JP2007292716A - 電流検出用プリント基板、電圧検出用プリント基板、電流・電圧検出用プリント基板、電流・電圧検出器、電流検出器、及び電圧検出器 - Google Patents
電流検出用プリント基板、電圧検出用プリント基板、電流・電圧検出用プリント基板、電流・電圧検出器、電流検出器、及び電圧検出器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】 従来の電流検出に用いるカレントトランス、電圧検出に用いるコンデンサは、配線の形状等にばらつきが生じ易いために、複数の検出器を製作した場合に、個々の検出器の検出値にばらつきが生じやすい構造になっていた。
【解決手段】 電流検出に用いるカレントトランス及び電圧検出に用いるコンデンサをプリント基板上に形成する。電流検出に用いる電流検出用プリント基板1は、基板に設けた略半円形の切欠部101の周囲に沿って、基板を貫通しながら基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって形成されたコイル状の配線10を用いたものである。配線10は、スルーホール11とパターン配線12,13によって形成されるので、配線の形状等にばらつきが生じることが殆ど無く、検出値のばらつきを低減させることできる。電圧検出用プリント基板もスルーホールとパターン配線によって形成された略半リング状の配線を用いるので、同様の効果がある。
【選択図】 図1
Description
この図34に示すように、電流検出器80、電圧検出器90をインピーダンス整合装置内の整合回路67と出力端63bとの間の電力伝送用導電体68の途中に設けて、インピーダンス整合装置の出力端63bにおける電流、電圧を検出することもある。
基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って基板を貫通しながら基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線とを備え、
交流電流が流れる導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記配線に流れる電流を出力する機能を有するものである。
前記配線の内、基板を貫通する部分の配線がスルーホール(Through Hole)であり、基板の表面層と裏面層の配線がパターン配線である。
前記配線が基板に複数形成される場合は、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている。
基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線、又は/及び前記切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線とを備え、
交流電流が流れる導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記配線に流れる電流を出力する機能を有するものである。
前記配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である。
前記配線が基板に複数形成される場合は、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている。
前記切欠部が、略半円形になっているものである。
前記交流電流が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電流である。
基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って形成された配線とを備え、
交流電圧が生じている導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、前記配線が、前記導電体の内、前記配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能するものである。
前記切欠部が、略半円形になっているものである。
前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電圧である。
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の略半分の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記貫通穴の略半分の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の略半分の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出部と、
を備えたものである。
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板に第1切欠部が設けられ、前記第1切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記第1切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第1切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板に第2切欠部が設けられ、前記第2切欠部の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第2切欠部に隣接するように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、
を備えたものである。
前記第1配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である。
前記第3配線は、前記第2切欠部の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも1つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである。
前記第1配線が基板に複数形成される場合は、各第1配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第1配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている。
前記電流検出用プリント基板の第2配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第1変換回路と、
