JP2019074341A - Current detector - Google Patents
Current detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019074341A JP2019074341A JP2017198791A JP2017198791A JP2019074341A JP 2019074341 A JP2019074341 A JP 2019074341A JP 2017198791 A JP2017198791 A JP 2017198791A JP 2017198791 A JP2017198791 A JP 2017198791A JP 2019074341 A JP2019074341 A JP 2019074341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- magnetic
- probe coil
- magnetic circuit
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 16
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 abstract 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/02—Cores, Yokes, or armatures made from sheets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Abstract
Description
本発明は、フラックスゲートタイプの電流検出器に関する。 The present invention relates to a flux gate type current detector.
この種の電流検出器に関して従来、磁気回路を構成する磁性体コアを折り曲げ加工した2つの板状部材で形成し、空隙(エアギャップ)を挟んだ両側から2つの屈曲部を向かい合わせに配置した電流センサの先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。2つの板状部材は、それぞれ略コの字形状に曲折された2つの板形状を一体に連ねた一対の略3の字状であり、略コの字形状に曲折された部分が連なる箇所に上記の屈曲部が形成されている。 With regard to this type of current detector, conventionally, the magnetic core constituting the magnetic circuit is formed of two plate-like members formed by bending a core, and two bent portions are disposed facing each other from both sides across an air gap. The prior art of the current sensor is known (for example, refer patent document 1). The two plate-like members are a pair of substantially three-letter shapes in which two plate shapes bent into a substantially U-shape are integrally connected, and the portions where the substantially U-shape bends are connected The above-mentioned bending part is formed.
上述した先行技術は、磁性体コアを2つの板状部材だけで構成できるため、構造が簡素で製造コストを抑えることができる点で有用である。
しかしながら、先行技術の電流センサは磁性体コアを厚み方向に曲げ加工して形成しているため、磁束の通過方向でみた断面積が小さく、磁束密度をあまり大きくできない。
また、先行技術の電流センサはプローブコイルを実装面とは逆側(下面を実装面とした場合の上側)に配置した構造としているが、磁性体コアの構造を変更した場合に当該配置が最適であるかは未知数である。
The above-described prior art is useful in that the magnetic core can be formed of only two plate members, so that the structure is simple and the manufacturing cost can be reduced.
However, since the current sensor of the prior art is formed by bending the magnetic core in the thickness direction, the cross-sectional area in the passing direction of the magnetic flux is small, and the magnetic flux density can not be made very large.
Also, the current sensor of the prior art has a structure in which the probe coil is disposed on the side opposite to the mounting surface (upper side when the lower surface is the mounting surface), but the arrangement is optimal when the structure of the magnetic core is changed. Is unknown.
そこで本発明は、磁性体コアを通過する磁束密度を高くするとともに、磁性体コアの構造に応じてプローブコイルの配置を最適化する技術を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a technology for increasing the magnetic flux density passing through the magnetic core and optimizing the arrangement of the probe coils in accordance with the structure of the magnetic core.
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。 In order to solve the above-mentioned subject, the present invention adopts the following solution means.
本発明は電流検出器を提供する。本発明の電流検出器は、複数の板状の磁性体コア部材を被検出電流の導通方向に積層した構造を採用する。また、本発明の電流検出器は、磁気回路の内側を貫通しつつプローブコイルの外側を取り囲んで延びる形態の一次導体を採用した。 The present invention provides a current detector. The current detector of the present invention adopts a structure in which a plurality of plate-like magnetic core members are stacked in the conduction direction of the current to be detected. Also, the current detector of the present invention adopts a primary conductor in the form of extending through the inside of the magnetic circuit and surrounding the outside of the probe coil.
