JP2014153185A

JP2014153185A - 電流測定装置

Info

Publication number: JP2014153185A
Application number: JP2013022889A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kanda; 直樹神田; Noribumi Sada; 紀文佐田; Kazuhiro Kazui; 一弘数井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2014-08-25

Abstract

【課題】使用者が目にしない場所に電流センサが配置されても、使用者が容易に電力使用量を知ることが可能な電流測定装置を提供することを目的とする。
【解決手段】第一の電流センサ３１と、第一の電流センサ３１に接続された集積回路３４と、集積回路３４に接続されたアンテナ３５を備え、集積回路３４は第一の電流センサ３１で検出した電流値を用いて電力値を算出し、電力値に対応する電力データをアンテナから送信する。これにより、使用者が目にしない場所に電流センサが配置されても、使用者が容易に電力使用量を知ることが可能な電流測定装置を提供しうる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビ、ビデオ等の電化製品や配電盤の電力および電流測定に用いられる電流センサを用いた電流測定装置に関するものである。

近年、パーソナルコンピュータ、家庭用電子機器、各種センサなどの電子機器について、ＣＰＵ等の制御手段の処理負荷が大きくなり、使用する電力も増大している。近年、節電意識が一般家庭にも浸透しており、電力使用量を把握するための電流センサの改良が進められている。

このような従来の電流センサについて図２を用いて説明する。同図（ａ）において、電流センサ１０は電磁誘導方式で、交流電流が流れる二線ケーブルの片方１が挿入可能な磁性体コア２と、この磁性体コア２の中心に配置されたコイル３を有する。この電流センサ１０を使用する際には、家庭内の配電盤（図示せず）内に配置され、三線ケーブルの内、一本のケーブルが挿入される。

挿入されたケーブルに交流電流が流れると、コイル３に磁界が生じ、抵抗４に交流電圧が生じ、集積回路（図示せず）に入力される。そして、集積回路で電力使用量を算出する。

また、同図（ｂ）を用いてホール素子を用いた電流センサ１８について説明する。電流センサ１８は、交流電流が流れる二線ケーブルのケーブル間を裂いた一本のケーブル１１が挿入可能な磁性体コア１２と、磁性体コア１２のギャップに配置されたホール素子１５を有する。

ケーブル１１に交流電流が流れると、磁性体コア１２に設けたギャップに磁界が発生する。その磁界をホール素子１５が検出し、ホール素子１５より磁界の変化を読み取り、演算回路１６で演算する。演算回路１６は集積回路（図示せず）に接続しており、集積回路で電力使用量を算出する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、２が知られている。

特開２０００−２６６７８６号公報特開２０１１−１１２４８８号公報

しかしながら、上記従来の電流センサは電力使用量を知るためには、電流センサに接続された表示装置の表示を読んで把握する必要があり、配電盤等の使用者が普段目にしない場所に配置された電流センサで計測した電力使用量を把握するのは煩雑であった。

そこで本発明は、使用者が目にしない場所に電流センサが配置されても、使用者が容易に電力使用量を知ることが可能な電流測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために本発明による電流測定装置は、特に第一の電流センサと、第一の電流センサに接続された集積回路と、集積回路に接続されたアンテナを備え、集積回路は第一の電流センサで検出した電流値を用いて電力値を算出し、電力値に対応する電力データをアンテナから送信する。

本発明の電流測定装置は、第一の電流センサと、第一の電流センサに接続された集積回路と、集積回路に接続されたアンテナを備え、集積回路は第一の電流センサで検出した電流値を用いて電力値を算出し、電力値に対応する電力データをアンテナから送信する。これにより、電力データを所望の場所で受信できるため、使用者が目にしない場所に電流センサが配置されても、使用者が電力使用量を知ることが可能な電流測定装置を実現しうる。

本発明の一実施の形態による電流測定装置のブロック図従来の電流センサの構成を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態による電流測定装置１００のブロック図である。

同図において、電流測定装置１００は、測定ユニット２１と蓄電ユニット２２で構成される。

測定ユニット２１は、第一の電流センサ３１、整流回路３２、抵抗３３、集積回路３４、およびアンテナ３５を備える。

ここで、第一の電流センサ３１は、電磁誘導方式の電流センサである。例えば第一の電流センサ３１内には配電盤の三線ケーブルのうち一本のケーブルが挿入され、このケーブルに流れる交流電流による電磁誘導で交流電流が生じる。

整流回路３２は、第一の電流センサ３１で発生した交流電流を直流電流にするもので、ダイオードを４個使用したダイオードブリッジ等で構成される。そして、整流回路３２に抵抗３３が接続される。

抵抗３３はチップ抵抗等で構成される。抵抗３３はシャント抵抗等の抵抗値精度が優れているものを使用するのが適する。整流回路３２からは直流電流が抵抗３３に流れるので、抵抗３３に接続された集積回路３４で抵抗３３の両端から直流電圧を得られる。なお、整流回路３２或いは抵抗３３は集積回路３４に内蔵されていても良い。また、整流回路３２と抵抗３３に代えて検波回路等の交流電流の振幅を計測可能な回路を用いても良く、その場合は、当該回路を集積回路３４に内蔵しても良い。

