JP2004340917A - 電圧降下式電流計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シャント抵抗の温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮せずに、シャント抵抗に流れる電流を計測する。
【解決手段】 シャント抵抗である第１の導体１での電圧降下と、この第１の導体１と同一の抵抗温度係数を有する材料の第２の導体２での電圧降下とが、同一の温度変化による抵抗値変化の影響を受けることを利用して、第１の導体１に近接配置して接続した第２の導体２から流れ出る計測用電流を計測する。これにより、第１の導体１に流れる被計測電流を計測する。温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体１から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電圧降下式電流計測装置及びそれに関連する技術に関する。

例えば自動車等に搭載されて様々な負荷を駆動するに際して、電流センサで電流を計測し、発電機の制御パラメータ等に使用されている。

この場合に使用される電流センサとしては、ホール素子を用いたものもあるが、大電流を流す導体の大きさに準じて部品サイズが比較的大きくなり、このため小型化の要請に合致しない場合がある。そこで、電流経路内にシャント抵抗を配置し、このシャント抵抗に流れる電流を計測することが行われている。

シャント抵抗を用いる電圧降下式電流センサは、被測定回路中に抵抗を挿入し、その両端の電圧降下を測定することによって電流値の計測を行うものである。ここで、シャント抵抗両端の電圧降下をＶ、シャント抵抗の抵抗値をＲとすると、シャント抵抗に流れる電流値Ｉは、オームの法則により次の（１）式で求められる。

Ｉ＝Ｖ／Ｒ …（１）
ところで、自動車内の回路でシャント抵抗を使用する場合、雰囲気温度が−４０℃〜＋８５℃または＋１２５℃と温度変化の幅が１００℃以上と大きく、よって抵抗の温度係数が無視できない。

このため、例えば、駆動回路にシャント抵抗を設けて、このシャント抵抗の両端に発生する電圧降下をＡ／Ｄ変換器等に入力し、Ａ／Ｄ変換された値をＣＰＵ等で演算して電流値Ｉを求める際に、シャント抵抗付近に温度センサを設け、この温度センサで検出される温度によりシャント抵抗の抵抗値を補正し、この補正後の抵抗値により電流値Ｉを演算していた。

尚、本出願人は先行技術文献調査を行っていない。

上記の従来の例では、温度センサを使用することによりシャント抵抗の抵抗値の補正が可能であるが、この場合、補正内容が温度センサの精度に依存する。

したがって、温度センサの精度が低い場合には、ＣＰＵが温度誤差をそのまま含んだ状態でシャント抵抗の抵抗値を補正してしまうため、電流値Ｉの演算結果に誤差を含んでしまう。

そこで、この発明の課題は、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、シャント抵抗に流れる電流を温度変化に影響されずに容易に計測することができる電圧降下式電流計測装置及びそれに関連する技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、被計測電流が流れる経路に介装され、前記被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、前記経路に介装される導体と、前記導体に近接して配置され、当該導体の所定の２点間に生じる電圧降下に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板とを備えるものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記回路基板が、前記導体の面上に配設されるものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記回路基板がプリント配線基板である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記導体がバスバーであり、前記回路基板に、前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体が形成されたものである。

請求項５に記載の発明は、導体の電圧降下を計測することによって電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、被計測電流が流れる第１の導体と、前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体と、前記第１の導体において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記第２の導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する一の電位差比較装置と、前記電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記第２の導体に計測用電流を流す一の電流制御装置と、前記計測用電流基づいて前記被計測電流を計測する一の電流計測装置とを備えるものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電圧降下式電流計測装置であっ、前記第１の導体と前記第２の導体とが近接して配置されるものである。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体及び前記第２の導体が、前記接続点以外の部分で互いに絶縁されるものである。

請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体が金属バーである。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記金属バーが、電源経路内で負荷に電源供給を行うためバスバーで兼用されるものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の電圧降下式電流計測装置であって、当該電圧降下式電流計測装置が、複数の電流経路に対して電源を分岐供給するためのジャンクションボックス内に装着され、前記金属バーが、前記ジャンクションボックス内で電流経路を形成するための前記バスバーが兼用されるものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体が、プリント配線基板の１つの層として形成された配線パターンである。

請求項１２に記載の発明は、請求項５から請求項１１のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第２の導体が、プリント配線基板の１つの層として形成された配線パターンである。

請求項１３に記載の発明は、請求項５から請求項１２のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記電流計測装置が、前記計測用電流を電圧に変換するための抵抗器と、前記抵抗器の近傍に設けられて、計測用電流によって生じた当該抵抗器の一端の電位を検出する検出回路とを備え、前記抵抗器の他端が、前記検出回路の基準電位となる接地電位に接続されるものである。

請求項１４に記載の発明は、請求項５から請求項１３のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第３の導体と、前記第３の導体において前記所定の接続点から所定の距離離れた第３の点と、前記第１の導体における所定の第４の点との電位差を比較する他の電位差比較装置と、前記他の電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第３の点と前記第４の点とが等しくなるまで前記第３の導体に前記所定の接続点から前記第３の点に向かって他の計測用電流を流す他の電流制御装置と、前記他の計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する他の電流計測装置とをさらに備えるものである。

請求項１５に記載の発明は、請求項５から請求項１４のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第２の導体が、その内部において互いに隣接する部分に流れる電流の向きが逆方向となる形状に形成されるものである。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第３の導体が、その内部において互いに隣接する部分に流れる電流の向きが逆方向となる形状に形成されるものである。

請求項１７に記載の発明は、請求項１３に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記抵抗器が複数個設置され、当該各抵抗器の抵抗値が互いに異なって設定され、前記検出回路での検出レベルに応じていずれか一の前記抵抗器を選択する選択回路をさらに備えるものである。

請求項１８に記載の発明は、請求項５から請求項１２のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記電位差比較装置に電源を供給するものであって、前記被計測電流が流れる経路中の所定の点の電位から昇圧及び降圧を行う電源回路をさらに備えるものである。

請求項１９に記載の発明は、請求項１４または請求項１６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第２の導体における前記接続点から前記第２の点までの抵抗値と、前記第３の導体における前記所定の接続点から前記第３の点までの抵抗値が異なって設定されたものである。

請求項２０に記載の発明は、請求項１４または請求項１６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記一の電流計測装置からの出力と、前記他の電流計測装置からの出力とを比較することで、前記第１の導体に流れる電流の方向を判断する演算部をさらに備えるものである。

請求項２１に記載の発明は、請求項５から請求項２０のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体と前記第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成されたものである。

請求項２２に記載の発明は、請求項１４、請求項１６、請求項１９または請求項２０に記載の電圧降下式電流計測装置であって、前記第１の導体と前記第３の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成されたものである。