磁性体コア部材は、被検出電流の導通により生じる磁界を収束させる矩形状の磁気回路を構成する。このとき磁性体コア部材は、磁気回路の一方の長辺に沿う位置では互いに対向して延びる板状の長脚部同士が厚み方向に重なり合い、他方の長辺に沿う位置では互いに対向して延びる板状の短脚部同士が先端間に空隙を開けて突き合わせとなる状態で被検出電流の導通方向(磁気回路の横断方向)に積層される。これにより、複数の磁性体コア部材を積層した状態では、磁気回路の横断方向でみた断面積を積層枚数に応じて大きくすることができるため、通過させる磁束密度を高くすることができる。また、一次導体がプローブコイルの外側を取り囲んだ配置であり、複数の磁性体コア部材を積層した構造に対して最適な配置とすることができる。 The magnetic core member constitutes a rectangular magnetic circuit that converges the magnetic field generated by the conduction of the current to be detected. At this time, in the magnetic core members, the plate-like long legs extending opposite to each other overlap in the thickness direction at a position along one long side of the magnetic circuit, and extend opposite to each other at a position along the other long side. The plate-like short legs are stacked in the conduction direction of the current to be detected (the transverse direction of the magnetic circuit) in a state in which a gap is opened between the tips and the butt is formed. Thus, in the state in which the plurality of magnetic core members are stacked, the cross-sectional area in the transverse direction of the magnetic circuit can be increased according to the number of stacked layers, so that the magnetic flux density to be passed can be increased. Further, the arrangement is such that the primary conductor surrounds the outside of the probe coil, and the arrangement can be optimized for the structure in which a plurality of magnetic core members are stacked.
好ましくは、磁性体コア部材は、磁気回路の内側を除くプローブコイルの周囲では、一次導体とプローブコイルとの間を遮蔽することなくプローブコイルを開放している。これにより、複数の磁性体コア部材を積層した構造に対する配置の最適化をさらに向上することができる。 Preferably, the magnetic core member opens the probe coil without shielding between the primary conductor and the probe coil around the probe coil except inside the magnetic circuit. Thereby, optimization of arrangement to a structure in which a plurality of magnetic core members are stacked can be further improved.
本発明によれば、磁性体コアを通過する磁束密度を高くし、磁性体コアの構造に応じてプローブコイルの配置を最適化することができる。 According to the present invention, the magnetic flux density passing through the magnetic core can be increased, and the arrangement of the probe coils can be optimized according to the structure of the magnetic core.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の実施形態では、電流検出器の一例としてフラックスゲートタイプ電流センサを挙げているが、本発明はこれに限られるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, although a fluxgate type current sensor is mentioned as an example of a current detector, the present invention is not limited to this.
