CN107064597A - 自供电式的电流传感器 - Google Patents

Abstract

提供容易小型·轻量化且容易提高电流的检测精度的自供电式的电流传感器。自供电式的电流传感器(1)具备：能够安装于电流检测的检测对象(90)的传感器部(10)；进行将经由传感器部(10)从检测对象(90)获得的电力蓄电的蓄电动作的蓄电部(20)；与传感器部(10)连接并进行检测在检测对象(90)中流动的电流的电流检测动作的电流检测部(30)；及进行电流检测部(30)的控制的控制部(80)，其特征在于，还具备介于传感器部(10)与蓄电部(20)之间的切换电路部(40)，切换电路部(40)能够将传感器部与蓄电部的连接状态切换为蓄电部与传感器部连接的第1连接状态和蓄电部从传感器部断开的第2连接状态。

Description

自供电式的电流传感器

技术领域

本发明涉及自供电式的电流传感器，尤其涉及具有传感器部、进行蓄电动作的蓄电部、进行电流检测动作的电流检测部及进行电流检测部的控制的控制部的自供电式的电流传感器。

背景技术

近年，作为用于对在交流电力供给用的布线等检测对象中流动的电流进行检测的电流传感器，提出了如下不需要更换电池的自供电式的电流传感器，该自供电式的电流传感器具有：传感器部，能够安装于电流检测的检测对象；蓄电部，进行将经由传感器部从检测对象获得的电力蓄电的蓄电动作；电流检测部，与传感器部连接，进行检测在检测对象中流动的电流的电流检测动作；及控制部，进行电流检测部的控制，该自供电式的电流传感器利用从检测对象获得的电力进行在检测对象中流动的电流的检测。

关于以往的自供电式的电流传感器，专利文献1等已被公开。以下，关于以往的自供电式的电流传感器的构成，使用图10进行说明。图10是表示以往的自供电式的电流传感器的构成的说明图，示出了专利文献1所涉及的电流测定装置540的构成。

如图10所示，电流测定装置540具有蓄电单元550和测定单元551。蓄电单元550具有第1电流传感器520(传感器部)、第1整流电路522及蓄电电路523(蓄电部)。测定单元551具有第2电流传感器521(传感器部)、第2整流电路527、电阻524(检测电阻)、集成电路525及通信用的天线526。

第1电流传感器520具有磁芯520A和线圈520B，能够将检测对象夹入在间隙520C中。第2电流传感器521具有磁芯521A和线圈521B，能够将检测对象夹入在间隙521C中。

第1电流传感器520被安装于检测对象，并将通过在检测对象中流动的电流而产生的磁力转换为电信号。第1整流电路522将第1电流传感器520输出的电信号整流并转换为能够蓄电的电力。蓄电电路523将经由第1电流传感器520、第1整流电路522获得的电力蓄电，并且对测定单元551供给电力。

第2电流传感器521与第1电流传感器520同样地、被安装于检测对象，并将通过在检测对象中流动的电流而产生的磁力转换为电信号。第2整流电路527将第2电流传感器521输出的电信号整流并转换为直流的电信号。电阻524与第2整流电路527的输出端子连接，集成电路525进行基于电阻524的两端的电压对在检测对象中流动的电流进行检测的电流检测动作、基于检测电路的输出信号运算出在检测对象中流动的电流的电流值的运算动作、将所计算出的电流值经由天线526向外部无线发送的发送动作、及对检测电路、通信电路进行控制的控制动作。

电流测定装置540这样利用经由第1电流传感器520、第1整流电路522从检测对象获得的电力进行在检测对象中流动的电流的检测。另外，在专利文献1中虽未公开，但通常对在检测对象中流动的电流进行检测的电流检测动作，按恒定的检测周期来周期性地执行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－153184号公报

但是，在以往的电流传感器中，使用多个具有磁芯及线圈的电磁感应式的较重的传感器作为传感器部，而成为阻碍小型·轻量化的主要原因。为了使电流传感器小型·轻量化，将蓄电部和电流检测部这两者与1个传感器部连接来减少传感器部的数量是有效的，但在将1个传感器部与蓄电部和电流检测部这两者连接的情况下，有可能受到在电流检测部侧流动的电流对应于蓄电部的蓄电状态的变化而变化等的从蓄电部对电流检测部的影响，使电流检测部中的电流的检测精度降低。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术的实际情况而做出的，其目的在于，提供容易小型·轻量化且容易提高电流的检测精度的自供电式的电流传感器。

