JPH0980081A - 電流検知センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、小形且つ高精度で製造し易い電流
検知センサーを提供することを目的としている。 【構成】 プリント配線板上にパターン配線叉はインダ
クタンス等でインダクタ素子１を構成して負荷電流を流
した時発生する電界・磁界電界を磁界検知素子３で間接
的に検知し、差動増幅器５によって増幅し、負荷電流値
に対応した出力電圧を得るよう構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、小形且つ高精度で製造
し易い電流検知センサーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電流検知センサーは、磁性体上に
一次巻線と２次巻線を配して磁気結合により電流値に比
例した出力を得る構成の電流検知トランス構成や、負荷
電流ラインに抵抗体を挿入してその間の電圧を検知する
構成が一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記電流
検知トランス構成は、微弱電流を検知する場合２次巻線
の回数を多くする必要があり形状が大きくなってしまう
欠点や大電流検知用は磁性体が飽和しないような配慮や
一次巻線が太くなりやはり形状が大きくなってしまう等
の課題のほか製造面で磁性体にボビンを取付け電線を巻
き付ける工程が必要であり多くの設備が必要になるとい
った製造面での課題もあった。また負荷電流ラインに抵
抗体を挿入する方法は安価ではあるが絶縁性を確保する
上で問題があり用途も限られていた。

【０００４】本発明は、以上のような従来の課題を解決
しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の第１の手段は、渦状に印刷された配線パタ
ーンを有するプリント配線板、電界検知素子及び増幅手
段から構成され、前記渦状に印刷された配線パターンの
ほぼ中央位置に電界検知素子を配し、負荷電流を上記渦
状の配線パターンに流すことにより発生する電界強度を
電界検知素子で検出し増幅するよう構成したものであ
る。

【０００６】また第２の手段は、配線パターンに一定の
抵抗値を持たせるよう抵抗体で構成したものである。

【０００７】また第３の手段は、プリント配線板上にイ
ンダクタンス素子を実装し、そのほぼ両端のいずれか一
方に磁気検知素子を配置すると共に増幅手段を有する構
成とし、負荷電流を上記インダクタンス素子に流すこと
により発生する磁界強度を磁界検知素子で検出し増幅す
るよう構成したものである。

【０００８】また第４の手段は、プリント配線板上に中
心が磁性体からなるインダクタンス素子を実装し、イン
ダクタンス素子の両端部より印刷パターンを引き出し磁
界検知素子に対して磁束が直行するよう磁界検知素子を
配置する構成とし、負荷電流を上記インダクタンス素子
に流すことにより発生する磁界強度を磁界検知素子で検
出し増幅するよう構成したものである。

【０００９】また第５の手段は、プリント配線板上に中
心が磁性体からなる自立型インダクタンス素子を実装
し、インダクタンス素子とプリント配線板との間に磁界
検知素子を配した構成とし、負荷電流を上記インダクタ
ンス素子に流すことにより発生する磁界強度を磁界検知
素子で検出し増幅するよう構成したものである。

【００１０】また第６の手段は、プリント配線板上に中
心が磁性体からなるインダクタンス素子を２組直立に実
装し、２組のインダクタンス素子の中央部に磁界検知素
子を配置する構成とし、負荷電流を上記インダクタンス
素子に流すことにより発生する磁界強度を磁界検知素子
で検出し増幅するよう構成し課題解決の手段としてい
る。

【００１１】

【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
渦状に印刷された配線パターンを有するプリント配線板
上に負荷電流を流すことによる電界を電界検知素子で間
接的に検出して増幅手段で増幅することにより電流検知
を行う様に作用する。

【００１２】さらに第２の課題解決手段により、第１の
手段の渦状に印刷された配線パターンを有するプリント
配線板において、配線パターンに一定の抵抗値を持たせ
るよう抵抗体で構成することにより、電界を高め検出精
度を高めるよう作用する。

【００１３】さらに第３の課題解決手段により、プリン
ト配線板上にインダクタンス素子を実装し、そのほぼ両
端のいずれか一方に磁気検知素子を配置することにより
負荷電流に比例した磁界強度を間接的に磁界検知素子で
検出し負荷電流値に対応した出力電圧を得るよう作用す
る。