図1は、一実施形態の電流センサ10の構成を概略的に示す斜視図である。また図2は、一実施形態の電流センサ10の構成を概略的に示す正面図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a
〔磁気回路〕
電流センサ10は、磁性体コア20を備えており、磁性体コア20は被検出電流の貫通方向(図1では水平方向)に対して垂直方向に沿う矩形状の磁気回路を構成している。磁性体コア20は、複数の板状をなす磁性体コア部材22,23を重ね合わせて(被検出電流の貫通方向に積層して)構成されており、磁性体コア部材22,23は、互いに対をなして対称となる形状を有する。なお、磁性体コア部材22,23についてはさらに別の図面を参照しながら後述する。
[Magnetic circuit]
The
〔二次巻線〕
電流センサ10は、2つのボビンユニット60,70を備えており、各ボビンユニット60,70は、内側に磁性体コア20(磁性体コア部材22,23)を収容するとともに、外側に二次巻線60a,70aを保持している。図1,図2に示される状態では、一方のボビンユニット60が上方に位置し、他方のボビンユニット70が下方に位置している。図示されていないが、各ボビンユニット60,70は上記の二次巻線30a,40aを有する他、複数のリード端子を有することができる。電流センサ10は、これらリード端子を介して回路基板に実装したり、他の電子機器に接続したりすることができる。なお、ボビンユニット60,70の他にも図示しないボビンユニットが配置される構成であってもよい。
[Secondary winding]
The
〔プローブコイル(フィールドプローブ)〕
図2に示されているように(図1では省略)、電流センサ10は、プローブコイルユニット50を備えており、プローブコイルユニット50は、下方のボビンユニット70の内側に収容されている。より詳しくは、2つの磁性体コア部材22,23がボビンユニット70の内部で収容部(符号なし)を構成しており、その収容部内にプローブコイルユニット50が配置された状態でボビンユニット70の内側に収容されている。また、プローブコイルユニット50は図示されていないプローブコイル(フィールドプローブ)を有しており、電流センサ10の組み立て状態において、プローブコイルは磁気回路上(磁性体コア20のエアギャップ内)に配置されている。プローブコイルユニット50もまた、図示しない複数のリード端子を有することができ、これらリード端子を通じてプローブコイルに対する接続が可能となる。
[Probe coil (field probe)]
As shown in FIG. 2 (not shown in FIG. 1), the
電流センサ10は、例えば樹脂製の筐体40を備えており、上記の磁性体コア20やボビンユニット60,70、プローブコイルユニット50等は筐体40の内側に収容されている。また、筐体40は磁気回路の内側(磁性体コア20の内周)に図示しない貫通路(又は貫通孔)を有しており、この貫通路にて被検出電流を貫通させることができる。
The
〔一次導体〕
電流センサ10は、例えば2本の一次導体30を備えている。これら一次導体30は磁気回路の内側を貫通して配置されており、電流センサ10の使用時において被検出電流は2本の一次導体30を導通する。図1、図2に示される状態では、ちょうど磁気回路が直立した姿勢にあるため、2本の一次導体30は磁気回路の内側を水平方向に貫通している。また、これら一次導体30は、磁気回路を貫通した両側でいずれも一方向(図1,図2では下方向)に屈曲され、それぞれの両端部が同一方向に延びて全体として逆U字形状をなしている。このような一次導体30は、被検出電流の導通に際し、磁気回路の内側を貫通しつつ、プローブコイルユニット50の外側を取り囲んで延びる形態の導通経路を形成する。なお、2本の一次導体30は筐体40に支持された状態で磁気回路の内側に配置されており、筐体40には上記の貫通路に通じた保持溝が形成されており、一次導体30の折り曲げられた両端部は保持溝内にて保持されている。また、一次導体30の数は2本に限定されるものではなく、1本でもよいし3本以上でもよい。
[Primary conductor]
The
〔検出回路〕
プローブコイルユニット50には回路基板(図示されていない)が接続されており、この回路基板上に信号出力IC(同じく図示されていない)が実装されている。電流センサ10の使用時において、被検出電流の導通により一次導体30の周囲(磁気回路)で磁界が発生すると、信号出力ICは二次電流(帰還電流)を二次巻線60a,70aに出力して逆方向の磁界を発生させ、プローブコイルの出力電流を消失させる制御を行う。このとき、信号出力ICは二次電流をシャント抵抗で電圧信号に変換し、被検出電流に応じた検出信号として出力する。
[Detection circuit]
A circuit board (not shown) is connected to the
図3は、磁性体コア20の構成を示す分解斜視図である。上記のように、磁性体コア20は複数の板状の磁性体コア部材22,23を重ね合わせて構成されている。この例では、磁性体コア部材22,23がそれぞれ所定枚数(例えば6枚)ずつ交互に重ね合わされている。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the