为了解决该课题，技术方案1所述的自供电式的电流传感器，具备：传感器部，能够安装于电流检测的检测对象；蓄电部，进行将经由上述传感器部从上述检测对象获得的电力蓄电的蓄电动作；电流检测部，与上述传感器部连接，进行对在上述检测对象中流动的电流进行检测的电流检测动作；及控制部，进行上述电流检测部的控制，该自供电式的电流传感器的特征在于，还具备介于上述传感器部与上述蓄电部之间的切换电路部，上述切换电路部能够将上述传感器部与上述蓄电部的连接状态，切换为上述蓄电部与上述传感器部连接的第1连接状态和上述蓄电部从上述传感器部断开的第2连接状态。

在此构成的自供电式的电流传感器中，能够在蓄电部与电流检测部之间共用1个传感器部，并且能够在蓄电动作时将传感器部与蓄电部的连接状态切换为第1连接状态而成为能够蓄电的状态，能够在电流检测动作时将传感器部与蓄电部的连接状态切换为第2连接状态而将蓄电部从传感器部、电流检测部断开。因此，能够减少传感器部的数量而使电流传感器小型·轻量化、或者能够将电流检测动作时的从蓄电部对电流检测部的影响切断而防止电流的检测精度的降低。其结果，此构成的自供电式的电流传感器成为容易小型·轻量化且容易提高电流的检测精度的自供电式的电流传感器。

技术方案2所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述切换电路部能够切换上述传感器部和上述蓄电部和上述电流检测部的连接状态，在上述第1连接状态下，上述蓄电部与上述传感器部连接并且上述电流检测部从上述传感器部断开，在上述第2连接状态下，上述蓄电部从上述传感器部断开并且上述电流检测部与上述传感器部连接。

在此构成的自供电式的电流传感器中，不仅能够将电流检测动作时的从蓄电部对电流检测部的影响切断而防止电流的检测精度的降低，还能够防止在蓄电动作时电流从传感器部向电流检测部侧流动而抑制不必要的电力消耗，提高蓄电部的蓄电效率。

技术方案3所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，还具备能够进行对上述蓄电部的输出电压进行检测的电压检测动作的电压检测部，基于上述电压检测部检测到的上述蓄电部的输出电压，上述切换电路部动作。

在此构成的自供电式的电流传感器中，切换电路部基于电压检测部检测到的蓄电部的输出电压而动作，从而能够与蓄电部的蓄电状态一致地进行蓄电动作或进行电流检测动作。其结果，易于防止伴随蓄电部的不充分蓄电的电流检测部的误动作。

技术方案4所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述控制部基于与规定的电压值对应的第1阈值和与比上述第1阈值低的电压值对应的第2阈值，在上述电压检测部检测到的上述输出电压达到上述第1阈值以上时，上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第1连接状态切换为上述第2连接状态，上述电压检测部检测到的上述输出电压小于上述第2阈值时，上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第2连接状态切换为上述第1连接状态。

在此构成的自供电式的电流传感器中，切换电路部基于第1阈值和第2阈值这2个阈值而动作，从而能够与适于电流检测动作的开始的定时和结束的定时的蓄电状态一致地设定各个定时。并且，利用蓄电部的输出电压伴随电流检测部的电力消耗而降低所需的时间，能够将电流检测动作的持续时间设定得较长，所以也能够使电流检测动作反复多次而易于提高电流的检测精度。

技术方案5所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述电压检测部具有放电电路，该放电电路能够在上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第2连接状态切换为上述第1连接状态时进行放电动作，该放电动作中将被传输上述蓄电部的输出电压的负载侧的电路中所蓄积的电荷放电。

在此构成的自供电式的电流传感器中，通过放电电路的放电动作，能够防止电压检测部的电压检测精度受到负载侧的电路中所蓄积的电荷的影响而降低。其结果，控制部能够以更恰当的定时控制切换电路部。

技术方案6所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述切换电路部构成为，具有由半导体元件构成的切换元件。

在此构成的自供电式的电流传感器中，成为切换元件的半导体元件与电磁式的继电器等相比较是小型的，所以与使用电磁式的继电器等构成切换电路部的情况相比较更易于使电流传感器小型·轻量化。另外，半导体元件不进行如电磁式的继电器那样的机械的动作，所以与使用电磁式的继电器构成切换电路部的情况相比较能够迅速地进行切换动作，易于防止由切换动作的定时的偏移引起的电流检测部的误动作。

技术方案7所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述切换电路部具有分别与被传输来自上述传感器部的电信号的电流检测用的检测电阻的两端连接的一对切换元件单元，上述切换元件单元使用一对上述切换元件来构成。

