BR102017021602A2

BR102017021602A2 - Sensor de corrente

Info

Publication number: BR102017021602A2
Application number: BR102017021602-0A
Authority: BR
Inventors: Nakayama Wataru
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2017-10-09
Publication date: 2018-06-12
Also published as: KR102018664B1; JP2018072246A; KR20180048322A; EP3315978B1; US20180120358A1; RU2017135823A; BR102017021602B1; RU2017135823A3; RU2690710C2; EP3315978A1; CN108020703B; JP6544338B2; CN108020703A

Abstract

sensor de corrente. dois chips de sensor (32a, 32b) alojam respectivos transdutores magnetoelétricos (52a, 52b). os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos na lacuna. os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor (32a, 32b) é a mesma como uma direção normal de faces de extremidade (351, 352) do núcleo de coleta de magnetismo, as faces de extremidade (351, 352) voltadas para a lacuna, e os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos em um modo axialmente assimétrico em uma linha reta (cl) passando através de um centro da lacuna.

Description

(54) Título: SENSOR DE CORRENTE (51) Int. Cl.: G01R 15/18; G01R 19/00 (30) Prioridade Unionista: 01/11/2016 JP 2016214590 (73) Titular(es): TOYOTA JIDOSHA

KABUSHIKI KAISHA (72) Inventor(es): WATARU NAKAYAMA (74) Procurador(es): DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (57) Resumo: SENSOR DE CORRENTE. Dois chips de sensor (32a, 32b) alojam respectivos transdutores magnetoelétricos (52a, 52b). Os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos na lacuna. Os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor (32a, 32b) é a mesma como uma direção normal de faces de extremidade (351, 352) do núcleo de coleta de magnetismo, as faces de extremidade (351, 352) voltadas para a lacuna, e os dois chips de sensor (32a, 32b) estão dispostos em um modo axialmente assimétrico em uma linha reta (CL) passando

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SENSOR DE CORRENTE.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO [001] O presente relatório divulga um sensor de corrente incluindo um núcleo de coleta de magnetismo e um transdutor magnetoelétrico.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [002] É conhecido um sensor de corrente incluindo um núcleo de coleta de magnetismo e um transdutor magnetoelétrico. O núcleo de coleta de magnetismo está na forma de um anel circundando um condutor através do qual flui uma corrente. O núcleo de coleta de magnetismo tem uma lacuna formada partindo de um lugar do anel. O transdutor magnetoelétrico é embutido em um chip de sensor, e o chip de sensor está disposto na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo. O chip de sensor é disposto de modo que uma direção de indução magnética do transdutor magnetoelétrico no interior do chip de sensor está ao longo de uma direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo, voltada para a lacuna. O núcleo de coleta de magnetismo coleta um fluxo magnético causado por uma corrente que flui através do condutor. O transdutor magnetoelétrico mede um fluxo magnético que passa através da lacuna do núcleo de coleta de magnetismo. O chip de sensor é conectado a um controlador de sensor que determina a corrente que flui através do condutor baseado em um nível de fluxo magnético medido pelo transdutor magnetoelétrico.

[003] A Publicação do Pedido de Patente JP n^o 2013-13169 divulga um sensor de corrente em que dois chips de sensor do mesmo tipo estão dispostos em uma lacuna de um núcleo de coleta de magnetismo. Os chips de sensor são alinhados ao longo de uma direção de prolongamento de um condutor. Um controlador de sensor emite

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2/30 um sinal de erro indicando que a anomalia ocorre em qualquer um dos chips de sensor quando uma diferença de saída entre os dois chips de sensor do mesmo tipo (dois transdutores magnetoelétricos) excede um valor de limiar predeterminado (valor de limiar de determinação de erro).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [004] Quando dois chips de sensor são dispostos em uma lacuna, os dois chips de sensor são dispostos em posições bilateralmente simétricas correspondentes (ou verticalmente simétricas) através de um centro de face de extremidade de um núcleo de coleta de magnetismo como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo, voltadas para a lacuna. Os dois chips de sensor estão cada um dispostos na mesma postura. Quando o núcleo de coleta de magnetismo tem uma face de extremidade com uma área suficientemente grande, os dois chips de sensor são expostos em um campo magnético uniforme. Quando os dois chips de sensor são normais, os chips de sensor emitem cada um o mesmo resultado de medição.

[005] Entretanto, a transdutor magnetoelétrico pode ser alojado em uma posição elevada a partir do centro do chip de sensor em qualquer uma das direções devido a uma exigência para um chip de sensor na fabricação ou projeto. Por exemplo, quando dois chips de sensor dispostos na mesma postura em posições bilateralmente simétricas correspondentes através de um centro de uma face de extremidade de um núcleo de coleta de magnetismo são visualizados a partir da direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo, um transdutor magnetoelétrico é posicionado à direita nos chips. Neste momento, um transdutor magnetoelétrico no chip de sensor no lado esquerdo através de um centro de face de extremidade é posicionado mais próximo do centro de face de extremidade do que

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3/30 um transdutor magnetoelétrico no chip de sensor no lado direito. Isto é, mesmo se os chips de sensor estiverem dispostos em posições simétricas correspondentes através do centro de face de extremidade, cada um dos transdutores magnetoelétricos em dois chips de sensor é diferente na distância a partir do centro de face de extremidade. Há um caso permissível onde um núcleo de coleta de magnetismo tem uma face de extremidade com uma área grande, e o todo dos dois chips de sensor é exposto em um campo magnético uniforme. Infelizmente, quando uma área de uma face de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo é reduzida para reduzir um sensor no tamanho, uma faixa uniforme de um campo magnético diminui em uma lacuna. Como um resultado, uma leve diferença na distância entre cada um dos dois transdutores magnetoelétricos e o centro de face de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo causa uma diferença no campo magnético aplicado a cada um dos dois transdutores magnetoelétricos, deste modo causando uma diferença de saída (saída de chips de sensor) dos dois transdutores magnetoelétricos. A invenção do presente relatório provê uma técnica para reduzir uma diferença de saída de dois chips de sensor causada pelo deslocamento de um transdutor magnetoelétrico em um chip de sensor a partir do dentro do chip.

[006] Como aspecto exemplar da presente invenção inclui um sensor de corrente para medir uma corrente que flui através de um condutor. O sensor de corrente inclui um núcleo de coleta de magnetismo tendo uma forma de anel de um anel circundando um condutor, o anel tendo uma lacuna em uma parte da forma de anel, e dois chips de sensor alojando os respectivos transdutores magnetoelétricos, e os dois chips de sensor estando dispostos na lacuna, os dois chips de sensor estando dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor é a mesma como uma direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnePetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 81/111

4/30 tismo, as faces de extremidade voltadas para a lacuna, e os dois chips de sensor estando dispostos em um modo de ponto simétrico a um centro da lacuna, como visualizado a partir da direção normal. Como aspecto exemplar da presente invenção inclui um sensor de corrente para medir uma corrente que flui através de um condutor. O sensor de corrente inclui um núcleo de coleta de magnetismo tendo uma forma de anel de um anel circundando um condutor, o anel tendo uma lacuna de uma parte do anel em um lugar para formar uma lacuna; e os dois chips de sensor alojando respectivos transdutores magnetoelétricos, e os dois chips de sensor estando dispostos na lacuna, os dois chips de sensor estando dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor é a mesma como uma direção normal de faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo, as faces de extremidade voltadas para a lacuna, e os dois chips de sensor estando dispostos em um modo axialmente simétrico a uma linha reta passando através do centro da lacuna.