請求項１に記載の発明によれば、導体の所定の２点間に生じる電圧降下に基づいて被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板（例えば請求項３のようなプリント配線基板）を用いて、導体に流れる被計測電流、即ちメイン電流を容易に計測することができる。この場合、導体と回路基板とを近接させているので、両者の温度変化が互いに同等となることを利用して、抵抗値の温度変化の補正を行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、例えばジャンクションボックス内において、回路基板を導体の面上に配設することにより、小型化を達成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、例えばジャンクションボックス内において、既存のバスバーを導体として使用し、これに第２の導体が形成された回路基板を設置することができるので、専用のシャント抵抗を追加するよりもサイズが小さくて済む利点がある。

請求項５〜請求項１８に記載の発明によれば、第２の導体から流れ出る計測用電流を計測することで、第１の導体に流れる被計測電流を計測するので、第１の導体から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。

請求項６に記載の発明によれば、第１の導体と第２の導体とが近接配置されるので、両導体が同一の温度変化を受けやすくなり、抵抗値変化についての条件をほぼ同一にできる。

請求項７に記載の発明によれば、第１の導体と第２の導体とを近接配置する際に、両導体間の予期しない電気的接続を防止できる。

請求項８〜請求項１０に記載の発明によれば、例えば被覆電線等に比べて、金属バーの中間の任意の位置から電圧を取り出してその両端電圧を電位差比較装置で計測することが容易である。特に、請求項９及び請求項１０によると、ジャンクションボックス内等での既存のバスバーを第１の導体等として利用するだけなので、専用のシャント抵抗を追加するよりもサイズが小さくて済む利点があり、さらに、大きなサイズを余儀なくされるホール素子を使用する場合に比べて、ジャンクションボックス全体としての小型化を飛躍的に達成することができる。

請求項１１及び請求項１２に記載の発明によれば、プリント配線基板上に導体のパターン形成を行うことで、シャント抵抗として小型化のものを実現できる。

請求項１３に記載の発明によれば、電流計測装置の抵抗器を電流制御装置等から引き離して検出回路の近傍に設置することが可能であるので、これによって検出回路に至るまでの配線の自由度が向上するとともに、そのための配線が１本で済む。また、電位差比較装置及び電流制御装置等の基準電位と検出回路の基準電位とが異なっていても、抵抗器の基準電位を検出回路と共通にしているので、計測用電流の計測を正確に行うことができる。

請求項１４に記載の発明によれば、双方向電流の一方を第２の導体で、他方を第３の導体で、それぞれ容易に計測することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、第２の導体の一部が他の一部に対して逆向きまたは異方向に配置されるので、外来電磁波によって生じる起電力が逆向きとなって打ち消され、よって外来ノイズの成分を打ち消すことが可能である。

請求項１６に記載の発明によれば、第３の導体の一部が他の一部に対して逆向きまたは異方向に配置されるので、外来電磁波によって生じる起電力が逆向きとなって打ち消され、よって外来ノイズの成分を打ち消すことが可能である。

請求項１７に記載の発明によれば、電流計測装置の複数の抵抗器が異なった抵抗値に設定され、これらのひとつを、検出回路での検出結果に適するように選択するようになっているので、単一の抵抗器を使用する場合に比べて、広いレンジで精度良く被計測電流を計測することができる。

請求項１８に記載の発明によれば、電位差比較装置の電源電圧や入力電圧範囲などの仕様制限を回避することが可能である。

請求項１９に記載の発明によれば、第１の導体に双方向電流が流れる場合であって、且つその電流の流れる方向によって電流値が異なる場合において、抵抗体としての第２の導体と第３の導体の抵抗値を異ならせているので、大電流が流れる方向の計測については、使用する導体の抵抗値を比較的大きく設定する一方、小電流が流れる方向の計測については、使用する導体の抵抗値を比較的小さく設定することができる。したがって、各電位差比較装置の仕様に適したそれぞれの電流計測を行うことが容易に可能となる。

請求項２０に記載の発明によれば、第１の導体に双方向電流が流れる場合に、電流値の計測だけでなく、第１の導体に流れる電流の方向をも容易に判断できる。

請求項２１に記載の発明によれば、第１の導体と第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成され、また請求項２２に記載の発明によれば、さらに第１の導体と第３の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成されているので、これらの複数の導体が同一の温度変化による抵抗値変化を受ける。このことを利用して、第２の導体等から流れ出る計測用電流を計測することで、第１の導体に流れる被計測電流を容易に計測でき、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体から流れ出るメイン電流を容易に計測することができる。

｛第１の実施の形態｝
一般に、自動車など小電流〜大電流までを扱う環境においては、ジャンクション・ボックスと称される配線部品等での配電に、バスバーと呼ばれる銅や銅合金もしくはアルミなどで作られた板状の金属片（金属バー）が使用されることがあり、このバスバーを、負荷Ｍに与える電流計測のためのシャント抵抗として利用することが可能である。

例えばバスバーの金属材料として銅を使用する場合、この銅の抵抗温度係数は、およそ０．００４／℃である。そして、自動車内の回路でシャント抵抗を使用する場合、雰囲気温度が−４０℃〜＋８５℃または＋１２５℃と温度変化の幅が１００℃以上と大きい。このように雰囲気温度の温度差が１００℃あれば、その抵抗値は１．４倍となる。よって、シャント抵抗としてバスバーを用いて正確な電流値を知るためには、何らかの手段により抵抗値を補正する必要がある。

この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置は、例えば、自動車に搭載される各種の負荷に電源を供給する際に、負荷に与える電流を計測するものであって、シャント抵抗と同じ抵抗温度係数を有する材料（同じ材料を含む）で構成された温度補償用抵抗体を設け、この温度補償用抵抗体をシャント抵抗に近接して配置すれば、シャント抵抗と温度補償用抵抗体との温度変化が互いに同等となることを利用して、抵抗値の温度変化の補正を行う。

具体的に、この電圧降下式電流計測装置は、各種の負荷Ｍが接続されるなどの複数の電流経路に対して電源電流を分岐供給するためのジャンクションボックス内に装着され、図１及び図２の如く、導体の電圧降下を計測することによって負荷Ｍに流されるメイン電流（被計測電流）Ｉ１を計測するものであって、負荷Ｍにメイン電流Ｉ１を供給するためのシャント抵抗としての第１の導体１と、この第１の導体１内の所定の接続点Ｐｃｎに接続する温度補償用抵抗体としての第２の導体２と、第１の導体１内において上記の接続点Ｐｃｎからメイン電流Ｉ１の流れる方向に一定距離だけ離れた点Ａ（第１の点）の電位と第２の導体２内において上記接続点Ｐｃｎから所定の距離だけ離れた点Ｂ（第２の点）の電位とを比較する電位差比較装置３と、点Ｂの電位と点Ａの電位が等しくなるまで第２の導体２に上記の接続点Ｐｃｎから点Ｂに向かって計測用電流Ｉ２を流す電流制御装置４と、この計測用電流Ｉ２に基づいてメイン電流Ｉ１を計測する電流計測装置５とを備える。

第１の導体１は、ジャンクションボックス内で使用される既存の短冊状の金属片としてのバスバーをそのまま利用して構成する。この金属片としてのバスバーの材料として例えば銅が使用される。