在此构成的自供电式的电流传感器中，通过使用一对切换元件构成切换元件单元，即使作为切换元件的半导体元件的端子具有极性，也能够消除切换元件单元的端子的极性。因此，即使对检测电阻输入交流的电信号，切换元件单元也不易受到在检测电阻的端子产生的电压的变动的影响。其结果，易于防止对检测电阻输入了交流的电信号时的切换电路部的误动作。

技术方案8所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，上述切换元件单元构成为，具有N沟道型的一对MOSFET元件和肖特基势垒型的二极管元件，上述MOSFET元件的源极端子彼此互相连接，上述MOSFET元件的漏极端子成为分别与其他的元件连接的切换端子，上述MOSFET元件的栅极端子彼此互相连接而成为供切换控制用的切换信号输入的输入端子，上述二极管元件的阳极端子与上述MOSFET元件的源极端子连接，上述二极管元件的阴极端子与上述MOSFET元件的栅极端子连接。

在此构成的自供电式的电流传感器中，通过使用N沟道型的一对MOSFET元件，能够容易地构成切换元件单元。另外，通过将MOSFET元件的源极端子彼此互相连接并将漏极端子分别作为切换端子，能够容易地消除切换端子的极性。另外，通过在MOSFET元件的源极端子与栅极端子之间连接肖特基势垒型的二极管元件，能够防止源极端子的电压与栅极端子的电压的逆转，更易于防止切换电路部的误动作。

技术方案9所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，对上述2个切换元件单元的输入端子，输入从上述传感器部对上述检测电阻传输的电信号的最大电压的1.5倍至3倍的电压的上述切换信号。

在此构成的自供电式的电流传感器中，能够将比从传感器部10对检测电阻31传输的电信号的最大电压充分高的电压的切换信号输入至切换元件单元的输入端子，即使对检测电阻输入交流的电信号，切换元件单元也更不易受到在检测电阻的端子产生的电压的变动的影响。因此，更易于防止对检测电阻输入了交流的电信号时的切换电路部的误动作。

发明的效果

根据本发明，能够提供容易小型·轻量化且容易提高电流的检测精度的自供电式的电流传感器。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的电流传感器的电路构成的说明图。

图2是表示本发明的实施方式所涉及的蓄电部的电路构成的说明图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的电流检测部的电路构成的说明图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的电压检测部的电路构成的说明图。

图5是本发明的实施方式所涉及的电压检测电路的电路构成的说明图。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的电流传感器的动作步骤的流程图。

图7是与本发明的实施方式所涉及的电流传感器的动作定时有关的说明图。

图8是表示本发明的第1变形例所涉及的电流传感器的电路构成的说明图。

图9是表示本发明的第2变形例所涉及的电流传感器的电路构成的说明图。

图10是表示以往的电流传感器的构成的说明图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，参照图1至图9进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的电流传感器1的电路构成的说明图。图2是将本发明的实施方式所涉及的蓄电部20的电路构成与切换电路部40的切换元件单元41一起表示的说明图。图3是将本发明的实施方式所涉及的电流检测部30的电路构成与切换电路部40的切换元件单元42一起表示的说明图。图4是表示本发明的实施方式所涉及的电压检测部50的电路构成的说明图。图5是表示本发明的实施方式所涉及的电压检测电路51及电压检测电路52的电路构成的说明图，图5(a)表示电压检测电路51的电路构成，图5(b)表示电压检测电路52的电路构成。

图6是表示本发明的实施方式所涉及的电流传感器1的动作步骤的流程图。图7是与本发明的实施方式所涉及的电流传感器1的动作定时有关的说明图。图7(a)是表示切换动作和蓄电动作和电流检测动作和无线发送动作的动作定时的时序图。图7(b)是表示蓄电部20的输出电压Vch的时间变化的说明图。在图7中，t1是传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态成为第1连接状态的时间，t2是传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态成为第2连接状态的时间，Ts是将t1与t2加在一起得到的时间，也即电流检测的检测周期。图8是表示本发明的第1变形例所涉及的电流传感器101的电路构成的说明图。图9是表示本发明的第2变形例所涉及的电流传感器201的电路构成的说明图。

首先，关于本发明的实施方式所涉及的电流传感器1的构成，使用图1至图5进行说明。本发明的实施方式所涉及的电流传感器1是利用从交流电力供给用的布线等检测对象获得的电力检测在检测对象中流动的电流的自供电式的电流传感器，如图1所示，还具备传感器部10、蓄电部20、电流检测部30、切换电路部40、电压检测部50、恒压电路部60、无线发送部70、控制部80。

传感器部10是能够安装于电流检测的检测对象90的电磁感应式的传感器，如图1所示，具有由铁磁性体的金属等构成的磁芯11、卷绕于磁芯11的线圈12及分别连接于线圈12的两端的输出端子13。磁芯11以包围检测对象90的方式安装于检测对象90。线圈12利用电磁感应产生与检测对象90中流动的电流的大小对应的交流的电信号。线圈12产生的电信号从输出端子13输出。以下，将在检测对象90中流动的电流的大小略称为电流值Is，将从2个输出端子13的一方输出的电信号略称为输出信号Sa，将从2个输出端子13的另一方输出的电信号略称为输出信号Sb进行说明。

蓄电部20如图2所示，具有整流电路21和蓄电元件22。整流电路21构成为，具有桥接的4个二极管元件21a。经由切换电路部40从传感器部10对整流电路21输入输出信号Sa和输出信号Sb，整流电路21对这些电信号进行整流而转换为能够蓄电的电信号。作为蓄电元件22，使用数百μF至数mF程度的大电容的电容元件。蓄电元件22用于将整流电路21的输出信号蓄积为对其他的电路供给的电力。

蓄电部20这样进行将经由传感器部10从检测对象90获得的电力蓄电的蓄电动作。另外，蓄积于蓄电部20的电力经由电压检测部50和恒压电路部60被供给至控制部80，从控制部80进一步供给至电流检测部30和无线发送部70。以下，将从蓄电部20对控制部80侧供给电力时的蓄电部20的输出电压略称为蓄电部20的输出电压Vch进行说明。

电流检测部30如图3所示，具有电流检测用的检测电阻31和信号放大用的放大电路32。在检测电阻31的两端，经由切换电路部40从传感器部10输入输出信号Sa和输出信号Sb。放大电路32是在差动放大用的放大器IC32a上连接电阻元件、电容元件而成的差动放大电路，从控制部80传输电源电压Vcc、基准电压Vref并将检测电阻31的两端的电压放大，作为与电流值Is的大小对应的检测信号Si被输出。电流检测部30这样与传感器部10连接并进行对在检测对象90中流动的电流进行检测的电流检测动作。电流检测部30输出的检测信号Si被传输至控制部80。

切换电路部40介于传感器部10与蓄电部20之间及传感器部10与电流检测部30之间，进行切换传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态的切换动作。切换电路部40如图1所示，构成为，具有用于切换传感器部10与蓄电部20的连接状态的2个切换元件单元41、用于切换传感器部10与电流检测部30的连接状态的2个切换元件单元42。

切换元件单元41如图2所示，具有一对切换元件41a。在本实施方式中，切换元件41a是N沟道型的MOSFET元件。并且，作为切换元件41a的MOSFET元件的源极端子彼此互相连接，漏极端子成为分别与其他的元件连接的切换端子，栅极端子彼此互相连接而成为被输入切换控制用的切换信号Vsw1的输入端子。切换信号Vsw1接受控制部80的指示并从未图示的信号传输电路被传输。另外，切换元件单元41还具有肖特基势垒型的二极管元件41b。并且，二极管元件41b的阳极端子与前述的MOSFET元件的栅极端子连接，二极管元件41b的阴极端子与前述的MOSFET元件的源极端子连接，防止源极端子的电压与栅极端子的电压的逆转(源极端子的电压变得比栅极端子的电压高)。

切换元件单元42如图3所示，具有一对切换元件42a。在本实施方式中，切换元件42a是N沟道型的MOSFET元件。并且，作为切换元件42a的MOSFET元件的源极端子彼此互相连接，漏极端子成为分别与其他的元件连接的切换端子，栅极端子彼此互相连接而成为被输入切换控制用的切换信号Vsw2的输入端子。作为切换信号Vsw2，使用从传感器部10对检测电阻31传输的电信号的最大电压的1.5倍至3倍的电压的切换信号，接收控制部80的指示并从未图示的信号传输电路被传输。另外，切换元件单元42还具有肖特基势垒型的二极管元件42b。并且，二极管元件42b的阳极端子与前述的MOSFET元件的栅极端子连接，二极管元件42b的阴极端子与前述的MOSFET元件的源极端子连接，防止源极端子的电压与栅极端子的电压的逆转(源极端子的电压变得比栅极端子的电压高)。

并且，切换电路部40，对应于切换信号Vsw1与切换信号Vsw2，将传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态切换为蓄电部20与传感器部10连接并且电流检测部30从传感器部10断开的第1连接状态和蓄电部20从传感器部10断开并且电流检测部30与传感器部10连接的第2连接状态。另外，在本实施方式中，在未从控制部80发出规定的指示时，传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态成为第1连接状态，在从控制部80发出了规定的指示时，传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态从第1连接状态切换为第2连接状态。

电压检测部50如图4所示，构成为具有电压检测电路51、电压检测电路52、切换元件53、切换元件54、延迟用的电容元件55、电阻元件56及电阻元件57。

电压检测电路51构成为，具有比较器51a、基准电压生成用的二极管元件51b(恒压二极管)、信号处理电路51c及电阻元件等。并且，对电压检测电路51的输入端子施加蓄电部20的输出电压Vch，对于输出端子经由电容元件55和电阻元件56施加蓄电部20的输出电压Vch。并且，设定为，在蓄电部20的输出电压Vch为第1阈值V1以上时输出端子成为接地状态，蓄电部20的输出电压Vch小于第1阈值V1时输出端子成为开放状态。第1阈值V1被设定为，与蓄电部20蓄电了充分的电力的状态的蓄电部20的输出电压Vch对应的阈值。

电压检测电路52构成为，具有比较器52a、基准电压生成用的二极管元件52b(恒压二极管)、信号处理电路52c及电阻元件等。并且，对电压检测电路52的输入端子经由切换元件53施加蓄电部20的输出电压Vch，对输出端子经由切换元件53和电阻元件57施加蓄电部20的输出电压Vch。并且，设定为，蓄电部20的输出电压Vch为第2阈值V2以上时输出端子成为开放状态，蓄电部20的输出电压Vch小于第2阈值V2时输出端子成为接地状态。第2阈值V2被设定为，与蓄电部20的电力没有富余的状态的蓄电部20的输出电压Vch，即比第1阈值V1低的电压对应的阈值。

切换元件53是P沟道型的MOSFET元件，切换元件54是N沟道型的MOSFET元件。切换元件53与切换元件54，对应于电压检测电路51的输出端子的状态和电压检测电路52的输出端子的状态，进行切换电压检测部50的电路状态的切换动作。在本实施方式中，通过切换元件53的切换动作和切换元件54的切换动作，在蓄电部20的输出电压Vch从小于第1阈值V1成为第1阈值V1以上时，蓄电部20与恒压电路部60连接，并维持到蓄电部20的输出电压Vch小于第2阈值V2为止，在蓄电部20的输出电压Vch从第2阈值V2以上成为小于第2阈值V2时蓄电部20与恒压电路部60被断开，并维持到蓄电部20的输出电压Vch再次为第1阈值V1以上为止。

恒压电路部60，经由电压检测部50与蓄电部20连接，将蓄电部20的输出电压Vch转换为规定的电源电压Vcc传输至控制部80。另外，在本实施方式中，电阻元件57与电压检测电路52也成为进行将恒压电路部60的输入端子中所蓄积的电荷放电的放电动作的放电电路。即，在蓄电部20的输出电压Vch从第2阈值V2以上成为小于第2阈值V2时，蓄电部20与恒压电路部60被断开，同时，电压检测电路52的输出端子成为接地状态，恒压电路部60的输入端子中所蓄积的电荷通过电阻元件57被放电。并且，通过这种放电动作，防止电压检测部50的电压检测精度受到恒压电路部60中所蓄积的电荷的影响而降低。

无线发送部70具有发送用天线71，将通过电流检测部30检测到的电流的检测结果经由发送用天线71对外部进行无线发送。

控制部80是被称为MCU(Micro Cntroller Unit；微控制器单元)的控制用的集成电路，进行各种运算动作、各种控制动作。控制部80进行的运算动作、控制动作包括：基于检测信号Si运算出电流值Is的运算动作、基于电压检测部50的动作判断电压检测部50检测到的蓄电部20的输出电压Vch的状态的动作、控制电流检测部30的控制动作、控制切换电路部40的控制动作、控制无线发送部70的控制动作等。

接下来，关于本实施方式的自供电式的电流传感器1的动作，使用图5进行说明。电流传感器1的动作成为如图5所示的动作。首先，在步骤St1中，控制部80使切换电路部40将传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态切换为第1连接状态。然后，蓄电部20与传感器部10连接并且电流检测部30从传感器部10断开。接下来，在步骤St2中，蓄电部20执行蓄电动作。然后，如图6(a)所示，伴随蓄电部20的蓄电动作，蓄电部20的输出电压Vch逐渐上升。蓄电部20的输出电压Vch的上升始终通过电压检测部50来监视。

接下来，在步骤St3中，控制部80进行基于蓄电部20的输出电压Vch是否为第1阈值V1以上的判断。在步骤St4中蓄电部20的输出电压Vch小于第1阈值V1的情况下，控制部80判断为蓄电部20未蓄电充分的电力，并返回到步骤St2。然后，蓄电部20继续蓄电动作。在步骤St3中蓄电部20的输出电压Vch为第1阈值V1以上的情况下，控制部80判断为蓄电部20蓄电了充分的电力，并移动到步骤St4。

接下来，在步骤St4中，控制部80使切换电路部40将传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态切换为第2连接状态。然后，蓄电部20从传感器部10断开并且电流检测部30与传感器部10连接。接下来，在步骤St5中，电流检测部30执行电流检测动作。接下来，在步骤St6中，控制部80基于检测信号Si运算出电流值Is。接下来，在步骤St7中，无线发送部70执行将电流值Is等的电流的检测结果向外部进行无线发送的无线发送动作。然后，如图6(a)所示，伴随由电流检测动作、无线发送动作引起的电力消耗，蓄电部20的输出电压Vch逐渐降低。蓄电部20的输出电压Vch的降低始终通过电压检测部50来监视。

接下来，在步骤St8中，控制部80进行基于蓄电部20的输出电压Vch是否小于第2阈值V2的判断。在步骤St8中蓄电部20的输出电压Vch为第2阈值V2以上的情况下，控制部80判断为蓄电部20的电力有富余，并返回到步骤St5。然后，电流传感器1的各电路反复步骤St5以后的动作。在步骤St8中蓄电部20的输出电压Vch小于第2阈值V2的情况下，控制部80判断为蓄电部20的电力没有富余，并移动到步骤St9。

接下来，在步骤St9中，控制部80判断是否使电流传感器1的动作继续。在步骤St9中使动作继续的情况下，返回到步骤St1，电流传感器1的各电路反复步骤St1以后的动作。在步骤St9使动作结束的情况下，控制部80使电流传感器1的各电路停止规定的功能，电流传感器的动作结束。

电流传感器1通过这样的步骤进行动作，由此如图6(b)所示，基于蓄电部20的输出电压Vch，切换电路部40的切换动作反复。然后，与切换电路部40的切换动作一致地，反复进行蓄电动作和电流检测动作和电流值Is的运算和无线发送动作。另外，在设置了电流传感器1后的设置环境稳定的情况下，传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态成为第1连接状态的时间t1、传感器部10和蓄电部20和电流检测部30的连接状态成为第2连接状态的时间t2几乎恒定，按照几乎恒定的检测周期Ts，反复进行蓄电动作和电流检测动作和电流值Is的运算和无线发送动作。

接下来，对本实施方式的效果进行说明。在本实施方式的电流传感器1中，在蓄电部20与电流检测部30间共用1个传感器部10，并且能够在蓄电动作时将传感器部10与蓄电部20的连接状态切换为第1连接状态而成为能够蓄电的状态，能够在电流检测动作时将传感器部10与蓄电部20的连接状态切换为第2连接状态而将蓄电部20从传感器部10、电流检测部30断开。因此，能够减少传感器部10的数量使电流传感器1小型·轻量化、或者能够将在电流检测动作时从蓄电部20向电流检测部30的影响切断而防止电流的检测精度的降低。其结果，电流传感器1成为容易小型·轻量化且容易提高电流的检测精度的自供电式的电流传感器。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，在第1连接状态中，蓄电部20与传感器部10连接并且电流检测部30从传感器部10断开，在第2连接状态中，蓄电部20从传感器部10断开并且电流检测部30与传感器部10连接，所以不仅能够将在电流检测动作时从蓄电部20向电流检测部30的影响切断而防止电流的检测精度的降低，还能够防止在蓄电动作时电流从传感器部10向电流检测部侧流动而抑制不必要的电力消耗，并提高蓄电部20的蓄电效率。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，基于电压检测部50检测到的蓄电部20的输出电压Vch，切换电路部40进行切换动作，由此能够与蓄电部20的蓄电状态一致地进行蓄电动作或进行电流检测动作。其结果，容易防止电流检测部30伴随着蓄电部20的不充分的蓄电而误动作。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，基于第1阈值V1和第2阈值V2这2个阈值，切换电路部40进行切换动作，由此能够与适于电流检测动作的开始的定时和结束的定时的蓄电状态一致地设定各个定时。并且，能够利用蓄电部20的输出电压Vch伴随着电流检测部30的电力消耗而降低所需的时间，将电流检测动作的持续时间设定得较长，所以也能够使电流检测动作反复多次而易于提高电流的检测精度。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，具有通过电阻元件57和电压检测电路52构成的放电电路，放电电路在传感器部10与蓄电部20的连接状态从第2连接状态切换为第1连接状态时，能够进行将被传输蓄电部20的输出电压的负载侧的电路即恒压电路部60的输入端子中所蓄积的电荷放电的放电动作，所以通过这种放电动作，能够防止电压检测部50的电压检测精度受到恒压电路部60中所蓄积的电荷的影响而降低。其结果，控制部80能够以更恰当的定时控制切换电路部40。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，作为切换元件41a、切换元件42a的MOSFET元件(半导体元件)与电磁式的继电器等相比较是小型的，所以与使用电磁式的继电器等构成切换电路部的情况相比较更易于使电流传感器小型·轻量化。另外，半导体元件不进行如电磁式的继电器那样的机械的动作，所以与使用电磁式的继电器构成切换电路部的情况相比较能够迅速地进行切换动作，容易防止由切换动作的定时的偏移引起的电流检测部30的误动作。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，使用一对切换元件41a、切换元件42b构成切换元件单元41、切换元件单元42，从而即使作为切换元件41a、切换元件42a的MOSFET元件(半导体元件)的端子具有极性，也能够消除切换元件单元41、切换元件单元42的切换端子的极性。因此，即使对检测电阻31输入交流的电信号，切换元件单元42也不易受到在检测电阻31的端子产生的电压的变动的影响。其结果，容易防止在对检测电阻31输入了交流的电信号时的切换电路部40的误动作。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，通过使用N沟道型的MOSFET元件作为切换元件41a、切换元件42a，能够容易地构成切换元件单元41、切换元件单元42。另外，通过将MOSFET元件的源极端子彼此互相连接并将漏极端子分别作为切换端子，能够容易地消除切换端子的极性。另外，通过在MOSFET元件的源极端子与栅极端子之间连接肖特基势垒型的二极管元件41b、二极管元件42b，能够防止源极端子的电压与栅极端子的电压的逆转，更易于防止切换电路部40的误动作。

另外，在本实施方式的电流传感器1中，作为切换信号Vsw2，使用从传感器部10对检测电阻31传输的电信号的最大电压的1.5倍至3倍的电压的切换信号，所以能够将比从传感器部10对检测电阻31传输的电信号的最大电压充分高的电压的切换信号Vsw2输入至切换元件单元42的输入端子，即使对检测电阻31输入交流的电信号，切换元件单元42也更不易受到在检测电阻31的端子产生的电压的变动的影响。因此，更易于防止在对检测电阻31输入了交流的电信号时的切换电路部40的误动作。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，只要不脱离本发明的主旨，能够适当变更。以下，关于本发明的变形例，使用图8及图9进行说明。

在本发明的实施方式中，也可以适当变更电流传感器1的各部的电路构成。例如，如果能够进行规定的切换动作，则也可以如图8所示的第1变形例所涉及的电流传感器101那样、仅在传感器部10的一方的输出端子13上连接切换电路部40的切换元件单元41和切换元件单元42，并将传感器部10的另一方的输出端子13直接连接于蓄电部20和电流检测部30。另外，在蓄电部20的蓄电效率有富余的情况下，也可以如图9所示的第2变形例所涉及的电流传感器201那样、仅在传感器部10与蓄电部20之间夹着切换元件单元41，并使传感器部10与电流检测部30始终连接。

另外，虽未图示，但在本发明的实施方式中，如果能够进行规定的切换动作，切换电路部40也可以是前述的以外的电路构成，切换元件单元41、切换元件单元42中使用的一对切换元件也可以不是N沟道型的MOSFET元件，而是P沟道型的MOSFET元件、双极性晶体管元件等，另外，如果可获得规定的电流检测精度的话，也可以使用1个半导体元件构成切换元件单元41、切换元件单元42、或者使用集成了很多半导体元件的开关用IC、如光耦合器那样的元件、电磁式的继电器等构成切换元件单元41、切换元件单元42。

另外，在本发明的实施方式中，如果能够进行规定的蓄电动作的话，蓄电部20也可以是前述的以外的电路构成，蓄电元件22也可以是前述的以外的2次电池等元件。

另外，在本发明的实施方式中，如果能够进行规定的电流检测动作的话，电流检测部30也可以是前述的以外的电路构成，还可以输出被数字化的检测信号而不是输出模拟的检测信号。另外，电流检测部30也可以是，检测电阻31是能够使电阻值变化的可变电阻型的元件。另外，放大电路32既可以是使用了双极性晶体管元件、FET元件等的放大电路，也可以是增益可变型的放大电路。

另外，在本发明的实施方式中，也可以是，电压检测部50是输出与蓄电部20的输出电压Vch对应的检测信号的检测电路，基于电压检测部50输出的检测信号，控制部80进行各种判断、控制动作。另外，可以使用电压检测电路52、电阻元件57以外的元件构成前述的放电电路，在恒压电路部60的输入端子中所蓄积的电荷的影响较小的情况下，放电电路也可以没有。另外，如果控制部80等能够稳定的动作的话，恒压电路部60也可以没有。另外，无线发送部70可以将电流检测结果以外的信息无线发送，如果能够通过有线进行向外部的信息传输的话，无线发送部70也可以没有。

另外，在本发明的实施方式中，如果能够实现规定的功能，也可以按照前述的以外的步骤使电流传感器1动作。例如，在设置了电流传感器1后的设置环境稳定的情况下，也可以按照规定的检测周期Ts使电流检测动作、无线发送动作反复。

另外，在本发明的实施方式中，电流传感器1也可以具有多个构成为传感器部10、蓄电部20、电流检测部30各有一个的传感器单元，并由1个控制部80控制多个传感器单元。另外，电流传感器1可以还具备前述的以外的电路。另外，电流传感器1可以被安装于前述的以外的用途的检测对象。

符号说明

1 电流传感器

10 传感器部

11 磁芯

12 线圈

13 输出端子

20 蓄电部

21 整流电路

21a 二极管元件

22 蓄电元件

30 电流检测部

31 检测电阻

32 放大电路

32a 放大器IC

40 切换电路部

41 切换元件单元

41a 切换元件

41b 二极管元件

42 切换元件单元

42a 切换元件

42b 二极管元件

50 电压检测部

51 电压检测电路

51a 比较器

51b 二极管元件

51c 信号处理电路

52 电压检测电路

52a 比较器

52b 二极管元件

52c 信号处理电路

53 切换元件

54 切换元件

55 电容元件

56 电阻元件

57 电阻元件

60 恒压电路部

70 无线发送部

71 发送用天线

80 控制部

101 电流传感器

201 电流传感器

Claims (9)

1.一种自供电式的电流传感器，具备：

传感器部，能够安装于电流检测的检测对象；

蓄电部，进行将经由上述传感器部从上述检测对象获得的电力蓄电的蓄电动作；

电流检测部，与上述传感器部连接，进行对在上述检测对象中流动的电流进行检测的电流检测动作；及

控制部，进行上述电流检测部的控制，

该自供电式的电流传感器的特征在于，

还具备介于上述传感器部与上述蓄电部之间的切换电路部，

上述切换电路部能够将上述传感器部与上述蓄电部的连接状态，切换为上述蓄电部与上述传感器部连接的第1连接状态和上述蓄电部从上述传感器部断开的第2连接状态。

2.根据权利要求1所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述切换电路部能够切换上述传感器部和上述蓄电部和上述电流检测部的连接状态，

在上述第1连接状态下，上述蓄电部与上述传感器部连接并且上述电流检测部从上述传感器部断开，

在上述第2连接状态下，上述蓄电部从上述传感器部断开并且上述电流检测部与上述传感器部连接。

3.根据权利要求1所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

还具备能够进行对上述蓄电部的输出电压进行检测的电压检测动作的电压检测部，

基于上述电压检测部检测到的上述蓄电部的输出电压，上述切换电路部动作。

4.根据权利要求3所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述控制部，

基于与规定的电压值对应的第1阈值及与比上述第1阈值低的电压值对应的第2阈值，

在上述电压检测部检测到的上述输出电压达到上述第1阈值以上时，上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第1连接状态切换为上述第2连接状态，

上述电压检测部检测到的上述输出电压小于上述第2阈值时，上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第2连接状态切换为上述第1连接状态。

5.根据权利要求4所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述电压检测部具有能够在上述传感器部与上述蓄电部的连接状态从上述第2连接状态切换为上述第1连接状态时进行放电动作的放电电路，在该放电动作中将被传输上述蓄电部的输出电压的负载侧的电路中所蓄积的电荷放电。

6.根据权利要求1所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述切换电路部构成为，具有由半导体元件构成的切换元件。

7.根据权利要求6所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述切换电路部具有分别与被传输来自上述传感器部的电信号的电流检测用的检测电阻的两端连接的一对切换元件单元，

上述切换元件单元使用一对上述切换元件来构成。

8.根据权利要求7所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

上述切换元件单元构成为，具有N沟道型的一对MOSFET元件和肖特基势垒型的二极管元件，

上述MOSFET元件的源极端子彼此互相连接，

上述MOSFET元件的漏极端子成为分别与其他的元件连接的切换端子，

上述MOSFET元件的栅极端子彼此互相连接而成为供切换控制用的切换信号输入的输入端子，

上述二极管元件的阳极端子与上述MOSFET元件的源极端子连接，

上述二极管元件的阴极端子与上述MOSFET元件的栅极端子连接。

9.根据权利要求8所述的自供电式的电流传感器，其特征在于，

对上述2个切换元件单元的输入端子，输入从上述传感器部对上述检测电阻传输的电信号的最大电压的1.5倍至3倍的电压的上述切换信号。