[007] Por exemplo, presume-se que dois chips de sensor estão dispostos através de um centro de face de extremidade em um modo axialmente simétrico de modo que uma face lateral direita de cada um dos chips de sensor é posicionada próximo ao centro de face de extremidade, uma face lateral esquerda dos mesmos é posicionada longe a partir da face de extremidade. Então, presume-se que um transdutor magnetoelétrico é posicionado à direita a partir do centro nos chips de sensor. Nesse caso, de acordo com a colocação, cada um dos transdutores magnetoelétricos dos dois respectivos chips de sensor é posicionado mais próximo do centro de face de extremidade do que do centro de cada um dos chips. Cada um dos transdutores magnetoelétricos dos dois respectivos chips de sensor é posicionado em uma posição equidistante a partir do centro de face de extremidade, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade.

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Assim, cada um dos dois transdutores magnetoelétricos é exposto em um campo magnético idêntico, de modo que uma diferença de saída entre os dois transdutores magnetoelétricos (chips de sensor) não aumenta.

[008] A descrição os dois chips de sensor estando dispostos em um modo axialmente simétrico a uma linha reta passando através do centro da lacuna pode ser descrita em outras palavras como a seguir. Isto é, os dois chips de sensor são dispostos de modo que uma bissetriz perpendicular do centro de chip de sensor passa através do centro de face de extremidade, e essa postura de cada um dos dois chips de sensor é espelho simétrico à bissetriz perpendicular, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade.

[009] É preferível que o sensor de corrente divulgado no presente relatório possa incluir ainda um controlador de sensor. O controlador de sensor pode ser configurado para emitir um sinal de erro (um sinal indicando uma anomalia que ocorre em pelo menos um dos chips de sensor) quando uma diferença de saída entre os dois transdutores magnetoelétricos excede um valor de limiar predeterminado. O sensor de corrente descrito acima tem uma diferença de saída pequena entre os dois chips de sensor no tempo normal, de modo que o valor de limiar predeterminado pode ser reduzido para melhorar a precisão de detecção de anomalia.

[0010] Os dois chips de sensor podem ser dispostos de modo que quando os dois chips de sensor emitem valores positivos para um fluxo magnético ultrapassando a lacuna, respectivamente, uma direção de indução magnética de um dos dois chips de sensor é oposta à direção de indução magnética do outro dos dois chips de sensor. Nesse caso, as saídas dos dois respectivos chips de sensor são opostas uma à outra para valores positivos e negativos. Assim, simplesmente somente adicionando saídas dos dois chips de sensor juntas possibilita

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6/30 que uma diferença de saída entre os dois chips de sensor (diferença em um valor absoluto de um valor de saída) seja adquirida. Então, o controlador de sensor tem um circuito simples.

[0011] Os detalhes e as modificações da técnica divulgada no presente relatório serão descritos na seguinte DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0012] As características, vantagens e significados técnico e industrial das modalidades exemplares da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos anexos, em que números iguais denotam elementos iguais, e em que:

a figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema de energia elétrica de um veículo elétrico, usando um sensor de corrente de um exemplo;

a figura 2A é uma vista frontal de uma unidade de sensor de corrente;

a figura 2B é uma vista plana da unidade de sensor de corrente;

a figura 3A é uma vista plana aumentada de uma periferia de uma lacuna;

a figura 3B ilustra uma colocação de chips de sensor como visualizado de uma direção normal de faces de extremidade de um núcleo de coleta de magnetismo;

a figura 4 ilustra uma relação entre um campo magnético e os chips de sensor em uma lacuna;

a figura 5 é um gráfico mostrando saídas de dois chips de sensor de acordo com a resistência de um campo magnético;

a figura 6A é uma vista plana aumentada de uma periferia de uma lacuna;

a figura 6B ilustra a colocação dos chips de sensor como

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7/30 visualizado de uma direção normal de faces de extremidade de um núcleo de coleta de magnetismo;

a figura 7 ilustra ainda outro exemplo de colocação de dois chips de sensor (uma vista plana aumentada de uma periferia de uma lacuna); e a figura 8 ilustra ainda outro exemplo de colocação de dois chips de sensor (uma ilustração como visualizado de uma direção normal de faces de extremidade de um núcleo de coleta de magnetismo).

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES [0013] Com referência aos desenhos, um sensor de corrente de um exemplo será descrito. Primeiro, um veículo elétrico usando o sensor de corrente do exemplo será descrito. A figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema de energia elétrica de um veículo elétrico 100. O veículo elétrico 100 percorre acionando um motor 21 com energia elétrica de uma bateria 3. Um controlador de energia elétrica 2 converte uma corrente direta em uma corrente alternada após a voltagem de energia DC da bateria 3 ser aumentada, e fornece uma corrente alternada ao motor 21. Quando um motorista pisa um freio, o motor 21 gera energia usando a energia de desaceleração de um veículo. A energia AC adquirida pela geração de energia é convertida em uma corrente direta pelo controlador de energia elétrica 2, e é ainda mais reduzida na voltagem a ser usada para carregar a bateria 3. A bateria 3 inclui um sensor de corrente 13.

[0014] O controlador de energia elétrica 2 inclui um par de conversores de voltagem 10a, 10b, um inversor 20, e dois capacitores (um capacitor de filtro 14, e um capacitor de suavização 15). O par de conversores de voltagem 10a, 10b é conectado um ao outro em paralelo entre uma extremidade de baixa voltagem 17 e um extremidade de alta voltagem 18.

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8/30 [0015] Os conversores de voltagem 10a, 10b têm, cada um, uma função de elevação de voltagem de elevar a voltagem da bateria 3 a ser aplicada na extremidade de baixa voltagem 17 e emitir a voltagem a partir da extremidade de alta voltagem 18, e uma função de diminuição de voltagem de diminuir a voltagem de energia elétrica a partir do inversor 20 a ser aplicada à extremidade de alta voltagem 18 e emitir a voltagem para a extremidade de baixa voltagem 17. Isto é, os conversores de voltagem 10a, 10b são, cada um, um conversor de DC-DC de duas vias. A energia elétrica a partir do inversor 20 é a energia DC que é adquirida convertendo a energia AC gerada pelo motor 21 com o inversor 20.

