JP2023023772A - 電流キャンセル装置およびインピーダンス測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分のレベルを低減すると共に負荷接続ラインに供給する交流信号のレベルを大きくしたときに負荷の故障を回避する。【解決手段】負荷Ｌｏａｄに接続されている負荷接続ラインＬを流れる電流成分を負荷接続ラインＬに対して非接触で検出する非接触型電流センサ３と、非接触型電流センサ３によって検出されるノイズ信号Ｓｎをキャンセルするキャンセル信号Ｓｋを生成すると共に生成したキャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに対して非接触で注入するキャンセル信号注入部４とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分をキャンセルする電流キャンセル装置、およびその電流キャンセル装置を備えて負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置に関するものである。

この種のインピーダンス測定装置として、下記の特許文献に開示された電池用内部インピーダンス測定装置（以下、「測定装置」ともいう）が知られている。この測定装置は、交流電源供給部、交流電圧検出部、交流電流検出部および演算制御部を備え、一対の電源ラインを介して接続された負荷に直流電流を供給している状態における二次電池の内部インピーダンスを測定可能に構成されている。

この測定装置では、交流電流供給部が、二次電池に対して測定用の交流電流を供給する。この際に、交流電圧検出部が、交流電流の供給時における二次電池の両端子間に発生する交流電圧を検出し、交流電流検出部が、交流電流の供給時における二次電池に流れる交流電流を検出する。次いで、演算制御部が、交流電圧検出部によって検出された交流電圧と交流電流検出部によって検出された交流電流とに基づいて二次電池の内部インピーダンスを算出する。したがって、この測定装置では、導体で形成されている一対の電源ラインに測定用の交流信号が供給されている状態において、一対の電源ラインに直列接続されている測定対象としての二次電池のインピーダンスを測定することが可能となっている。

特開２００４－２５１６２５号公報（第３－７頁、第１図）

ところが、上記の測定装置には、以下のような課題が存在する。具体的には、スイッチング電源装置などのスイッチングノイズを発生する装置を負荷としたときに、その負荷と二次電池とを接続する接続ライン（負荷接続ライン）にスイッチングノイズが重畳して、そのスイッチングノイズが二次電池内を通過する。その際には、交流電流検出部が二次電池を流れる交流電流だけでなくスイッチングノイズも検出し、交流電圧検出部も、交流電流が流れることによる電圧だけでなく、スイッチングノイズも検出することになるため、二次電池のインピーダンスを測定する測定精度が低下する。このため、この測定精度の低下を改善すべきとの要請が存在する。また、インピーダンス測定の測定精度を高めるべく、測定用の交流信号のレベルを大きくしたときには、耐圧の低い回路素子などを負荷としたときに、大きな電流値の交流信号が負荷を通過した際に、負荷を故障させるおそれがある。このため、この負荷の故障を回避すべきとの要請も存在する。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分のレベルを低減すると共に負荷接続ラインに供給する交流信号のレベルを大きくしたときに負荷の故障を回避し得る電流キャンセル装置、およびそのような電流キャンセル装置を備えて負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを確実かつ正確に測定するインピーダンス測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明に係る電流キャンセル装置は、負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分を当該負荷接続ラインに対して非接触で検出する電流成分検出部と、前記電流成分検出部によって検出される前記電流成分をキャンセルするキャンセル信号を生成すると共に当該生成したキャンセル信号を前記負荷接続ラインに対して非接触で注入するキャンセル信号注入部とを備えている。

この電流キャンセル装置によれば、負荷においてスイッチングノイズが発生していたとしても、負荷接続ラインを流れるノイズ電流を十分に低減させることができる。また、この電流キャンセル装置によれば、負荷接続ラインに大きな電流が流れたとしても、負荷接続ラインを流れる電流を十分に低減させるため、大きな電流値の電流が流れることに起因する負荷の故障を回避することができる。

また、本発明に係る電流キャンセル装置は、前記キャンセル信号注入部は、前記キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成回路と、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号を前記負荷接続ラインに注入する注入回路とを備えて構成され、前記キャンセル信号生成回路は、前記電流成分検出部によって検出された前記電流成分を増幅すると共に位相調整して前記キャンセル信号として前記注入回路に出力する。

この電流キャンセル装置によれば、例えば、発振器を備えて、電流成分検出部によって検出された電流成分とは逆位相で同じ信号レベルのキャンセル信号を発振器で生成する構成と比較して、簡易な構成でありながら、負荷接続ライン上の電流成分を確実にキャンセルすることができる。

また、本発明に係る電流キャンセル装置は、前記注入回路は、前記負荷接続ラインが挿通される環状の第１の磁気コアと、前記第１の磁気コアに巻回された第１の巻線とで構成されて、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号が前記巻線の両端に供給されることで前記キャンセル信号を注入する。この電流キャンセル装置によれば、簡易な構成でありながら、負荷接続ライン上の電流成分を確実にキャンセルすることができる。

また、本発明に係る電流キャンセル装置は、前記第１の磁気コアは、ギャップが設けられている。この電流キャンセル装置によれば、第１の磁気コアにギャップを設けたことにより、負荷接続ラインに注入するキャンセル信号のレベルを大きくしたとしても第１の磁気コアの磁気飽和を有効に回避することができる。

また、本発明に係る電流キャンセル装置は、前記キャンセル信号注入部は、前記キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成回路と、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号を前記負荷接続ラインに注入する注入回路とを備えて構成され、前記注入回路は、前記負荷接続ラインが挿通される空芯コイルで構成され、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号が前記空芯コイルの両端に供給されることで前記負荷接続ラインに前記キャンセル信号を注入する。この電流キャンセル装置によれば、簡易な構成でありながら、キャンセル信号を負荷接続ラインに確実に注入することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、上記の電流キャンセル装置を備えて、前記負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、測定用の交流信号を生成すると共に前記測定対象に前記交流信号を供給する測定用信号供給部と、前記測定対象の両端に生じている前記交流電圧の電圧値を当該両端に接触して検出して電圧検出信号を出力する電圧検出部と、前記電圧検出信号を入力すると共に前記測定用信号供給部から前記測定対象に供給される前記交流信号の電流値および当該当該電圧検出信号によって示される前記交流電圧の電圧値に基づいて前記測定対象のインピーダンスを測定する処理部とを備えて構成されている。

このインピーダンス測定装置によれば、電流検出信号および電圧検出信号に対する電流成分の影響が回避されるため、電流検出信号や電圧検出信号の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができ、これにより、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、精度良くインピーダンスを測定することができる。また、このインピーダンス測定装置によれば、負荷接続ラインに供給する交流信号のレベル（交流電流の電流値）を大きくしたとしても、電流キャンセル装置が、第１の閉ループを流れる交流電流を十分に低減させるため、大きな電流値の交流電流が流れることに起因する負荷の故障を回避することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定対象および前記負荷が前記負荷接続ラインで接続されて閉ループを形成し、前記測定用信号供給部は、前記測定対象の両端間に前記交流電流を供給する。このインピーダンス測定装置によれば、簡易な構成のため、安価にインピーダンス測定装置を構成することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定対象は電池であって、前記測定用信号供給部は、前記電池の畜電力を交流変換する交流電子負荷で構成されると共に当該交流変換によって生成される交流信号を前記測定用の交流信号として供給し、前記測定対象および前記測定用信号供給部は接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記測定用信号供給部および前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する。

このインピーダンス測定装置によれば、交流電子負荷によって交流信号の信号レベルを高めることができるため、電流検出信号や電圧検出信号の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができる結果、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、精度良くインピーダンスを測定することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成するバイポーラ電源で構成され、前記測定対象および前記測定用信号供給部は接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記測定用信号供給部および前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する。

このインピーダンス測定装置によれば、交流バイポーラ電源によって交流信号の信号レベルを高めることができるため、電流検出信号や電圧検出信号の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができる結果、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、精度良くインピーダンスを測定することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、バイパスコンデンサを備え、前記測定対象および前記バイパスコンデンサは接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記バイパスコンデンサおよび前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する。

このインピーダンス測定装置によれば、バイパスコンデンサが、第１の閉ループを流れる電流成分を十分に低減させるため、電流検出信号および電圧検出信号に対する電流成分の影響が確実に回避される結果、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、より精度良くインピーダンスを測定することができる。また、このインピーダンス測定装置によれば、バイパスコンデンサが２つの接続点の間を交流的に殆ど短絡した状態として交流電流を第２閉ループにだけ流すため、測定対象内に供給する交流電流の電流値を大きくすることができる結果、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めて、より精度良くインピーダンスを測定することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定用信号供給部は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインに対して非接触で前記交流信号を供給する。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を供給する供給回路とを備え、前記供給回路は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインが挿通される環状の第２の磁気コアと、前記第２の磁気コアに巻回された第２の巻線とで構成されて、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号が前記第２の巻線の両端に供給されることで前記交流信号を供給する。