第２の導体２は、第１の導体１が設置される同一のジャンクションボックスに設置され、図３の如く、例えばその端部が、導体６を介して第１の導体１中の所定の接続点Ｐｃｎに接続されるもので、第１の導体１と同じ抵抗温度係数を持つ金属材料（例えば銅）が使用される。この第２の導体２は、例えば図４の如く、所定のプリント配線基板（回路基板）７上に形成されるプリント配線パターンとして実現されても差し支えない。ここで、プリント配線基板７は、ガラスやエポキシ樹脂等を使用した硬質の配線基板の他、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）を含む。またプリント配線パターンとしては、例えば直線状に形成される。この第２の導体２は、プリント配線基板７の表裏の両面のうち、第１の導体１と同じ面側に形成されても良いし、あるいは第１の導体１と逆の面に形成されてもよい。

第２の導体２の抵抗値は、第１の導体１の抵抗値と異なって設定していても差し支えなく、例えば１０，０００：１等の所定の比率に設定される。

そして、第１の導体１と第２の導体２の温度に対する変化をほぼ同等とするために、両導体１，２が互いに近接して配置され、また、両導体１，２の接続点Ｐｃｎ以外の部分は、絶縁シール等の絶縁部材によって互いに絶縁されている。そして、両導体１，２の抵抗温度係数が上述のように同一とされることで、この両導体１，２の温度変化に対する抵抗値の変化率が同等とされる。これにより、第２の導体２の電流を計測すれば、第１の導体１の温度変化に対する抵抗値の変化率を考慮した計測を行うことができることから、計測時に両導体１，２の温度係数をキャンセルすることができる。

電位差比較装置３は演算増幅器（オペアンプ）であり、図２に示した非反転入力端子が、図１のように第１の導体１における上記接続点Ｐｃｎよりも負荷Ｍ側の中間点である接続点Ａに接続され、図２に示した反転入力端子が、図１のように第２の導体２の点Ｂに接続され、図２の如く、両入力端子に与えられる電圧の差分が出力端子から出力される。

そして、図１において、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離は、この間を流れる電流に対する抵抗値を規定することになるが、通電時に接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの間で所定の電圧降下が生じて電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような抵抗値を有するように、接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離が設定される。このようにする場合、第１の導体１としてバスバーを採用し、そのバスバーの中間位置を接続点Ｐｃｎ及び接続点Ａとしているので、電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような電圧降下を実現する場合に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。

また、この電位差比較装置３の電源は、基本的には計測電流が流れる元電源＋Ｂから生成すればよいが、この電位差比較装置３の電源電圧及び入力電圧範囲など電位差比較装置３の仕様によって電源回路を構成する必要があるため、元電源＋Ｂの電位から昇圧／降圧を行って、電位差比較装置３の正・負（もしくは正・ＧＮＤ）の電源とすることが望ましい。この昇圧／降圧のための電源回路１０としては、例えば図５の如く、昇圧用のチャージポンプ回路８及び降圧用のドロッパ式レギュレータ９を併用して行えばよい。具体的には、チャージポンプ回路８を利用して元電源（＋Ｂ）より高い電位Ｖ＋をつくり出し、またドロッパ式レギュレータ９によって、元電源（＋Ｂ）より低い電位Ｖ−をつくり出す。そして、チャージポンプ回路８で昇圧された電位Ｖ＋とドロッパ式レギュレータ９によって降圧された電位Ｖ−との電位差を電源として電位差比較装置３に与えることにより、高価なRail-to-Rail入力の仕様でないオペアンプを使用した電位差比較装置３であっても問題なく動作させることができる。よって、電位差比較装置３として安価なオペアンプを使用することが可能となる。尚、電源回路１０として、チャージポンプ回路８及びドロッパ式レギュレータ９を使用する代わりに、昇圧／降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータを使用しても差し支えない。

電流制御装置４は、ＰチャネルＦＥＴであって、ソースが第２の導体２の点Ｂに接続され、ドレインが電流計測装置５に接続される。そして、電流制御装置４のゲートは電位差比較装置３の出力端子に接続されている。即ち、点Ｂからは、電位差比較装置３の反転入力端子への経路と、電流制御装置４への経路の２経路に分岐した回路が構成されていることになる。

これにより、図１及び図２中の第１の導体１にメイン電流Ｉ１が流れた際に生じる第１の導体１での電圧降下によって電位差比較装置３が電流制御装置４のゲート入力を制御し、Ａ点とＢ点の電圧降下が等しくなるようにＢ点に電流Ｉ２が流れることになる。

電流計測装置５は、図２及び図６の如く、計測用電流Ｉ２を電圧に変換するための抵抗器１１と、この抵抗器１１の一端の電位を計測するＡ／Ｄ変換器（検出回路）１２とを備える。そして、図６の如く、抵抗器１１はＡ／Ｄ変換器１２の近傍に配置され、抵抗器１１の他端がＡ／Ｄ変換器１２の基準電位（接地レベル）に接続される。尚、Ａ／Ｄ変換器１２はマイクロコンピュータチップ等に内蔵されたものを使用でき、このＡ／Ｄ変換器１２の基準電位は、図６の如く、例えば定電圧レギュレータ１３を用いて、元電源（＋Ｍ）からの電源電圧を降圧して与えるようになっている。

これにより、電流制御装置４から電流計測装置５への配線を１本で済ませてその引き回しの自由度を高めることが可能であり、且つ、基準電位（接地）を一意に設定できるので、各装置間の基準電位の差異による影響を受けないように構成できる。

上記構成の電圧降下式電流計測装置の動作を説明する。

図１及び図２中の元電源（＋Ｂ）からの電源電圧が供給されると、第１の導体１にメイン電流Ｉ１が流れ、このメイン電流Ｉ１が負荷Ｍに供給される。

ここで、第１の導体１にメイン電流Ｉ１が流れると、第１の導体１での電圧降下によって、図２の如く、電位差比較装置３の非反転入力端子がローとなる。そうすると、電位差比較装置３の出力端子がローとなり、これがＰチャネルＦＥＴである電流制御装置４のゲートに与えられ、このゲート入力が制御されることで、電位差比較装置３の動作に基づき図２中のＡ点とＢ点の電圧降下が等しくなるように第２の導体２に計測用電流Ｉ２が流れる。

この場合、第１の導体１の抵抗値をＲ１とし、第２の導体２の抵抗値をＲ２として、「Ｒ１×Ｉ１＝Ｒ２×Ｉ２」となるように、電位差比較装置３が電流制御装置４を制御する。かかる動作において、電位差比較装置３の各入力端子には電流が流れ込まないので、分流電流としての計測用電流Ｉ２は全て電流制御装置４のドレイン電流として電流計測装置５に出力される。

電流計測装置５の抵抗器１１に計測用電流Ｉ２が流れると、この抵抗器１１の一端に生じる電圧がＡ／Ｄ変換器１２に与えられ、これにより計測用電流Ｉ２を計測することで、メイン電流Ｉ１を計測する。