前記第1変換回路によって変換した電圧を出力するための第5配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第4配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第2変換回路と、
前記第2変換回路によって変換した電圧を出力するための第6配線と、
をさらに備えたものである。
前記第1変換回路が前記電流検出用プリント基板上に設けられ、
前記第2変換回路が前記電圧検出用プリント基板上に設けられたものである。
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記第1配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第3配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設け、かつ前記第5配線を外部に出力するための開口部および前記第6配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えたものである。
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第1筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第2筐体部と、
前記第1筐体部を覆う第1蓋部と、
前記第2筐体部を覆う第2蓋部と、からなり、
前記第1筐体部に固定した電流検出用プリント基板に設けられた第1切欠部と前記第2筐体部に固定した電圧検出用プリント基板に設けられた第2切欠部とが、略同軸上に位置するように、前記第1筐体部と前記第2筐体部とが配置されたものである。
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第1筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第2筐体部と、
前記第1筐体部を覆う第1蓋部と、
前記第2筐体部を覆う第2蓋部と、からなり、
前記第1筐体部に固定した電流検出用プリント基板に設けられた第1切欠部と前記第2筐体部に固定した電圧検出用プリント基板に設けられた第2切欠部とが、略同一の大きさであり、かつ前記電流検出用プリント基板の第1切欠部と前記電圧検出用プリント基板の第2切欠部とが対向するように合わせ、合わせた部分が略円形となるように、前記第1筐体部と前記第2筐体部とが配置されたものである。
前記第1筐体部および第1蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第1配線側から前記第1変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第2筐体部および第2蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第3配線側から前記第2変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けたものである。
前記第1筐体部と前記第2筐体部とが一体形成されている。
前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている。
前記第1切欠部および前記第2切欠部が、略半円形になっているものである。
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である。
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出する電流検出器において、
基板に第1切欠部が設けられ、前記第1切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記第1切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第1切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板を備えたものである。
前記電流検出用プリント基板の第2配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第1変換回路と、
前記第1変換回路によって変換した電圧を出力するための第5配線と、
をさらに備えたものである。
前記第1変換回路が、前記電流検出用プリント基板上に設けられたものである。
前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記第1配線に作用する磁束を通過させるための開口部を設け、かつ前記第5配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えたものである。
前記第1切欠部が、略半円形になっているものである。
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である。
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出する電圧検出器において、
基板に第2切欠部が設けられ、前記第2切欠部の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第2切欠部に隣接するように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板を備えたものである。
前記電圧検出用プリント基板の第4配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第2変換回路と、
前記第2変換回路によって変換した電圧を出力するための第6配線と、
をさらに備えたものである。
前記第2変換回路が、前記電圧検出用プリント基板上に設けられたものである。
前記電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、第3配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設け、かつ前記第6配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えたものである。
前記第2切欠部が、略半円形になっているものである。
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である。
また、パターン配線だけではなく、スルーホールを活用したところにこの配線の特徴がある。すなわちパターン配線だけでは、コンデンサの電極として機能させるための厚みを配線に持たせられない。そのため、スルーホールを用いることによって、配線の厚みを、厚くすることができる。