上記のインピーダンス測定装置によれば、第１の閉ループを形成する接続ラインを絶縁被覆電線で構成した場合であっても、絶縁被覆電線の被覆を剥がすことなく交流信号を供給することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記第２の磁気コアは、ギャップが設けられている。このインピーダンス測定装置によれば、第２の磁気コアにギャップを設けたことにより、負荷接続ラインに供給する交流信号のレベル（交流電流の電流値）を大きくしたとしても、第２の磁気コアの磁気飽和を有効に回避することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を供給する供給回路とを備えて構成され、前記供給回路は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインが挿通される空芯コイルで構成され、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号が前記空芯コイルの両端に供給されることで前記測定対象に前記交流信号を供給する。このインピーダンス測定装置によれば、簡易な構成でありながら、交流信号を負荷接続ラインに確実に供給することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定用信号供給部は、前記測定対象の両端間に前記交流電流を供給する。このインピーダンス測定装置によれば、簡易な構成のため、安価にインピーダンス測定装置を構成することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記測定対象に供給される前記交流信号の前記電流値を検出して電流検出信号として前記処理部に出力する電流検出部を備え、前記処理部は、前記交流信号を入力すると共に前記電流検出信号を直交検波して交流電流の同相成分および直交成分を生成する第１直交検波回路と、前記交流信号を入力すると共に前記電圧検出信号を直交検波して交流電圧の同相成分および直交成分を生成する第２直交検波回路と、前記第１直交検波回路から出力される前記交流電流の同相成分および直交成分と、前記第２直交検波回路から出力される前記交流電圧の同相成分および直交成分とに基づいて前記測定対象のインピーダンスを演算する演算回路とを備えている。

このインピーダンス測定装置によれば、負荷接続ラインに供給された交流信号の信号レベルが小さいときであっても、ノイズレベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めて精度良くインピーダンスを測定することができる。

また、本発明に係るインピーダンス測定装置は、前記電流キャンセル装置の前記キャンセル信号注入部は、終段としてのＤ級増幅回路を備え、当該Ｄ級増幅回路によって増幅した前記キャンセル信号を注入し、前記電流検出部によって検出された前記電流検出信号をアナログディジタル変換して電流データとして前記処理部に出力するＡ／Ｄ変換回路、および前記電圧検出部によって検出された電圧検出信号をアナログディジタル変換して電圧データとして前記処理部に出力するＡ／Ｄ変換回路を備え、前記各Ａ／Ｄ変換回路は、前記測定用信号供給部の前記Ｄ級増幅回路の動作クロックと共通の動作クロックに同期して前記アナログディジタル変換を実行する。

このインピーダンス測定装置によれば、Ｄ級増幅回路の動作クロックが負荷接続ラインに重畳したり電波伝搬したりしたとしても、動作クロックに起因するノイズが各Ａ／Ｄ変換回路によって十分に低減されるため、処理部によって行われるインピーダンスの演算処理（測定処理）において、さらに精度良くインピーダンスを測定することができる。

本発明に係る電流キャンセル装置によれば、負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分のレベルを低減すると共に負荷接続ラインに供給する交流信号のレベルを大きくしたときに負荷の故障を回避することができる。また、本発明に係るインピーダンス測定装置によれば、そのような電流キャンセル装置を備えたことにより、負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを確実かつ正確に測定することができる。

インピーダンス測定装置１の構成を示す構成図である。 インピーダンス測定装置１の他の構成を示す構成図である。 キャンセル信号注入部４によるノイズ信号Ｓｎをキャンセルする能力を示す周波数特性図である。 インピーダンス測定装置１Ａの構成を示す構成図である。 インピーダンス測定装置１Ｂの構成を示す構成図である。 インピーダンス測定装置１Ｃの構成を示す構成図である。 インピーダンス測定装置１Ｄの構成を示す構成図である。 注入回路４４Ａの構成を示す構成図である。 注入回路２５Ａの構成を示す構成図である。

以下、電流キャンセル装置およびインピーダンス測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１に示すインピーダンス測定装置１は、「電流キャンセル装置（本例では、電流キャンセル装置１０）」を備えた「インピーダンス測定装置」の一例であって、例えば、負荷Ｌｏａｄが測定対象に接続されて閉ループＬｏ１の状態となっているときの測定対象としての電池（バッテリー）Ｂａｔのインピーダンス（本例では、内部インピーダンスＺｂ）を測定可能に構成されている。この場合、測定対象の具体例としては、例えば、電池の両端電圧がＤＣ６５０Ｖ程度と高い電圧の燃料電池車（FCV：Fuel Cell Vehicle）などに用いられる電池Ｂａｔ（電池の一例）が挙げられる。また、インピーダンス測定装置１は、電池Ｂａｔに正弦波信号である後述の交流信号Ｓａｃを供給してその周波数応答を測定可能なＦＲＡ（Frequency Response Analyzer ）として構成されて、高精度なインピーダンス測定が可能となっている。

以下、例えば、回転時に電気ノイズを発生する燃料電池車のモータを負荷Ｌｏａｄとして、例えば導体である芯線が絶縁被覆された絶縁被覆ケーブル、エナメル線、および絶縁被覆されていない電線などの導体で形成されたパワーライン（以下、「負荷接続ラインＬ」ともいう）で電池Ｂａｔと負荷Ｌｏａｄとを接続した状態で、電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する例について説明する。なお、電池Ｂａｔは複数の電池セルを直列接続して構成されているが、図１では、全体として１つの電池で図示している。

インピーダンス測定装置１は、測定部２、非接触型電流センサ３、キャンセル信号注入部４、処理部５および出力部６を備えて構成されている。この場合、非接触型電流センサ３およびキャンセル信号注入部４によって電流キャンセル装置１０が構成される。

測定部２は、交流電流供給回路２１、交流電圧検出回路２２、接触型の一対のプローブＰ１，Ｐ２および接触型の一対のプローブＰ３，Ｐ４を備えて構成されている。この場合、交流電流供給回路２１は、「測定用信号供給部」および「電流検出部」を構成し、測定用の交流信号Ｓａｃを生成すると共に測定対象としての電池Ｂａｔの両端にプローブＰ１，Ｐ２を介して交流信号Ｓａｃを印加することにより、電池Ｂａｔおよび負荷Ｌｏａｄからなる閉ループＬｏ１内、並びに電池Ｂａｔおよび交流電流供給回路２１からなる閉ループＬｏ２内に交流電流Ｉａｃを供給する。また、交流電流供給回路２１は、交流信号Ｓａｃの信号レベルおよび周波数を処理部５から出力される制御信号によって制御されて周波数をスイープ（例えば、１Ｈｚ～１０ＭＨｚ）させる。ただし、周波数のスイープは必須ではなく、スイープが不要の場合には、固定周波数の交流信号Ｓａｃを生成する構成を交流電流供給回路２１に適用することもできる。また、交流電流供給回路２１は、交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す基準信号としての交流基準信号Ｓｒを出力する。また、交流電流供給回路２１は、内部に備えたカレントトランスや電流検出用抵抗などにより、電池Ｂａｔ（閉ループＬｏ２）に流れている交流電流Ｉａｃを検出して、交流電流Ｉａｃの電流値、周波数および位相を示す電流検出信号Ｓ１を出力する。交流電圧検出回路２２は、交流電流供給回路２１から交流電流Ｉａｃが供給されているときに電池Ｂａｔの両端に発生する両端電圧をプローブＰ３，Ｐ４を介して検出して、両端電圧の電圧値、周波数および位相を示す電圧検出信号Ｓ２として出力する。

非接触型電流センサ３は、いわゆるクランプ型の電流センサであって、非接触型の電流成分検出部として機能する。この非接触型電流センサ５は、負荷接続ラインＬを流れる交流の電流成分を負荷接続ラインＬ（負荷接続ラインＬの芯線（導線））に対して非接触で検出して、検出した電流成分をノイズ信号Ｓｎとしてキャンセル信号注入部４に出力する。具体的には、非接触型電流センサ５は、図１に示すように、図示しない半環状のケース内に、一対の磁気コア３ａ，３ａ、磁気コア３ａ，３ａに巻回されて絶縁被覆電線で構成される１本の巻線、および電流検出回路を備えて構成されている。なお、同図では、巻線および電流検出回路の図示を省略している。この非接触型電流センサ５では、一対の磁気コア３ａ，３ａが開閉可能に構成されており、負荷接続ラインＬをクランプする際には、図外の操作スイッチを操作することで開状態にした磁気コア３ａ，３ａの開口部位から負荷接続ラインＬを進入させ、その後に、操作スイッチを操作して磁気コア３ａ，３ａを閉状態（円環状）にすることで、磁気コア３ａ，３ａによって負荷接続ラインＬがクランプされる。負荷接続ラインＬをクランプした状態では、負荷接続ラインＬを流れる電流成分の大きさに応じて大きさが変化する磁束が磁気コア３ａ，３ａに発生し、その磁束の大きさに応じて大きさが変化する電流が巻線から出力される。電流検出回路は、巻線から出力された電流を電圧に変換することによってノイズ信号Ｓｎを生成してキャンセル信号注入部４に出力する。