磁性体コア部材22,23は、例えばパーマロイ等の高透磁率材料を用いて構成されている。磁性体コア部材22,23は、矩形状をなす磁気回路の長手方向でみた中心線で対称な形状をなしており、磁気回路の両側の短辺に沿う位置では、磁性体コア部材22,23がそれぞれ短辺部22a,23aを有している。また、磁気回路の一方(ここでは上方)の長辺に沿う位置では、磁性体コア部材22,23がそれぞれ長脚部22b,23bを有しており、これら長脚部22b,23bは短辺部22a,23aの上端からそれぞれ長手方向に互いに対向して延び、長手方向のほぼ全域で交互に重なり合って配置されている。磁気回路の他方(ここでは下方)の長辺に沿う位置では、磁性体コア部材22がそれぞれ上短脚部22c,23c及び下短脚部22d,23dを有しており、このうち下短脚部22d,23dは短辺部22a,23aの下端からそれぞれ長手方向に互いに対向して延びている。上短脚部22c,23cは、下短脚部22d,23dから上方に間隔を開けた位置で短辺部22a,23aからそれぞれ長手方向に対向して延びている。
The
ここで、上短脚部22c,23c及び下短脚部22d,23dについては、これらが交互に重なり合うのではなく、長手方向に対向して付き合わせに配置されるものとなっている。したがって、磁性体コア20の組み合わせ状態では、上短脚部22c,23c同士と下短脚部22d,23d同士は磁気回路上で向き合うようにして連なっている。このとき、上短脚部22c,23cにはそれぞれ上当接部22e,23eが形成されており、下短脚部22d,23dにはそれぞれ下当接部22f,23f(図4参照)が形成されている。これら上当接部22e,23e及び下当接部22f,23fは、組み合わせ状態で互いに接触するか、もしくはわずかな隙間(例えば0.1mm程度)を空けて近接する。これにより、上短脚部22c,23c及び下短脚部22d,23dの間に空隙(エアギャップ)を設けつつ、上当接部22e,23e及び下当接部22f,23fでの磁束密度を高めることができる。
Here, the upper
図4は、電流センサ10の縦断面図(図2中のIV−IV線に沿う断面図)である。また図5は、図4に示される磁性体コア22の斜視図である。上記のように磁性体コア20の組み合わせ状態では、磁気回路の上方の長辺に沿う位置では磁性体コア部材22,23の長脚部22b,23b同士が重なり合って相互に密集するため、磁気回路は比較的大きい断面積を構成する。磁気回路の下方の長辺に沿う位置では上短脚部22c,23c同士及び下短脚部22d,23d同士が互いに付き合わせの状態となるが、上当接部22e,23e及び下当接部22f,23f以外では非接触となり、空隙(エアギャップ)を形成する。そして、上当接部22e,23eと下当接部22f,23fとの間に上記のプローブコイルユニット50が配置されることで、空隙に漏れ出た磁束がプローブコイルユニット50を通過する。
FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 2) of the
図4からも明らかなように、一次導体30は磁気回路の内側を貫通しつつ、上記のようにプローブコイルユニット50の外側を取り囲んで延びる形態の導通経路を形成している。また、磁性体コア部材22,23は、上短脚部22c,23c及び下短脚部22d,23d以外ではプローブコイルユニット50を取り囲んでおらず、一次導体30との間を遮蔽することなく周囲を開放した状態にある。これにより、磁性体コア部材22,23に対するプローブコイルユニット50の配置を最適化することができる。
As apparent from FIG. 4, the
〔電流センサの回路構成〕
図6は、電流センサ10の回路構成を概略的に示すブロック図である。プローブコイル50aは信号出力IC80に接続されており、信号出力IC80には図示しないパルス電源回路が内蔵されている。プローブコイル50aはフラックスゲートコア50cに巻かれており、パルス電源回路から高周波矩形波電流がプローブコイル50aに供給されると、フラックスゲートコア50c内の磁束密度が周期的に飽和する。そのため、一次導体30を流れる被検出電流Ipによって磁気回路(磁性体コア20)内に磁界が発生すると、プローブコイル50aに印加される電圧の波形には、磁気回路内に発生した磁界により歪みが生じることになる。
[Circuit configuration of current sensor]
FIG. 6 is a block diagram schematically showing a circuit configuration of
また、信号出力IC80にはインタフェース回路84が内蔵されており、インタフェース回路84は、プローブコイル50a間の電圧をPWM信号に変換する。インタフェース回路84から出力されるPWM信号は、フラックスゲートコア50cに磁界が発生していない状態(被検出電流Ipの非導通状態)では所定のデューティ比(例えば50%)のパルス信号となる。PWM信号のデューティ比は、フラックスゲートコア50cに加えられる磁界強度に応じて変化する。
Further, an
また、信号出力IC80にはフィルタ86及びドライバ回路88が内蔵されており、フィルタ86は、インタフェース回路84からのPWM信号をアナログ変換し、変換した出力電圧をドライバ回路88に出力する。ドライバ回路88には、2つの端子Ic1,Ic2を通じて二次巻線60a,70aが接続されている。ドライバ回路88では、フィルタ86からの出力電圧と所定の基準電圧Vrefとの差分を検出し、その差分に基づく大きさの二次電流を二次巻線60a,70aに出力する。二次電流によってフィードバック磁界が発生することにより、一次導体30を導通する被検出電流Ipによって誘導された磁気回路内の磁界が打ち消され、プローブコイル50aの出力電流を消失させる制御が行われる。
The
電流センサ10は、二次電流をシャント抵抗Rsで検出した出力電圧Voutを取り出すことにより、被検出電流Ipに応じた検出信号を出力する。なお、二次巻線60a,70aに流れる二次電流は、上記の負帰還によって周期的に変化するが、信号出力IC80内で差分増幅回路89を用いた信号処理により、出力電圧Voutの波形は被検出電流Ipの波形と一致するため、実質的に被検出電流Ipの大きさと相関する値となる。