この場合、抵抗器１１の抵抗値をＲｏｕｔ、抵抗器１１の両端電圧をＶｏｕｔとすると、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×Ｉ２」であり、また「Ｉ２＝（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」であるため、「Ｖｏｕｔ＝Ｒｏｕｔ×（Ｒ１／Ｒ２）×Ｉ１」である。したがって、メイン電流Ｉ１は、Ａ／Ｄ変換器１２で計測されたＶｏｕｔに基づいて、「Ｉ１＝Ｖｏｕｔ×（Ｒ２／Ｒ１）／Ｒｏｕｔ」という式により演算で求めることができる。

ここで、第１の導体１と第２の導体２とは同じ抵抗温度係数の材料で構成されており、また両導体１，２が互いに近接配置されているため、温度変化に対する抵抗値の変化率はほぼ同一である。したがって、第２の導体２から流れ出る計測用電流Ｉ２を計測することで、温度変化に対する抵抗値の変化率を演算等によって考慮しなくても、第１の導体１から流れ出るメイン電流Ｉ１を計測することができる。

また、電流計測装置５の抵抗器１１を電流制御装置４等から引き離してＡ／Ｄ変換器１２の近傍に設置しているので、これによってＡ／Ｄ変換器１２に至るまでの配線の自由度が向上するとともに、そのための配線が１本で済む。また、電位差比較装置３及び電流制御装置４等の基準電位（接地レベル）とＡ／Ｄ変換器１２の基準電位（接地レベル）とが異なっていても、抵抗器１１の基準電位（接地レベル）をＡ／Ｄ変換器１２と共通にしているので、計測用電流Ｉ２の計測を正確に行うことができる。

そして、ジャンクションボックス内の電流を計測する場合に、既存のバスバーをそのままシャント抵抗である第１の導体１として使用し、これにプリント配線パターンとして実現される第２の導体２を設置するだけで電流計測を正確に行うことができるので、大きなサイズを余儀なくされるホール素子を使用する場合に比べて、ジャンクションボックス全体としての小型化を飛躍的に達成することができる。また、ジャンクションボックス内の既存のバスバーを第１の導体１等として利用するだけなので、専用のシャント抵抗を追加するよりもサイズが小さくて済む利点がある。

また、バスバーを第１の導体１とし、そのバスバーの中間位置を接続点Ｐｃｎ及び接続点Ａとしているので、電位差比較装置３での電圧検知精度に適応するような第１の導体１での電圧降下を実現する際に、その抵抗値を決定するための接続点Ｐｃｎと接続点Ａとの離間距離の設定を極めて容易に行うことができ便利である。特に、例えば被覆電線等の中間位置の両端電圧を計測する場合などに比べると、バスバーは元々金属面が露出している構成となっているため、両端電圧の取り出しが容易であるという利点がある。

｛第２の実施の形態｝
図７はこの発明の第２の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置中の第１の導体１及び第２の導体２を示す図である。尚、ここでは、第１の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。

第１の実施の形態では、シャント抵抗である第１の導体１をバスバーとし、温度補償用抵抗体としての第２の導体２をプリント配線パターンとしていたが、この実施の形態の電圧降下式電流計測装置は、図７の如く、第１の導体１としてプリント配線基板２１〜２３の１つの層を用いて構成し、第２の導体２をプリント配線基板２１〜２３の第１の導体１と異なる層を用いて構成している。ところで、図７では第１及び第２の導体１，２を異なる層で構成したが、これらを同一の層に構成しても何ら問題はない。そして、両導体１，２は同一の抵抗温度係数を有する金属材料（同じ材料を含む）を用いて形成される。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、またその動作も第１の実施の形態と同様である。

この実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

｛第３の実施の形態｝
図８はこの発明の第３の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示す図である。なお、図８では第１の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。この実施の形態の電圧降下式電流計測装置は、メイン電流Ｉ１として双方向電流が流れる場合に適用可能なものであって、双方向電流としてのメイン電流Ｉ１が流れるシャント抵抗としての第１の導体１と、この第１の導体１内の接続点Ｐｃｎ１に接続される第１の温度補償用抵抗体としての第２の導体２と、第１の導体１内の接続点Ｐｃｎ１から一定距離だけ離間した接続点Ｐｃｎ２に接続される温度補償用抵抗体としての第３の導体２５と、第２の導体２内において上記接続点Ｐｃｎ１から一定距離だけ離れた点Ｂの電位と上記接続点Ｐｃｎ２の電位とを比較する第１の電位差比較装置３と、第３の導体２５内において上記接続点Ｐｃｎ２から一定距離だけ離れた点（第３の点）Ｄの電位と上記接続点Ｐｃｎ１の電位とを比較する第２の電位差比較装置２６と、点Ｂの電位と点Ｐｃｎ２の電位が等しくなるまで第２の導体２に上記の接続点Ｐｃｎ１から点Ｂに向かって計測用電流Ｉ２を流す電流制御装置４と、点Ｄの電位と点Ｐｃｎ１（この場合、計測用の第４の点が接続点Ｐｃｎ１と兼用されている）の電位が等しくなるまで第３の導体２５に上記の接続点Ｐｃｎ２から点Ｄに向かって計測用電流Ｉ３を流す電流制御装置２７と、計測用電流Ｉ２，Ｉ３に基づいてメイン電流Ｉ１をそれぞれ計測する電流計測装置５，２８とを備える。

このうち、第１の導体１、第２の導体２、電位差比較装置（第１の電位差比較装置）３、電流制御装置４及び電流計測装置５は、第１の実施の形態で説明したものと同様であるため、その子細についての説明を省略する。

また、第３の導体２５は、第２の導体２と同様に、第１の導体１と同じ抵抗温度係数を有する材料を用いて形成されている。さらに、第２の電位差比較装置（第１の電位差比較装置）２６、電流制御装置２７及び電流計測装置２８の第３の導体２５に対する接続関係は、電位差比較装置（第１の電位差比較装置）３、電流制御装置４及び電流計測装置５の第２の導体２に対する接続関係と同一である。

メイン電流Ｉ１の向きが図８中の矢示方向Ｑ１である場合、第１の実施の形態で説明した場合と同様の動作により電流計測装置５側でメイン電流Ｉ１を計測する。ここでの動作説明は省略する。

一方、メイン電流Ｉ１の向きが図８中の矢示方向Ｑ２である場合、第１の導体１での電圧降下に応じて、電位差比較装置２６が電流制御装置２７を制御して、点Ｐｃｎ１とＤ点の電圧降下が等しくなるように第３の導体２５に計測用電流Ｉ３が流れる。この計測用電流Ｉ３を計測することで、メイン電流Ｉ１を計測することができる。