キャンセル信号注入部４は、増幅回路４１、位相調整回路４２、反転増幅回路４３および注入回路４４を備えて構成され、負荷接続ラインＬを流れている電流成分をキャンセルするキャンセル信号Ｓｋを生成すると共に生成したキャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに対して非接触で注入する。この場合、増幅回路４１、位相調整回路４２および反転増幅回路４３によって「キャンセル信号生成回路」が構成される。増幅回路４１は、非接触型電流センサ３から出力されたノイズ信号Ｓｎを所定の利得で増幅して位相調整回路４２に出力する。位相調整回路４２は、入力したノイズ信号Ｓｎの位相を調整して、負荷接続ラインＬを流れている電流成分と同じ位相となるようにノイズ信号Ｓｎの位相を調整して反転増幅回路４３に出力する。具体的には、位相調整回路４２は、入力したノイズ信号Ｓｎの信号レベルが最小となるように、ノイズ信号Ｓｎの位相を調整する。反転増幅回路４３は、処理部５から出力されるクロック信号ＣＬ２に同期して作動するＤ級増幅回路が出力段に配置されて構成され、入力したノイズ信号Ｓｎを所定の利得でＤ級増幅すると共に反転増幅して注入回路４４にキャンセル信号Ｓｋとして出力する。なお、反転増幅回路４３および位相調整回路４２の各利得は、負荷接続ラインＬ上を流れる電流成分の大きさと、非接触型電流センサ３によって検出された電流成分（ノイズ信号Ｓｎ）を位相調整回路４２、反転増幅回路４３および反転増幅回路４３と通過して、注入回路４４から負荷接続ラインＬに注入されたときのキャンセル信号Ｓｋの大きさとが等しくなるように予め規定されている。また、反転増幅回路４３には、後述するクロック信号ＣＬ２が処理部５から供給されており、このクロック信号ＣＬ２に同期してＤ級増幅動作を行う。したがって、反転増幅回路４３は、終段としてのＤ級増幅回路を備えたことにより、負荷変動に対してもキャンセル信号Ｓｋの信号レベルを必要レベルに維持することができる。

また、「キャンセル信号生成回路」は、図３に示すように、直流電圧よりもやや高い周波数から、測定用の交流信号Ｓａｃよりも高い周波数までの範囲で、ほぼフラットな周波数特性となるように、広い周波数帯域に亘ってノイズ信号Ｓｎを検出すると共にノイズ信号Ｓｎをキャンセル可能なキャンセル信号Ｓｋを生成する能力を有している。なお、本例とは異なる構成として、反転増幅回路４３に代えて非反転増幅回路を備え、位相調整回路４２が負荷接続ラインＬを流れている電流成分と逆位相となるようにノイズ信号Ｓｎの位相を調整する構成を採用することもできる。また、キャンセル信号注入部４において、各回路での必要な利得が確保されている場合には、増幅回路４１の配設を省くことができる。

注入回路４４は、第１の磁気コアとしての磁気コアＭｃ１、および磁気コアＭｃ１に巻回された第１の巻線としての巻線Ｗ１を備えて構成されて、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋに基づくキャンセル電流Ｉｋを負荷接続ラインＬの芯線に対して非接触で注入する。磁気コアＭｃ１は、例えば、フェライト、パーマロイ、パーメンジュール、ケイ素鋼板および純鉄などの材料を用いて、負荷接続ラインＬを挿通可能に、円形状、楕円形状、矩形状および多角形状状などの環状に形成されている。なお、磁気コアＭｃ１には、ギャップＧ１が設けられており、磁気コアＭｃ１の磁気飽和がし難くなっている。また、磁気コアＭｃ１については、分割可能なクランプ型の構成を採用することもできる。この注入回路４４では、巻線Ｗ１の両端にキャンセル信号Ｓｋを印加することにより、トランス方式（巻線Ｗ１が複数ターンの一次巻線で負荷接続ラインＬが１ターンの二次巻線）でキャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに注入する。この際には、キャンセル信号Ｓｋに基づく電流が巻線Ｗ１を流れて、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬに注入される（供給される）。

処理部５は、例えば、ＣＰＵで構成されて、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換回路５１～５３、移相回路５４、直交検波回路５５，５６、演算回路５７、内部メモリ５８およびクロック生成回路５９を備えて構成され、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２を入力すると共に電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて測定対象である電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する。この場合、Ａ／Ｄ変換回路５１は、交流電流供給回路２１から出力された交流基準信号Ｓｒを入力すると共にＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）して正弦波の交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す信号データＤ１１（sinωｔ）を移相回路５４および直交検波回路５５，５６に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５２は、交流電流供給回路２１から出力された電流検出信号Ｓ１を入力すると共にＡ／Ｄ変換して電流検出信号Ｓ１（交流電流Ｉａｃ）の電流値、周波数および位相を示す信号データＤ１２を直交検波回路５５に出力する。Ａ／Ｄ変換回路５３は、交流電圧検出回路２２から出力された電圧検出信号Ｓ２を入力すると共にＡ／Ｄ変換して電圧検出信号Ｓ２の電圧値、周波数および位相を示す信号データＤ１３を直交検波回路５６に出力する。

移相回路５４は、Ａ／Ｄ変換回路５１から出力された信号データＤ１１（sinωｔ）を入力すると共に信号データＤ１１で示される正弦波信号である交流信号Ｓａｃの位相を９０°移相させて余弦波信号を生成すると共にその余弦波信号の電流値、周波数および位相を示す信号データＤ１１（cosωｔ）を生成して直交検波回路５５，５６に出力する。直交検波回路５５は、Ａ／Ｄ変換回路５２から出力された電流検出信号Ｓ１（交流電流Ｉａｃの交流電流値）を示す信号データＤ１２を入力すると共に、Ａ／Ｄ変換回路５１から出力された正弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（sinωｔ）および移相回路５４から出力された余弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（cosωｔ）で信号データＤ１２を直交検波して、交流電流Ｉａｃの電流値の同相成分（Ｉ成分：In-phse 成分）および直交成分（Ｑ成分：Quadrature 成分）を複素数で示す電流データＤｉを生成して演算回路５７に出力する。直交検波回路５６は、Ａ／Ｄ変換回路５３から出力された電圧検出信号Ｓ２（交流電流Ｉａｃが流れることに起因して電池Ｂａｔの両端に発生する交流電圧の電圧値）を示す信号データＤ１３を入力すると共に、Ａ／Ｄ変換回路５１から出力された正弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（sinωｔ）および移相回路５４から出力された余弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（cosωｔ）で信号データＤ１３を直交検波して、電圧検出信号Ｓ２の電圧値の同相成分（Ｉ成分：In-phse 成分）および直交成分（Ｑ成分：Quadrature 成分）を複素数で示す電圧データＤｖを生成して演算回路５７に出力する。

演算回路５７は、直交検波回路５５から出力された電流データＤｉを入力すると共に直交検波回路５６から出力された電圧データＤｖを入力して、電流データＤｉおよび電圧データＤｖに基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを演算する。また、演算回路５７は、演算結果としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを示すインピーダンスデータＤｚを内部メモリ５８に出力して記憶させると共に出力部６に出力する。また、内部メモリ５８は、半導体メモリやハードディスク装置などで構成されて、インピーダンスデータＤｚなどを記憶する。また、クロック生成回路５９は、各Ａ／Ｄ変換回路５１～５３の動作クロックとしてのクロック信号ＣＬ１を生成して出力すると共にキャンセル信号注入部４の反転増幅回路４３における終段のＤ級増幅回路の動作クロックとしてのクロック信号ＣＬ２を生成して出力する。この場合、クロック生成回路５９は、クロック信号ＣＬ１およびクロック信号ＣＬ２について、いずれか一方に対して他方がＮ（Ｎは１以上の整数）倍でかつ互いに同期するように生成する。

出力部６は、一例として、液晶パネルや有機ＥＬパネルなどの表示装置（ディスプレイ）で構成されて、処理部５から出力されたインピーダンスデータＤｚを入力して電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを画面上に表示する。なお、出力部６は、表示装置に代えて、外部装置とデータ通信を行うインターフェース装置で構成して、この外部装置にインピーダンスデータＤｚを出力する構成を採用することもできる。

次に、インピーダンス測定装置１による測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する測定処理について添付図面を参照して説明する。

最初に、注入回路４４に負荷接続ラインＬを挿通すると共に電池Ｂａｔと負荷Ｌｏａｄとを負荷接続ラインＬで接続する。この状態で負荷Ｌｏａｄが作動したときには、図１に示すように、電池Ｂａｔから負荷接続ラインＬを介して負荷Ｌｏａｄに直流電流Ｉｂが流れる。この状態において、負荷接続ラインＬに非接触型電流センサ３をクランプさせると共に電池Ｂａｔの両端にプローブＰ１～Ｐ４を接触させる。

