板3と、低電圧側回路基板5とをどのような
角度で配置しても良いことから、これらが直角となるよ
うに配置したり、並行に配置したりすることにより、電
圧センサ1自体の占有スペースを小さくして、センサ全
体を小型化することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
電圧を処理する電圧/電流変換回路と、低電圧を処理す
る電流値測定回路とを効率良く分離して、これらの間の
電気的な絶縁を確保することができ、これによって回路
基板の設計作業を容易にすることができるとともに、セ
ンサ全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電圧センサの実施の一形態を示す
側面図である。
【図2】図1に示す高電圧回路基板と磁気センサとの接
続関係例を示す上面図である。
【図3】図1に示す高電圧回路基板と磁気センサとの接
続関係例を要部拡大図である。
【図4】図1に示す低電圧回路基板と磁気センサとの接
続関係例を示す裏面図である。
【図5】図1に示す低電圧回路基板と磁気センサとの接
続関係例を要部拡大図である。
【図6】従来から知られている電圧センサの一例を示す
回路図である。
【図7】図6に示す電圧センサの実装状態を示す側面図
である。
【符号の説明】
1 電圧センサ 2 高圧入力線 3 高電圧側回路基板 4 磁気トランス 5 低電圧側回路基板 6 低圧回路入出力線 7 基板本体 8 高電圧側電子部品 9 1次巻線 10 磁気コア 11 ボス 12 下穴 13 ネジ 14 高電圧側ボビン 15 低電圧側ボビン 16 2次巻線 17 磁気センサ 18 ボス 19 下穴 20 ネジ 21 基板本体 22 低電圧側電子部品

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧側ボビンと低圧側ボビン及び両ボビ
    ン中心を貫通する磁気コアを備えた磁気トランスを有
    し、 前記高圧側ボビン側には、測定対象となる電圧を電圧/
    電流変換する機能を少なくとも有する高電圧側回路基板
    が固定され、 前記低圧側ボビン側には、前記測定対象となる電圧の値
    を判定する機能を少なくとも有するとともに前記高圧側
    回路基板とは別体に構成された低圧側回路基板が固定さ
    れて成ることを特徴とする電圧センサ。
JP8096798A 1996-04-18 1996-04-18 電圧センサ Pending JPH09281151A (ja)

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JP8096798A JPH09281151A (ja) 1996-04-18 1996-04-18 電圧センサ

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JP8096798A JPH09281151A (ja) 1996-04-18 1996-04-18 電圧センサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108614142A (zh) * 2018-04-28 2018-10-02 宁波三星医疗电气股份有限公司 一种改进的电力终端

Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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