JP2021092400A - 回路の消費電流計測用構造、消費電流計測方法、電子回路使用製品、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電流計測のための電流センサＩＣやＣＰＵを備えることなく、またやパターンカット・再導通作業等の手間を必要とすることなく、容易に電子回路の消費電流を測定可能とする技術を提供すること。【解決手段】電子回路の消費電流計測用構造１０は、消費電流計測用の二の端子２、３と、両端子２、３間に介在して両者を離隔する離隔部４とからなる構成とする。端子２は電子回路中のパターンＡ（８）の端子であり、一方端子３は電子回路中のパターンＡ’の端子である。離隔部４は、両端子２、３間の間隙である。【選択図】図１

Description

本発明は回路の消費電流計測用構造、消費電流計測方法、電子回路使用製品、およびその製造方法に係り、特に、電子回路の消費電流を手間無く容易に測定可能とする、回路の消費電流計測技術に関するものである。

電子回路使用製品の開発段階において、必要電流の選定を行うために、回路の消費電流測定が必要である。
図５は、従来の電子回路消費電流計測方法例（その１）を示す説明図である。図示する例では、電子回路パターンＡ（５８）とパターンＡ’（５８’）の間にあるパターン５４で示した領域を切断し（パターンカット）、パターンＡ（５８）―パターンＡ’（５８’）間に電流計５９を当てて、電子回路消費電流を計測する。しかしこの方式では、パターンＡ（５８）―パターンＡ’（５８’）間を切断する手間がある上、導通の復元には困難が伴う。

図６は、従来の電子回路消費電流計測方法例（その２）を示す説明図である。図示する例では、電子回路パターンＡ（６８）とパターンＡ’（６８’）の間にＣＰＵ６５と接続した電流センサＩＣ６４を設け、電子回路消費電流を計測する。しかしこの方式では、電流センサＩＣ６５等を備える分コストアップになる上、測定電流を読み取るためのソフト等も必要になる。

電子回路の電流検出・測定技術については従来、特許出願等もなされている。たとえば後掲特許文献１には、簡易な構成かつ低コストな電流検出回路として、プリント配線基板中の配線パターン内に、電流測定対象に流れる電流を、発生する磁束密度に基づき検出するための一定面積の電流検出パターンを設け、電流検出パターンに磁束密度を検出用の励起電流を供給し、電流検出パターンから励起電流および磁束密度により出力される出力電圧を測定し、励起電流および出力電圧に基づいて算出される磁束密度から電流測定対象に流れる電流を算出するという構成が開示されている。

また特許文献２には、シャント抵抗利用の電流検出から置換え可能で、より動作が安定な電流検出機構として、両面／多層プリント配線基板上に２ターン以上の渦巻き状に配置された配線パターンを設け、その中心またはそれに囲まれた領域に磁気センサを設け、配線パターンに流れる電流の大きさを磁気センサからの出力に基づいて検出する構成が開示されている。

特開２０１２−０８８０９６号公報「電流検出回路」 特開２００８−０２０４０２号公報「電流検出機構」

上述の通り、従来の電子回路消費電流計測技術は、形成した電子回路パターンを切断する（パターンカット）手間がある上、導通の復元には困難が伴うという問題があったり（図５の例）、あるいはまた、電流センサＩＣや測定電流を読み取るためのソフト等が必要でコストがかかるという問題がある（図６の例）。また、上記文献開示技術はいずれも電流検出回路構成に関する技術ではあるが、消費電流計測技術の問題点を解決するものではない。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、消費電流計測のための電流センサＩＣやＣＰＵを備えることなく、またパターンカット・再導通作業等の手間を必要とすることなく、容易に電子回路の消費電流を測定可能とする技術を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、電子回路中にあらかじめ消費電流計測用に絶縁された特定のパターンを設けておき、消費電流測定後、これをはんだ付けにより導通させることによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 電子回路の消費電流計測用の電子回路中の構造であって、消費電流計測用の二の端子と、該両端子間に介在し両者を離隔する離隔部とからなる
ことを特徴とする、電子回路の消費電流計測用構造。
〔２〕 前記離隔部は前記両端子間の間隙であることを特徴とする、〔１〕に記載の電子回路の消費電流計測用構造。
〔３〕 前記離隔部は前記各端子と非接触に、該両端子間に設けられた配線（以下、「介在配線」という。）であり、該介在配線の各端部は該端子に対応する端子（以下、「介在端子」という。）であることを特徴とする、〔１〕に記載の電子回路の消費電流計測用構造。
〔４〕 前記端子および前記介在端子が略半弧状であることを特徴とする、〔３〕に記載の電子回路の消費電流計測用構造。

〔５〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の消費電流計測用構造を備えていることを特徴とする、電子回路使用製品。
〔６〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の消費電流計測用構造により電子回路の消費電流を計測する方法であって、前記両端子間に電流計を接続して消費電流を計測し、その後、前記離隔部を導通させることを特徴とする、電子回路の消費電流計測方法。
〔７〕 〔１〕、〔２〕、〔３〕、〔４〕のいずれかに記載の消費電流計測用構造を使用した製品を製造する方法であって、消費電流計測過程において前記両端子間に電流計を接続して消費電流を計測し、その後、前記離隔部を導通させて配線を完成することを特徴とする、電子回路使用製品製造方法。