次いで、図外の測定開始スイッチを操作する。これにより、処理部５が、測定部２の交流電流供給回路２１を制御して交流信号Ｓａｃを生成させる。この際には、交流電流供給回路２１が、周波数をスイープさせつつ交流信号Ｓａｃを生成し、生成した交流信号ＳａｃをプローブＰ１，Ｐ２を介して電池Ｂａｔの両端間に供給すると共に交流信号Ｓａｃに基づく交流基準信号Ｓｒを処理部５に出力する。この場合、交流信号Ｓａｃに基づく交流電流Ｉａｃが、電池Ｂａｔ、負荷Ｌｏａｄ、並びに電池Ｂａｔおよび負荷Ｌｏａｄを接続する負荷接続ラインＬからなる閉ループＬｏ１を流れると共に、プローブＰ１、電池Ｂａｔ、プローブＰ２および交流電流供給回路２１内の回路からなる閉ループＬｏ２を流れる。

一方、負荷Ｌｏａｄは、回転時に電気ノイズを発生し、この電気ノイズは、ノイズ電流Ｉｎとなって閉ループＬｏ１内の負荷接続ラインＬを流れる。この場合、電流キャンセル装置１０内では、非接触型電流センサ３が、負荷接続ラインＬを流れている交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流成分を負荷接続ラインＬ（負荷接続ラインＬの芯線（導線））に対して非接触で検出して、検出した電流成分をノイズ信号Ｓｎとしてキャンセル信号注入部４に出力する。キャンセル信号注入部４では、増幅回路４１が、非接触型電流センサ３から出力されたノイズ信号Ｓｎを所定の利得で増幅して位相調整回路４２に出力する。この際に、位相調整回路４２は、負荷接続ラインＬを流れている電流成分と同じ位相となるように、つまり入力したノイズ信号Ｓｎの信号レベルが最小となるように、入力したノイズ信号Ｓｎの位相を調整して反転増幅回路４３に出力する。反転増幅回路４３は、入力したノイズ信号Ｓｎを所定の利得でＤ級増幅すると共に反転増幅して注入回路４４にキャンセル信号Ｓｋとして出力する。

この際に、注入回路４４では、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端間に供給されることにより、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬに注入される。これにより、負荷接続ラインＬでは、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎと、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎとは逆位相で同じ電流レベルのキャンセル電流Ｉｋとが、互いに相殺し合うことで、負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ１）を流れる交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流レベルが十分に低下する。したがって、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、電池Ｂａｔおよび交流電流供給回路２１からなる閉ループＬｏ２を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。

測定部２では、交流電流供給回路２１が、閉ループＬｏ２を流れる交流電流Ｉａｃを検出して電流検出信号Ｓ１を処理部５に出力すると共に交流基準信号Ｓｒを処理部５に出力する。また、交流電圧検出回路２２は、交流電流供給回路２１から交流電流Ｉａｃが供給されているときに、電池Ｂａｔの内部を流れる交流電流Ｉａｃに基づいて電池Ｂａｔの両端に発生する両端電圧をプローブＰ３，Ｐ４を介して検出して電圧検出信号Ｓ２として処理部５に出力する。この場合、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、上記したように、閉ループＬｏ２を流れる交流電流Ｉａｃのみのため、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２は、交流電流Ｉａｃのみに基づく検出信号となるため、後述する処理部５によるインピーダンス測定処理において、内部インピーダンスＺｂが精度良く測定される。

一方、処理部５では、Ａ／Ｄ変換回路５１が、交流基準信号Ｓｒを入力すると共にクロック信号ＣＬ１に同期してＡ／Ｄ変換して正弦波の交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す信号データＤ１１（sinωｔ）を移相回路５４および直交検波回路５５，５６に出力する。また、Ａ／Ｄ変換回路５２が、電流検出信号Ｓ１を入力すると共にクロック信号ＣＬ１に同期してＡ／Ｄ変換して交流電流Ｉａｃの電流値、周波数および位相を示す信号データＤ１２を直交検波回路５５に出力する。また、Ａ／Ｄ変換回路５３が、電圧検出信号Ｓ２を入力すると共にクロック信号ＣＬ１に同期してＡ／Ｄ変換して電池Ｂａｔの両端における交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す信号データＤ１２を直交検波回路５６に出力する。また、移相回路５４が、信号データＤ１１を入力すると共に信号データＤ１１で示される正弦波信号である交流信号Ｓａｃの位相を９０°移相させて余弦波信号を生成すると共にその余弦波信号の電流値、周波数および位相を示す信号データＤ１１（cosωｔ）を生成して直交検波回路５５，５６に出力する。

また、直交検波回路５５は、電流検出信号Ｓ１を示す信号データＤ１２を入力すると共に、正弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（sinωｔ）および余弦波の交流信号Ｓａｃを示す信号データＤ１１（cosωｔ）で信号データＤ１２を直交検波して、電池Ｂａｔを流れる交流電流Ｉａｃの電流値の同相成分および直交成分を複素数で示す電流データＤｉを生成して演算回路５７に出力する。また、直交検波回路５６は、電池Ｂａｔの両端電圧（交流信号Ｓａｃ）を示す信号データＤ１３を入力すると共に、信号データＤ１１（sinωｔ）および信号データＤ１１（cosωｔ）で信号データＤ１３を直交検波して、電池Ｂａｔの両端電圧の電圧値の同相成分および直交成分を複素数で示す電圧データＤｖを生成して演算回路５７に出力する。次いで、演算回路５７が、電流データＤｉおよび電圧データＤｖを入力して、電流データＤｉおよび電圧データＤｖに基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを演算してインピーダンスデータＤｚを内部メモリ５８に出力して記憶させると共に出力部６に出力する。この際に、出力部６は、インピーダンスデータＤｚを入力して電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを表示装置の画面上に表示する。なお、演算回路５７は、交流信号Ｓａｃの周波数情報をインピーダンスデータＤｚに含めることにより、交流信号Ｓａｃの周波数に対する電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂの周波数特性を表示装置の画面上に表示させることもできる。また、演算回路５７は、入力した電流データＤｉ（Ａ／Ｄ変換回路５２から出力される信号データＤ１２でもよい）に基づいて、負荷接続ラインＬを流れる直流電流Ｉｂの電流値情報を生成し、その電流値情報をインピーダンスデータＤｚに含めることにより、直流電流Ｉｂの電流値に対する電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂの特性を表示装置の画面上に表示させることもできる。

また、演算回路５７は、入力した電流データＤｉ（Ａ／Ｄ変換回路５２から出力される信号データＤ１２でもよい）に基づき、閉ループＬｏ２を流れている交流電流Ｉａｃの電流値を監視しつつ、交流電流Ｉａｃの電流値がインピーダンス測定の際に必要な目標電流値範囲内に含まれるように交流電流供給回路２１を制御する。これにより、交流電流Ｉａｃが目標電流値範囲内に含まれるため、電流検出信号Ｓ１や電圧検出信号Ｓ２のノイズ（雑音）レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができる結果、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

また、インピーダンス測定装置１では、負荷Ｌｏａｄにおいてスイッチングノイズが発生していたとしても、電流キャンセル装置１０が、負荷接続ラインＬを流れるノイズ電流Ｉｎを低減させるため、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に対するノイズ電流Ｉｎの影響が回避される結果、電流検出信号Ｓ１や電圧検出信号Ｓ２の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができ、これにより、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、より精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。また、インピーダンス測定装置１では、各Ａ／Ｄ変換回路５１～５３の動作クロックであるクロック信号ＣＬ１と、反転増幅回路４３における終段のＤ級増幅回路の動作クロックであるクロック信号ＣＬ２とが互いに同期しているため、反転増幅回路４３のクロック信号ＣＬ２が負荷接続ラインＬに重畳したり電波伝搬したりしたとしても、クロック信号ＣＬ２に起因するノイズが各Ａ／Ｄ変換回路５１～５３によって低減されるため、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、さらに精度良く内部インピーダンスＺｂが測定される。これにより、インピーダンス測定装置１による電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂの測定が終了する。

次に、「インピーダンス測定装置」としてのインピーダンス測定装置１Ａについて説明する。なお、以下に説明するインピーダンス測定装置１Ａ～１Ｄの構成において、上記したインピーダンス測定装置１における各構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

インピーダンス測定装置１Ａは、図４に示すように、測定部２Ａ、非接触型電流センサ３、キャンセル信号注入部４、処理部５および出力部６を備えて構成されて、インピーダンス測定装置１と同様にして、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する。この場合、測定部２Ａは、交流電圧検出回路２２を備えると共に、インピーダンス測定装置１における交流電流供給回路２１に代えて交流電子負荷２３を備えて構成されている。