[0016] O primeiro conversor de voltagem 10a inclui dois transistores 5a, 6a, dois diodos 7a, 8a, um reator 4a, e um sensor de corrente 12a. Os dois transistores 5a, 6a são conectados um ao outro em série. A conexão em série dos dois transistores 5a, 6a é formada entre um catodo 18a e um anodo 18b da extremidade de alta voltagem 18. Os dois diodos 7a, 8a são conectados aos transistores 5a, 6a, respectivamente, em antiparalelo. O reator 4a é conectado em uma sua extremidade a um ponto médio na conexão em série dos dois transistores 5a, 6a. O reator 4a é conectado em sua outra extremidade ao catodo 17a da extremidade de baixa voltagem 17. O capacitor de filtro 14 é conectado entre o catodo 17a e o anodo 17b da extremidade de baixa voltagem 17. O anodo 17b da extremidade de baixa voltagem 17 é conectado diretamente ao anodo 18b da extremidade de alta voltagem

18. O transistor 5a e o diodo 8a estão principalmente envolvidos na operação de abaixamento de voltagem, e o transistor 6a e o diodo 7a estão principalmente envolvidos na operação de elevação de voltagem. Uma configuração de circuito e uma operação do conversor de voltagem 10a da figura 1 são bem conhecidas, de modo que a descrição detalhada é eliminada. O sensor de corrente 12a mede uma corPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 86/111

9/30 rente que flui através do reator 4a.

[0017] O segundo conversor de voltagem 10b inclui dois transistores 5b, 6b, dois diodos 7b, 8b, um reator 4b, e um sensor de corrente 12b. O segundo conversor de voltagem 10b tem a mesma estrutura e função como as do primeiro conversor de voltagem 10a, de modo que a descrição do segundo conversor de voltagem 10b é eliminada. O controlador de energia elétrica 2 inclui o par de conversores de voltagem 10a, 10b do mesmo tipo que são conectados um ao outro em paralelo para distribuir uma carga.

[0018] O capacitor de suavização 15 é conectado entre o catodo 18a e o anodo 18b da extremidade de alta voltagem 18. O capacitor de suavização 15 reduz a pulsação de uma corrente que flui entre o par de conversores de voltagem 10a, 10b, e do inversor 20.

[0019] O inversor 20 converte a energia DC da bateria 3, com voltagem aumentada pelos conversores de voltagem 10a, 10b, em energia elétrica AC trifásica, e fornece a energia elétrica AC trifásica ao motor 21. Além disso, o inversor 20 converte a energia elétrica AC trifásica gerada pelo motor 21 em energia DC, e fornece a energia DC aos conversores de voltagem 10a, 10b. A ilustração e a descrição de uma configuração de circuito específica do inversor 20 são eliminadas. O inversor 20 inclui sensores de corrente 19a a 19c em suas respectivas linhas de saída AC trifásicas.

[0020] Os conversores de voltagem 10a, 10b, e o inversor 20, são controlados por um controlador 9. O controlador 9 faz com que os transistores 5a, 5b, 6a, 6b dos conversores de voltagem 10a, 10b sejam acionados baseados nos valores de medição do sensor de corrente 13 da bateria 3, e nos sensores de corrente 12a, 12b providos no conversor de voltagem 10a, 10b, respectivamente. O controlador 9 também controla o inversor 20 baseado nos valores de medição dos sensores de corrente 19a a 19c providos nas respectivas linhas de saPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 87/111

10/30 ída AC trifásicas do inversor 20.

[0021] O controlador de energia elétrica 2 inclui um total de cinco sensores de corrente 12a, 12b, 19a to 19c. O controlador de energia elétrica 2 inclui uma função de detecção de falha de detectar uma falha de cada um dos sensores de corrente 12a, 12b, 19a a 19c. Subsequentemente, a função de detecção de falha será descrita. Um total de uma corrente de fase U, de uma corrente de fase V, e de uma corrente de fase W de AC trifásico é sempre zero. Assim, quando um total de valores de medição de três sensores de corrente 19a a 19c providos nas respectivas linhas de saída de um AC trifásico não é zero, pode ser detectado que qualquer um dos sensores de corrente 19a a 19c falha. Entretanto, outro dispositivo de carregamento (não ilustrado) é conectado entre a bateria 3 e o controlador de energia elétrica 2, de modo que um valor de medição do sensor de corrente 13 da bateria 3 não é igual a um total de valores de medição dos sensores de corrente 12a, 12b do par correspondente de conversores de voltagem 10a, 10b. Cada um dos sensores de corrente 12a, 12b tem outra função de detecção de falha. As funções de detecção de falha de cada um dos sensores de corrente 12a, 12b serão descritas abaixo.

[0022] Os cinco sensores de corrente 12a, 12b, 19a a 19c são integrados em uma unidade de sensor. Com referência às figuras 2A e 2B, uma unidade de sensor de corrente 30 será descrita. A figura 2A é uma vista frontal da unidade de sensor de corrente 30, e a figura 2B é uma vista plana da unidade de sensor de corrente 30. Um número de referência 40 indica uma barra de distribuição 40 que forma uma conexão em série entre o reator 4a e os dois transistores 5a, 6a do conversor de voltagem 10a. A barra de distribuição é um condutor para transmitir uma corrente grande com uma baixa perda e, especificamente, é uma placa de metal delgada longa de cobre. Um número de referência indica uma barra de distribuição 41 que forma uma conexão

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11/30 em série entre o reator 4b e os dois transistores 5b, 6b do conversor de voltagem 10b. Os números de referência 42a to 42c indicam as barras de distribuição correspondentes das respectivas linhas de saída AC trifásicas do inversor 20.

[0023] As figuras 2A e 2B mostram, cada uma, um sistema de coordenadas X0Y0Z0 que indica um sistema de coordenadas global. O sistema de coordenadas global tem um eixo X0 que é idêntico a uma direção de prolongamento de cada uma das barras de distribuição 40, 41, 42a a 42c. Enquanto um sistema de coordenadas retangulares local para cada chip de sensor será descrito abaixo, nota-se que uma direção relativa com respeito às barras de distribuição 40, 41, 42a a 42c, e aos núcleos de coleta de magnetismo 35, 36, 37a a 37c descritos abaixo, do sistema de coordenadas global (sistema de coordenadas X0Y0Z0), sempre é idêntica nos desenhos subsequentes. Em outras palavras, o sistema de coordenadas global no presente relatório é fixado a um núcleo de coleta de magnetismo.

[0024] A unidade de sensor de corrente 30 inclui: os núcleos de coleta de magnetismo 35, 36, 37a a 37c cada um na forma de um anel circundando uma das barras de distribuição correspondentes; os chips de sensor 32a, 32b, 33a, 33b, 34a a 34c cada um estando disposto em uma lacuna de um dos núcleos de coleta de magnetismo correspondentes; um controlador de sensor 31; e uma moldagem de resina vedando os componentes acima. Cada uma das barras de distribuição também se estende através da moldagem de resina. Nas figuras 2A e 2B, a moldagem de resina não é ilustrada junto com o molde de resina. A moldagem de resina permite que cada um dos núcleos de coleta de magnetismo 35, 36, 37a a 37c, os chips de sensor 32a, 32b, 33a, 33b, 34a a 34c, e o controlador de sensor 31, tenham uma posição relativa fixa com respeito a uma das barras de distribuição correspondentes.