この実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

尚、この実施の形態において、両導体１，２の構造を第２の実施の形態と同様にしても差し支えない。

｛第４の実施の形態｝
図９はこの発明の第４の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示す図である。なお、図９では第１の実施の形態と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。第１の実施の形態では、電流計測装置５内で計測用電流Ｉ２を電圧に変換するための抵抗器１１を単一に設けていたが、この実施の形態の電圧降下式電流計測装置では、電流計測装置５内に複数の抵抗器３１，３２，３３を並列に接続し、各抵抗器３１，３２，３３の抵抗値を全て異ならせている。そして、各抵抗器３１，３２，３３に流れる計測用電流Ｉ２をオンオフするためのスイッチ３４，３５，３６を個別に設け、所定の選択回路３７によりいずれか１個のスイッチ３４，３５，３６を選択することで、Ａ／Ｄ変換器１２に入力する電圧レベルを変更し、これによりＡ／Ｄ変換器１２で計測する計測用電流Ｉ２のレンジを広げる。図９では、スイッチ３４，３５，３６としてトランジスタを用いているが、機械式のスイッチ、ラッチまたはリレー等の等価機能を満たすものであればどのようなものを使用してもよい。

選択回路３７は、Ａ／Ｄ変換器１２での計測用電流Ｉ２の計測結果に応じていずれか１個のスイッチ３４，３５，３６のみをオンとする。

例えば、第１の抵抗器３１の抵抗値を５００Ω、第２の抵抗器３２の抵抗値を５ｋΩ、第３の抵抗器３３の抵抗値を５０ｋΩに設定しておけば、選択回路３７でスイッチ３４，３５，３６の選択を行うことで、抵抗器３１，３２，３３の抵抗値を５００Ω〜５０ｋΩと１００倍に変更することができ、この１００倍のレンジで計測用電流Ｉ２を計測できる。

具体例を示すと、第１の導体１の抵抗値と第２の導体２の抵抗値の比が１：１０，０００として、メイン電流Ｉ１が１００Ａのときは、計測用電流Ｉ２が０．０１Ａとなる。この場合、選択回路３７でスイッチ３４のみをオンにして第１の抵抗器３１（５００Ω）を選択すれば、出力電圧Ｖｏｕｔとして最大の出力電圧レベル（５Ｖ）で計測用電流Ｉ２を計測し、ひいてはメイン電流Ｉ１を演算することができる。

ところが、この第１の抵抗器３１を選択したままで、メイン電流Ｉ１が１．０Ａになると、計測用電流Ｉ２が０．０００１Ａとなるため、出力電圧Ｖｏｕｔが５０ｍＶとなり、Ｖｏｕｔが５Ｖの場合に比べてＡ／Ｄ変換における誤差が生じやすい。

そこで、Ａ／Ｄ変換器１２で得られた出力電圧Ｖｏｕｔの値が所定の閾値範囲となる毎に、抵抗器３１，３２，３３を選択切り替えする。例えば、Ａ／Ｄ変換器１２で計測した出力電圧Ｖｏｕｔが２Ｖより大の場合に第３の抵抗器３３を、２Ｖ以下で且つ０．２Ｖより大の場合に第２の抵抗器３２を、０．２Ｖ以下の場合に第１の抵抗器３１をそれぞれ選択する。尚、出力電圧Ｖｏｕｔの最大出力を５Ｖとすると、小電流から大電流に遷移した場合に各抵抗器３１，３２，３３の切り換えが困難になる。この場合、電流制御装置４からの出力電圧Ｖｏｕｔの正常値を例えば４．８Ｖ等に制限しておき、それを超えた場合に、第１の抵抗器３１を選択するようにしてもよい。

この実施の形態では、広いレンジでメイン電流Ｉ１を計測することが可能となる。

｛第５の実施の形態｝
上記各実施の形態の第２の導体２及び第３の実施の形態の第３の導体２５が、平面状のプリント配線基板に直線状に形成された配線パターンとして実現していたが、この発明の第５の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置では、第２の導体２及び第３の導体２５を、図１０のように、矩形に折れ曲がった形状に形成して、一部４１〜４３の周囲を他の部分４４〜４６がほぼ取り囲む形状の配線パターンとして形成している。そして、図１１のように、互いに隣接する部分同士は、電流の向きが逆向きになるようになっている。具体的には、符合４７の部分で矩形等に折曲した形状とし、その両側の符合４２の部分と符合４５の部分とが平行になるように配置される。そして、符合４２の部分と符合４５の部分のそれぞれの端部から垂直方向に向けて符合４３の部分と符合４６の部分がそれぞれ延設して形成され、さらに、符合４３の部分と符合４６の部分のそれぞれの端部から垂直方向に向けて符合４１の部分と符合４４の部分がそれぞれ延設して形成される。そして、符合４４の部分、符合４１の部分、符合４２の部分及び符合４５の部分が互いに平行配置され、さらに符合４３の部分と符合４６の部分とが互いに平行配置される。符合４４の部分と符合４１の部分との離間距離、符合４２の部分と符合４５の部分との離間距離、及び符合４３の部分と符合４６の部分との離間距離は、任意に設定可能であるが、作成面積を小さくするためには、ほぼ同等とするのが望ましい。

この場合、符合４４の部分にＱ３方向の電流が流れるとすると、符合４１の部分の電流の向きはＱ３と逆のＱ４であり、符合４２の部分の電流の向きはＱ４と逆のＱ５であり、符合４５の部分の電流の向きはＱ５と逆のＱ６である。

このように、近接する部分４１〜４６同士の電流の向きが逆であるため、外来電磁波による起電力も逆向きとなって打ち消されることから、外部から導体２，２５に混入される外来ノイズ４８の成分を打ち消すことが可能である。

あるいは、上記各実施の形態の第２の導体２及び第３の実施の形態の第３の導体２５を、図１２に示したような波線状に形成してもよい。この場合、近接する部分同士の電流の向きが異なるため、外来電磁波による起電力をある程度打ち消すことが可能であり、外部から導体２，２５に混入される外来ノイズ４８の成分をある程度打ち消すことが可能である。

｛第６の実施の形態｝
この発明の第６の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置は、シャント抵抗である第１の導体１として、短冊状の金属片としてのバスバーをそのまま利用して構成する点で、上記各実施の形態と共通しているが、この第６の実施の形態では、温度補償用抵抗体としての第２の導体２として、例えば直径十数μｍ〜数十μｍのマグネットワイヤ等の極細線を適用している点で、上記各実施の形態と相違している。

一般に、部位の強度的な問題により、バスバーを純銅でなく銅合金で作成した場合、純銅の配線パターンで作成する温度補償用抵抗体である分流抵抗とは抵抗の温度係数が異なってしまい、この温度係数の差が誤差となって、電流計測の精度が低下するおそれがある。