【００１４】さらに第４の課題解決手段により、プリン
ト配線板上に中心が磁性体からなるインダクタンス素子
を実装し、インダクタンス素子の両端部より印刷パター
ンを引き出し磁界検知素子に対して磁束が直行するよう
磁界検知素子を配置する構成とし、負荷電流を上記イン
ダクタンス素子に流すことにより発生する磁界強度を磁
界検知素子で検出し負荷電流値に対応した出力電圧を得
るよう作用する。

【００１５】さらに第５の課題解決手段により、プリン
ト配線板上に中心が磁性体からなる自立型インダクタン
ス素子を実装し、インダクタンス素子とプリント配線板
との間に磁界検知素子を配した構成とし、負荷電流を上
記インダクタンス素子に流すことにより発生する磁界強
度を磁界検知素子で検出し負荷電流値に対応した出力電
圧を得るよう作用する。

【００１６】さらに第６の課題解決手段により、プリン
ト配線板上に中心が磁性体からなるインダクタンス素子
を２組直立に実装し、２組のインダクタンス素子の中央
部に磁界検知素子を配置する構成とし、負荷電流を上記
インダクタンス素子に流すことにより発生する磁界強度
を磁界検知素子で検出し負荷電流値に対応した出力電圧
を得るよう作用する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、図面上で同じ構成のものは同一
符号を付して説明を省略する。

【００１８】図１は本発明の１つの実施例を示す制御装
置の概略構成図である。図において、プリント配線板上
には、パターン配線等で構成されたインダクタンス１を
有し負荷２と直列に配線されている。パターン配線等で
構成されたインダクタンス１の近傍には、ホール素子等
の電界を検知するセンサー３（以下、ホール素子で説明
する。）が配置させており、ホール素子は定電流減４で
電力供給される構成となっている。ホール素子の出力は
差動増幅器５で増幅され、次段の増幅器８にてさらに増
幅される構成となっている。抵抗６、７は増幅率を決定
するためのものであり基準電圧９は増幅器８の動作点を
決定するために接続されているものである。

【００１９】図２は、第１の考案の１実施例を示す電流
検知センサーの概略構成図であり、プリント配線板１０
上には、パターン配線１１が渦状に配線されておりイン
ダクタンス１を構成している。また、渦状に配線されて
たインダクタンス１の中央部にはホール素子３が実装さ
れており負荷電流が流れた時発生する電界を効率良く検
知出来るよう構成されている。１２は、ホール素子の出
力を増幅処理する制御回路部である。

【００２０】また第２の実施例は、第１の実施例の渦状
に印刷された配線パターンを有するプリント配線板にお
いて、配線パターンに一定の抵抗値を持たせるよう抵抗
体で構成することにより渦状のパターン配線からの電界
強度を高め検出精度の向上を図ったものである。

【００２１】また、第３の実施例を図３において説明す
る。基本構成は第１の実施例とほぼ同等であるが、プリ
ント配線板１０上にインダクタンス素子１を実装し、そ
のほぼ両端のいずれか一方に磁気検知素子３を配置する
と共に増幅手段を有する構成とし、負荷電流を上記イン
ダクタンス素子に流すことにより発生する磁界強度を磁
界検知素子で検出し負荷電流値に対応した出力電圧を得
るよう構成したものである。

【００２２】また、第４の実施例を図４において説明す
る。プリント配線板１０上に中心が磁性体１３からなる
インダクタンス素子１を実装し、インダクタンス素子１
の両端部より印刷パターン１４，１５を引き出し磁界検
知素子３に対して磁束が直行するよう磁界検知素子３を
配置する構成とし、負荷電流を上記インダクタンス素子
１に流すことにより発生する磁界強度を磁界検知素子３
で検出し増幅するよう構成し、負荷電流値に対応した出
力電圧を得るようにしたものである。

【００２３】また、第５の実施例を図５において説明す
る。プリント配線板１０上に中心が磁性体１７からなる
自立型インダクタンス素子１を実装し、インダクタンス
素子１とプリント配線板１０との間に磁界検知素子３を
配した構成とし、負荷電流を上記インダクタンス素子１
に流すことにより発生する磁界強度を磁界検知素子３で
検出し増幅するよう構成し、負荷電流値に対応した出力
電圧を得るようにしたものである。１６は、電線を巻き
付けるボビンである。