また、第34の発明の効果は、上記の第2配線に関する効果と同様である。また、第40の発明の効果は、上記の第4配線に関する効果と同様である。
また、第35の発明の効果は、上記の電流検用プリント基板に関する効果と同様である。また、第41の発明の効果は、上記の出電圧検出用プリント基板に関する効果と同様である。
また、第37の発明の効果は、上記の電流の検出に関する効果と同様である。また、第43の発明の効果は、上記の電圧の検出に関する効果と同様である。
図1は、本発明に係る電流検出用プリント基板1の一例を示す図である。
図1において、同図(a)は、電流検出用プリント基板1の平面図(基板の上から見た図)であり、同図(b)は、同図(a)の一部(点線で囲んだA部分)を拡大した概略図(切欠部101の方向から見た図)であり、同図(c)は、同図(b)の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図(d)は、同図(c)を側面から見た場合の電流検出用プリント基板1の配線を図示したものである。なお、同図(d)に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
図3において、同図(a)は、電流検出用プリント基板1の平面図であり、同図(b)は、同図(a)の一部(点線で囲んだB部分)を拡大した概略図(切欠部101の方向から見た図)であり、同図(c)は、同図(b)の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図(d)は、同図(c)を側面から見た場合の電流検出用プリント基板1の配線を図示したものであり、同図(e)は、電流検出用プリント基板1の配線を、出力配線21等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図3に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電流検出用プリント基板1、スルーホール11、パターン配線12,13等は、図1と同符号を用いている。
また、図4(b)に示すように、コイル状の配線10が、基板の表面層と裏面層との層間に形成されていてもよい。なお、図4(b)の場合は、図1と同様に、コイル状の配線10が、基板の最上層である表面層と最下層である裏面層とを交互に接続することによって形成されていることになる。
図5に図示したように、第1のコイル状の配線10−1の両端部10−1a,10−1bには、出力配線21−1,22−1を介して、出力端子23−1,24−1が接続されている。また、第2のコイル状の配線10−2の両端部10−2a,10−2bには、出力配線21−2,22−2を介して、出力端子23−2,24−2が接続されている。この場合、図6に示すように結線することによって、1つの電流検出用プリント基板1に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。なお、図6において、「×」は、他と接続しないという意味である。
また、図6(b)に示すように結線した場合、電流検出用プリント基板1には、第2のコイル状の配線10−2を用いたカレントトランスが形成される。
また、図6(c)に示すように、出力端子23−2と出力端子24−1とを接続すると、第1のコイル状の配線10−1と第2のコイル状の配線10−2とが直列接続した場合のカレントトランスが形成される。したがって、この場合は、図6(a)、図6(b)に示した場合よりもインダクタンスの大きいカレントトランスを形成することができる。
また、図6(d)に示すように、出力端子23−1と出力端子23−2とを接続し、出力端子24−1と出力端子24−2とを接続すると、第1のコイル状の配線10−1と第2のコイル状の配線10−2とを並列接続した場合のカレントトランスを形成することができる。
図8(b)は、図8(a)と同様であるが、第1のコイル状の配線10−1と第2のコイル状の配線10−2とのパターン配線が同一長となっている例である。
図8(c)は、第1のコイル状の配線10−1よりも内側に第2のコイル状の配線10−2のスルーホールを形成し、且つ、第1のコイル状の配線10−1よりも内側の導体層に、第2のコイル状の配線10−2のパターン配線を形成した例である。
図8(d)は、第1のコイル状の配線10−1よりも内側に第2のコイル状の配線10−2のスルーホールを形成しているが、第1のコイル状の配線10−1よりも外側の導体層に、第2のコイル状の配線10−2のパターン配線を形成した例である。
図8(e)は、第1のコイル状の配線10−1よりも外側に第2のコイル状の配線10−2のスルーホールを形成しているが、第1のコイル状の配線10−1よりも内の導体層に、第2のコイル状の配線10−2のパターン配線を形成した例である。
図9は、本発明に係る電圧検出用プリント基板2の一例を示す図である。
図9において、同図(a)は、電圧検出用プリント基板2の平面図であり、同図(b)は、同図(a)の一部(点線で囲んだC部分)を拡大した概略図(切欠部201の方向から見た図)であり、同図(c)は、同図(b)の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図(d)は、同図(c)を側面から見た場合の電流検出用プリント基板1の配線を図示したものである。なお、同図(d)に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
図10において、同図(a)は、電圧検出用プリント基板2の平面図であり、同図(b)は、同図(a)の一部(点線で囲んだD部分)を拡大した概略図(切欠部201の方向から見た図)であり、同図(c)は、同図(b)の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図(d)は、同図(c)を側面から見た場合の電圧検出用プリント基板2の配線を図示したものであり、同図(e)は、電圧検出用プリント基板2の配線を、出力配線40等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図10に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電圧検出用プリント基板2、スルーホール31、パターン配線32,33等は、図9と同符号を用いている。
図11(a)は、スルーホール31が貫通した部分の最上層から最下層の間に、スルーホール部を繋げるようための別のパターン配線を設けた例である。この例では、基板の上から順に、パターン配線34、パターン配線35、パターン配線36、およびパターン配線37の4つのパターン配線が設けられている。このように、3つ以上のパターン配線を設けてもよい。