The
〔優位性の検証〕
以上のような本実施形態の電流センサ10の優位性について、比較例との対比をもって検証する。
[Verification of superiority]
The superiority of the
〔比較例〕
図7は、比較例となる電流センサ200の構成を概略的に示す斜視図である。比較例の電流センサ200は、一次導体30がプローブコイルユニット50とは逆向きに屈曲されている点、言い換えれば、図1に示す電流センサ10とは磁性体コア20及びその付属物を全体的に磁気回路の周方向に半回転させた位置関係としている点で本実施形態とは異なっている。その他の構成については本実施形態と共通であり、そのような共通する構成については図示を含めて同じ参照符号を付し、重複した説明を省略する。
Comparative Example
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of a
〔ステップ応答特性〕
図8は、本実施形態の電流センサ10で被検出電流Ipがステップ状に変化した場合に得られる出力電圧Voutの応答特性を示す波形図である。これに対する図9は、比較例の電流センサ200で同じく被検出電流Ipがステップ状に変化した場合に得られる出力電圧Voutの応答特性を示す波形図である。以下、比較例と対比しつつ本実施形態実施形態の優位性について具体的に説明する。
[Step response characteristic]
FIG. 8 is a waveform diagram showing the response characteristic of the output voltage Vout obtained when the current to be detected Ip changes stepwise in the
〔本実施形態〕
図8中(A):ある時刻t1において、被検出電流Ipの波形がステップ状に変化(上昇)している。このようなステップ状の波形変化は、例えば、電流センサ10を適用されている対象機器が電源投入により起動(あるいはPWM電流を出力)したことにより、被検出電流Ipが急峻に立ち上がった場合等に起こり得る。
〔比較例〕
図9中(A):比較例においても、本実施形態と同じ条件で被検出電流Ipの波形がステップ状に変化する。
This Embodiment
(A) in FIG. 8: At a certain time t1, the waveform of the detected current Ip changes (rises) stepwise. Such a step-like waveform change may occur, for example, when the target current to which the
Comparative Example
In FIG. 9A (A): also in the comparative example, the waveform of the detected current Ip changes stepwise in the same conditions as the present embodiment.
〔本実施形態〕
図8中(B):本実施形態の場合、時刻t1から電流センサ10の出力電圧Voutの波形もステップ状に応答する。なお、時刻t1の直後においては、応答波形に一時的な高下は見られるものの、総じて安定的なステップ応答波形が現れていることが確認できる。
〔比較例〕
図9中(B):対する比較例の方は、時刻t1から出力電圧Voutの波形が変化するも、本実施形態のようなステップ状の応答特性は示しておらず、激しく高下した波形の乱れが現れている。
This Embodiment
In FIG. 8 (B): In the case of the present embodiment, the waveform of the output voltage Vout of the
Comparative Example
In FIG. 9 (B), in the case of the comparative example, although the waveform of the output voltage Vout changes from time t1, the step-like response characteristic as in the present embodiment is not shown, and the waveform of the sharply rising waveform is A disturbance has appeared.
〔Ic1−Ic2端子間電圧の観測〕
本発明の発明者は、図6に示す回路構成においては、Ic1−Ic2端子間電圧の変化が出力電圧Voutの変化に関係していることに着目し、以下の検証を行っている。
[Observation of voltage between Ic1-Ic2 terminals]
In the circuit configuration shown in FIG. 6, the inventor of the present invention has carried out the following verification, focusing on the fact that the change in voltage between the Ic1-Ic2 terminals is related to the change in the output voltage Vout.