また、バスバーとしてシャント抵抗を使用する場合、このバスバーの板厚誤差やプレス成型時の誤差が発生することがあり、これが抵抗の誤差となることもある。

さらに温度補償用抵抗体（分流抵抗）をパターン形成する場合は、このパターン形成時のエッチング処理上の誤差が生じることがあり、これが抵抗の誤差となることもある。

さらにまた、各抵抗部分を接続するための配線による取り回しにおける誤差が生じ、これが抵抗の誤差となることもある。

ここで、一般に、金属抵抗は、抵抗体が細いほど抵抗値が高く、逆に抵抗体が短いほど抵抗値が低くなる。このことから、所定の抵抗値を得ようとした場合、直径十数μｍ〜数十μｍの極細線を適用すると、太い抵抗体に比べて、長さを調整するだけで、その抵抗値の調整が容易となる。また、極細線の抵抗体は、その単位当たりの抵抗値が高くなるため、その分、長さを短く設定できる。例えば、１Ωの抵抗値をプリントパターン配線として一般的な銅箔厚１６μｍ、線幅０．３ｍｍで作ろうとすると、長さは３１３ｍｍ必要であるが、直径２５μｍの極細線（抵抗率＝３４［Ω／ｍ］）であれば、長さは２９．４ｍｍで済む。

この第１及び第２の導体１，２の形成構造としては、図１３のように、バスバーが適用された第１の導体１の片面（上面）に、例えば図１２に示したような波線状の第２の導体２が形成されたプリント配線基板５０を搭載し、このプリント配線基板５０上の第２の導体２の径（幅寸法及び厚さ寸法）を十数μｍ〜数十μｍに設定することで、その長さの設定により抵抗値を精度良く設定できるとともに、第２の導体２の長さを短く抑えることができ、多大な面積を必要とせずに容易に第２の導体２の抵抗値を所望の値に設定できる利点がある。

例えば、極細線である第２の導体２の直径が２０μｍ、その断面積Ｓ１が３１４×１０^-12ｍ²である場合と、この第２の導体２として幅が０．３ｍｍ、厚さが１８μｍ、断面積Ｓ２が５．４×１０^-9ｍ²である配線パターンを用いる場合とを比べると、これらの断面積比Ｓ２／Ｓ１は１７．２となり、第２の導体２として極細線を使用することで、配線パターンを用いる場合よりも、第１の導体１との間の抵抗比を大きくすることができる。

ここで、分流抵抗である第２の導体２の分流比を大きくすることは、分流抵抗の下流に配置する電流制御装置４の耐圧を小さくすることができるので、低コスト化が可能となる。

あるいは、第１及び第２の導体１，２の形成構造として、図１４のように、バスバーとしての第１の導体１の周囲の幅方向（即ち、電流Ｉ１と垂直な方向）に、径が十数μｍ〜数十μｍの極細線としての第２の導体２を巻き回しても良い。

具体的に、図１４の如く、第１の導体１の所定の２箇所（接続点Ｐｃｎ及び第１の点Ａ）に、プレスまたは打ち込み等の所定の一般的な方法でピン５０ａ，５０ｂを起立状態で固着形成しておき、接続点Ｐｃｎ側の第１のピン５０ａに、第２の導体２の一端部５０ｃを接続して、この第２の導体２を第１の導体１の幅方向に巻き回す。あるいは、第２の導体２の一端部５０ｃを第１のピン５０ａにハンダで接続固定してもよい。一方の第２のピン５０ｂは、シャント抵抗としての第１の導体１の第１の点Ａを、例えば電位差比較装置３（例えば図１参照等）に引き出すための電線（図示省略）が接続される。また、第２の導体２の他端部５０ｄは、所定の配線を通じて例えば電流制限回路４（例えば図１参照等）に接続される。

また、第１の導体１がその接続点Ｐｃｎ以外で第２の導体２の一端部５０ｃ以外の部分に接続するのを防止するよう、ピン５０ａ，５０ｂ以外の第１の導体１の表面が、例えば樹脂製の絶縁シートまたは絶縁膜で被覆される。あるいは、第２の導体２の両端部５０ｃ，５０ｄ以外の表面が絶縁膜で被覆されても良い。

このようにすることで、第２の導体２は、その両端部を除いて第１の導体１の周囲に柔軟に巻き回されるので、例えばフレキシブル配線基板を使用して第２の導体２を構成する場合に比べて、第１の導体１等の熱膨張や、自動車の振動等に起因する揺れまたは衝撃等が発生しても、第２の導体２が柔軟に変形可能であるため、第１の導体１と第２の導体２との接続が断絶するのを容易に防止できる。

ただし、図１４に示した例では、バスバーである第１の導体１の周囲に極細線である第２の導体２が一重に巻き回されているため、外来電磁波が発生すると、コイル状の第２の導体２に流れる電流に対して、第１の導体１に流れる電流Ｉ１が作用して、起電力が発生してしまう。このため、例えば図１５に示すように、表面が絶縁被覆された１本の極細線である第２の導体２を２つ折りにした状態で、図１６のようにバスバーである第１の導体１の周囲に巻き回しても良い。このように、第２の導体２を２つ折りにした状態で第１の導体１の周囲に巻き回しているので、第５の実施の形態と同様に、２つ折りされた第２の導体２の平行に隣り合う極細線同士の電流方向が逆向けになることで、外来電磁波による起電力を打ち消し合うようになる。

あるいは、必ずしも図１５のように第２の導体２を２つ折りにしなくても、図１７に示すように、第２の導体２を第１の導体１の周囲の幅方向に一重巻きした後に、途中部分５０ｅで折り返して、さらに逆向きに重ねて巻き回すようにしても、図１６に示した例と同様に、第２の導体２の重ねて逆向きに巻き回された部分同士の電流方向が互いに逆向けになることで、外来電磁波による起電力を打ち消し合うようになる。

尚、図１４では、第１の導体１の周囲の幅方向（電流Ｉ１と垂直な方向）に極細線である第２の導体２を一重巻きしていたが、あるいは図１８に示すように、第１の導体１の周囲の長手方向（電流Ｉ１と平行な方向）に極細線である第２の導体２を一重巻きしてもよい。この場合は、第１の導体１に流れる電流Ｉ１と第２の導体２に流れる電流Ｉ２との直交成分が殆ど無いため、外来電磁波が発生しても、起電力が生じないことになる。

尚、図１３〜図１８に示したいずれの例でも、第１の導体１と第２の導体２とを、同一の抵抗温度係数の材料で構成する点で、上記各実施の形態と同様である。例えば、第１の導体１としてバスバーを適用しているが、このバスバーの固体としての強度を向上するために、銅と鉄または亜鉛等との合金を使用する場合は、第２の導体２としても同一の合金材料を使用し、第１の導体１と第２の導体２とのそれぞれの抵抗温度係数を同等に設定する。

このように、温度補償用抵抗体としての第２の導体２を、第１の導体１と同一の抵抗温度係数の材料で極細線として形成することで、抵抗値を所望の値に設定する際の当該第２の導体２の長さの調整が容易になる。