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12/30 [0025] O núcleo de coleta de magnetismo 35 está na forma de um anel, e o anel é disposto de modo a circundar a barra de distribuição 40. No núcleo de coleta de magnetismo 35, o anel está partido em um lugar. Um espaço gerado ao partir é referido como uma coluna. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. O núcleo de coleta de magnetismo 36 também está na forma de um anel cujo local está partido, e o anel é disposto de modo a circundar a barra de distribuição 41. Os dois chips de sensor 33a, 33b também estão dispostos em uma lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 36. O núcleo de coleta de magnetismo 37a é disposto de modo a circundar a barra de distribuição 42a, e um chip de sensor 34a está disposto em uma lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 37a. O núcleo de coleta de magnetismo 37b é disposto de modo a circundar a barra de distribuição 42b, e um chip de sensor 34b está disposto em uma lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 37b. O núcleo de coleta de magnetismo 37c é disposto de modo a circundar a barra de distribuição 42c, e um chip de sensor 34c é disposto na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 37c. Os dois chips de sensor são dispostos na lacuna de cada um dos núcleos de coleta de magnetismo 35, 36, ao longo de uma direção de prolongamento de uma das barras de distribuição correspondentes, de modo que os núcleos de coleta de magnetismo 35, 36 são maiores do que os outros núcleos de coleta de magnetismo 37a a 37c em largura em uma direção do eixo X0. O sistema de coordenadas global tem um eixo Y0 cuja direção corresponde a uma direção normal de cada uma das faces de extremidade 351, 352 voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35 (e dos outros núcleos de coleta de magnetismo).

[0026] Cada um dos chips de sensor aloja um transdutor magnetoelétrico. O transdutor magnetoelétrico é especificamente um elemento Hall em que a força eletromotriz muda de acordo com um nível de

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13/30 um campo magnético detectado. O núcleo de coleta de magnetismo coleta a campo magnético causado por uma corrente que flui através de cada uma das barras de distribuição. Um nível de campo magnético gerado é proporcional a uma corrente que flui através de cada uma das barras de distribuição. O transdutor magnetoelétrico do chip de sensor disposto na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo mede um campo magnético (fluxo magnético) passando através da lacuna do núcleo de coleta de magnetismo. Os chips de sensor 32a, 32b, 33a, 33b, 34a a 34c são conectados ao controlador de sensor 31. O controlador de sensor 31 determina a magnitude de corrente que flui através de cada uma das barras de distribuição de um nível de um campo magnético (fluxo magnético) medido por cada um dos chips de sensor (transdutores magnetoelétricos), e emite o resultado determinado ao controlador 9. O núcleo de coleta de magnetismo 35, os chips de sensor 32a, 32b, e o controlador de sensor 31 correspondem ao sensor de corrente 12a da figura 1. O núcleo de coleta de magnetismo 36, os chips de sensor 33a, 33b, e o controlador de sensor 31 correspondem ao sensor de corrente 12b da figura 1. O núcleo de coleta de magnetismo 37a, os chip de sensor 34a, e o controlador de sensor 31 correspondem ao sensor de corrente 19a da figura 1. O núcleo de coleta de magnetismo 37b, os chips de sensor 34b, e o controlador de sensor 31 correspondem ao sensor de corrente 19b da figura 1. O núcleo de coleta de magnetismo 37c, os chips de sensor 34c, e o controlador de sensor 31 correspondem ao sensor de corrente 19c da figura 1.

[0027] Os chips de sensor 32a, 32b, 33a, 33b, 34a a 34c são configurados de modo que uma corrente de saída muda de acordo com um nível de um campo magnético detectado por cada um dos transdutores magnetoelétricos no interior dos chips de sensor correspondentes. O transdutor magnetoelétrico pode detectar somente um campo magnético em uma direção predeterminada, e a direção é denominada

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14/30 uma direção de indução magnética. A direção de indução magnética inclui direções positivas e negativas, e a direção positiva é uma direção em que uma saída de sensor para um fluxo magnético passando através do chip de sensor (transdutor magnetoelétrico) é um valor positivo. Em outras palavras, cada um dos chips de sensor 32a, 32b, 33a, 33b, 34a a 34c emite uma corrente com um valor positivo ao receber um campo magnético em uma direção idêntica à sua direção de indução magnética, e emite uma corrente com um valor negativo ao receber um campo magnético em uma direção oposta à sua direção de indução magnética.

[0028] A função de detecção de falha do sensor de corrente será descrita abaixo. Como descrito acima, um total de saídas de AC trifásicas é sempre zero. O controlador de sensor 31 emite um sinal (sinal de erro) ao controlador 9, o sinal indicando que a anomalia ocorre em qualquer um dos chips de sensor 34a a 34c, quando um valor absoluto de um total de valores de medição do chip de sensor 34a a 34c excede um valor de limiar predeterminado.

[0029] O sensor de corrente incluindo o núcleo de coleta de magnetismo 35, os chips de sensor 32a, 32b, e o controlador de sensor 31, tem uma função de detecção de falha diferente daquela do sensor de corrente incluindo o núcleo de coleta de magnetismo 36, os chips de sensor 33a, 33b, e o controlador de sensor 31. A função de detecção de falha do sensor de corrente incluindo o núcleo de coleta de magnetismo 35, os chips de sensor 32a, 32b, e o controlador de sensor 31, será descrita. A descrição abaixo pode ser aplicada ao sensor de corrente incluindo o núcleo de coleta de magnetismo 36, os chips de sensor 33a, 33b, e o controlador de sensor 31.

[0030] Os chips de sensor 32a, 32b são, cada um, do mesmo tipo (mesma forma) e estão dispostos em uma lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. Quando os chips de sensor 32a, 32b são normais,

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15/30 as saídas dos respectivos chips de sensor são iguais umas às outras. Quando há uma diferença igual a ou mais do que um valor predeterminado entre as saídas dos respectivos chips de sensor 32a, 32b, pode ser verificado que qualquer um dos chips de sensor 32a, 32b falha. O controlador de sensor 31 emite um sinal de erro (um sinal indicando que ocorre anomalia) quando uma diferença de saída (uma diferença no valor absoluto de uma saída) dos dois chips de sensor 32a, 32b dispostos na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35 excede um valor de limiar predeterminado. O valor de limiar predeterminado é definido baseado em uma tolerância de diferença de saída quando os dois chips de sensor 32a, 32b operam normalmente.

[0031] É preferível que uma diferença nas saídas dos dois chips de sensor 32a, 32b dispostos na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35 seja próxima de zero tanto quanto possível. Assim, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35 o mesmo campo magnético em nível. Especificamente, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos um por um nos lados correspondentes através de uma linha reta que passa através do centro da lacuna, e estão dispostos em respectivas posições equidistantes a partir do centro da lacuna, como visualizado de uma direção normal de cada uma das faces de extremidade 351, 352 voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. Este ponto será descrito abaixo em detalhe com referência às figuras 3A, 3B, e 4. O centro da lacuna como visualizado a partir da direção normal é um centro de face de extremidade, em outras palavras. Daqui em diante, o centro da lacuna como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade pode ser referido simplesmente como o centro de face de extremidade.