〔本実施形態〕
図8中(C):すなわち、本実施形態では、時刻t1で被検出電流Ipがステップ状に変化すると、これに追随してIc1−Ic2端子間電圧の波形は短時間で立ち上がり、その後も時刻t2までIc1−Ic2端子間電圧が長い期間Tfにわたり維持されている。また、時刻t2以後もIc1−Ic2端子間電圧の変化は緩やかである。
〔比較例〕
図9中(C):対する比較例においては、時刻t1で被検出電流Ipが上昇しているのに反してIc1−Ic2端子間電圧が一旦は下降に転じ、そこから時間をかけて立ち上がってはいるものの、Ic1−Ic2端子間電圧を高いレベルに維持できている期間Tfが本実施形態よりも極端に短いことが分かる。また、時刻t2以降でもIc1−Ic2端子間電圧の変化は本実施形態に比較すると急激である。
This Embodiment
(C) in FIG. 8: That is, in the present embodiment, when the current to be detected Ip changes stepwise at time t1, the waveform of the voltage across terminals Ic1-Ic2 rises in a short time following this, and the time continues thereafter The Ic1-Ic2 terminal voltage is maintained for a long period Tf until t2. The change in the voltage between the Ic1 and Ic2 terminals is gradual also after time t2.
Comparative Example
(C) in FIG. 9: In the case of the comparative example, the voltage across the terminals Ic1-Ic2 temporarily turns downward while the current to be detected Ip is rising at time t1, and then rises over time from that point However, it can be seen that the period Tf in which the Ic1-Ic2 terminal voltage can be maintained at a high level is extremely shorter than in this embodiment. Further, even after time t2, the change in the voltage between the Ic1 and Ic2 terminals is more rapid as compared with the present embodiment.
〔本実施形態〕
図8中(A),(B):その結果、本実施形態においては、被検出電流Ipがステップ状に変化している期間全体にわたり、概ね出力電圧Voutが良好なステップ応答特性を示していることが分かる。
〔比較例〕
図9中(A),(B):これに対する比較例では、被検出電流Ipがステップ状に変化した直後で出力電圧Voutの波形に激しい乱れが生じており、全体として好ましくないステップ応答特性を示すことが分かる。
This Embodiment
(A) and (B) in FIG. 8: As a result, in the present embodiment, the output voltage Vout exhibits a generally good step response characteristic over the entire period in which the detected current Ip changes stepwise. I understand that.
Comparative Example
(A) and (B) in FIG. 9: In the comparative example for this, the waveform of the output voltage Vout is violently disturbed immediately after the detected current Ip changes stepwise, and the overall undesirable step response characteristic is It is understood that it shows.
以上のように、本実施形態によれば、以下の利点がある。
(1)磁性体コア20を複数の板状の磁性体コア部材22,23を積層した構成としているため、板材料を曲げた形態に比較して断面積を大きくし、磁束密度を高めることができる。
(2)また、一次導体30がプローブコイルユニット50を巻き込む配置としているため、複数の板状の磁性体コア部材22,23を積層した構造に対するプローブコイルユニット50の配置を最適化し、出力電圧Voutの応答特性を改善することができる。
(3)加えて、磁気回路の内側以外の領域では磁性体コア部材22,23がプローブコイルユニット50と一次導体30との間を遮蔽することなく開放しているため、磁性体コア部材22,23に対するプローブコイル50aの配置の最適化をさらに向上して出力電圧Voutの応答特性を一層改善することができる。
(4)特に、被検出電流Ipがステップ状に変化した場合でも、良好で安定的な出力電圧Voutの応答特性を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following advantages can be obtained.
(1) Since the
(2) Further, since the
(3) In addition, since the
(4) In particular, even in the case where the detection current Ip changes stepwise, it is possible to obtain a good and stable response characteristic of the output voltage Vout.