本発明の回路の消費電流計測用構造、消費電流計測方法、電子回路使用製品、およびその製造方法は上述のように構成されるため、これらによれば、コストをかけて消費電流計測のための電流センサＩＣやＣＰＵといった特別な部品を備える必要なく、より簡便かつコストのかからない方法によって製品開発段階における消費電流測定を行うことができ、製品の必要電流の選定を行うことができる。また、本発明によれば、パターンカットや、消費電流測定後における困難な再導通作業を行う手間も不要である。また、消費電流測定後の導通も容易にとることができる。

本発明の電子回路の消費電流計測用構造の構成例（その１）を示す説明図である。 本発明の電子回路の消費電流計測用構造の構成例（その２）を示す説明図である。 本発明の電子回路の消費電流計測用構造を有する電子回路使用製品の要部構成例（その１）を示す説明図である。 本発明の電子回路の消費電流計測用構造を有する電子回路使用製品の要部構成例（その２）を示す説明図である。 従来の電子回路消費電流計測方法例（その１）を示す説明図である。 従来の電子回路消費電流計測方法例（その２）を示す説明図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の電子回路の消費電流計測用構造の構成例（その１）を示す説明図である。図示するように、電子回路の消費電流計測用の電子回路中の構造であるところの、本発明の電子回路の消費電流計測用構造１０は、消費電流計測用の二の端子２、３と、該両端子２、３間に介在して両者を離隔する離隔部４とからなることを、主たる構成とする。

端子２は電子回路中のパターンＡ（符号８ 電子回路パターン、単に「パターン」ともいう。）の端子であり、一方端子３は電子回路中のパターンＡ’（符号８’）の端子である。図示するように本例における離隔部４は、両端子２、３間の間隙である。なお、パターンＡ（８）、パターンＡ’（８’）は、本発明消費電流計測用構造１０を構成する端子２、３を端部に有している電子回路パターンであること以上の技術的意義を有するものではない。図２で示す構成例（その２）においても同様である。

かかる構成により、本例の消費電流計測用構造１０では、間隙であるところの離隔部４により離隔された端子２、３に電流計９が当てられて、電子回路パターンＡ（８）―パターンＡ’（８’）間の消費電流計測がなされる。すなわち、消費電流計測のために事後の困難な再導通作業を要するパターンカットをする必要がなく、またコストのかかる特別な部品を必要とすることもない。

図示するように本発明消費電流計測用構造１０に係る端子２、３はいずれも半円形であるが、形状はこれには限定されない。電流計９による測定が問題なく可能であり、また、図３により後述する導通用部材を使用しての導通配線作業がしやすい形状であればよい。

なお、各端子２、３の形態を半円形とすることで、これらの間に直線の溝状の形状を形成することは、望ましい形態である。後述する導通用部材をこの直線溝に添加して導通配線とすることは、作業がわかりやすく、単純であり、容易に作業することができるからである。

図２は、本発明の電子回路の消費電流計測用構造の構成例（その２）を示す説明図である。図示するように本例の電子回路の消費電流計測用構造２１０は、消費電流計測用の二の端子２２、２３と、両端子２２、２３間に介在して両者を離隔する離隔部２４とからなるが、離隔部２４は各端子２２、２３と非接触に、両端子２２−２３間に設けられた配線（介在配線 パターンＢ）２４であり、そして介在配線（パターンＢ）２４の各端部２５、２６は端子２２、２３に対応する端子（介在端子）２５、２６であることを、特徴的な構成とする。

介在配線すなわちパターンＢの介在端子２５はパターンＡ（２８）の端子２２と、パターンＢの介在端子２６はパターンＡ’（２８’）と、それぞれ対応する。ここで「対応する」とは、少なくとも、後述する導通用部材によってパターンＡ（２８）―パターンＢ（介在配線 ２４）―パターンＡ’（２８’）の導通配線を形成する際に、導通用部材による接続をなし得ることである。

かかる構成により、本例の消費電流計測用構造２１０では、介在配線（パターンＢ）であるところの離隔部２４により離隔された端子２２、２３に電流計２９が当てられて、電子回路パターンＡ（２８）―パターンＡ’（２８’）間の消費電流計測がなされる。すなわち、消費電流計測のために事後の困難な再導通作業を要するパターンカットをする必要がなく、またコストのかかる特別な部品を必要とすることもない。

図示するように本発明消費電流計測用構造２１０に係る端子２２、２３はいずれも略半弧状であるが、また介在配線（パターンＢ）２４の各介在端子２５、２６も略半弧状であるが、形状はこれには限定されない。電流計２９による測定が問題なく可能であり、また、図４により後述する導通用部材を使用しての導通配線作業がしやすい形状であればよい。