[0032] Devido às circunstâncias na fabricação ou projeto, um transdutor magnetoelétrico em cada um dos chips de sensor pode esPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 93/111

16/30 tar disposto em uma posição desviada do centro do chip em uma direção predeterminada. Quando os dois chips de sensor são alinhados na mesma postura na lacuna, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade, um transdutor magnetoelétrico de um dos chips de sensor está mais próximo do centro da lacuna do que o centro do chip. Isto é, mesmo se os dois chips de sensor estiverem dispostos em posições simétricas correspondentes através do centro da lacuna como visualizado a partir da direção normal, cada um dos transdutores magnetoelétricos nos dois respectivos chips de sensor pode ser diferente na distância a partir do centro de face de extremidade. Quando os transdutores magnetoelétricos nos dois respectivos chips de sensor são diferentes um do outro na distância a partir do centro da lacuna, os valores absolutos de saídas dos dois respectivos transdutores magnetoelétricos (chips de sensor) são diferentes um do outro. É desejável que um valor de limiar para determinar uma falha seja pequeno em uma função de detecção de falha baseada em uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos fazendo esforços de modo que uma diferença de saída entre os dois chips de sensor não aumenta mesmo quando uma posição de cada um dos transdutores magnetoelétricos nos respectivos chips de sensor é desviada a partir do centro dos chips de sensor. Uma colocação dos chips de sensor 32a, 32b na lacuna será descrita abaixo.

[0033] A figura 3A é uma vista plana aumentada de uma periferia de uma lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35, e a figura 3B é um diagrama de colocação dos chips de sensor 32a, 32b como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade 351 do núcleo de coleta de magnetismo 35, voltadas para a lacuna. A direção normal das faces de extremidade 351 corresponde a uma direção do eixo Y0 do sistema de coordenadas global. Um transdutor magnetoeléPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 94/111

17/30 trico 52a é embutido no chip de sensor 32a, e um transdutor magnetoelétrico 52b é embutido no chip de sensor 32b. Os transdutores magnetoelétricos 52a, 52b são, cada um, um elemento Hall que pode detectar um campo magnético (fluxo magnético) passando através do elemento em uma direção específica. Como descrito acima, uma direção de um campo magnético (fluxo magnético) detectado pelo elemento é denominada uma direção de indução magnética.

[0034] No presente documento, um sistema de coordenadas retangulares local único para cada chip de sensor será definido. O sistema de coordenadas retangulares local é introduzido para identificar a postura de cada chip de sensor com respeito ao núcleo de coleta de magnetismo 35 (sistema de coordenadas global). O sistema de coordenadas retangulares local tem um ponto original que é definido no centro do chip de sensor. O sistema de coordenadas retangulares local tem um eixo X que é idêntico a uma direção de indução magnética de um transdutor magnetoelétrico embutido. O eixo X do sistema de coordenadas retangulares local tem uma direção positiva em que uma saída do chip de sensor aumenta na medida em que o campo magnético (fluxo magnético) aumenta. Em outras palavras, a direção positiva no eixo X é uma direção em que a intensidade de um campo magnético (fluxo magnético) e de uma saída do chip de sensor tem uma correlação positiva. O sistema de coordenadas retangulares local tem um eixo Y que está em uma direção ortogonal à direção de indução magnética (ou ao eixo X), e que é idêntica a uma direção específica do chip de sensor. Um eixo Z é fixado como uma direção ortogonal ao eixo X e ao eixo Y. Como ilustrado nas figuras 3A e 3B, o sistema de coordenadas retangulares local do chip de sensor 32a é indicado como Xa, Ya, e Za, e o sistema de coordenadas retangulares local do chip de sensor 32b é indicado como Xb, Yb, e Zb.

[0035] Os chips de sensor 32a, 32b são, cada um, o mesmo tipo

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18/30 de chip, uma posição de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b no interior dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes é desviada a partir do centro de um dos chips de sensor correspondente na mesma direção. Uma posição atual de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b é desviado a partir do ponto original do sistema de coordenadas retangulares local por dY em uma direção positiva no eixo Y (um eixo Ya e um eixo Yb).

[0036] Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos de modo que o centro (ou o ponto original do sistema de coordenadas retangulares local) de cada um dos chips é posicionado em um ponto médio em um espaço entre o par de faces de extremidade 351, 352 voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. Como ilustrado na figura 3A, o centro de cada um dos transdutores magnetoelétricos (ou o ponto original de cada um dos sistemas de coordenadas retangulares locais) está longe de cada uma das faces de extremidade 351, 352 em uma distância W.

[0037] Além disso, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos um por um nos lados correspondentes através de uma linha reta (uma linha central CL) passando através de um centro de lacuna CP (um centro de face de extremidade), ortogonal à barra de distribuição 40, como visualizado a partir da direção normal (uma direção Y0 nos desenhos) de cada uma das faces de extremidade 351, 352 voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. Além disso, os dois chips de sensor 32a, 32b estão, cada um, dispostos em uma posição equidistante a partir do centro da lacuna CP, como visualizado a partir da direção normal de cada uma das faces de extremidade 351, 352. Isto é, nas figuras 3A e 3B, uma distância L1 entre o centro da lacuna CP e o ponto original do sistema de coordenadas retangulares local do chip de sensor 32a é igual a uma distância L1 entre o centro da lacuna CP e o ponto original do sistema de coordenadas retangulaPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 96/111

19/30 res local do chip de sensor 32b. Então os chips de sensor 32a, 32b são dispostos de modo que os eixos Y (os eixos Ya e os eixos Yb) dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos chips de sensor ao longo das direções opostas umas às outras correspondentes. Como ilustrado nas figuras 3A e 3B, o eixo Ya do sistema de coordenadas retangulares local do chip de sensor 32a, e o eixo Yb do sistema de coordenadas retangulares local do chip de sensor 32b, estão ao longo das direções opostas umas às outras.

[0038] A colocação descrita acima permite que os transdutores magnetoelétricos 52a, 52b sejam posicionados nas respectivas posições longe do centro da lacuna CP em uma distância L1 + dY nos chips de sensor 32a, 32b correspondentes. A colocação da figura 3B é como segue em outras palavras. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos em um modo axialmente simétrico à linha reta (linha central CL) passando através do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade), incluindo a postura dos chips de sensor, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade. A linha central CL corresponde a uma bissetriz perpendicular ao centro (o ponto original local do sistema de coordenadas) de um espaço entre os dois chips de sensor 32a, 32b. Assim, a colocação dos dois chips de sensor 32a, 32b também pode ser descrita como segue em outras palavras. Os dois chips de sensor 32a, 32b são dispostos de modo que uma bissetriz perpendicular ao centro de um espaço entre os dois chips de sensor passa através do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade), e são dispostos de modo a estar em um modo assimétrico de espelho à perpendicular incluindo a postura dos dois chips de sensor, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade.