また、図11(b)は、スルーホール31が貫通した部分の最上層から最下層の間の1層のみに、パターン配線38を設けた例である。このように、1つのパターン配線だけを設けてもよい。
したがって、スルーホールが貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも1つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設ければよい。また、この図11のような場合も、略半リング状の配線30の部分は、図31に示した回路図のコンデンサ部の電極91bに相当する。
図12は、本発明の第3実施形態に係る電流・電圧検出器3の概略の外観図である。図12において、同図(a)は、電流・電圧検出器3を立体的に示した概略の外観図であり、同図(b)は、導電体製の筐体の側面から見た概略の外観図であり、同図(c)は、同図(b)の筐体を取り除いた場合の図である。
図14は、筐体本体300の図である。図14において、同図(a)は、電流検出用プリント基板1が固定される側から見た図であり、同図(b)は、筐体本体300の側面の断面図であり、同図(c)は、電圧検出用プリント基板2が固定される側から見た図である。
電流検出用プリント基板1のコイル状の配線10は、図1で説明した電流検出用プリント基板1と同様であるが、出力配線21,22がパターン配線のまま、電流用変換回路51に接続されている。この電流用変換回路51は、図31に示した電流用変換回路84に相当するものである。
電圧検出用プリント基板2の略半リング状の配線30は、図1で説明した電圧検出用プリント基板2と同様であるが、出力配線40がパターン配線のまま、電圧用変換回路53に接続されている。この電圧用変換回路53は、図31に示した電圧用変換回路93に相当するものである。
次に筐体の効果について説明する。
(i)電流検出用の開口部317の効果:
図17は、電流・電圧検出器3に設けられた略半円柱形の凹部304に電力伝送用導電体66および電力伝送用導電体66を覆う絶縁体69を隣接させた場合の断面図である。
このように配置することで、電力伝送用導電体66が、電流・電圧検出器3の内部にある電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2に隣接することになる。なお、この図17では、電流検出部用蓋301および電圧検出部用蓋302を取り付けた状態を示している。なお、図14等で示した基板固定部315,324の図示は省略している。また、電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2の一部の図示を省略している。
電力伝送用導電体66に流れる交流電流によって電磁波が生じる。この電磁波は、回路特性に影響を与えるために、可能な限り、電流用変換回路51への電磁波の浸入を防止する必要がある。そのために、筐体に第2遮蔽部314を設けて、電磁遮蔽効果を持たせて、電流用変換回路51の回路特性を良好に保っている。
図14〜図16に示すように、筐体本体300の第2遮蔽部314だけではコイル状の配線10の出力配線21,22の部分に隙間が生じるため、電磁遮蔽が十分できない場合がある。その場合は、この図18(a)に示すように、電流検出部用蓋301に隙間を埋めるような遮蔽部317を設けてもよい。このようにすることによって、出力配線21,22の部分の隙間が殆ど無くなるので、電磁遮蔽効果が高まる。
図19は、電流・電圧検出器3を取り付ける際の説明図である。この図19において、電力伝送用導電体66およびその周囲にある絶縁体69は、例えば、インピーダンス整合装置63内に取り付けられた状態になっているものとする。また、図面を簡略化するために、電力伝送用導電体66等の周辺にある他の構成部品の図示を省略している。
図20は、電流・電圧検出器3の変形例である電流・電圧検出器3aを示すものである。ただし、電流検出部用蓋301aおよび電圧検出部用蓋302aは図示を省略している。この図20では、電流検出用プリント基板1が、図1で示したものであり、電圧検出用プリント基板2が、図9で示したものである場合を図示している。すなわち、電流検出用プリント基板1に電流用変換回路51が備わっておらず、電圧検出用プリント基板2に電圧用変換回路53が備わっていない。そして、電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2に合わせた形状の筐体本体300aを用いている。そのために、電流検出用プリント基板1の出力は、パターン配線ではない出力配線25,26によって筐体外部に出力される。また、電圧検出用プリント基板2の出力は、パターン配線ではない出力配線42によって筐体外部に出力される。なお、出力配線25,26は、別途設けられた電流用変換回路51に接続され、出力配線42は、別途設けられた電圧用変換回路53に接続される。
上記では電流検出器310と電圧検出器320とが、一体となっていたが、これに限定されるものではなく、電流検出器310と電圧検出器320とを別にしてもよい。なお、ここでは、便宜上、図12と同符号を用いている。
図24は、本発明に係る電流検出用プリント基板1、電圧検出用プリント基板2の応用例を示す図である。
この図24(a)に示すように、電流検出用プリント基板1の切欠部101と電圧検出用プリント基板2の切欠部201とが対向するように合わせて用いることができる。切欠部101と切欠部201とは、ともに略半円形であるので、2つの切欠部が略同一の大きさであれば、図24のように、合わせた部分が略円形となる。もちろん、図24(b)に示すように、電流検出用プリント基板1と電圧検出用プリント基板2との間に隙間を設けてもよい。
図26は、1つの筐体内に電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2を設けた場合の筐体断面図である。
図25では、それぞれ独立した電流検出器310および電圧検出器320を用いていたが、これを発展させて、図26のように、1つの筐体本体305内に電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2を設けるようにしてもよい。このようにしても、図25の場合と同様の効果を得ることができる。ただし、電流検出側と電圧検出側とが、独立していないので、図19で説明したような効果はない。また、この場合、筐体本体305には、貫通穴303が設けられることになり、電力伝送用導電体66およびその周囲にある絶縁体69が、貫通穴303の内側を通るように配置されることになる。なお、電流検出部用蓋301および電圧検出部用蓋302は、図26に示すように、それぞれ別にしてもよいし、一体化させてもよい。