交流電子負荷２３は、「測定用信号供給部」および「電流検出部」を構成し、電池Ｂａｔの蓄電力を交流変換すると共にその交流変換によって生成される交流信号を測定用の交流信号Ｓａｃとして出力する。また、交流電子負荷２３は、交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す基準信号としての交流基準信号Ｓｒ、および出力した交流電流Ｉａｃの電流値、周波数および位相を示す電流検出信号Ｓ１を処理部５に出力する。この場合、インピーダンス測定装置１Ａによるインピーダンス測定系では、電池Ｂａｔおよび交流電子負荷２３が接続ラインで接続されて閉ループＬｏ３（第１の閉ループ）を形成し、かつ交流電子負荷２３および負荷Ｌｏａｄが接続ラインで接続されて閉ループＬｏ４（第２の閉ループ）を形成している。また、電流キャンセル装置１０は、閉ループＬｏ３を形成する接続ラインと閉ループＬｏ４を形成する接続ラインとの２つの接続点（交点）Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ４を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを注入する。

次に、インピーダンス測定装置１Ａの動作について説明する。なお、測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する測定処理自体はインピーダンス測定装置１と同様のため、重複した説明を省略して異なる処理について説明する。まず、測定開始に先立ち、交流電子負荷２３の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続する。この場合、交流電子負荷２３の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に直接接続してもよいし、図示しないプローブを利用して交流電子負荷２３の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続してもよい。測定開始時には、交流電子負荷２３が処理部５によって制御された周期で電池Ｂａｔの蓄電力を交流変換すると共にその交流変換によって生成される交流信号を測定用の交流信号Ｓａｃとして出力する。この際には、交流信号Ｓａｃに基づく交流電流Ｉａｃは、両閉ループＬｏ３，Ｌｏ４内に供給される。

この際に、インピーダンス測定装置１における電流キャンセル装置１０と同様にして、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端間に供給されることにより、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ４）に注入される。これにより、負荷接続ラインＬでは、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎと、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎとは逆位相で同じ電流レベルのキャンセル電流Ｉｋとが、互いに相殺し合うことで、負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ４）を流れる交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流レベルが十分に低下する。したがって、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、電池Ｂａｔおよび交流電流供給回路２１からなる閉ループＬｏ３を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。次いで、インピーダンス測定装置１Ａにおいても、インピーダンス測定装置１と同様にして、処理部５によって内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）が行われる。

次に、「インピーダンス測定装置」としてのインピーダンス測定装置１Ｂについて説明する。インピーダンス測定装置１Ｂは、図５に示すように、測定部２Ｂ、非接触型電流センサ３、キャンセル信号注入部４、処理部５および出力部６を備えて構成されて、インピーダンス測定装置１と同様にして、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する。この場合、測定部２Ｂは、交流電圧検出回路２２を備えると共に、インピーダンス測定装置１Ａにおける交流電子負荷２３に代えて交流バイポーラ電源２４を備えて構成されている。

交流バイポーラ電源２４は、「測定用信号供給部」および「電流検出部」を構成し、内部に備えている図示しない交流電圧源の交流電圧を高速で高圧増幅することによって生成される交流信号を測定用の交流信号Ｓａｃとして出力する。また、交流バイポーラ電源２４は、交流信号Ｓａｃの電圧値、周波数および位相を示す基準信号としての交流基準信号Ｓｒ、および出力した交流電流Ｉａｃの電流値、周波数および位相を示す電流検出信号Ｓ１を処理部５に出力する。この場合、インピーダンス測定装置１Ｂによるインピーダンス測定系では、電池Ｂａｔおよび交流バイポーラ電源２４が接続ラインで接続されて閉ループＬｏ５（第１の閉ループ）を形成し、かつ交流バイポーラ電源２４および負荷Ｌｏａｄが接続ラインで接続されて閉ループＬｏ６（第２の閉ループ）を形成している。また、電流キャンセル装置１０は、閉ループＬｏ５を形成する接続ラインと閉ループＬｏ６を形成する接続ラインとの２つの接続点（交点）Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ６を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを注入する。

次に、インピーダンス測定装置１Ｂの動作について説明する。なお、測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する測定処理自体はインピーダンス測定装置１と同様のため、重複した説明を省略して異なる処理について説明する。まず、測定開始に先立ち、交流バイポーラ電源２４の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続する。この場合、交流バイポーラ電源２４の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に直接接続してもよいし、図示しないプローブを利用して交流バイポーラ電源２４の両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続してもよい。測定開始時には、交流バイポーラ電源２４が処理部５によって制御されて内部の交流電圧源の交流電圧の周期を変更すると共に高速で高圧増幅することによって生成される交流信号を測定用の交流信号Ｓａｃとして出力する。この際には、交流信号Ｓａｃに基づく交流電流Ｉａｃは、両閉ループＬｏ５，Ｌｏ６内に供給される。

この際に、インピーダンス測定装置１における電流キャンセル装置１０と同様にして、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端間に供給されることにより、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ６）に供給される。これにより、負荷接続ラインＬでは、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎと、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎとは逆位相で同じ電流レベルのキャンセル電流Ｉｋとが、互いに相殺し合うことで、負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ６）を流れる交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流レベルが十分に低下する。したがって、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、電池Ｂａｔおよび交流電流供給回路２１からなる閉ループＬｏ５を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。次いで、インピーダンス測定装置１Ｂにおいても、インピーダンス測定装置１と同様にして、処理部５によって内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）が行われる。

次に、「インピーダンス測定装置」としてのインピーダンス測定装置１Ｃについて説明する。インピーダンス測定装置１Ｃは、図６に示すように、測定部２、非接触型電流センサ３、キャンセル信号注入部４、処理部５、出力部６およびバイパスコンデンサＣｂを備えて構成されて、インピーダンス測定装置１と同様にして、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する。

バイパスコンデンサＣｂは、交流信号Ｓａｃやスイッチングノイズに対して十分に小さなインピーダンスとなるように、例えば、１００μＦ程度の容量を有する積層コンデンサで構成されている、この場合、インピーダンス測定装置１Ｃによるインピーダンス測定系では、電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂが接続ラインで接続されて閉ループＬｏ７（第１の閉ループ）を形成し、かつバイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄが接続ラインで接続されて閉ループＬｏ８（第２の閉ループ）を形成し、電流キャンセル装置１０は、閉ループＬｏ７を形成する接続ラインと閉ループＬｏ８を形成する接続ラインとの２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ８を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを供給する。

次に、インピーダンス測定装置１Ｃの動作について説明する。なお、測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する測定処理自体はインピーダンス測定装置１と同様のため、重複した説明を省略して異なる処理について説明する。まず、測定開始に先立ち、バイパスコンデンサＣｂの両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続する。この場合、バイパスコンデンサＣｂの両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に直接接続してもよいし、図示しないプローブを利用してバイパスコンデンサＣｂの両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続してもよい。

このインピーダンス測定装置１Ｃでは、インピーダンス測定装置１と同様にして、処理部５が、測定部２の交流電流供給回路２１を制御して交流信号Ｓａｃを生成させる。この際には、交流電流供給回路２１が、生成した交流信号ＳａｃをプローブＰ１，Ｐ２を介して電池Ｂａｔの両端間に供給する。この場合、交流信号Ｓａｃに基づく交流電流Ｉａｃが、電池Ｂａｔ、負荷Ｌｏａｄ、並びに電池Ｂａｔおよび負荷Ｌｏａｄを接続する負荷接続ラインＬからなる閉ループＬｏ１と、電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂ並びに電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂを接続する接続ラインからなる閉ループＬｏ７と、プローブＰ１、電池Ｂａｔ、プローブＰ２および交流電流供給回路２１内の回路からなる閉ループＬｏ２を流れる。しかしながら、交流電流Ｉａｃ（交流信号Ｓａｃ）の周波数に対するバイパスコンデンサＣｂのインピーダンスが十分に小さいため、接続点Ｐｏ１および接続点Ｐｏ２の間は、交流的に殆ど短絡した状態となる。したがって、交流電流Ｉａｃは、閉ループＬｏ１，Ｌｏ７を殆ど流れず、閉ループＬｏ２のみを流れることとなる。この結果、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、閉ループＬｏ２を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。また、負荷Ｌｏａｄにおいてスイッチングノイズが発生していたとしても、ノイズ電流Ｉｎ（ノイズ信号）の周波数に対するバイパスコンデンサＣｂのインピーダンスが十分に小さいため、接続点Ｐｏ１および接続点Ｐｏ２の間は、交流的に殆ど短絡した状態となる。したがって、負荷Ｌｏａｄにおいて発生していたスイッチングノイズに基づくノイズ電流Ｉｎは、閉ループＬｏ１を殆ど流れず、バイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄ並びにバイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄを接続する接続ラインからなる閉ループＬｏ８も殆ど流れない。

この際に、インピーダンス測定装置１における電流キャンセル装置１０と同様にして、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端間に供給されることにより、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ８）に供給される。これにより、負荷接続ラインＬでは、バイパスコンデンサＣｂによって電流レベルが十分に低下させられた交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎと、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎとは逆位相で同じ電流レベルのキャンセル電流Ｉｋとが、互いに相殺し合うことで、負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ８）を流れる交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流レベルがさらに十分に低下する。したがって、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、閉ループＬｏ２を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。次いで、インピーダンス測定装置１Ｃにおいても、インピーダンス測定装置１と同様にして、処理部５によって内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）が行われる。