｛第７の実施の形態｝
図２に示した第１の実施の形態では、負荷Ｍより元電源＋Ｂの正極寄りにシャント抵抗としての第１の導体１を配置し、この第１の導体１よりも元電源＋Ｂの正極寄りの点から分流抵抗である第２の導体２を接続したハイサイド型の回路として電圧降下式電流計測装置を実現していたのに対して、この発明の第７の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置は、図１９の如く、負荷Ｍより元電源＋Ｂの負極寄りに第１の導体１を配置し、この第１の導体１よりも元電源＋Ｂの負極寄りの点から分流抵抗である第２の導体２を接続したローサイド型の回路として電圧降下式電流計測装置を実現している。

この実施形態では、電流計測装置５の抵抗器１１をプルアップ抵抗として機能させるためのセンサ用電源５５が設けられている。このセンサ用電源５５の電圧は例えば５ボルトに設定されており、その正極が抵抗器１１に、その負極が第１の導体１のハイ側（即ち、第１の導体１の負荷Ｍ側）にそれぞれ接続される。ただし、このセンサ用電源５５の電圧は、自動車のどの部分から引き出してきても差し支えない。例えば、この電圧降下式電流計測装置で電流を計測した計測結果の情報を必要とする他の機器（ＥＣＵ）から電源を供給してもよい。また、センサ用電源５５の負極は、元電源＋Ｂの負極と共通にグランド接続されている。

第２の導体２に流れる電流を制御するための電流制御装置４としては、例えばＮＰＮ型のバイポーラトランジスタが使用され、そのエミッタが第２の導体２に接続され、コレクタがプルアップ抵抗としての電流計測装置５の抵抗器１１に接続されている。ただし、この電流制御装置４としては、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を使用しても差し支えなく、あるいは、電位差比較装置３としてのオペアンプの入力端子を逆に接続して、電流制御装置４は極性が逆のＰＮＰ型のバイポーラトランジスタやＰチャネルＦＥＴを使用しても良い。

また、元電源＋Ｂの電圧は例えば１２ボルトである。ただし、電気自動車に使用されるような数百ボルトのものであっても差し支えない。

このように、負荷Ｍより元電源＋Ｂの負極寄りに第１の導体１を配置し、この第１の導体１よりも元電源＋Ｂの負極寄りの点から分流抵抗である第２の導体２を接続したローサイド型の回路として電圧降下式電流計測装置を実現しているので、使用される電位差比較装置３及び電流制御装置４等の各素子の耐圧が低くて済むという利点がある。即ち、例えば図２に示したハイサイド型の回路の場合は、電気自動車等で採用されている２８８ボルト等の高圧系から電圧降下式電流計測装置用の元電源＋Ｂを生成する必要があり、電位差比較装置３及び電流制御装置４等の各素子に高耐圧のものが要求されるので高コストとなるのに対して、この実施形態のようなローサイド型の回路の場合は、各素子の耐圧が低くて済むので、コストの低減を図ることができる。

尚、第１の実施の形態〜第６の実施の形態では、電流制御装置４としてＰチャネルＦＥＴを使用していたが、例えばＰＮＰトランジスタであってもよい。

また、第１の導体１と第２の導体２とは、図２０のように、絶縁性接着剤４９で互いに貼付されることで、互いに近接しつつ絶縁してもよい。また、絶縁性接着剤４９でなく、金属酸化膜や絶縁材料を用いることでも同様の効果を得ることができる。

さらに、第３の実施の形態のように、第１の導体１に流れる双方向電流を第２の導体２及び第３の導体２５を用いてそれぞれ計測する場合において、図８中の矢示方向Ｑ１に電流が流れているときには、第１の電位差比較装置３から正（＋）の出力が出力される一方、第２の電位差比較装置２６からの出力は論理的にゼロ値である。逆に、矢示方向Ｑ２に電流が流れているときには、第２の電位差比較装置２６から正（＋）の出力が出力される一方、第１の電位差比較装置３からの出力は論理的にゼロ値である。このことに鑑み、図２１のように、第１の電位差比較装置３及び第２の電位差比較装置２６の両出力を比較すれば、容易に電流の方向を検出できる。この場合、実際には、電流計測装置５，２８同士の出力をマイクロコンピュータ等の所定の演算部５１に入力し、第１の導体１に流れる電流の方向Ｑ１，Ｑ２を併せて判断する。この場合、両電流計測装置５，２８からの両出力のうち、いずれが大きいかを判断するだけで、第１の導体１に流れる電流の方向Ｑ１，Ｑ２を容易に判断できる。

さらにまた、第３の実施の形態のように、第１の導体１に流れる双方向電流を第２の導体２及び第３の導体２５にてそれぞれ計測する場合、図８において電流の流れる方向Ｑ１，Ｑ２によって電流値が異なる場合がある。この場合、図２２のように、抵抗体としての第２の導体２と第３の導体２５の各電流経路の長さを変えるなどして、両導体２，２５の抵抗値を異ならせて設定し、大電流が流れる方向Ｑ１の計測については、使用する導体２の抵抗値を比較的大きく（即ち、第１の導体１に対する抵抗値を比較的大きく）設定し、小電流が流れる方向Ｑ２の計測については、使用する導体２５の抵抗値を比較的小さく（即ち、第１の導体１に対する抵抗値を比較的小さく）設定すれば、第１の電位差比較装置３及び第２の電位差比較装置２６の検出精度に適したそれぞれの電流計測を行うことが可能となる。

また、図８では、第１の導体１と第２の導体２とを点Ｐｃｎ１で接続するとともに、第１の導体１と第３の導体２５とを点Ｐｃｎ２で接続し、一方の電位差比較装置３で点Ｂと点Ｐｃｎ２との電位差を計測し、他方の電位差比較装置２６で点Ｄと点Ｐｃｎ１との電位差を計測していたが、電位差比較装置３，２６と第１の導体１との接続点は、電位差比較装置３，２６の電圧検知精度に適応した抵抗値が確保できる位置ならば、点Ｐｃｎ１，Ｐｃｎ２以外の任意の点としても差し支えない。

さらに、第１の実施の形態〜第５の実施の形態では、第１の導体１及び第２の導体２として銅を使用する例を説明したが、第１の導体１としてのバスバーの固体としての強度を向上するために、銅と鉄または亜鉛等との合金を使用してもよく、あるいは、その他の材料を使用してもよい。この場合、第２の導体２として第１の導体１と同一の抵抗温度係数の材料を使用すれば、どのような材料を使用しても差し支えないことは勿論である。

さらにまた、図１４及び図１５に示した第６の実施の形態では、フレキシブルプリント配線５０ａに極細線である第２の導体２を形成していたが、数百μｍの通常の径のプリント配線を形成してこれを第２の導体２としても差し支えない。