[0039] A figura 4 é um diagrama esquemático mostrando uma relação entre um transdutor magnetoelétrico e um campo magnético na

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20/30 lacuna. As setas H indicam, cada uma, um campo magnético (campo magnético H). O campo magnético H é verticalmente simétrico ao centro da lacuna CP (porções superior e inferior da figura 4). O campo magnético H é paralelo e uniforme próximo ao centro da lacuna CP, mas é curvado como estando longe do centro da lacuna CP. Os chips de sensor 32a, 32b incluem os respectivos transdutores magnetoelétricos que estão posicionados nos locais correspondentes Pa1, Pb1 desviados por dY a partir do centro dos chips de sensor correspondentes (pontos originais Oa, Ob dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais) em uma das direções Ya, Yb correspondentes do sistema de coordenadas retangulares local. O eixo Ya e o eixo Yb no sistema de coordenadas retangulares local estão ao longo das direções opostas umas às outras correspondentes, de modo que a distância a partir do centro da lacuna CP para cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b é L1 + dY em um dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes, e assim o campo magnético H e cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b tem a mesma relação relativa. Como um resultado, mesmo quando uma posição de cada um dos transdutores magnetoelétricos nos respectivos chips de sensor é desviada a partir do centro do chip correspondente, uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b não aumenta.

[0040] Com referência à figura 3B, uma relação entre os transdutores magnetoelétricos 52a, 52b embutidos nos dois chips de sensor 32a, 32b correspondentes em uma direção Z0 será descrita. Presumese que uma posição em uma direção Z do sistema de coordenadas retangulares local do transdutor magnetoelétrico é desviada a partir do centro do chip por dZ. O centro do chip (o ponto original do sistema de coordenadas retangulares local) está em uma posição longe da barra de distribuição 40 em uma distância T1. Então cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b está longe do centro da lacuna CP (o

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21/30 centro de face de extremidade) por dZ, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade, de modo que uma distância a partir da barra de distribuição 40 para cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b é igual a T1 + dZ. Além disso, uma distância a partir do centro da lacuna CP para cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b na direção Z0 é igual a dZ. Assim, mesmo quando os eixos (um eixo Za e um eixo Zb) dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos dois chips de sensor 32a, 32b correspondentes estão ao longo da mesma direção em uma direção (a direção Z0 do sistema de coordenadas global) intersectando com uma direção alinhada dos dois transdutores magnetoelétricos 52a, 52b, uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b não aumenta.

[0041] Os dois chips de sensor 32a, 32b são dispostos de modo que o eixo X indicando a respectivas direções de indução magnéticas dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b correspondentes estão ao longo das direções opostas umas às outras. Este aspecto provê a seguinte vantagem. A figura 5 é um gráfico tendo um eixo horizontal que representa a intensidade de um campo magnético, um eixo vertical que representa uma saída de chip de sensor. Como descrito, uma saída de cada um dos chips de sensor 32a, 32b tem um valor positivo quando uma direção de um campo magnético é idêntica à direção de indução magnética (a direção positiva no eixo X do sistema de coordenadas retangulares local). Quando a direção do campo magnético é oposta à direção de indução magnética (a direção positiva no eixo X do sistema de coordenadas retangulares local), uma saída de cada um dos chips de sensor 32a, 32b tem um valor negativo. Isto forma um gráfico em que as saídas dos respectivos chips de sensor 32a, 32b, em que os eixos X dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais estão ao longo das direções opostas umas às outras, são

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22/30 intersectadas umas com as outras no ponto original como ilustrado na figura 5. No gráfico, uma linha Ga traçada em gráfico indica saídas do chip de sensor 32a, e uma linha Gb traçada em gráfico indica saídas do chip de sensor 32b. Da figura 5, pode ser entendido que uma diferença de saída (uma diferença em um valor absoluto de uma saída) entre os dois chips de sensor 32a, 32b pode ser adquirida simplesmente adicionando somente saídas do chip de sensor 32a e do chip de sensor 32b com um adicionador. Isto simplifica uma configuração de circuito do controlador de sensor 31 que emite um sinal de erro quando uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b excede um valor de limiar predeterminado.

[0042] As características do sensor de corrente incluindo os chips de sensor 32a, 32b, do núcleo de coleta de magnetismo 35, e do controlador de sensor 31 são descritas como a seguir. O núcleo de coleta de magnetismo 35 está na forma de um anel cujo um lugar é partido para formar uma lacuna. O anel circunda uma barra de distribuição (um condutor através do qual uma corrente a ser medida flui). Os chips de sensor 32a, 32b são, cada um, o mesmo tipo (mesma forma), e estão dispostos na lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. O chip de sensor 32a aloja um transdutor magnetoelétrico 52a, e o chip de sensor 32b aloja o transdutor magnetoelétrico 52b. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos um por um nos lados correspondentes através da linha reta (linha central CL) passando através do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade), ortogonal à barra de distribuição 40, como visualizado a partir da direção normal do par de faces de extremidade 351, 352 voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo 35. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão, cada um, dispostos em uma posição equidistante a partir do centro da lacuna CP, como visualizado a partir da direção normal. O ponto original é definido no centro de cada um dos chips de sensor 32a, 32b, e o

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23/30 sistema de coordenadas retangulares local é definido de modo que o eixo X está ao longo da direção de indução magnética de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b embutidos, e o eixo Y e o eixo Z são, cada um, ortogonal à direção de indução magnética. Neste momento, os dois chips de sensor 32a, 32b são dispostos, de modo que o eixo X dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos dois chips de sensor correspondentes esteja ao longo da direção normal das faces de extremidade 351, e o eixo Y dos mesmos estende-se paralelo à direção alinhada dos dois chips de sensor 32a, 32b e estejam ao longo das direções opostas umas às outras. Em outras palavras, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos de modo que as direções de indução magnética dos mesmos, nas quais um valor positivo é emitido para um fluxo magnético, estão ao longo das direções opostas umas às outras na direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo, e estão dispostos de modo a estar em um modo axialmente simétrico à linha reta (linha central CL) passando através do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade), incluindo a postura dos chips de sensor, como visualizado a partir da direção normal.

[0043] O controlador de sensor 31 emite o sinal de erro quando uma diferença de saída (uma diferença em um valor absoluto de uma saída) entre os dois chips de sensor 32a, 32b (transdutores magnetoelétricos 52a, 52b) excede um valor de limiar predeterminado. O controlador de sensor 31 calcula e emite um valor de uma corrente que flui através da barra de distribuição 40 baseado em pelo menos uma das saídas dos dois respectivos chips de sensor 32a, 32b.

[0044] Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos de modo que o eixo X dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos dois chips de sensor 32a, 32b correspondentes estão ao longo das direções opostas umas às outras. Esta colocação possibilita

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24/30 que o controlador de sensor 31 adquira uma diferença de saída (diferença em um valor absoluto de uma saída) entre os dois chips de sensor 32a, 32b com uma configuração de circuito simples.