次に、「インピーダンス測定装置」としてのインピーダンス測定装置１Ｄについて説明する。インピーダンス測定装置１Ｄは、図７に示すように、測定部２Ｃ、非接触型電流センサ３、キャンセル信号注入部４、処理部５および出力部６を備えて構成されて、インピーダンス測定装置１と同様にして、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する。この場合、測定部２Ｃは、交流電圧検出回路２２を備えると共に、インピーダンス測定装置１における交流電流供給回路２１に代えて、交流信号生成回路２１Ａ、供給回路２５および非接触型電流センサ２６を備えて構成されている。

交流信号生成回路２１Ａは、「交流信号生成回路」を構成すると共に供給回路２５と相俟って「測定用信号供給部」を構成する。この交流信号生成回路２１Ａでは、交流信号Ｓａｃを生成する構成については、交流電流供給回路２１と同様に構成され、生成した交流信号Ｓａｃを供給回路２５に出力する構成、および電池Ｂａｔ内を流れる交流電流Ｉａｃの電流値を測定しない構成だけが交流電流供給回路２１と相違する。また、供給回路２５は、上記の２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ７（第１の閉ループ）を形成する負荷接続ラインＬ（接続ライン）が挿通される環状の磁気コアＭｃ２（第２の磁気コア）と、磁気コアＭｃ２に巻回された巻線Ｗ２（第２の巻線）とで構成されて、交流信号生成回路２１Ａによって生成された交流信号Ｓａｃが巻線Ｗ２の両端に供給されることで交流信号Ｓａｃを電池Ｂａｔに供給する。この場合、磁気コアＭｃ２は、上記した磁気コアＭｃ１と同じ材料で構成されている。また、非接触型電流センサ２６は、いわゆるクランプ型の電流センサであって、非接触型の電流検出部として機能する。この非接触型電流センサ２６は、非接触型電流センサ３と同一に構成されており、負荷接続ラインＬを流れる交流電流の電流値を負荷接続ラインＬ（負荷接続ラインＬの芯線（導線））に対して非接触で検出して、検出した交流電流の電流値、周波数および位相を示すを示す電流検出信号Ｓ１を処理部５に出力する。

次に、インピーダンス測定装置１Ｄの動作について説明する。なお、測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを測定する測定処理自体はインピーダンス測定装置１と同様のため、重複した説明を省略して異なる処理について説明する。まず、測定開始に先立ち、供給回路２５，４４に負荷接続ラインＬを挿通すると共に電池Ｂａｔと負荷Ｌｏａｄとを負荷接続ラインＬで接続する。また、インピーダンス測定装置１Ｃを用いるときと同様にして、バイパスコンデンサＣｂの両出力部を接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２に接続する。

このインピーダンス測定装置１Ｄでは、処理部５が、測定部２の交流信号生成回路２１Ａを制御して交流信号Ｓａｃを生成させて供給回路２５に出力させる。この場合、交流信号Ｓａｃが供給回路２５の巻線Ｗ２の両端に供給されることにより、磁気コアＭｃ２に挿通されている負荷接続ラインＬに交流電流Ｉａｃが流れる。この際には、交流電流Ｉａｃが、電池Ｂａｔ、負荷Ｌｏａｄ、並びに電池Ｂａｔおよび負荷Ｌｏａｄを接続する負荷接続ラインＬからなる閉ループＬｏ１と、電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂ並びに電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂを接続する接続ラインからなる閉ループＬｏ７とを流れる。しかしながら、交流電流Ｉａｃ（交流信号Ｓａｃ）の周波数に対するバイパスコンデンサＣｂのインピーダンスが十分に小さいため、接続点Ｐｏ１および接続点Ｐｏ２の間は、交流的に殆ど短絡した状態となる。したがって、交流電流Ｉａｃは、閉ループＬｏ１を殆ど流れず、閉ループＬｏ７のみを流れることとなる。この結果、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、閉ループＬｏ７を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。また、負荷Ｌｏａｄにおいてスイッチングノイズが発生していたとしても、ノイズ電流Ｉｎ（ノイズ信号）の周波数に対するバイパスコンデンサＣｂのインピーダンスが十分に小さいため、接続点Ｐｏ１および接続点Ｐｏ２の間は、交流的に殆ど短絡した状態となる。したがって、負荷Ｌｏａｄにおいて発生していたスイッチングノイズに基づくノイズ電流Ｉｎは、閉ループＬｏ１を殆ど流れず、バイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄ並びにバイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄを接続する接続ラインからなる閉ループＬｏ８も殆ど流れない。

この際に、インピーダンス測定装置１における電流キャンセル装置１０と同様にして、反転増幅回路４３から出力されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端間に供給されることにより、キャンセル信号Ｓｋに基づく磁束が磁気コアＭｃ１に発生すると共にその磁束の大きさに応じた電流値のキャンセル電流Ｉｋがノーマルモード信号として負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ８）に供給される。これにより、負荷接続ラインＬでは、バイパスコンデンサＣｂによって電流レベルが十分に低下させられた交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎと、交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎとは逆位相で同じ電流レベルのキャンセル電流Ｉｋとが、互いに相殺し合うことで、負荷接続ラインＬ（閉ループＬｏ８）を流れる交流電流Ｉａｃおよびノイズ電流Ｉｎの電流レベルがさらに十分に低下する。したがって、電池Ｂａｔ内を流れる交流電流は、閉ループＬｏ７を流れる交流電流Ｉａｃのみとなる。次いで、インピーダンス測定装置１Ｄにおいても、インピーダンス測定装置１と同様にして、処理部５によって内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）が行われる。

以上のように、電流キャンセル装置１０では、負荷Ｌｏａｄに接続されている負荷接続ラインＬを流れる電流成分（ノイズ電流Ｉｎおよび交流電流Ｉａｃ）を負荷接続ラインＬに対して非接触で検出する非接触型電流センサ３と、非接触型電流センサ３によって検出される電流成分をキャンセルするキャンセル信号Ｓｋを生成すると共に生成したキャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに対して非接触で注入するキャンセル信号注入部４とを備えて構成されている。したがって、この電流キャンセル装置１０によれば、負荷Ｌｏａｄにおいてスイッチングノイズが発生していたとしても、負荷接続ラインＬを流れるノイズ電流Ｉｎを十分に低減させることができる。また、この電流キャンセル装置１０によれば、負荷接続ラインＬに大きな電流が流れたとしても、負荷接続ラインＬを流れる電流を十分に低減させるため、大きな電流値の電流が流れることに起因する負荷Ｌｏａｄの故障を回避することができる。

また、電流キャンセル装置１０では、キャンセル信号注入部４が、キャンセル信号Ｓｋを生成するキャンセル信号生成回路（増幅回路４１、位相調整回路４２および反転増幅回路４３）と、キャンセル信号生成回路によって生成されたキャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに注入する注入回路４４とを備えて構成され、キャンセル信号生成回路が、非接触型電流センサ３によって検出された電流成分を反転増幅すると共に位相調整してキャンセル信号Ｓｋとして注入回路４４に出力する。したがって、この電流キャンセル装置１０によれば、例えば、発振器を備えて、非接触型電流センサ３によって検出された電流成分とは逆位相で同じ信号レベルのキャンセル信号を発振器で生成する構成と比較して、簡易な構成でありながら、負荷接続ラインＬ上の電流成分を確実にキャンセルすることができる。

また、電流キャンセル装置１０によれば、注入回路４４は、負荷接続ラインＬが挿通される磁気コアＭｃ１と、磁気コアＭｃ１に巻回された巻線Ｗ１とで構成されて、キャンセル信号生成回路（増幅回路４１、位相調整回路４２および反転増幅回路４３）によって生成されたキャンセル信号Ｓｋが巻線Ｗ１の両端に供給されることでキャンセル信号Ｓｋを注入することにより、簡易な構成でありながら、負荷接続ラインＬ上の電流成分を確実にキャンセルすることができる。

また、電流キャンセル装置１０によれば、磁気コアＭｃ１にギャップＧ１を設けたことにより、負荷接続ラインＬに注入するキャンセル信号Ｓｋのレベルを大きくしたとしても磁気コアＭｃ１の磁気飽和を有効に回避することができる。