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、磁性体コア部材22,23は矩形状の磁気回路を構成する形状となっているが、その他の形状で磁気回路を構成する形状であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified and implemented. For example, although the
また、電流センサ10はフラックスゲートタイプの電流検出器だけでなく、ホール素子を用いた磁気平衡タイプの電流検出器として適用してもよい。
The
その他、実施形態において図示とともに挙げた構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。 In addition, the structures listed together with the drawings in the embodiments are merely preferable examples, and it is possible to preferably implement the present invention even if various elements are added to or a part of the basic structure is added. Nor.
10 電流センサ
20 磁性体コア
22,23 磁性体コア部材
22b,23b 長脚部
22c,23c 上短脚部
22d,23d 下短脚部
30 一次導体
40 筐体
50 プローブコイルユニット
50a プローブコイル
60,70 ボビンユニット
60a,70a 二次巻線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記磁気回路上で他方の長辺に沿う位置に配置されたプローブコイルと、
被検出電流の導通により生じる磁界とは逆向きの磁界を前記磁気回路に発生させる二次巻線と、
前記プローブコイルの出力電流を消失させるのに必要な前記二次巻線の二次電流に基づいて、被検出電流に応じた検出信号を出力する検出回路と、
被検出電流の導通に際し、前記磁気回路の内側を貫通しつつ前記プローブコイルの外側を取り囲んで延びる形態の導通経路を形成する一次導体と
を備えた電流検出器。 A rectangular magnetic circuit is formed to converge the magnetic field generated by conduction of the current to be detected, and the long legs facing each other overlap in the thickness direction at a position along one of the long sides of the magnetic circuit. At the position along the other long side, a plurality of plate-like magnetic bodies stacked in the conduction direction of the detected current in a state in which the plate-like short legs extending opposite to each other open a gap between the tips and become butted. Core member,
A probe coil disposed at a position along the other long side on the magnetic circuit;
A secondary winding that causes the magnetic circuit to generate a magnetic field opposite to a magnetic field generated by conduction of a detected current;
A detection circuit that outputs a detection signal according to a detected current based on a secondary current of the secondary winding necessary to dissipate the output current of the probe coil;
A current detector comprising: a primary conductor which forms a conduction path extending around the outside of the probe coil while penetrating the inside of the magnetic circuit when conducting a current to be detected.
前記磁性体コア部材は、
前記磁気回路の内側を除く前記プローブコイルの周囲では、前記一次導体と前記プローブコイルとの間を遮蔽することなく前記プローブコイルを開放していることを特徴とする電流検出器。 In the current detector according to claim 1,
The magnetic core member is
A current detector characterized in that the probe coil is opened around the probe coil except the inside of the magnetic circuit without shielding between the primary conductor and the probe coil.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017198791A JP6605007B2 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Current detector |
PCT/JP2018/037937 WO2019074062A1 (en) | 2017-10-12 | 2018-10-11 | Current detector |
CN201880065486.3A CN111183362B (en) | 2017-10-12 | 2018-10-11 | Current detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017198791A JP6605007B2 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Current detector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019074341A true JP2019074341A (en) | 2019-05-16 |
JP6605007B2 JP6605007B2 (en) | 2019-11-13 |
Family
ID=66100682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017198791A Active JP6605007B2 (en) | 2017-10-12 | 2017-10-12 | Current detector |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6605007B2 (en) |
CN (1) | CN111183362B (en) |
WO (1) | WO2019074062A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022054256A (en) * | 2020-09-25 | 2022-04-06 | 横河電機株式会社 | Current sensor |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0545383A (en) * | 1991-01-29 | 1993-02-23 | Asahi Kasei Denshi Kk | Current detector |
US20030227285A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-11 | Richard Marasch | Snap fit hall effect circuit mount apparatus and method |
JP2011510318A (en) * | 2008-01-25 | 2011-03-31 | リエゾン、エレクトロニク−メカニク、エルウエム、ソシエテ、アノニム | Current sensor |
JP2011227062A (en) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Omron Corp | Magnetic core, current sensor having the magnetic core, and method for measuring current |
JP2013179233A (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Kohshin Electric Corp | Magnetic core and magnetic balance type current sensor with the same |
