JP2010048755A - 電流センサ、電力量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電流バーに流れる被測定電流により、該電流バーを囲む集磁コア9内に生ずる磁束を介して被測定電流を検出する電流センサであり、集磁コア9に設けられたギャップ部に一部が配置される主基板11を設け、前記磁束を検出するための第1コイルパターンを主基板11上配設する。そして、第1コイルパターンの巻数増加用の第2コイルパターンが配設された補助基板12を主基板11の上部または下部に配置し、第1、第2コイルパターンを、巻線方向が同じで、周辺回路10に対して2つのコイルパターンが直列となるように接続する。この第1、第2コイルパターンに生じる誘導電圧を処理する周辺回路10を主基板11上に配設する。
【選択図】 図1
Description
特に、集磁コアのギャップ部に基板上にコイルパターンを形成した素子を配置する方法は、直線性および温度特性に優れ、直流成分が重畳された周期的電流であっても正確にその交流成分を計測できるという特徴を持つ(例えば、特許文献1参照)。
この電流センサの構成を図3に示す。この電流センサは、略同一形状に2分割された環状の第1集磁コア1、第2集磁コア2を2箇所のギャップを介して対向配置し、その中央開口部に電流バー3を通し、集磁コア1、2の2箇所のギャップ部にコイルパターン4、5が施された基板6を配置するものである。なお、コイルパターン4、5は、直列接続される。
電流バーに被測定電流が流れると、電流路の周辺には、その流れる被測定電流の大きさに比例する磁気が発生する。発生した磁気は集磁コア1、2により集磁される。被測定電流が周期的電流である場合、それに応じて発生する磁気も周期的に変化する。それにより、コイルパターン4、5には被測定電流の大きさおよび周期に応じた誘導電圧が発生する。
また、特許文献1に記載されているように、コイルパターン4、5が施された基板を検出コイルとする構成は、電流センサの感度がコイルパターンの巻数に大きく依存し、大幅な感度調整では、基板層数を変更してコイルパターンの巻数を調整する必要があり、簡便で安価に層数の調整ができるようにする必要があるという問題点があった。
また、請求項3記載の電流センサによれば、請求項1または2に記載の電流センにおいて、前記周辺回路は、前記周辺回路は、第1、第2コイルパターンに生じる誘導電圧に基づいて電力量を演算する回路である。
また、本発明による電流センサを電力量計に用いて電流計測を行うことにより、作業工程の低減による電力量計の製造の簡便化が図れ、外部電波ノイズに強いことによる電流計測精度の向上が図れる電力量計を構成することができる。
図1は本発明による電流センサの実施例を示したものである。図1において、8は電流バー、9は集磁コア、10は周辺回路、11は磁気検出コイルのコイルパターンと周辺回路10が配設された主基板、12は、主基板11のコイルパターンの巻数増加用のコイルパターンが配設された補助基板である。なお、主基板11、補助基板12は、誘電体基板である。
コイルパターン13の出力端13aを主基板11の配線パターン15により周辺回路10に接続する。また、補助基板12上のコイルパターン14の一端14bを主基板11上のコイルパターン13の一端13bに接続し、コイルパターン14の別の一端14aを基板11上の周辺回路10へつながる一端10aに接続する。
このような構造にすることで、磁気検出コイルと周辺回路への接続を一括して行えるため、製造が簡便となり、また、配線を短くできることにより、電流センサと後段の回路とを繋ぐ配線を通して侵入する外部電波ノイズの影響を低減することが可能となる。
この構造は特に、磁気検出コイルに必要な基板層数が周辺回路に必要な基板層数よりも多い場合に有効な方法である。つまり、補助基板を用いない場合、全体の基板層数を磁気検出コイルに必要な層数に合わせると、基板の大部分を占める周辺回路では過剰な層数であり、製造コストが上がってしまう。補助基板を用いれば、磁気検出コイルについては目的感度に必要なコイルパターンの巻数を得ることができ、かつ、周辺回路部分の基板層数も必要最小限に抑えることができ、安価に基板を製造することができる。
9 集磁コア
10 周辺回路
11 主基板
12 補助基板
13、14 コイルパターン
15 配線パターン
Claims (4)
- 電流バーに流れる被測定電流により、該電流バーを囲む集磁コア内に生ずる磁束を介して被測定電流を検出する電流センサにおいて、
前記集磁コアに設けられたギャップ部に一部が配置される主基板と、
前記磁束を検出するため、前記主基板上の前記ギャップ部に対向する位置に配設される第1コイルパターンと、
前記第1コイルパターンの巻数増加用の第2コイルパターンが配設され、該第2コイルパターンが前記第1コイルパターンと重なるように前記主基板の上部または下部に配置される補助基板と、
前記主基板上に配設され、前記磁束により第1、第2コイルパターンに生じる誘導電圧を処理する周辺回路と、
を有することを特徴とする電流センサ。 - 請求項1に記載の電流センサにおいて、前記第1、第2コイルパターンは、巻線方向が同じで、前記周辺回路に対して2つのコイルパターンが直列となるように接続されることを特徴とする電流センサ。
- 請求項1または2に記載の電流センにおいて、前記周辺回路は、第1、第2コイルパターンに生じる誘導電圧に基づいて電力量を演算する回路であることを特徴とする電流センサ。
- 請求項1ないし3の何れか1項に記載された電流センサを用いて電流計測を行うことを特徴とする電力量計。
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