集積回路３４は内部の記憶回路（図示せず）に保存されたプログラムを実行し、抵抗３３の両端の直流電圧を基に電力データを算出する。

アンテナ３５は集積回路３４に接続され、集積回路３４はアンテナ３５を介して電力データを送信する。なお、アンテナ３５は、集積回路３４を配置するプリント基板（図示せず）に配線パターンとして形成しても良いし、金属製のロッド等を用いた線状アンテナとしてプリント基板にコネクタ等を設けて接続しても良い。

蓄電ユニット２２は、第二の電流センサ６１と、整流回路６２と、蓄電回路６３で構成される。

ここで、第二の電流センサ６１は、電磁誘導方式の電流センサである。例えば第二の電流センサ６１内には配電盤の三線ケーブルのうち一本のケーブルが挿入され、このケーブルに流れる交流電流による電磁誘導で交流電流が生じる。

なお、第一の電流センサ３１及び第二の電流センサ６１はクランプ式の電流センサが望ましい。クランプ式の電流センサには、例えばリング状の磁性体コア（一部にギャップを有する場合を含む）にコイルを巻回するものや、或いはホール素子を配置するものがある。クランプ式の電流センサを用いることで、簡便にかつ必要十分な精度で電流が測定できる。

整流回路６２は、第二の電流センサ６１で発生した交流電流を直流電流にするもので、ダイオードを４個使用したダイオードブリッジ等で構成される。この整流回路６２には蓄電回路６３が接続される。

蓄電回路６３は、アルミ電解コンデンサ等の蓄電部品で構成され、整流回路６２で整流された電流が流れ、蓄電される。ここで、第二の電流センサ６１に整流回路６２、蓄電回路６３を接続しているため、交流電流が整流回路６２を介し直流電流に変換され、蓄電回路６３に効率よく蓄電される。

このように構成された電流測定装置１００の動作について、以下説明する。

まず、蓄電動作から説明する。

第二の電流センサ６１に挿入されたケーブルに交流電流が流れると、電磁誘導により第二の電流センサ６１に交流電流が流れる。そして整流回路６２に交流電流が流れ、電流は直流に整流される。第二の電流センサ６１から得られた電流は蓄電回路６３の正極に流入し、蓄電回路６３が充電され、蓄電回路６３に電力が蓄積される。この蓄積された電力は集積回路３４の駆動電力として使用される。つまり、電池を使用しなくても集積回路３４を駆動することが可能となり保守の工数を軽減できる。

次に、電力測定動作について説明する。

第一の電流センサ３１に挿入されたケーブルに交流電流が流れると、電磁誘導により第一の電流センサ３１に交流電流が流れる。そして整流回路３２に交流電流が流れ、電流は直流に整流される。電流が整流されるため、抵抗３３の両端に電圧が発生する。そして、抵抗３３に発生した電圧を基に集積回路３４で電力を演算し、電力値に対応した電力データをアンテナ３５によりモニタ（図示せず）へ送信し、これを受信したモニタが表示する。

これにより、使用者が目にしない場所に第一の電流センサ３１或いは第二の電流センサ６１を配置しても、モニタを観測しやすい場所に配置できるため、使用者が容易に電力使用量を知ることが可能となる。

本実施の形態によれば、第一の電流センサ３１と、第一の電流センサ３１に接続された集積回路３４と、集積回路３４に接続されたアンテナ３５を備え、集積回路３４は第一の電流センサ３１で検出した電流値を用いて電力値を算出し、電力値に対応する電力データをアンテナから送信する。これにより、電力データを所望の場所で受信できるため、使用者が目にしない場所に第一の電流センサ３１が配置されても、使用者が電力使用量を知ることが可能な電流測定装置１００を実現しうる。

また、第二の電流センサ６１と、第二の電流センサ６１が接続される整流回路６２と、整流回路６２に接続された蓄電回路６３を有する。これにより、電池の交換の必要が無くなり、保守の工数を軽減しうる。

また、第一の電流センサ３１及び第二の電流センサ６１にクランプ式の電流センサを用いることにより、簡便にかつ必要十分な精度で電流が測定できる。

本発明による電流測定装置は、使用者が目にしない場所に電流センサが配置されても、使用者が電力使用量を知ることが可能となり、電力測定用として有用である。

２１測定ユニット
２２蓄電ユニット
３１第一の電流センサ
３２、６２整流回路
３３抵抗
３４集積回路
３５アンテナ
６１第二の電流センサ
６３蓄電回路
１００電流測定装置

Claims

第一の電流センサと、前記第一の電流センサに接続された集積回路と、前記集積回路に接続されたアンテナを備え、前記集積回路は前記第一の電流センサで検出した電流値を用いて電力値を算出し、前記電力値に対応する電力データを前記アンテナから送信する電流測定装置。
さらに、第二の電流センサと、前記第二の電流センサに接続された整流回路と、前記整流回路に接続された蓄電回路を備えた請求項１記載の電流測定装置。
前記第一の電流センサと前記第二の電流センサはクランプ式の電流センサである請求項２記載の電流測定装置。