[0045] A colocação dos chips de sensor 33a, 33b ilustrados na figura 2 também é idêntica à colocação dos chips de sensor 32a, 32b, de modo que uma vantagem equivalente pode ser adquirida.

[0046] Com referência às figuras 6A e 6B, outro exemplo de colocação dos dois chips de sensor 32a, 32b será descrito. As figuras 6A e 6B correspondem às figuras 3A e 3B, respectivamente. Nas figuras 3A e 3B, os eixos X (o eixo Xa e o eixo Xb) dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes estão ao longo das direções opostas umas às outras. Em uma modificação das figuras 6A e 6B, os eixos X (o eixo Xa e o eixo Xb) dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes estão ao longo de alguma direção. Em vez disso, os eixos Z (o eixo Za e o eixo Zb) dos respectivos sistemas de coordenadas locais estão ao longo das direções opostas umas às outras. Os eixos Y (o eixo Ya e o eixo Yb) dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais estendendo-se na direção alinhada dos dois chips de sensor 32a, 32b estão ao longo das direções opostas umas às outras como com as figuras 3A e 3B. A colocação das figuras 6A e 6B também permite que cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes sejam posicionados em uma equidistância (L1+dY) a partir do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade) como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade quando uma posição de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b nos chips de sensor correspondentes desviados a partir do centro do chip (o ponto original do sistema de coordenadas retangulares local) por dY na direção do eixo Y do sistema de coordenadas retangulaPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 102/111

25/30 res local. Mesmo neste caso, uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b não aumenta.

[0047] Na colocação da figura 6B, enquanto os dois chips de sensor 32a, 32b são posicionados em um modo axialmente simétrico à linha central CL, tanto o eixo Z como o eixo Y dos respectivos sistemas de coordenadas locais estão ao longo das direções opostas, e assim a postura não é simétrica no espelho. Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos em um modo de ponto simétrico ao centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade) como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade. O ponto simétrico também inclui a postura dos chips de sensor. Os dois chips de sensor sendo de ponto simétrico ao centro da lacuna CP incluindo a postura dos mesmos significa que não somente as posições dos dois respectivos chips de sensor são de ponto simétrico ao centro da lacuna CP, mas também contornos dos respectivos chips de sensor igualam-se uns aos outros quando um dos chips de sensor é girado em 180 graus em torno de seu centro para ser colocado no topo dos outros dos chips de sensor.

[0048] Na colocação das figuras 6A e 6B, os eixos X (os eixos Za e os eixos Zb) dos respectivos sistemas de coordenadas locais estão ao longo das direções opostas umas às outras. Quando os centros (centros dos chips) dos respectivos chips de sensor 32a, 32b estão posicionados em um modo de ponto simétrico ao centro da lacuna CP como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade, uma diferença de saída entre os dois chips de sensor não aumenta mesmo quando as posições dos respectivos transdutores magnetoelétricos são desviadas dos centros dos chips. Como ilustrado na figura 6B, mesmo quando as posições dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes são desviadas dos centros dos chips correspondentes por dZ na direção positiva

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26/30 do eixo Z de cada um dos sistemas de coordenadas retangulares locais, as distâncias a partir do centro da lacuna CP para os respectivos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b torna-se igual uma à outra. Como um resultado, as relações relativas entre os respectivos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b e um campo magnético tornam-se idênticas umas às outras, de modo que uma diferença de saída entre os respectivos chips de sensor 32a, 32b não aumenta. Esta vantagem pode ser adquirida quando os chips de sensor 32a, 32b estão dispostos em um modo de ponto simétrico ao centro da lacuna CP como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade 351. [0049] Com referência às figuras 7 e 8, ainda outro exemplo de colocação de dois chips de sensor 32a, 32b será descrito. No exemplo de colocação das figuras 7 e 8, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos um por um nos lados correspondentes através de uma linha reta (linha central CL2) passando através de um centro da lacuna CP, paralelo à barra de distribuição 40, como visualizado a partir da direção normal (a direção Y0 do sistema de coordenadas global) de cada uma das faces de extremidade 351, 352 de um núcleo de coleta de magnetismo 135.

[0050] Os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos de modo a serem posicionados no meio em um espaço entre o par de faces de extremidade 351, 352 voltadas para uma lacuna de um núcleo de coleta de magnetismo 135. Como ilustrado na figura 7, os dois chips de sensor 32a, 32b estão, cada um, dispostos em uma posição longe de qualquer uma das faces de extremidade 351, 352 em uma distância W. Além disso, os dois chips de sensor 32a, 32b estão, cada um, dispostos em uma posição equidistante (distância L2) a partir do centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade), como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade 351. Então, um ponto original é definido no centro de cada um dos chips de sensor

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32a, 32b, e um sistema de coordenadas retangulares local é definido de modo que o eixo X está ao longo de uma direção de indução magnética de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b no interior dos chips de sensor 32a, 32b correspondentes, e o eixo Y e o eixo Z estão, cada um, ao longo de uma direção ortogonal à direção de indução magnética. Neste momento, os dois chips de sensor 32a, 32b estão dispostos de modo que o eixo X dos respectivos sistemas de coordenadas retangulares locais dos dois chips de sensor 32a, 32b correspondentes estão ao longo da direção normal, e os eixos Y dos mesmos estendem-se paralelos a uma direção alinhada dos dois chips de sensor 32a, 32b e estão ao longo das direções opostas umas às outras. No exemplo das figuras 7 e 8, uma posição de cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b nos chips correspondentes é desviada a partir de um dos centros de chips correspondentes por dY na direção positiva do eixo Y do sistema de coordenadas retangulares local. Como ilustrado nas figuras 7 e 8, neste caso, cada um dos transdutores magnetoelétricos 52a, 52b nos chips de sensor 32a, 32b correspondentes é posicionado longe a partir do centro da lacuna CP em uma distância L2 + dY. Os transdutores magnetoelétricos 52a, 52b estão, cada um, posicionados em uma equidistância a partir do centro da lacuna CP, de modo que uma diferença de saída entre os dois chips de sensor 32a, 32b não aumenta.

[0051] Na colocação da figura 8, os dois chips de sensor 32a, 32b também estão dispostos em um modo de ponto simétrico ao centro da lacuna CP (o centro de face de extremidade) incluindo a postura dos dois chips de sensor, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade voltadas para a lacuna.

[0052] Uma consideração das técnicas descritas no exemplo será descrita. As características de colocação das figuras 3A e 3B podem ser expressadas junto com as características de colocação da figura 8

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28/30 como a seguir. É desejável que os dois chips de sensor estejam dispostos um a um nos lados correspondentes através da linha reta CL passando através do centro da lacuna CP, ortogonais à barra de distribuição (condutor), ou através da linha reta CL2 passando através do centro da lacuna CP, paralelos à barra de distribuição (condutor), como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo. O centro da lacuna CP significa o centro (o centro de face de extremidade) de um contorno de cada uma das faces de extremidade voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade. Quando um contorno de cada uma das faces de extremidade voltadas para a lacuna do núcleo de coleta de magnetismo é uma forma circular, os dois chips de sensor podem estar dispostos um a um nos lados correspondentes através de uma linha reta em qualquer direção como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade quando a linha reta passa através do centro da lacuna.

[0053] Cada um do par de faces de extremidade através da lacuna pode ser formado em uma forma verticalmente e bilateralmente simétrica, como visualizado a partir da direção normal. Enquanto o par de faces de extremidade através da lacuna não precisa ser a mesma forma. Cada uma das faces de extremidade pode ser verticalmente e bilateralmente simétrica ao centro de face de extremidade.

[0054] Em cada exemplo de colocação do exemplo, os dois chips de sensor estão dispostos de modo que o centro da lacuna é posicionado em um ponto médio de um segmento de linha em conexão entre os centros de sensor dos respectivos dois chips de sensor como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo. Em outras palavras, no exemplo de colocação das figuras 3A e 3B, e das figuras 6A e 6B, os dois chips de senPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 106/111

29/30 sor estão dispostos de modo que seus centros estão, cada um, posicionados em uma linha reta passando através do centro da lacuna, paralelos a uma direção de prolongamento da barra de distribuição 40, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo. Em outras palavras, no exemplo de colocação das figuras 7 e 8, os dois chips de sensor são dispostos, de modo que seus centros estão, cada um, posicionados em uma linha reta passando através do centro da lacuna, ortogonal à barra de distribuição 40, como visualizado a partir da direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo.

[0055] Embora seja desejável que cada uma das posições dos dois respectivos chips de sensor na direção normal das faces de extremidade do núcleo de coleta de magnetismo seja um ponto médio em um espaço entre o par de faces de extremidade, cada uma das posições não é limitada ao ponto médio.

[0056] Os três tipos de exemplo de colocação dos dois chips de sensor 32a, 32b e suas vantagens também podem ser aplicados aos chips de sensor 33a, 33b, e o núcleo de coleta de magnetismo 36, ilustrado nas figuras 2A e 2B.

[0057] No exemplo descrito acima, o transdutor magnetoelétrico é alojado no chip de sensor em uma posição desviada a partir do centro do chip. Quando o transdutor magnetoelétrico está disposto no chip de sensor no centro do chip, parece que os dois chips de sensor podem ser dispostos na lacuna na mesma postura. No entanto, mesmo quando uma posição do transdutor magnetoelétrico no chip no projeto é o centro do chip, é preferível que os dois chips de sensor estejam dispostos em um modo axialmente simétrico ou um modo de ponto simétrico. Mesmo quando uma posição do transdutor magnetoelétrico no chip no projeto é o centro do chip, uma posição do transdutor magnetoelétrico nos chips pode ser desviada da posição no projeto depenPetição 870170076422, de 09/10/2017, pág. 107/111

30/30 dendo das características únicas de um aparelho de fabricação ou um processo de fabricação. As características únicas do aparelho de fabricação ou do processo de fabricação são aplicadas a todos os chips de sensor fabricados, de modo que uma posição atual de cada um dos transdutores magnetoelétricos na respectiva pluralidade de chips de sensor é desviada a partir do centro do chip na mesma direção. Isto é, isto se aplica ao mesmo estado como o do exemplo descrito acima. Mesmo quando uma posição do transdutor magnetoelétrico no chip de sensor no projeto é o centro do chip, a técnica divulgada no presente relatório é eficaz.

[0058] O sensor de corrente incluindo o núcleo de coleta de magnetismo 35 e os chips de sensor 32a, 32b no exemplo corresponde a um exemplo de um sensor de corrente de acordo com as reivindicações. O controlador de sensor 31 no exemplo corresponde a um exemplo de um controlador de sensor de acordo com as reivindicações.

[0059] Embora os exemplos específicos da presente invenção sejam descritos acima em detalhe, os exemplos somente são descritos para exemplo, e assim não limitam o escopo das reivindicações. As técnicas de acordo com as reivindicações incluem várias variações e modificações dos exemplos específicos descritos acima, por exemplo. Os elementos técnicos descritos no presente relatório e nos desenhos obtêm utilidade técnica por si mesma ou várias combinações dos mesmos, e assim não estão limitados às combinações de acordo com as reivindicações no momento do depósito do presente relatório. Além disso, as técnicas descritas no presente relatório e nos desenhos, por exemplo, podem obter simultaneamente uma pluralidade de objetos, e têm utilidade técnica ao obter um dos objetos.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sensor de corrente para medir uma corrente que flui através de um condutor, o sensor de corrente caracterizado por compreender:

um núcleo de coleta de magnetismo (35) tendo uma forma de anel de um anel circundando um condutor, o anel tendo uma lacuna em uma parte da forma de anel; e dois chips de sensor (32a, 32b) alojando respectivos transdutores magnetoelétricos (52a, 52b), e os dois chips de sensor estando dispostos na lacuna, os dois chips de sensor (32a, 32b) estando dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor (32a, 32b) é a mesma como uma direção normal das faces de extremidade (351, 352) do núcleo de coleta de magnetismo, as faces de extremidade (351, 352) voltadas para a lacuna, e os dois chips de sensor (32a, 32b) estando dispostos em um modo de ponto simétrico a um centro (CP) da lacuna, como visualizado a partir da direção normal.
2. Sensor de corrente para medir uma corrente que flui através de um condutor, o sensor de corrente caracterizado por compreender:

um núcleo de coleta de magnetismo (35) tendo uma forma de anel de um anel circundando um condutor, o anel tendo uma lacuna em uma parte do anel em um lugar para formar uma lacuna; e dois chips de sensor (32a, 32b) alojando respectivos transdutores magnetoelétricos (52a, 52b), e os dois chips de sensor (32a, 32b) estando dispostos na lacuna, os dois chips de sensor (32a, 32b) estando dispostos de modo que uma direção de indução magnética de cada um dos dois chips de sensor (32a, 32b) seja a mesma como uma direção normal de faces de extremidade (351, 352) do núcleo de coleta de magnetismo, as faces de extremidade (351, 352) voltadas para a

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2/2 lacuna, e os dois chips de sensor (32a, 32b) estando dispostos em um modo axialmente assimétrico em uma linha reta (CL) passando através de um centro da lacuna.
3. Sensor de corrente, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender ainda um controlador de sensor (31), o controlador de sensor (31) sendo configurado para emitir um sinal de erro quando uma diferença de saída entre os dois transdutores magnetoelétricos (52a, 52b) excede um valor de limiar predeterminado.
4. Sensor de corrente, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os dois chips de sensor (32a, 32b) estarem dispostos de modo que quando os dois chips de sensor emitem valores positivos para um fluxo magnético ultrapassando a lacuna, respectivamente, uma direção de indução magnética de um dos dois chips de sensor (32a, 32b) é oposta à direção de indução magnética do outro dos dois chips de sensor (32a, 32b).

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