WO2014036731A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | Honeywell International Inc. | Magnetic core for sensor |
JP2015210246A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 日本電産サンキョー株式会社 | Current sensor |
JP2016206173A (en) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | スミダコーポレーション株式会社 | Current detector |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011017618A (en) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Electric current sensor |
JP5167305B2 (en) * | 2010-04-23 | 2013-03-21 | 株式会社タムラ製作所 | Current detector |
JP5828221B2 (en) * | 2011-04-25 | 2015-12-02 | 甲神電機株式会社 | Manufacturing method of current sensor |
EP2587268A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-01 | LEM Intellectual Property SA | Electrical current transducer |
IN2014DN07034A (en) * | 2012-02-16 | 2015-04-10 | Auckland Uniservices Ltd | |
JP2015210249A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 日本電産サンキョー株式会社 | Current sensor |
JP2015210247A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 日本電産サンキョー株式会社 | Current sensor |
-
2017
- 2017-10-12 JP JP2017198791A patent/JP6605007B2/en active Active
-
2018
- 2018-10-11 CN CN201880065486.3A patent/CN111183362B/en active Active
- 2018-10-11 WO PCT/JP2018/037937 patent/WO2019074062A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0545383A (en) * | 1991-01-29 | 1993-02-23 | Asahi Kasei Denshi Kk | Current detector |
US20030227285A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-11 | Richard Marasch | Snap fit hall effect circuit mount apparatus and method |
JP2011510318A (en) * | 2008-01-25 | 2011-03-31 | リエゾン、エレクトロニク−メカニク、エルウエム、ソシエテ、アノニム | Current sensor |
JP2011227062A (en) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Omron Corp | Magnetic core, current sensor having the magnetic core, and method for measuring current |
JP2013179233A (en) * | 2012-02-29 | 2013-09-09 | Kohshin Electric Corp | Magnetic core and magnetic balance type current sensor with the same |
WO2014036731A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-13 | Honeywell International Inc. | Magnetic core for sensor |
JP2015210246A (en) * | 2014-04-30 | 2015-11-24 | 日本電産サンキョー株式会社 | Current sensor |
JP2016206173A (en) * | 2015-04-24 | 2016-12-08 | スミダコーポレーション株式会社 | Current detector |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022054256A (en) * | 2020-09-25 | 2022-04-06 | 横河電機株式会社 | Current sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6605007B2 (en) | 2019-11-13 |
CN111183362A (en) | 2020-05-19 |
WO2019074062A1 (en) | 2019-04-18 |
CN111183362B (en) | 2022-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9423469B2 (en) | Toroidal fluxgate current transducer | |
JP4744495B2 (en) | Improved high-precision Rogowski current transformer | |
US9400292B2 (en) | Electrical current sensor with grounded magnetic core | |
US10535461B2 (en) | Transformer | |
CN109804255B (en) | Current transducer | |
US10416195B2 (en) | Current sensor and a method of manufacturing a current sensor | |
JP2008506944A (en) | Current sensor | |
JP2010071822A (en) | Current sensor | |
WO2016098750A1 (en) | Current sensor and measurement device | |
JP2008215970A (en) | Bus bar integrated current sensor | |
JP2011243773A (en) | Zero-phase-sequence current transformer | |
US8442243B2 (en) | Ribbon microphone | |
CN112041949B (en) | Inductor assembly | |
WO2019074062A1 (en) | Current detector | |
JP2019070578A (en) | Current detector | |
US9514726B2 (en) | Electromagnetic transducers and methods of making | |
JP2018029124A (en) | Magnetic core, coil component, circuit board, and power supply | |
JP2007324197A (en) | Inductor | |
GB2252419A (en) | electric current detection apparatus | |
JP2017062220A (en) | Fixing tool and fixing method of measurement target current line, and current sensor | |
JP5617411B2 (en) | Electronic components | |
JPH10253665A (en) | Current detector | |
JP2023129038A (en) | Transformer and noise filter device | |
JP2010060397A (en) | Magnetic balance type current sensor | |
JP2000331840A (en) | Coil component |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180821 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190514 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191008 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191015 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6605007 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |