JP2022180876A - Circuit structure - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、回路構成体に関する。 The present disclosure relates to circuitry.
特許文献1は、FET(電界効果トランジスタ)によって、導電部材の通電状態を制御する回路構成体を開示している。当該回路構成体において、FETが導電部材に支持されており、FETを制御するための基板が導電部材から離れて配置されている。FETにおける一部の端子が導電部材に接続され、他の一部の端子が基板と接続されている。 Patent Literature 1 discloses a circuit structure that controls the energization state of a conductive member using an FET (Field Effect Transistor). In the circuit structure, an FET is supported by a conductive member, and a substrate for controlling the FET is spaced apart from the conductive member. Some terminals of the FET are connected to the conductive member, and some other terminals are connected to the substrate.
特許文献1に記載されたような回路構成体に、導電部材の電流値を検知する電流検知部が組み込まれる場合に、損失及び発熱が抑制されることが望まれている。 When a current detector for detecting a current value of a conductive member is incorporated in a circuit structure as disclosed in Patent Document 1, it is desired to suppress loss and heat generation.
そこで、損失及び発熱を抑制しつつ電流検知部が回路構成体に組み込まれることができる技術を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a technology that enables a current detection unit to be incorporated into a circuit structure while suppressing loss and heat generation.
本開示の回路構成体は、導電部と、前記導電部に実装されて、前記導電部の通電のオンオフを切り替える半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を制御する制御部と、前記制御部が実装された基板とを含む制御基板と、前記導電部の電流によって生じる磁気に基づいて前記導電部の電流値を検知する少なくとも1つの磁気センサと、を備え、前記磁気センサは、前記基板における前記導電部と対向するように配置された部分に実装されている、回路構成体である。 A circuit configuration body of the present disclosure includes a conductive portion, a semiconductor switching element mounted on the conductive portion to switch ON/OFF of energization of the conductive portion, a control portion for controlling the semiconductor switching element, and the control portion mounted. and at least one magnetic sensor for detecting a current value of the conductive portion based on magnetism generated by the current of the conductive portion, wherein the magnetic sensor detects the conductive portion of the substrate. It is a circuit configuration body mounted on a portion arranged so as to face the portion.
本開示によれば、損失及び発熱を抑制しつつ電流検知部が回路構成体に組み込まれることができる。 According to the present disclosure, the current detector can be incorporated into the circuit structure while suppressing loss and heat generation.
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiments of the Present Disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure are listed and described.
本開示の回路構成体は、次の通りである。 The circuitry of the present disclosure is as follows.
(1)導電部と、前記導電部に実装されて、前記導電部の通電のオンオフを切り替える半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子を制御する制御部と、前記制御部が実装された基板とを含む制御基板と、前記導電部の電流によって生じる磁気に基づいて前記導電部の電流値を検知する少なくとも1つの磁気センサと、を備え、前記磁気センサは、前記基板における前記導電部と対向するように配置された部分に実装されている、回路構成体である。電流検知部として磁気センサが設けられることによって、測定対象の電流が電流検知部に流れることが抑制される。これにより、損失及び発熱を抑制しつつ、電流検知部が回路構成体に組み込まれることができる。 (1) A conductive portion, a semiconductor switching element mounted on the conductive portion to switch ON/OFF of the energization of the conductive portion, a control portion for controlling the semiconductor switching element, and a substrate on which the control portion is mounted. a control board including a is a circuit assembly mounted on a portion located in the By providing the magnetic sensor as the current detector, the current to be measured is suppressed from flowing to the current detector. This allows the current detector to be incorporated into the circuit structure while suppressing loss and heat generation.
(2)(1)の回路構成体において、前記基板における前記磁気センサが実装された部分と前記導電部との間隔が、前記導電部における前記半導体スイッチング素子が実装された部分と前記基板との間隔よりも小さくてもよい。これにより、磁場のより大きい導電部の近くに磁気センサが配置されることができることによって、磁気センサによる検知精度の向上が図られる。また、基板が半導体スイッチング素子と離れて配置されることができることによって、制御部が半導体スイッチング素子の熱の影響を受けにくくなる。 (2) In the circuit structure of (1), the distance between the portion of the substrate where the magnetic sensor is mounted and the conductive portion is the distance between the portion of the conductive portion where the semiconductor switching element is mounted and the substrate. It may be smaller than the interval. As a result, the magnetic sensor can be arranged near the conductive portion having a larger magnetic field, thereby improving the detection accuracy of the magnetic sensor. In addition, since the substrate can be arranged apart from the semiconductor switching elements, the control section is less likely to be affected by the heat of the semiconductor switching elements.
(3)(1)又は(2)の回路構成体において、前記制御部に供給される電源が、前記磁気センサに供給されてもよい。これにより、磁気センサの電源用の配線を簡略化できる。 (3) In the circuit configuration body of (1) or (2), power supplied to the control unit may be supplied to the magnetic sensor. This simplifies the wiring for the power supply of the magnetic sensor.
(4)(1)から(3)のいずれか1つの回路構成体において、前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記導電部及び前記磁気センサの両側方を覆う第1側方シールド部及び第2側方シールド部を備えてもよい。これにより、磁気センサによる検知結果にノイズがのることを第1側方シールド部及び第2側方シールド部が抑制できることによって、磁気センサの検知精度の向上が図られる。 (4) In the circuit structure according to any one of (1) to (3), a first side shield covering both sides of the conductive portion and the magnetic sensor at a portion facing the conductive portion and the magnetic sensor. and a second side shield portion. As a result, the first side shield portion and the second side shield portion can suppress noise from appearing in the detection result of the magnetic sensor, thereby improving the detection accuracy of the magnetic sensor.
(5)(4)の回路構成体において、前記第1側方シールド部と、前記第2側方シールド部と、前記第1側方シールド部及び前記第2側方シールド部をつなぐ連結部とを有するシールド部材が設けられていてもよい。これにより、磁気センサによる検知結果にノイズがのることをシールド部材が抑制できることによって、磁気センサの検知精度の向上が図られる。 (5) In the circuit structure of (4), the first side shield portion, the second side shield portion, and the connection portion connecting the first side shield portion and the second side shield portion A shield member may be provided. As a result, the shield member can suppress noise from being added to the detection result of the magnetic sensor, thereby improving the detection accuracy of the magnetic sensor.
(6)(1)から(5)のいずれか1つの回路構成体において、前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記導電部の外側に前記導電部と対向するように配置された第1外側シールド部と、前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記基板の外側に前記基板と対向するように配置された第2外側シールド部と、を備えてもよい。これにより、磁気センサによる検知結果にノイズがのることを第1外側シールド部及び第2外側シールド部が抑制できることによって、磁気センサの検知精度の向上が図られる。 (6) In the circuit structure according to any one of (1) to (5), the conductive portion is arranged outside the conductive portion so as to face the magnetic sensor in the portion facing the magnetic sensor. A first outer shield part and a second outer shield part arranged outside the substrate so as to face the substrate at a portion where the conductive portion and the magnetic sensor face each other may be provided. As a result, the first outer shield portion and the second outer shield portion can suppress noise from appearing in the detection result of the magnetic sensor, thereby improving the detection accuracy of the magnetic sensor.
(7)(1)から(6)のいずれか1つの回路構成体において、前記導電部の電流値を差動検出するための第1磁気センサ及び第2磁気センサが設けられていてもよい。これにより、第1磁気センサ及び第2磁気センサそれぞれの検知結果にノイズがのった場合でも、第1磁気センサ及び第2磁気センサの検知結果に基づいた差動検出がなされることによって、当該ノイズを打ち消すことができ、検知精度の向上が図られる。 (7) In any one of (1) to (6), a first magnetic sensor and a second magnetic sensor may be provided for differentially detecting the current value of the conductive portion. As a result, even if noise is added to the detection results of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor, the differential detection is performed based on the detection results of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor. Noise can be canceled, and detection accuracy can be improved.
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の回路構成体の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
A specific example of the circuit structure of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of the claims.
[実施形態1]
以下、実施形態1にかかる回路構成体について説明する。図1は実施形態1にかかる回路構成体10を示す概略平面図である。図2は実施形態1にかかる回路構成体10を示す概略側面図である。図3は実施形態1にかかる回路構成体10を示す概略正面図である。図4は図1のIV-IV線に沿った断面図である。図5は回路構成体10における電力線の経路を示す概略ブロック図である。
[Embodiment 1]
A circuit configuration body according to the first embodiment will be described below. FIG. 1 is a schematic plan view showing a
回路構成体10は、例えば、車両において比較的大きな電流が流れる導電経路に設けられて、当該導電経路のスイッチング装置として機能する。導電経路は、例えば、電気自動車又はハイブリッド自動車等におけるバッテリからモータへ電力供給がなされる経路である。回路構成体10は、導電部20と半導体スイッチング素子30と制御基板40と磁気センサ50とを備える。ここでは回路構成体10は、接続用基板60及び筐体70をさらに備える。
The
導電部20は、第1バスバー21及び第2バスバー22を備える。第1バスバー21及び第2バスバー22は、例えば金属製であり、矩形板状に形成されている。第1バスバー21の一端部及び第2バスバー22の一端部のうちいずれか一方が入力部とされ、他方が出力部とされる。第1バスバー21の一端部及び第2バスバー22の一端部には、それぞれボルトが設けられてもよい。各バスバー21、22は、ボルトを介して、外部の配線部材の端部に設けられた端子54と接続されてもよい。第1バスバー21の他端部及び第2バスバー22の他端部が、半導体スイッチング素子30を介して電気的に接続される。
The
本例の導電部20は、介在導電部23をさらに備える。介在導電部23は、第1バスバー21及び第2バスバー22に電流Iが流れる経路に沿って、第1バスバー21及び第2バスバー22の間に介在する。第1バスバー21及び第2バスバー22は、介在導電部23を介して電気的に接続される。介在導電部23は、バスバーなどであってもよい。介在導電部23は回路基板における導電路であってもよい。もっとも、介在導電部23は省略されてもよい。第1バスバー21及び第2バスバー22は、介在導電部23を介さずに電気的に接続されてもよい。
The
半導体スイッチング素子30は、導電部20に実装される。半導体スイッチング素子30は、導電部20の通電のオンオフを切り替える。半導体スイッチング素子30は、素子本体31と端子とを含む。素子本体31は、例えば扁平な直方体状に形成されている。半導体スイッチング素子30における端子として、第1端子32、第2端子33及び第3端子34が設けられる。本例では、第1端子32は素子本体31の下面に設けられる。第2端子33及び第3端子34は素子本体31の側面に設けられる。以下では、半導体スイッチング素子30がFET30であるものとして説明される。この場合、第1端子32及び第2端子33のいずれか一方がドレイン端子であり、他方がソース端子である。また、第3端子34が、ゲート端子である。
The
ここでは第1バスバー21及び第2バスバー22のそれぞれにFET30が実装されている。第1バスバー21に実装されたFET30Aにおいて、第1端子32が第1バスバー21に接続され、第2端子33が介在導電部23に接続されている。第2バスバー22に実装されたFET30Bにおいて、第1端子32が第2バスバー22に接続され、第2端子33が介在導電部23に接続されている。FET30AとFET30Bとは、第1バスバー21及び第2バスバー22間に流れる電流Iの向きに沿って、互いに逆向きに実装されている。これにより、導電部20に流れる電流Iが大電流であっても、より確実に導電部の通電をオフできる。FET30Aの第3端子34及びFET30Bの第3端子34は、接続用基板60に接続されている。
Here,
なお、導電部20においてFET30が実装される面は任意である。図3に示す例では、導電部20のうち基板41を向く面にFET30が実装されているが、これとは反対側の面にFET30が実装されていてもよい。また、各端子54とその接続先との電気的な接続態様は、適宜設定可能であり、例えば半田などによって接続されてもよい。
The surface of the
制御基板40は、半導体スイッチング素子30のオンオフを制御する。制御基板40は、基板41と制御部42とを含む。制御基板40には外部接続用コネクタ43が設けられる。
The
基板41は矩形状をなす。基板41は、絶縁部及び導電路を有する。基板41は、導電路が絶縁部の片面のみに設けられた片面基板であってもよい。基板41は、導電路が絶縁部の両面に設けられた両面基板であってもよい。基板41は、導電路が絶縁部の両面及び内部に3層以上設けられた多層基板であってもよい。基板41は、曲げ困難な剛性を有するリジッド基板である。基板41は、曲げ容易な剛性を有するフレキシブル基板であってもよい。基板41には、制御部42及び外部接続用コネクタ43が実装されている。基板41には、基板接続用コネクタ62との接続部が設けられる。基板41には、ネジ止め用の挿通孔41hが形成されている。基板41の下面と導電部20の上面とは、間隔を隔てて対向する。基板41と導電部20とは互いに平行である。基板41は、FET30の素子本体31と接していない。
The
基板41の大きさ及び導電部20と基板41とが対向する領域の大きさは任意である。図1に示す例では、基板41は第1バスバー21の一端部及び第2バスバー22の一端部を除く部分と対向する。基板41の一部は、第1バスバー21の他端部及び第2バスバー22の他端部の外にはみ出し、導電部20と対向していない。基板41のうち導電部20と対向していない部分に、接続用基板60との接続部及び外部接続用コネクタ43が設けられている。
The size of the
制御部42は、半導体スイッチング素子30を制御する。制御部42は、例えばマイクロプロセッサなどの制御素子と駆動回路とを含む。制御部42及び外部接続用コネクタ43が、基板41の導電路を介して電気的に接続されている。制御部42には、外部接続用コネクタ43を介して電源が供給される。また、制御部42は、外部接続用コネクタ43を介して車両に搭載される電子制御ユニット(ECU)などの上位制御部と接続される。制御素子は、外部接続用コネクタ43を介してECUと通信する。また、制御素子は、FET30のオンオフを切り替えるための制御信号を駆動回路へ出力する。駆動回路は、制御素子から入力された制御信号に応じて、FET30のオンオフを切り替えるための電圧をFET30のゲート端子に印加する。
磁気センサ50は、導電部20の電流Iによって生じる磁気に基づいて導電部20の電流Iの値を検知する。磁気センサ50は、予め定められた感度軸52aに沿って通過する磁束を最も高い感度で計測する。本例の磁気センサ50は、導電部20を囲むコアを有しない、いわゆるコアレスタイプの磁気センサ50である。磁気センサ50は、磁気検知素子52(磁電変換素子ともいう)を含む。磁気検知素子52は、ホール素子又は磁気抵抗(MR)素子などであってもよい。磁気検知素子52は、感度軸52aの方向に沿った磁場Bを感知し、当該磁場Bをセンサ電圧などのセンサ信号に変換し、当該センサ信号を出力する。磁気センサ50は、磁気検知素子52からの出力信号を増幅するアンプ53等を含んでもよい。磁気センサ50は、磁気検知素子52からの出力信号に基づいて導電部20に流れる電流Iの値を算出する信号処理回路を含んでいてもよい。また、磁気センサ50は、磁気センサ50から出力される信号、磁気センサ50に入力される信号を、アナログ信号とデジタル信号との間で変換する変換回路を含んでもよい。
The
本例の磁気センサ50は、磁気検知素子52及びアンプ53等を含む回路がパッケージングされて、集積回路(IC)チップとして構成されている。磁気センサ50は、センサ本体51と端子54とを有する。センサ本体51は、磁気検知素子52及びアンプ53等を有する。もっとも、磁気センサ50としてセンサICが用いられる必要はなく、磁気検知素子52、アンプ53等を含む回路が、基板41上に実装されてもよい。
The
ここでは磁気センサ50は1つのみ設けられている。磁気センサ50は複数設けられていてもよい。磁気センサ50は少なくとも1つ設けられているとよい。磁気センサ50は、基板41のうち導電部20と対向するように配置された部分に実装されている。基板41のうち磁気センサ50が実装された部分をセンサ実装領域41aと称することがある。
Only one
磁気センサ50は、導電部20と非接触となるように導電部20と間隔をあけて配置されると良い。ここでは磁気センサ50は、第1バスバー21の電流Iを検知するため、第1バスバー21と対向するように配置される。第1バスバー21のうち入力部又は出力部とされる一端部が外部接続領域21aとされる。また、第1バスバー21のうち半導体スイッチング素子30が実装される他端部がスイッチ実装領域21bとされる。第1バスバー21のうち外部接続領域21aとスイッチ実装領域21bとの間の部分に、磁気センサ50が対向配置される。第1バスバー21のうち磁気センサ50が対向配置される部分が検知対象領域21cとされる。
It is preferable that the
ここでは制御部42に供給される電源が、磁気センサ50に供給される。例えば制御部42は、外部接続用コネクタ43及びこれに接続されるワイヤハーネスなどを介して、図5に示されるように外部の電源S(例えば車載バッテリ)と接続される。外部接続用コネクタ43に入力される電源を用いて、制御部42の制御素子及び駆動回路が駆動する。外部接続用コネクタ43に入力される電源が基板41上で分電されて磁気センサ50に供給される。基板41には、外部接続用コネクタ43に入力される電源を制御部42と磁気センサ50とに分電する電源分配回路が設けられる。なお、基板41には、外部接続用コネクタ43に入力される電源電圧を降圧するためのDC-DCコンバータが設けられてもよい。外部接続用コネクタ43に入力される電源電圧が予め降圧されていてもよい。
Here, the power supplied to the
基板41において磁気センサ50が実装される面は任意である。図3に示す例では、基板41のうち導電部20を向く面に磁気センサ50が実装されているが、これとは反対側の面に磁気センサ50が実装されていてもよい。同様に、基板41において制御部42及び外部接続用コネクタ43が実装される面についても任意である。
The surface of the
磁気センサ50は、センサ制御部90(図12参照)によって制御される。センサ制御部90は、磁気センサ50の全体動作を制御する。センサ制御部90は、例えば演算回路91及び記憶回路92を含む。演算回路91は、例えばマイクロプロセッサで構成され、記憶回路92に格納されたデータ及びプログラムを読み出して種々の演算処理を行い、各種の機能を実現する。記憶回路92は、センサ制御部90の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体であり、例えばフラッシュメモリで構成される。なお、センサ制御部90は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。
The
センサ制御部90は、制御部42とは別に基板41に設けられてもよい。制御部42が、センサ制御部90を兼ねてもよい。センサ制御部90は、回路構成体10の外部に設けられてもよい。例えば、センサ制御部90は、外部接続用コネクタ43を介して接続されるECUなどであってもよい。
The
接続用基板60は、第3端子34と制御部42とを接続するための回路基板である。接続用基板60は、上記基板41と同様に絶縁部及び導電路を有する。接続用基板60の導電路には、第3端子34が電気的に接続される。接続用基板60には、基板接続用コネクタ62が実装される。基板41と接続用基板60とが、基板接続用コネクタ62を介して電気的に接続されている。制御部42と第3端子34とが、基板41に設けられた導電路、基板接続用コネクタ62及び接続用基板60に設けられた導電路などを介して電気的に接続されている。なお、第3端子34と制御部42との接続に、接続用基板60が用いられていなくてもよい。例えば、第3端子34が棒状のバスバーに接続され、棒状のバスバーが基板41に接続されてもよい。
The
筐体70は、収容本体71とカバー72とを含む。導電部20、制御基板40及び接続用基板60は、所定の電気的な接続箇所以外で互いに絶縁された状態で収容本体71に支持される。例えば、収容本体71には、導電部20及び接続用基板60を収める溝が形成される。また、収容本体71には、基板41を支持するボス71aが形成される。ボス71aは3つ以上設けられるとよい。各ボス71aは、収容本体71に収容された導電部20よりも上方に向けて延びる。これにより、導電部20と基板41とが間隔をあけて対向することができる。各ボス71aには、ネジ穴が形成されている。基板41がボス71aに支持されつつ各挿通孔41hが対応するボス71aのネジ穴と連通した状態で、ネジ73が締められることによって、基板41が収容本体71に固定される。この際、基板41は、基板接続用コネクタ62を介して接続用基板60と電気的に接続されるようにして収容本体71に取付けられる。これにより、制御部42とFET30における第3端子34とが電気的に接続される。
The
カバー72は、収容本体71の一部を覆う。収容本体71及びカバー72に覆われる空間に、導電部20の一部、FET30、制御基板40、磁気センサ50及び接続用基板60が収容される。第1バスバー21の一端部(外部接続領域21a)及び第2バスバー22の一端部は、カバー72の外方に延びる。第1バスバー21の一端部(外部接続領域21a)及び第2バスバー22の一端部は、カバー72に覆われずに露出する。
The
<効果等>
本開示の回路構成体10によると、電流検知部として磁気センサ50が設けられることによって、損失及び発熱を抑制しつつ、電流検知部が回路構成体10に組み込まれることができる。より詳細には、例えば、電流検知部として、シャント抵抗が組み込まれた場合、測定対象の電流Iがシャント抵抗に流れることによって、シャント抵抗における損失、発熱等が大きくなる恐れがある。これに対して、電流検知部として磁気センサ50が設けられると、導電部20の電流Iが電流検知部に流れることが抑制されることにより、損失及び発熱を抑制できる。
<Effects, etc.>
According to the
また、磁気センサ50が導電部20と非接触で導電部20の電流Iの値を検知可能である。これにより、導電部20と電流検知部との絶縁が省略又は簡略化されることができる。
Further, the
また、電流検知部として、シャント抵抗が組み込まれた場合、シャント抵抗と接続される配線部材の引き回しによって、コストアップ要因となり得る。これに対して、回路構成体10では、基板41に磁気センサ50が実装されていることによって、磁気センサ50のための配線を簡略化できる。また、磁気センサ50が制御基板40の基板41に実装されていることによって、磁気センサ50を実装するために別途基板41を設けずに済む。これにより、電流検知部が設けられることによるコストアップを抑制できる。
In addition, when a shunt resistor is incorporated as the current detection unit, the routing of wiring members connected to the shunt resistor may increase the cost. On the other hand, in the
また、制御部42に供給される電源が、磁気センサ50に供給される。これにより、磁気センサ50の電源用の配線を簡略化できる。また、磁気センサ50の電源用の配線部材を別途設けずに済む。
Also, the power supplied to the
[実施形態2]
実施形態2にかかる回路構成体について説明する。図6は実施形態2にかかる回路構成体110を示す概略側面図である。なお、本実施形態の説明において、これまで説明したものと同様構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。以下の各実施形態及び各変形例の説明においても同様である。
[Embodiment 2]
A circuit configuration body according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a schematic side view showing the
回路構成体110において、基板41のうちセンサ実装領域41aと導電部20のうち検知対象領域21cとの間隔D1が、導電部20のうちスイッチ実装領域21bと基板41のうち半導体スイッチング素子30と対向する部分との間隔D2よりも小さい。これにより、磁場Bのより大きい導電部20の近くに磁気センサ50が配置されることができることによって、磁気センサ50による検知精度の向上が図られる。また、制御基板40が、半導体スイッチング素子30と離れて配置されることができることによって、制御部42が半導体スイッチング素子30の熱の影響を受けにくくなる。
In the
導電部20と基板41との間隔は、間隔変更部21dによって変更される。本例では、当該間隔変更部21dが、導電部20に設けられている。より詳細には、第1バスバー121の一端部が他端部よりも基板41に近づくように、第1バスバー121の中間部が曲がっている。第1バスバー121のうちこの厚み方向に曲がっている部分が間隔変更部21dとされる。間隔変更部21dは、外部接続領域21aとスイッチ実装領域21bとの間に設けられている。間隔変更部21dは、検知対象領域21cとスイッチ実装領域21bとの間に設けられている。外部接続領域21aと検知対象領域21cとは同じ高さである。外部接続領域21aが検知対象領域21cよりも下方に位置するように、第1バスバー121が外部接続領域21aと検知対象領域21cとの間で曲がっていてもよい。第1バスバー121の一端部(外部接続領域21a)と第2バスバー22の一端部とは同じ高さであってもよいし、異なる高さであってもよい。
The distance between the
もっとも、間隔変更部21dが、導電部20に設けられていることは必須の構成ではない。間隔変更部は、基板41に設けられていてもよい。間隔変更部が基板41に設けられる場合、基板41が部分的に積層されるなどして底上げされた部分が間隔変更部とされてもよい。
However, it is not an essential configuration that the
[実施形態3]
実施形態3にかかる回路構成体について説明する。図7は実施形態3にかかる回路構成体210を示す概略側面図である。図8は実施形態3にかかる回路構成体210を示す概略断面図である。
[Embodiment 3]
A circuit configuration body according to the third embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic side view showing a
回路構成体210は、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82を備える。導電部20と磁気センサ50との対向部分において、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82が、導電部20及び磁気センサ50の両側方を覆う。これにより、磁気センサ50による検知結果にノイズがのることを第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82が抑制できることによって、磁気センサ50の検知精度の向上が図られる。
The
本例では、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82を有する1つのシールド部材80が設けられる。これにより、磁気センサ50による検知結果にノイズがのることをシールド部材80が抑制できることによって、磁気センサ50の検知精度の向上が図られる。第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82は、1つのシールド部材80の一部である。シールド部材80は、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82をつなぐ連結部83を有する。連結部83は、導電部20の外側に設けられる。
In this example, one
本例では、シールド部材80をインサート物として、収容本体71がインサートモールド成形されている。これにより、シールド部材80が収容本体71の所定の位置に設けられる。また、収容本体71によってシールド部材80と導電部20とが絶縁されることができる。連結部83が収容本体71に埋まっている。第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82は、収容本体71から延び出ている。第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82は、収容本体71に埋まっていてもよい。
In this example, the containing
シールド部材80及び収容本体71は互いに別に成形された部材であってもよい。収容本体71にシールド部材80が後付けされる。この場合、収容本体71とは別の絶縁部材によって、シールド部材80と導電部20とが絶縁されてもよい。
The
本例では、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82の少なくとも一方(ここでは第1側方シールド部81)が基板41を貫通している。基板41には、第1側方シールド部81を貫通させるための凹部41bが設けられている。これにより、基板41が収容本体71に固定される前に予めシールド部材80が収容本体71に設けられていても、第1側方シールド部81が凹部41bを貫通することができることによって、簡易に基板41を収容本体71における所定の位置に配置することができる。もっとも、第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82の少なくとも一方が基板41を貫通している必要はない。
In this example, at least one of the first
[実施形態4]
実施形態4にかかる回路構成体について説明する。図9は実施形態4にかかる回路構成体310を示す概略側面図である。図10は実施形態4にかかる回路構成体310を示す概略断面図である。
[Embodiment 4]
A circuit configuration body according to the fourth embodiment will be described. FIG. 9 is a schematic side view showing a
回路構成体310は、第1外側シールド部84と第2外側シールド部86とを備える。第1外側シールド部84は、導電部20と磁気センサ50との対向部分において、導電部20の外側に導電部20と対向するように配置されている。第2外側シールド部86は、導電部20と磁気センサ50との対向部分において、基板41の外側に基板41と対向するように配置されている。これにより、磁気センサ50による検知結果にノイズがのることを第1外側シールド部84及び第2外側シールド部86が抑制できることによって、磁気センサ50の検知精度の向上が図られる。
本例では、第1外側シールド部84と第2外側シールド部86とが互いに別の部材として設けられている。第1外側シールド部84は収容本体71に設けられる。第2外側シールド部86は、カバー72に設けられる。
In this example, the first
本例では、第1外側シールド部84が収容本体71に埋まっている。第1外側シールド部84をインサート物として、収容本体71がインサートモールド成形されている。これにより、第1外側シールド部84が収容本体71の所定の位置に設けられる。また、収容本体71によって第1外側シールド部84と導電部20とが絶縁されることができる。
In this example, the first
第1外側シールド部84及び収容本体71が、互いに別に成形された部材であってもよい。収容本体71に第1外側シールド部84が後付けされてもよい。収容本体71の内面又は外面に第1外側シールド部84が設けられてもよい。第1外側シールド部84及び収容本体71は、例えば接着材又はネジ止め等によって固定されてもよい。
The first
本例では、第2外側シールド部86及びカバー72は、互いに別に成形された部材である。カバー72に第2外側シールド部86が後付けされる。カバー72の内面又は外面に第2外側シールド部86が設けられる。第2外側シールド部86及びカバー72は、例えば接着材又はネジ止め等によって固定される。
In this example, the second
第2外側シールド部86がカバー72に埋まっていてもよい。第2外側シールド部86をインサート物として、カバー72がインサートモールド成形されていてもよい。これにより、第2外側シールド部86がカバー72の所定の位置に設けられる。また、カバー72によって第2外側シールド部86が周囲の部材と絶縁されることができる。
The second
実施形態3のシールド部材80における連結部83が第1外側シールド部84の位置に配置されるように、第1外側シールド部84に代えてシールド部材80が設けられていてもよい。この場合、磁気センサ50の四方にシールド部が設けられる。つまり、磁気センサ50の両側方をシールド部材80における第1側方シールド部81及び第2側方シールド部82が覆い、磁気センサ50の下方をシールド部材80における連結部83(第1外側シールド部)が覆い、磁気センサ50の上方を第2外側シールド部86が覆う。
The
[実施形態5]
実施形態5にかかる回路構成体について説明する。図11は実施形態5にかかる回路構成体410を示す概略側面図である。図12は差動検出部の機能構成図である。
[Embodiment 5]
A circuit configuration body according to the fifth embodiment will be described. FIG. 11 is a schematic side view showing a
回路構成体410には、導電部20の電流I値を差動検出するための第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bが設けられている。これにより、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bそれぞれの検知結果にノイズがのった場合でも、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bの検知結果に基づいた差動検出がなされることによって、当該ノイズを打ち消すことができ、検知精度の向上が図られる。
The
より詳細には、図11に示す例では、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、第1バスバー21において電流が流れる方向に沿って並ぶように、互いに近接した位置に配置される。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bには、互いに同じ向きで且つ同程度の大きさの導電部20からの磁場Bが入力される。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、感度軸52aの向きが互いに逆向きとなるように配置されている。
More specifically, in the example shown in FIG. 11 , the first
ここで、各磁気センサ50A、50Bに入力される磁場には、導電部20からの磁場Bだけでなく、外乱磁場のようなノイズも含まれることが想定される。このようなノイズは、磁気センサ50A、50Bの配置位置を近接させることにより、各磁気センサ50A、50Bに対して、互いに同じ向きで且つ同程度の大きさで入力されると考えられる。このため、各磁気センサ50A、50Bの差分を利用して、ノイズを相殺することができる。
Here, it is assumed that the magnetic field input to each of the
本例では、図12に示すように、各磁気センサ50A、50Bからの出力信号は、センサ制御部90に送られる。センサ制御部90には、演算回路91、記憶回路92等が設けられている。記憶回路92は、電流Iの値の算出に必要な定数などが記憶されている。演算回路91は、磁気センサ50A、50Bの出力信号及び記憶回路92に記憶された値に基づいて、磁気センサ50A、50Bの出力信号の差分を利用して、ノイズを除去した第1バスバー21に流れる電流Iの値を算出する。これにより、測定対象の電流Iの大きさを精度良く測定可能となる。
In this example, as shown in FIG. 12, output signals from the
図13は第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bの配置例の変形例を示す概略正面図である。
FIG. 13 is a schematic front view showing a modification of the arrangement of the first
図13に示す例では、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、第1バスバー21の幅方向に沿って並ぶように、互いに近接した位置に配置される。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bには、互いに同じ向きで且つ同程度の大きさの導電部20からの磁場Bが入力される。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、感度軸52aの向きが互いに逆向きとなるように配置されている。図11に示す例では、図13に示す例よりも、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bに入力される側方から外乱磁場の大きさの差異が小さくなる。
In the example shown in FIG. 13 , the first
図14は第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bの配置例の別の変形例を示す概略正面図である。
FIG. 14 is a schematic front view showing another modified example of the arrangement of the first
図14に示す例では、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、基板41の両面に分かれて実装される。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、平面視において基板41の同じ位置に実装される。これにより、複数の磁気センサ50が基板41に実装される場合でも、平面視において基板41のうちセンサ実装領域41aの面積の増加が抑制される。第1磁気センサ50Aに入力される導電部20からの磁場Bの向きと第2磁気センサ50Bに入力される導電部20からの磁場Bの向きとは、互いに同じ向きである。第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bは、感度軸52aの向きが互いに逆向きとなるように配置されている。第2磁気センサ50Bは、第1磁気センサ50Aよりも第1バスバー21から遠くに配置されるため、第1磁気センサ50Aに入力される導電部20からの磁場Bの大きさは、第2磁気センサ50Bに入力される導電部20からの磁場Bの大きさよりも大きくなる。このため、磁気センサ50A、50Bの出力信号の差分を利用して、ノイズを除去した第1バスバー21に流れる電流Iの値を算出する際、導電部20からの第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bの距離の差を考慮して算出されるとよい。
In the example shown in FIG. 14 , the first
[変形例]
これまで、制御部42の電源が磁気センサ50に供給されるものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。磁気センサ50の電源は、制御部42の電源とは別に供給されてもよい。この場合、例えば、外部接続用コネクタ43において、制御部42の電源用のコネクタ端子と、磁気センサ50の電源用のコネクタ端子とが設けられていてもよい。
[Modification]
So far, it has been described that the power of the
またこれまで、第1バスバー21及び第2バスバー22のそれぞれにFET30が実装されているものとして説明されたが、このことは必須の構成ではない。第1バスバー21及び第2バスバー22のいずれか一方のみにFET30が実装されていてもよい。この場合、磁気センサ50の検知対象は、第1バスバー21及び第2バスバー22のうちFET30が実装されている方のバスバーであってもよいし、FET30が実装されていない方のバスバーであってもよい。
Further, although the explanation has been made so far that the
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。例えば、実施形態3のシールド部材80、又は実施形態4のシールド部84、86が、実施形態5の回路構成体410に適用されて、第1磁気センサ50A及び第2磁気センサ50Bを覆うようにシールドが設けられてもよい。
Note that the configurations described in the above embodiments and modifications can be appropriately combined as long as they do not contradict each other. For example, the
10、110、210、310、410 回路構成体
20 導電部
21、121 第1バスバー
21a 外部接続領域
21b 実装領域
21c 検知対象領域
21d 間隔変更部
22 第2バスバー
23 介在導電部
30、30A、30B FET(半導体スイッチング素子)
31 素子本体
32 第1端子
33 第2端子
34 第3端子
40 制御基板
41 基板
41a センサ実装領域
41b 凹部
41h 挿通孔
42 制御部
43 外部接続用コネクタ
50 磁気センサ
50A 第1磁気センサ
50B 第2磁気センサ
51 センサ本体
52 磁気検知素子
52a 感度軸
53 アンプ
54 端子
60 接続用基板
62 基板接続用コネクタ
70 筐体
71 収容本体
71a ボス
72 カバー
73 ネジ
80 シールド部材
81 第1側方シールド部
82 第2側方シールド部
83 連結部
84 第1外側シールド部
86 第2外側シールド部
90 センサ制御部
91 演算回路
92 記憶回路
B 磁場
I 電流
S 電源
31 element
Claims (7)
前記導電部に実装されて、前記導電部の通電のオンオフを切り替える半導体スイッチング素子と、
前記半導体スイッチング素子を制御する制御部と、前記制御部が実装された基板とを含む制御基板と、
前記導電部の電流によって生じる磁気に基づいて前記導電部の電流値を検知する少なくとも1つの磁気センサと、
を備え、
前記磁気センサは、前記基板における前記導電部と対向するように配置された部分に実装されている、回路構成体。 a conductive portion;
a semiconductor switching element mounted on the conductive portion to switch ON/OFF of energization of the conductive portion;
a control board including a control unit for controlling the semiconductor switching element and a board on which the control unit is mounted;
at least one magnetic sensor that detects the current value of the conductive portion based on the magnetism generated by the current of the conductive portion;
with
The circuit structure body, wherein the magnetic sensor is mounted on a portion of the substrate that is arranged to face the conductive portion.
前記基板における前記磁気センサが実装された部分と前記導電部との間隔が、前記導電部における前記半導体スイッチング素子が実装された部分と前記基板との間隔よりも小さい、回路構成体。 The circuit structure according to claim 1,
A circuit structure body, wherein a distance between a portion of the substrate where the magnetic sensor is mounted and the conductive portion is smaller than a distance between a portion of the conductive portion where the semiconductor switching element is mounted and the substrate.
前記制御部に供給される電源が、前記磁気センサに供給される、回路構成体。 The circuit structure according to claim 1 or claim 2,
A circuit configuration body, wherein power supplied to the control unit is supplied to the magnetic sensor.
前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記導電部及び前記磁気センサの両側方を覆う第1側方シールド部及び第2側方シールド部を備える、回路構成体。 The circuit structure according to any one of claims 1 to 3,
A circuit structure comprising a first side shield portion and a second side shield portion covering both sides of the conductive portion and the magnetic sensor at a portion facing the conductive portion and the magnetic sensor.
前記第1側方シールド部と、前記第2側方シールド部と、前記第1側方シールド部及び前記第2側方シールド部をつなぐ連結部とを有するシールド部材が設けられている、回路構成体。 5. The circuit structure according to claim 4,
A circuit configuration including a shield member having the first side shield portion, the second side shield portion, and a connection portion connecting the first side shield portion and the second side shield portion. body.
前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記導電部の外側に前記導電部と対向するように配置された第1外側シールド部と、
前記導電部と前記磁気センサとの対向部分において、前記基板の外側に前記基板と対向するように配置された第2外側シールド部と、を備える、回路構成体。 The circuit structure according to any one of claims 1 to 5,
a first outer shield portion arranged outside the conductive portion so as to face the conductive portion at a portion where the conductive portion and the magnetic sensor face each other;
a second outer shield portion arranged outside the substrate so as to face the substrate in a portion facing the conductive portion and the magnetic sensor.
前記導電部の電流値を差動検出するための第1磁気センサ及び第2磁気センサが設けられている、回路構成体。 The circuit structure according to any one of claims 1 to 6,
A circuit configuration body provided with a first magnetic sensor and a second magnetic sensor for differentially detecting a current value of the conductive portion.
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