【００２４】また、第６の実施例を図６において説明す
る。プリント配線板１０上に中心が磁性体からなるイン
ダクタンス素子１を２組直立に実装し、２組のインダク
タンス素子１の中央部に磁界検知素子３を配置する構成
とし、負荷電流を上記インダクタンス素子１に流すこと
により発生する磁界強度を磁界検知素子３で検出し増幅
するよう構成し、負荷電流値に対応した出力電圧を得る
ようにしたものである。

【００２５】

【発明の効果】以上の実施例から明かなように本発明
は、配線パターンやインダクタンス素子をプリント配線
板上に実装して負荷電流を流すことにより発生する電界
や磁界を電界検知素子で間接的に検出して電流検知を行
う構成であるため実装が容易であり小形・小スペースに
対応ができる。

【００２６】さらに電流検知の精度を高めるためには、
増幅器のゲインを変更設定するだけで自由に設定出来る
ため微少電流から大電流全てに対して高精度の電流検知
が可能となる。

【００２７】さらに、負荷電流の検知が全て間接検知で
あるため、絶縁性が確保されると共に回路構成における
電位合わせが容易となり回路の簡略化が図れる利点があ
る。

【００２８】また、大電流検知は、従来電流検知素子の
発熱等の問題があったが本考案の構成は、低いインダク
タンス設定でも増幅器のゲイン設定を高めれば安価で高
精度の低発熱電流検知が可能となる。また、センサーの
構成がプリント配線板上に実装することだけで良いため
生産性が大幅に向上する等、実用価値は極めて大なるも
のがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電流検知センサーの回路図

【図２】本発明の第１，２の実施例を示す電流検知セン
サーの外観斜視図

【図３】本発明の第３の実施例を示す電流検知センサー
の平面図

【図４】本発明の第４の実施例を示す電流検知センサー
の平面図

【図５】本発明の第５の実施例を示す電流検知センサー
の側面図

【図６】本発明の第６の実施例を示す電流検知センサー
の平面図

【符号の説明】

１ インダクタ素子 ２ 負荷 ３ 磁気・電界検知素子 ４ 定電流源 ５ 差動増幅器 ８ 増幅器 ９ 基準電位 １０ プリント配線板 １２ 制御回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 渦状に印刷された配線パターンを有する
   プリント配線板、電界検知素子及び増幅手段から構成さ
   れ、前記渦状に印刷された配線パターンのほぼ中央位置
   に電界検知素子を配し、負荷電流を上記渦状の配線パタ
   ーンに流すことにより発生する電界強度を電界検知素子
   で検出し増幅するよう構成した電流検知センサー。
2. 【請求項２】 配線パターンに一定の抵抗値を持たせる
   よう抵抗体で構成した請求項１記載の電流検知センサ
   ー。
3. 【請求項３】 プリント配線板上にインダクタンス素子
   を実装し、そのほぼ両端のいずれか一方に磁気検知素子
   を配置すると共に増幅手段を有する構成とし、負荷電流
   を上記インダクタンス素子に流すことにより発生する磁
   界強度を磁界検知素子で検出し増幅するよう構成した電
   流検知センサー。
4. 【請求項４】 プリント配線板上に中心が磁性体からな
   るインダクタンス素子を実装し、インダクタンス素子の
   両端部より印刷パターンを引き出し磁界検知素子に対し
   て磁束が直行するよう磁界検知素子を配置する構成と
   し、負荷電流を上記インダクタンス素子に流すことによ
   り発生する磁界強度を磁界検知素子で検出し増幅するよ
   う構成した電流検知センサー。
5. 【請求項５】 プリント配線板上に中心が磁性体からな
   る自立型インダクタンス素子を実装し、インダクタンス
   素子とプリント配線板との間に磁界検知素子を配した構
   成とし、負荷電流を上記インダクタンス素子に流すこと
   により発生する磁界強度を磁界検知素子で検出し増幅す
   るよう構成した電流検知センサー。
6. 【請求項６】 プリント配線板上に中心が磁性体からな
   るインダクタンス素子を２組直立に実装し、２組のイン
   ダクタンス素子の中央部に磁界検知素子を配置する構成
   とし、負荷電流を上記インダクタンス素子に流すことに
   より発生する磁界強度を磁界検知素子で検出し増幅する
   よう構成した電流検知センサー。