また、インピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄでは、電流キャンセル装置１０を備えて、測定対象（本例では、電池Ｂａｔ）に交流信号Ｓａｃを供給する測定用信号供給部（交流電流供給回路２１，２１Ａ、交流電子負荷２３または交流バイポーラ電源２４）と、電池Ｂａｔの両端に生じている交流信号Ｓａｃの電圧値を検出して電圧検出信号Ｓ２を出力する交流電圧検出回路２２と、測定用信号供給部から電池Ｂａｔに供給される交流信号Ｓａｃの電流値（本例では、電流検出信号Ｓ１）および電圧検出信号Ｓ２によって示される交流信号Ｓａｃの電圧値に基づいて電池Ｂａｔのインピーダンス（本例では、内部インピーダンスＺｂ）を測定する処理部５とを備えて構成されている。したがって、このインピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に対するノイズ電流Ｉｎの影響が回避されるため、電流検出信号Ｓ１や電圧検出信号Ｓ２の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができ、これにより、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。また、このインピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、負荷接続ラインＬに供給する交流信号Ｓａｃのレベル（交流電流Ｉａｃの電流値）を大きくしたとしても、電流キャンセル装置１０が、閉ループＬｏ１を流れる交流電流Ｉａｃを十分に低減させるため、大きな電流値の交流電流Ｉａｃが流れることに起因する負荷Ｌｏａｄの故障を回避することができる。

また、インピーダンス測定装置１，１Ｃによれば、電池Ｂａｔおよび負荷Ｌｏａｄが負荷接続ラインＬで接続されて閉ループＬｏ１を形成し、交流電流供給回路２１が、電池Ｂａｔの両端間に交流信号Ｓａｃを供給するという簡易な構成のため、安価にインピーダンス測定装置１，１Ｃを構成することができる。

また、インピーダンス測定装置１Ａによれば、交流電子負荷２３で測定用信号供給部を構成し、電池Ｂａｔおよび交流電子負荷２３は接続ラインで接続されて閉ループＬｏ３を形成し、かつ交流電子負荷２３および負荷Ｌｏａｄは接続ラインで接続されて閉ループＬｏ４を形成し、電流キャンセル装置１０が、閉ループＬｏ３を形成する接続ラインと閉ループＬｏ４を形成する接続ラインとの２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ４を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを供給することにより、交流電子負荷２３によって交流信号Ｓａｃの信号レベルを高めることができるため、電流検出信号Ｓ１や電圧検出信号Ｓ２の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができる結果、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

また、インピーダンス測定装置１Ｂによれば、交流バイポーラ電源２４で測定用信号供給部を構成し、電池Ｂａｔおよび交流バイポーラ電源２４は接続ラインで接続されて閉ループＬｏ５を形成し、かつ交流バイポーラ電源２４および負荷Ｌｏａｄは接続ラインで接続されて閉ループＬｏ６を形成し、電流キャンセル装置１０が、閉ループＬｏ５を形成する接続ラインと閉ループＬｏ６を形成する接続ラインとの２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ６を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを供給することにより、交流バイポーラ電源２４によって交流信号Ｓａｃの信号レベルを高めることができるため、電流検出信号Ｓ１や電圧検出信号Ｓ２の雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めることができる結果、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

また、インピーダンス測定装置１Ｃ，１Ｄでは、バイパスコンデンサＣｂを備え、電池ＢａｔおよびバイパスコンデンサＣｂは接続ラインで接続されて閉ループＬｏ７を形成し、かつバイパスコンデンサＣｂおよび負荷Ｌｏａｄは接続ラインで接続されて閉ループＬｏ８を形成し、電流キャンセル装置１０が、閉ループＬｏ７を形成する接続ラインと閉ループＬｏ８を形成する接続ラインとの２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ８を形成する接続ラインを負荷接続ラインＬとしてキャンセル信号Ｓｋを供給する。したがって、このインピーダンス測定装置１Ｃ，１Ｄによれば、バイパスコンデンサＣｂが、閉ループＬｏ１を流れるノイズ電流Ｉｎを十分に低減させるため、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に対するノイズ電流Ｉｎの影響が確実に回避される結果、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、より精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。また、インピーダンス測定装置１Ｃ（またはインピーダンス測定装置１Ｄ）によれば、バイパスコンデンサＣｂが接続点Ｐｏ１および接続点Ｐｏ２の間を交流的に殆ど短絡した状態として交流電流Ｉａｃを閉ループＬｏ２（または閉ループＬｏ７）にだけ流すため、電池Ｂａｔ内に供給する交流電流Ｉａｃの電流値を大きくすることができる結果、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、雑音レベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めて、より精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

また、インピーダンス測定装置１Ｄでは、測定用信号供給部（本例では、交流信号生成回路２１Ａおよび供給回路２５）が、２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ７を形成する接続ラインに対して非接触で交流信号Ｓａｃを供給する。また、インピーダンス測定装置１Ｄでは、測定用信号供給部（本例では、交流信号生成回路２１Ａおよび供給回路２５）が、交流信号Ｓａｃを生成する交流信号生成回路２１Ａと、生成された交流信号Ｓａｃを供給する供給回路２５とを備え、供給回路２５が、２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ７を形成する接続ラインが挿通される環状の磁気コアＭｃ２と、磁気コアＭｃ２に巻回された巻線Ｗ２とで構成されて、交流信号生成回路２１Ａによって生成された交流信号Ｓａｃが巻線Ｗ２の両端に供給されることで交流信号Ｓａｃを非接触で負荷接続ラインＬに供給する。したがって、このインピーダンス測定装置１Ｄによれば、閉ループＬｏ７を形成する接続ラインを絶縁被覆電線で構成した場合であっても、絶縁被覆電線の被覆を剥がすことなく交流信号Ｓａｃを供給することができる。

また、インピーダンス測定装置１Ｄによれば、磁気コアＭｃ２にギャップＧ２を設けたことにより、負荷接続ラインＬに供給する交流信号Ｓａｃのレベル（交流電流Ｉａｃの電流値）を大きくしたとしても、磁気コアＭｃ２の磁気飽和を有効に回避することができる。

また、インピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、処理部５の演算回路５７が、直交検波回路５５から出力される交流信号Ｓａｃ（電流検出信号Ｓ１）の同相成分および直交成分と、直交検波回路５６から出力される交流信号Ｓａｃ（電圧検出信号Ｓ２）の同相成分および直交成分とに基づいて測定対象としての電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂを演算することにより、負荷接続ラインＬに供給された交流信号Ｓａｃの信号レベルが小さいときであっても、ノイズレベル（Ｎ）に対する信号レベル（Ｓ）の比率（Ｓ／Ｎ）を高めて精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

また、インピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、各Ａ／Ｄ変換回路５１～５３の動作クロックであるクロック信号ＣＬ１と、反転増幅回路４３における終段のＤ級増幅回路の動作クロックであるクロック信号ＣＬ２とが互いに同期しているため、反転増幅回路４３のクロック信号ＣＬ２が負荷接続ラインＬに重畳したり電波伝搬したりしたとしても、クロック信号ＣＬ２に起因するノイズが各Ａ／Ｄ変換回路５１～５３によって十分に低減されるため、演算回路５７によって行われる内部インピーダンスＺｂの演算処理（測定処理）において、さらに精度良く内部インピーダンスＺｂを測定することができる。

なお、「電流キャンセル装置」および「インピーダンス測定装置」の構成については、上記の例に限らず、適宜変更が可能である、例えば、図８に示すように、注入回路４４に代えて、空芯コイルＡＣで注入回路４４Ａを構成することもできる。この場合、注入回路４４Ａは、負荷接続ラインＬが挿通されて、反転増幅回路４３によって生成されたキャンセル信号Ｓｋが空芯コイルＡＣの両端に供給されることで負荷接続ラインＬにキャンセル信号Ｓｋを供給する。この構成を有する電流キャンセル装置１０およびインピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄによれば、簡易な構成でありながら、キャンセル信号Ｓｋを負荷接続ラインＬに確実に注入することができる。

また、図９に示すように、注入回路２５に代えて、空芯コイルＡＣで注入回路２５Ａを構成することもできる。この場合、供給回路２５Ａは、上記の２つの接続点Ｐｏ１，Ｐｏ２を結び、かつ閉ループＬｏ７を形成する接続ライン（負荷接続ラインＬ）が挿通されて、交流電流供給回路２１Ａによって生成された交流信号Ｓａｃが空芯コイルＡＣの両端に供給されることで電池Ｂａｔに交流信号Ｓａｃ（交流電流Ｉａｃ）を供給する。この構成を有するインピーダンス測定装置１Ｄによれば、簡易な構成でありながら、交流信号Ｓａｃを負荷接続ラインＬに確実に供給することができる。

なお、電流キャンセル装置１０は、インピーダンス測定装置への適用に限らず、負荷接続ラインＬを流れる電流成分をキャンセルする必要のある各種の計測器に適用が可能である。また、インピーダンス測定装置は、電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂや電池Ｂａｔの電池セルの内部インピーダンスの測定に限らず、各種の電池を初めとして、各種測定対象のインピーダンスを測定することができる。例えば、水を電気分解して水素を製造する水電解セルを測定対象として、水電解セルと、負荷Ｌｏａｄに代えて水電解セル用の電源とを負荷接続ラインＬで接続した閉ループにおいて、水電解セルの陽極と陰極とに一対のプローブを接続して水電解セルの内部インピーダンスを測定することもできる。

また、非接触型電流センサ３や非接触型電流センサ２６に代えて、負荷接続ラインＬ中にカレントトランスや電流検出用抵抗などを配設して電流成分や交流電流Ｉａｃの電流値を検出する構成を採用することができる。

また、インピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおいて、電池Ｂａｔの内部インピーダンスＺｂなどのインピーダンスの演算をデジタル処理で行う例について説明したが、交流基準信号Ｓｒ、電流検出信号Ｓ１および電圧検出信号Ｓ２に基づいて、アナログ回路によるアナログ演算でインピーダンスを求める構成を採用することもできる。

なお、図示はしないが、インピーダンス測定装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにおいて、負荷接続ラインＬを電池Ｂａｔの直流電流などが流れて非接触型電流センサ３や非接触型電流センサ２６の磁気飽和などを招くおそれのあるときには、負荷接続ラインＬを流れる直流電流を相殺する直流電流キャンセル回路を備えて構成することもできる。

本願発明によれば、電流キャンセル装置は負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分のレベルを低減すると共に負荷接続ラインに供給する交流信号のレベルを大きくしたときに負荷の故障を回避することができ、そのような電流キャンセル装置を備えたインピーダンス測定装置は負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを確実かつ正確に測定することができる。これにより、本願発明は、このような電流キャンセル装置や、インピーダンス測定を行うインピーダンス測定装置に広く適用することができる。

１，１Ａ～１Ｄ インピーダンス測定装置
２，２Ａ～２Ｃ 測定部
２１，２１Ａ 交流電流供給回路
２２ 交流電圧検出回路
２３ 交流電子負荷
２４ 交流バイポーラ電源
２５，２５Ａ 注入回路
２６ 非接触型電流センサ
３ 非接触型電流センサ
４ キャンセル信号注入部
４１ 増幅回路
４２ 位相調整回路
４３ 反転増幅回路
４４，４４Ａ 注入回路
５ 処理部
５１ Ａ／Ｄ変換回路
５２ Ａ／Ｄ変換回路
５３ Ａ／Ｄ変換回路
５４ 移相回路
５５ 直交検波回路
５６ 直交検波回路
５７ 演算回路
５８ 内部メモリ
５９ クロック生成回路
６ 出力部
ＡＣ 空芯コイル
Ｂａｔ 電池
ＣＬ１，ＣＬ２ クロック信号
Ｇ１，Ｇ２ ギャップ
Ｉｋ キャンセル電流
Ｌｏａｄ 負荷
Ｍｃ１，Ｍｃ２ 磁気コア
Ｓ１ 電流検出信号
Ｓ２ 電圧検出信号
Ｓｋ キャンセル信号
Ｓｎ ノイズ信号
Ｓｒ 交流基準信号
Ｚｂ 内部インピーダンス
Ｗ１，Ｗ２ 巻線

Claims (17)

1. 負荷に接続されている負荷接続ラインを流れる電流成分を当該負荷接続ラインに対して非接触で検出する電流成分検出部と、前記電流成分検出部によって検出される前記電流成分をキャンセルするキャンセル信号を生成すると共に当該生成したキャンセル信号を前記負荷接続ラインに対して非接触で注入するキャンセル信号注入部とを備えている電流キャンセル装置。
2. 前記キャンセル信号注入部は、前記キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成回路と、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号を前記負荷接続ラインに注入する注入回路とを備えて構成され、
   前記キャンセル信号生成回路は、前記電流成分検出部によって検出された前記電流成分を増幅すると共に位相調整して前記キャンセル信号として前記注入回路に出力する請求項１記載の電流キャンセル装置。
3. 前記注入回路は、前記負荷接続ラインが挿通される環状の第１の磁気コアと、前記第１の磁気コアに巻回された第１の巻線とで構成されて、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号が前記巻線の両端に供給されることで前記キャンセル信号を注入する請求項２記載の電流キャンセル装置。
4. 前記第１の磁気コアは、ギャップが設けられている請求項３記載の電流キャンセル装置。
5. 前記キャンセル信号注入部は、前記キャンセル信号を生成するキャンセル信号生成回路と、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号を前記負荷接続ラインに注入する注入回路とを備えて構成され、
   前記注入回路は、前記負荷接続ラインが挿通される空芯コイルで構成され、前記キャンセル信号生成回路によって生成された前記キャンセル信号が前記空芯コイルの両端に供給されることで前記負荷接続ラインに前記キャンセル信号を注入する請求項２記載の電流キャンセル装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の電流キャンセル装置を備えて、前記負荷接続ラインに直列接続されている測定対象のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置であって、
   測定用の交流信号を生成すると共に前記測定対象に前記交流信号を供給する測定用信号供給部と、
   前記測定対象の両端に生じている前記交流電圧の電圧値を当該両端に接触して検出して電圧検出信号を出力する電圧検出部と、
   前記電圧検出信号を入力すると共に前記測定用信号供給部から前記測定対象に供給される前記交流信号の電流値および当該当該電圧検出信号によって示される前記交流電圧の電圧値に基づいて前記測定対象のインピーダンスを測定する処理部とを備えて構成されているインピーダンス測定装置。
7. 前記測定対象および前記負荷が前記負荷接続ラインで接続されて閉ループを形成し、
   前記測定用信号供給部は、前記測定対象の両端間に前記交流電流を供給する請求項６記載のインピーダンス測定装置。
8. 前記測定対象は電池であって、
   前記測定用信号供給部は、前記電池の畜電力を交流変換する交流電子負荷で構成されると共に当該交流変換によって生成される交流信号を前記測定用の交流信号として供給し、
   前記測定対象および前記測定用信号供給部は接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記測定用信号供給部および前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、
   前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する請求項６記載のインピーダンス測定装置。
9. 前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成するバイポーラ電源で構成され、
   前記測定対象および前記測定用信号供給部は接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記測定用信号供給部および前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、
   前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する請求項６記載のインピーダンス測定装置。
10. バイパスコンデンサを備え、
    前記測定対象および前記バイパスコンデンサは接続ラインで接続されて第１の閉ループを形成し、かつ前記バイパスコンデンサおよび前記負荷は接続ラインで接続されて第２の閉ループを形成し、
    前記電流キャンセル装置は、前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインと前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインとの２つの接続点を結び、かつ前記第２の閉ループを形成する前記接続ラインを前記負荷接続ラインとして前記キャンセル信号を注入する請求項６記載のインピーダンス測定装置。
11. 前記測定用信号供給部は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインに対して非接触で前記交流信号を供給する請求項１０記載のインピーダンス測定装置。
12. 前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を供給する供給回路とを備え、
    前記供給回路は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインが挿通される環状の第２の磁気コアと、前記第２の磁気コアに巻回された第２の巻線とで構成されて、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号が前記第２の巻線の両端に供給されることで前記交流信号を供給する請求項１１記載のインピーダンス測定装置。
13. 前記第２の磁気コアは、ギャップが設けられている請求項１２記載のインピーダンス測定装置。
14. 前記測定用信号供給部は、前記交流信号を生成する交流信号生成回路と、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号を供給する供給回路とを備えて構成され、
    前記供給回路は、前記２つの接続点を結び、かつ前記第１の閉ループを形成する前記接続ラインが挿通される空芯コイルで構成され、前記交流信号生成回路によって生成された前記交流信号が前記空芯コイルの両端に供給されることで前記測定対象に前記交流信号を供給する請求項１１記載のインピーダンス測定装置。
15. 前記測定用信号供給部は、前記測定対象の両端間に前記交流電流を供給する請求項１０記載のインピーダンス測定装置。
16. 前記測定対象に供給される前記交流信号の前記電流値を検出して電流検出信号として前記処理部に出力する電流検出部を備え、
    前記処理部は、前記交流信号を入力すると共に前記電流検出信号を直交検波して交流電流の同相成分および直交成分を生成する第１直交検波回路と、前記交流信号を入力すると共に前記電圧検出信号を直交検波して交流電圧の同相成分および直交成分を生成する第２直交検波回路と、
    前記第１直交検波回路から出力される前記交流電流の同相成分および直交成分と、前記第２直交検波回路から出力される前記交流電圧の同相成分および直交成分とに基づいて前記測定対象のインピーダンスを演算する演算回路とを備えている請求項６から１５のいずれかに記載のインピーダンス測定装置。
17. 前記電流キャンセル装置の前記キャンセル信号注入部は、終段としてのＤ級増幅回路を備え、当該Ｄ級増幅回路によって増幅した前記キャンセル信号を注入し、
    前記電流検出部によって検出された前記電流検出信号をアナログディジタル変換して電流データとして前記処理部に出力するＡ／Ｄ変換回路、および前記電圧検出部によって検出された電圧検出信号をアナログディジタル変換して電圧データとして前記処理部に出力するＡ／Ｄ変換回路を備え、
    前記各Ａ／Ｄ変換回路は、前記測定用信号供給部の前記Ｄ級増幅回路の動作クロックと共通の動作クロックに同期して前記アナログディジタル変換を実行する請求項１６記載のインピーダンス測定装置。

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