図27は、1つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを有する電流・電圧検出用プリント基板4を示す図である。この電流・電圧検出用プリント基板4は、図24(a)に示した電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2を一体化させたものである。これにより、1つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを実現させることができる。また、この場合、図27に示すように、電流・電圧検出用プリント基板4には、略円形の貫通穴401が設けられることになる。なお、便宜上、上記以外の電流・電圧検出用プリント基板4の構成に対する符号は、電流検出用プリント基板1および電圧検出用プリント基板2で用いていた符号と同じものを用いている。
図26、図27の場合において、絶縁体69の外径を筐体本体305に設けられた貫通穴303の内径と略同じにすることによって、実質上、絶縁体69と電流・電圧検出器3とを固定状態にすることができる。しかし、実際には、絶縁体69の外径を貫通穴の内径よりも小さくして用いることもある。この場合、絶縁体69と筐体本体305との間には、隙間が生じることになる。このように、隙間があると、電力伝送用導電体66等と電流・電圧検出器3とを、インピーダンス整合装置63に取り付ける際に、取り付ける装置毎に、両者の相対位置が一定ではなくなる可能性がある。すなわち、電力伝送用導電体66等と電流検出用プリント基板1または電圧検出用プリント基板2との相対位置が一定ではなくなる可能性がある。そうなると、複数の装置を製作した場合に、各装置の検出値にばらつきが生じる要因となり得る。そのために、隙間が大きい場合は、電力伝送用導電体66等と電流・電圧検出器3との相対位置を一定にさせることが望ましい。
2 電圧検出用プリント基板
3 電流・電圧検出器
3a 電流・電圧検出器
10 コイル状の配線
10−1 第1のコイル状の配線
10−2 第2のコイル状の配線
11 スルーホール
12 パターン配線
13 パターン配線
21 出力配線
22 出力配線
23 出力端子
24 出力端子
25 出力配線
26 出力配線
30 略半リング状の配線
31 基板を貫通するスルーホール
32 パターン配線
33 パターン配線
34 パターン配線
35 パターン配線
36 パターン配線
37 パターン配線
38 パターン配線
40 出力配線
41 出力端子
42 出力配線
51 電流用変換回路
52 出力配線
53 電圧用変換回路
54 出力配線
66 電力伝送用導電体
69 電力伝送用導電体66を覆う絶縁体
80 電圧検出器
81 カレントトランス部
84 電流用変換回路
90 電圧検出器
91 コンデンサ部
91b コンデンサ部の電極
93 電圧用変換回路
101 切欠部
110 絶縁体部
111 第1絶縁体部
112 第2絶縁体部
113 第3絶縁体部
121 基板の表面
121 基板の表面
122 基板の裏面
122 基板の裏面
131 第1導体層
132 第2導体層
201 切欠部
211 第1絶縁体部
212 第2絶縁体部
213 第3絶縁体部
221 基板の表面
222 基板の裏面
231 第1導体層
232 第2導体層
300 筐体本体
301 電流検出部用蓋
302 電圧検出部用蓋
303 貫通穴
304 半円柱形の凹部
305 筐体本体
306 取付け部品
310 電流検出器
311 凹部
312 凹部
313 第1遮蔽部
314 第2遮蔽部
315 基板固定部
316 配線用の開口部
317 電流検出用の開口部
318 遮蔽部
320 電圧検出器
321 凹部
322 凹部
323 第3遮蔽部
324 基板固定部
325 配線用の開口部
401 貫通穴
Claims (43)
- 基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って基板を貫通しながら基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線とを備え、
交流電流が流れる導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板。 - 前記配線の内、基板を貫通する部分の配線がスルーホール(Through Hole)であり、基板の表面層と裏面層の配線がパターン配線である請求項1に記載の電流検出用プリント基板。
- 前記配線が基板に複数形成される場合は、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項1または請求項2に記載の電流検出用プリント基板。
- 基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線、又は/及び前記切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも1つの配線とを備え、
交流電流が流れる導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板。 - 前記配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である請求項4に記載の電流検出用プリント基板。
- 前記配線が基板に複数形成される場合は、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項4または請求項5に記載の電流検出用プリント基板。
- 前記切欠部が、略半円形である請求項1〜請求項6のいずれかに記載の電流検出用プリント基板。
- 前記交流電流が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電流である請求項1〜請求項7のいずれかに記載の電流検出用プリント基板。
- 基板に設けた切欠部と、
前記切欠部の周囲に沿って形成された配線とを備え、
交流電圧が生じている導電体が、前記切欠部に隣接するように配置された場合に、前記配線が、前記導電体の内、前記配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能する電圧検出用プリント基板。 - 前記配線は、前記切欠部の周囲に沿って、基板を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の表面層および裏面層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項9に記載の電圧検出用プリント基板。
- 前記配線は、前記切欠部の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも1つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項9に記載の電圧検出用プリント基板。
- 前記切欠部が、略半円形である請求項9〜請求項11のいずれかに記載の電圧検出用プリント基板。
- 前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電圧である請求項9〜請求項12のいずれかに記載の電圧検出用プリント基板。
- 基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の略半分の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記貫通穴の略半分の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の略半分の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出部と、
を備えた電流・電圧検出用プリント基板。 - 前記第1配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である請求項14に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
- 前記第3配線は、前記貫通穴の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも1つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項14または請求項15に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
- 前記第1配線が基板に複数形成される場合は、各第1配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第1配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項14〜請求項16のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板。
- 交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板に第1切欠部が設けられ、前記第1切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記第1切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第1切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板に第2切欠部が設けられ、前記第2切欠部の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第2切欠部に隣接するように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、を備えた電流・電圧検出器。 - 前記第1配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である請求項18に記載の電流・電圧検出器。
- 前記第3配線は、前記第2切欠部の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも1つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項18または請求項19に記載の電流・電圧検出器。
- 前記第1配線が基板に複数形成される場合は、各第1配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第1配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項18〜請求項20のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
- 前記電流検出用プリント基板の第2配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第1変換回路と、
前記第1変換回路によって変換した電圧を出力するための第5配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第4配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第2変換回路と、
前記第2変換回路によって変換した電圧を出力するための第6配線と、
をさらに備えた請求項18〜請求項21のいずれかに記載の電流・電圧検出器。 - 前記第1変換回路が前記電流検出用プリント基板上に設けられ、
前記第2変換回路が前記電圧検出用プリント基板上に設けられた
請求項22に記載の電流・電圧検出器。 - 前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記第1配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第3配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設け、かつ前記第5配線を外部に出力するための開口部および前記第6配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えた請求項22〜請求項23のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
- 前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第1筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第2筐体部と、
前記第1筐体部を覆う第1蓋部と、
前記第2筐体部を覆う第2蓋部と、からなり、
前記第1筐体部に固定した電流検出用プリント基板に設けられた第1切欠部と前記第2筐体部に固定した電圧検出用プリント基板に設けられた第2切欠部とが、略同軸上に位置するように、前記第1筐体部と前記第2筐体部とが配置された請求項24に記載の電流・電圧検出器。 - 前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第1筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第2筐体部と、
前記第1筐体部を覆う第1蓋部と、
前記第2筐体部を覆う第2蓋部と、からなり、
前記第1筐体部に固定した電流検出用プリント基板に設けられた第1切欠部と前記第2筐体部に固定した電圧検出用プリント基板に設けられた第2切欠部とが、略同一の大きさであり、かつ前記電流検出用プリント基板の第1切欠部と前記電圧検出用プリント基板の第2切欠部とが対向するように合わせ、合わせた部分が略円形となるように、前記第1筐体部と前記第2筐体部とが配置された請求項24に記載の電流・電圧検出器。 - 前記第1筐体部および第1蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第1配線側から前記第1変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第2筐体部および第2蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第3配線側から前記第2変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けた請求項25または請求項26に記載の電流・電圧検出器。 - 前記第1筐体部と前記第2筐体部とが一体形成されている請求項25または請求項26に記載の電流・電圧検出器。
- 前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている請求項24〜請求項28のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
- 前記第1切欠部および前記第2切欠部が、略半円形である請求項18〜請求項29のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
- 前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項18〜請求項30のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
- 交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出する電流検出器において、
基板に第1切欠部が設けられ、前記第1切欠部の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、又は/及び前記第1切欠部の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第1配線が少なくとも1つ形成され、かつ前記第1配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第2配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第1切欠部に隣接するように配置された場合に、電磁誘導によって前記第1配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板を備えた電流検出器。 - 前記電流検出用プリント基板の第2配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第1変換回路と、
前記第1変換回路によって変換した電圧を出力するための第5配線と、
をさらに備えた請求項32に記載の電流検出器。 - 前記第1変換回路が、前記電流検出用プリント基板上に設けられた請求項33に記載の電流検出器。
- 前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記第1配線に作用する磁束を通過させるための開口部を設け、かつ前記第5配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えた請求項33または請求項34に記載の電流検出器。
- 前記第1切欠部が、略半円形である請求項32〜請求項35のいずれかに記載の電流検出器。
- 前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項32〜請求項36のいずれかに記載の電流検出器。
- 交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出する電圧検出器において、
基板に第2切欠部が設けられ、前記第2切欠部の周囲に沿って第3配線が形成され、かつ前記第3配線の一部に接続される出力用の第4配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第2切欠部に隣接するように配置された場合に、前記第3配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第3配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第3配線に生じる電圧を前記第4配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板を備えた電圧検出器。 - 前記電圧検出用プリント基板の第4配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第2変換回路と、
前記第2変換回路によって変換した電圧を出力するための第6配線と、
をさらに備えた請求項38に記載の電圧検出器。 - 前記第2変換回路が、前記電圧検出用プリント基板上に設けられた請求項39に記載の電圧検出器。
- 前記電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、第3配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設け、かつ前記第6配線を外部に出力するための開口部を設け、かつ、これらの開口部を除いて前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体を、さらに備えた請求項39または請求項40に記載の電圧検出器。
- 前記第2切欠部が、略半円形である請求項38〜請求項41のいずれかに記載の電圧検出器。
- 前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項38〜請求項42のいずれかに記載の電圧検出器。
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