なお、各端子２２、２３、これらにそれぞれ対応する各介在端子２５、２６の形態を、図示する例のように等しいサイズの略半弧状とすることで、端子２２−介在端子２５間、端子２３−介在端子２６間に略円形のいわばスルーホール形状を形成することは、望ましい形態である。後述する導通用部材をこのスルーホールに添加して導通配線とすることは、作業がわかりやすく、単純であり、容易に作業することができるからである。

図３は、本発明の電子回路の消費電流計測用構造を有する電子回路使用製品の要部構成例（その１）を示す説明図である。図示するように、消費電流計測用の二の端子２、３と、それらの間に介在して両者を離隔する離隔部４とからなる消費電流計測用構造３１０を備えた電子回路使用製品は、本発明の範囲内である。

なお、図示するように、離隔部４が導通用部材７によって埋められてパターンＡ（８）―パターンＡ’（８’）間に導通配線が形成されている状態の消費電流計測用構造３１０を備えた電子回路使用製品も、もちろん本発明の範囲内である。導通用部材７としては従来公知のものを適宜用いればよい。たとえば、はんだを好適に用いることができる（後述図４でも同様）。

図４は、本発明の電子回路の消費電流計測用構造を有する電子回路使用製品の要部構成例（その２）を示す説明図である。図示するように、消費電流計測用の二の端子２２、２３と、両端子２２、２３間に介在して両者を離隔する離隔部２４とからなり、離隔部２４が各端子２２、２３と非接触に、両端子２２−２３間に設けられた介在配線（パターンＢ）２４であって、介在配線（パターンＢ）２４の各端部２５、２６は端子２２、２３に対応する端子（介在端子）２５、２６である消費電流計測用構造４１０を備えた電子回路使用製品は、本発明の範囲内である。

なお、図示するように、離隔部（介在配線、パターンＢ）２４の介在端子２５、２６と各端子２２、２３との間が導通用部材２７によって埋められてパターンＡ（２８）―パターンＢ（２４）―パターンＡ’（２８’）間に導通配線が形成されている状態の消費電流計測用構造４１０を備えた電子回路使用製品も、もちろん本発明の範囲内である。

以上説明した消費電流計測用構造１０（２１０等）により電子回路の消費電流を計測する方法であって、両端子２、３（２２、２３）間に電流計９（２９）を接続して消費電流を計測し、その後、離隔部４（２４）を導通させる、電子回路の消費電流計測方法も、本発明の範囲内である。

さらに、以上説明した消費電流計測用構造１０（２１０等）を使用した製品を製造する方法であって、消費電流計測過程において両端子２、３（２２、２３）間に電流計９（２９）を接続して消費電流を計測し、その後、離隔部４（２４）を導通させて配線を完成する電子回路使用製品製造方法もまた、本発明の範囲内である。

本発明の回路の消費電流計測用構造、消費電流計測方法、電子回路使用製品、およびその製造方法によれば、特別な部品を備える必要なく、パターンカット再導通作業を要する手間もなく、より簡便、容易かつコストのかからない方法によって製品開発段階における消費電流測定を行うことができ、製品の必要電流の選定を行うことができるしたがって、あらゆる電子回路使用製品の製造、使用分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

２、３、２２、２３…消費電流計測用の端子（端子）
４…離隔部（間隙）
８、２８…電子回路パターンＡ
８’、２８’…電子回路パターンＡ’
９、２９…電流計
１０、２１０、３１０、４１０…電子回路の消費電流計測用構造
２４…離隔部（介在配線）
２５、２６…介在端子
７、２７…導通用部材
５４…電子回路パターン
５８、６８…電子回路パターンＡ
５８’、６８’…電子回路パターンＡ’
５９…電流計
６４電流センサＩＣ
６５…ＣＰＵ

Claims (7)

1. 電子回路の消費電流計測用の電子回路中の構造であって、
   消費電流計測用の二の端子と、
   該両端子間に介在し両者を離隔する離隔部とからなる
   ことを特徴とする、電子回路の消費電流計測用構造。
2. 前記離隔部は前記両端子間の間隙であることを特徴とする、請求項１に記載の電子回路の消費電流計測用構造。
3. 前記離隔部は前記各端子と非接触に、該両端子間に設けられた配線（以下、「介在配線」という。）であり、該介在配線の各端部は該端子に対応する端子（以下、「介在端子」という。）であることを特徴とする、請求項１に記載の電子回路の消費電流計測用構造。
4. 前記端子および前記介在端子が略半弧状であることを特徴とする、請求項３に記載の電子回路の消費電流計測用構造。
5. 請求項１、２、３、４のいずれかに記載の消費電流計測用構造を備えていることを特徴とする、電子回路使用製品。
6. 請求項１、２、３、４のいずれかに記載の消費電流計測用構造により電子回路の消費電流を計測する方法であって、前記両端子間に電流計を接続して消費電流を計測し、その後、前記離隔部を導通させることを特徴とする、電子回路の消費電流計測方法。
7. 請求項１、２、３、４のいずれかに記載の消費電流計測用構造を使用した製品を製造する方法であって、消費電流計測過程において前記両端子間に電流計を接続して消費電流を計測し、その後、前記離隔部を導通させて配線を完成することを特徴とする、電子回路使用製品製造方法。
   

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