さらに、第６の実施の形態のような極細線で第２の導体２を構成する場合、第１の実施の形態〜第５の実施の形態のいずれの構成と組み合わせても差し支えない。

この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示す模式ブロック図である。 この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示すブロック図である。 この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第１の導体及び第２の導体を示す側面図である。 この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第１の導体及び第２の導体を示す側面図である。 この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示すブロック図である。 この発明の第１の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示すブロック図である。 この発明の第２の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第１の導体及び第２の導体を示す側面図である。 この発明の第３の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示す模式ブロック図である。 この発明の第４の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示すブロック図である。 この発明の第５の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第２の導体等を示す平面図である。 この発明の第５の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第２の導体等を示す平面図である。 この発明の変形例に係る電圧降下式電流計測装置の第２の導体等を示す平面図である。 この発明の第６の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第１及び第２の導体の一例を示す斜視図である。 この発明の第６の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置の第１及び第２の導体の他の例を示す斜視図である。 図１４に示した第２の導体を示す平面図である。 図１４に示した第２の導体を示す平面図である。 図１４に示した第２の導体を示す平面図である。 図１４に示した第２の導体を示す平面図である。 この発明の第７の実施の形態に係る電圧降下式電流計測装置を示すブロック図である。 この発明の変形例に係る電圧降下式電流計測装置の第１の導体及び第２の導体を示す側面図である。 この発明の変形例に係る電圧降下式電流計測装置の概要を示すブロック図である。 この発明の変形例に係る電圧降下式電流計測装置の第１の導体、第２の導体及び第３の導体を示す側面図である。

符号の説明

１ 第１の導体
２ 第２の導体
３ 電位差比較装置
４ 電流制御装置
５ 電流計測装置
６ 接続体
８ チャージポンプ回路
９ ドロッパ式レギュレータ
Ｍ 負荷
１０ 電源回路
１１ 抵抗器
１２ Ａ／Ｄ変換器
１３ レギュレータ
２１ プリント配線基板
２５ 第３の導体
２６ 電位差比較装置
２７ 電流制御装置
２８ 電流計測装置
３１〜３３ 抵抗器
３４〜３６ スイッチ
３７ 選択回路
５０ プリント配線基板
５０ａ フレキシブルプリント配線
５０ｂ，５０ｃ 接続孔
５１ 演算部

Claims (22)

1. 被計測電流が流れる経路に介装され、前記被計測電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、
   前記経路に介装される導体と、
   前記導体に近接して配置され、当該導体の所定の２点間に生じる電圧降下に基づいて前記被計測電流を計測する回路の少なくとも一部が設けられた回路基板と
   を備える電圧降下式電流計測装置。
2. 請求項１に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記回路基板が、前記導体の面上に配設される、電圧降下式電流計測装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記回路基板がプリント配線基板である、電圧降下式電流計測装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記導体がバスバーであり、
   前記回路基板に、前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体が形成された、電圧降下式電流計測装置。
5. 導体の電圧降下を計測することによって電流を計測する電圧降下式電流計測装置であって、
   被計測電流が流れる第１の導体と、
   前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第２の導体と、
   前記第１の導体において前記接続点から前記被計測電流の流れる方向に一定距離離れた第１の点と前記第２の導体において前記接続点から所定の距離離れた第２の点との電位差を比較する一の電位差比較装置と、
   前記電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第１の点と前記第２の点の電位が等しくなるまで前記第２の導体に計測用電流を流す一の電流制御装置と、
   前記計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する一の電流計測装置と
   を備える電圧降下式電流計測装置。
6. 請求項５に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記第１の導体と前記第２の導体とが近接して配置される電圧降下式電流計測装置。
7. 請求項６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記第１の導体及び前記第２の導体が、前記接続点以外の部分で互いに絶縁される電圧降下式電流計測装置。
8. 請求項５から請求項７のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記第１の導体が金属バーである電圧降下式電流計測装置。
9. 請求項８に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
   前記金属バーが、電源経路内で負荷に電源供給を行うためバスバーで兼用される電圧降下式電流計測装置。
10. 請求項９に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    当該電圧降下式電流計測装置が、複数の電流経路に対して電源を分岐供給するためのジャンクションボックス内に装着され、
    前記金属バーが、前記ジャンクションボックス内で電流経路を形成するための前記バスバーが兼用される電圧降下式電流計測装置。
11. 請求項５から請求項７のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第１の導体が、プリント配線基板の１つの層として形成された配線パターンである電圧降下式電流計測装置。
12. 請求項５から請求項１１のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第２の導体が、プリント配線基板の１つの層として形成された配線パターンである電圧降下式電流計測装置。
13. 請求項５から請求項１２のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記電流計測装置が、
    前記計測用電流を電圧に変換するための抵抗器と、
    前記抵抗器の近傍に設けられて、計測用電流によって生じた当該抵抗器の一端の電位を検出する検出回路と
    を備え、
    前記抵抗器の他端が、前記検出回路の基準電位となる接地電位に接続される電圧降下式電流計測装置。
14. 請求項５から請求項１３のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第１の導体に対して所定の接続点で電気的に接続される第３の導体と、
    前記第３の導体において前記所定の接続点から所定の距離離れた第３の点と、前記第１の導体における所定の第４の点との電位差を比較する他の電位差比較装置と、
    前記他の電位差比較装置からの信号に基づいて、前記第３の点と前記第４の点とが等しくなるまで前記第３の導体に前記所定の接続点から前記第３の点に向かって他の計測用電流を流す他の電流制御装置と、
    前記他の計測用電流に基づいて前記被計測電流を計測する他の電流計測装置と
    をさらに備える電圧降下式電流計測装置。
15. 請求項５から請求項１４のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第２の導体が、その内部において互いに隣接する部分に流れる電流の向きが逆方向となる形状に形成される電圧降下式電流計測装置。
16. 請求項１４に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第３の導体が、その内部において互いに隣接する部分に流れる電流の向きが逆方向となる形状に形成される電圧降下式電流計測装置。
17. 請求項１３に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記抵抗器が複数個設置され、
    当該各抵抗器の抵抗値が互いに異なって設定され、
    前記検出回路での検出レベルに応じていずれか一の前記抵抗器を選択する選択回路をさらに備える電圧降下式電流計測装置。
18. 請求項５から請求項１２のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記電位差比較装置に電源を供給するものであって、前記被計測電流が流れる経路中の所定の点の電位から昇圧及び降圧を行う電源回路をさらに備える電圧降下式電流計測装置。
19. 請求項１４または請求項１６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第２の導体における前記接続点から前記第２の点までの抵抗値と、前記第３の導体における前記所定の接続点から前記第３の点までの抵抗値が異なって設定された電圧降下式電流計測装置。
20. 請求項１４または請求項１６に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記一の電流計測装置からの出力と、前記他の電流計測装置からの出力とを比較することで、前記第１の導体に流れる電流の方向を判断する演算部をさらに備える電圧降下式電流計測装置。
21. 請求項５から請求項２０のいずれかに記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第１の導体と前記第２の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成された、電圧降下式電流計測装置。
22. 請求項１４、請求項１６、請求項１９または請求項２０に記載の電圧降下式電流計測装置であって、
    前記第１の導体と前記第３の導体とが、同じ抵抗温度係数の材料で構成された、電圧降下式電流計測装置。