JP2963944B2 - 電流検出用シャント抵抗器 - Google Patents
電流検出用シャント抵抗器Info
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- JP2963944B2 JP2963944B2 JP2197885A JP19788590A JP2963944B2 JP 2963944 B2 JP2963944 B2 JP 2963944B2 JP 2197885 A JP2197885 A JP 2197885A JP 19788590 A JP19788590 A JP 19788590A JP 2963944 B2 JP2963944 B2 JP 2963944B2
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- resistor
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電流検出用シャント抵抗器に関し、特に電流
検出機能を備えた制御用回路構成（以下、モジュールと
略記する）に内蔵される高周波電流検出用シャント抵抗
器に関する。
検出機能を備えた制御用回路構成（以下、モジュールと
略記する）に内蔵される高周波電流検出用シャント抵抗
器に関する。
［従来の技術］ モータの制御用やスイッチング・レギュレータの電力
制御用等にパワーMOS FETが多く用いれている。これら
の用途には、パワーMOS FETの高速スイッチング特性を
活かして、大電力・大電流を高周波でオン、オフさせて
いる。
制御用等にパワーMOS FETが多く用いれている。これら
の用途には、パワーMOS FETの高速スイッチング特性を
活かして、大電力・大電流を高周波でオン、オフさせて
いる。
しかしながら、何等かの障害で負荷が急激に重くなっ
たり、スイッチング・レギュレータの出力の短絡された
状態においては、過大な電流が流れてパワーMOS FETの
ドレイン電流が定格値を越えてしまう。その結果、素子
破壊に結びつく。
たり、スイッチング・レギュレータの出力の短絡された
状態においては、過大な電流が流れてパワーMOS FETの
ドレイン電流が定格値を越えてしまう。その結果、素子
破壊に結びつく。
そこで、一定値以上にドレイン電流が流れないよう
に、電流制限をかける必要がある。かかる目的で、過電
流保護回路ないしカレント・リミッタ回路が設けられて
いる。
に、電流制限をかける必要がある。かかる目的で、過電
流保護回路ないしカレント・リミッタ回路が設けられて
いる。
ところで、上記回路において、過電流動作を行なわせ
るには、何等かの手段によって回路電流を検出しなけれ
ばならない。この電流検出方法として例えば第８図に示
すような回路を用いている。すなわち、MOS FETのソー
スに直列に低抵抗Ｒを接続し、その時の低抵抗Ｒの両端
に生ずる検出電圧eSを得て、eS＝ID・Ｒにより電流IDを
把握するようにしている。
るには、何等かの手段によって回路電流を検出しなけれ
ばならない。この電流検出方法として例えば第８図に示
すような回路を用いている。すなわち、MOS FETのソー
スに直列に低抵抗Ｒを接続し、その時の低抵抗Ｒの両端
に生ずる検出電圧eSを得て、eS＝ID・Ｒにより電流IDを
把握するようにしている。
上記のような電流検出回路、特に高周波電流の検出回
路を含む実際の制御モジュールには第５図以下に示すシ
ャント抵抗器が搭載されている。
路を含む実際の制御モジュールには第５図以下に示すシ
ャント抵抗器が搭載されている。
第５図はこのシャント抵抗器の外観図、第６図はその
平面図、第７図は上記のシャント抵抗器を内蔵したモー
タ制御用MOSモジュールの外観図である。
平面図、第７図は上記のシャント抵抗器を内蔵したモー
タ制御用MOSモジュールの外観図である。
第５図において、シャント抵抗器１は、図示のように
リードフレーム2,2と接合され、また、上部に立ち上が
る山形部３が形成されている。このシャント抵抗器の材
料は、例えばマンガニンである。また、上記山形部２の
頂部両端に切欠部4a,4bが形成されている。一方、山形
部３の裾野にあたる開口端には一対のケルビン端子K1,K
2を有する。また、第５図および第６図に符号で示した
各部の寸法の一例を示せば下記の通りである。
リードフレーム2,2と接合され、また、上部に立ち上が
る山形部３が形成されている。このシャント抵抗器の材
料は、例えばマンガニンである。また、上記山形部２の
頂部両端に切欠部4a,4bが形成されている。一方、山形
部３の裾野にあたる開口端には一対のケルビン端子K1,K
2を有する。また、第５図および第６図に符号で示した
各部の寸法の一例を示せば下記の通りである。
ｔ＝0.5mm,W1＝4.5mm,W2＝7.0mm,h＝6.7mm,l1＝7.0m
m,l2＝0.15mm、シャント抵抗器の抵抗値Ｒは、Ｒ＝0.00
2Ωである。
m,l2＝0.15mm、シャント抵抗器の抵抗値Ｒは、Ｒ＝0.00
2Ωである。
上記のようなシャント抵抗器１が、例えば第７図に示
したようなモータ制御用MOSモジュール５に、高周波電
流検出用として内蔵されている。
したようなモータ制御用MOSモジュール５に、高周波電
流検出用として内蔵されている。
シャント抵抗器１は、前述したように動作する。すな
わち、第５図で電流Ｉが矢印の方向に流れた場合、その
電流値Ｉがオームの法則Ｅ＝IRよりシャント抵抗器１の
両端のケルビン端子K1,K2間に生ずる電圧値Ｅとして検
出される。上記したシャント抵抗器１では、Ｒ＝0.002
Ωであるので、検出電圧Ｖは、Ｖ＝0.002・Ｉとなる。
わち、第５図で電流Ｉが矢印の方向に流れた場合、その
電流値Ｉがオームの法則Ｅ＝IRよりシャント抵抗器１の
両端のケルビン端子K1,K2間に生ずる電圧値Ｅとして検
出される。上記したシャント抵抗器１では、Ｒ＝0.002
Ωであるので、検出電圧Ｖは、Ｖ＝0.002・Ｉとなる。
ところで、上記シャント抵抗器１に流す電流は、例え
ば、高周波電流で最大75A流すように設計されている。
この場合に、僅かなインダクタンスでも電流検出の際に
スパイク電圧の発生という悪影響を及ぼし、その結果、
正確な検出が不可能となる。この点を考慮して従来では
第５図に示したような山形形状に形成し、その山形部３
の登りと下り形状によりインダクダンスを相殺するよう
にしている。したがって、上記山形形状を有するシャン
ト抵抗器１におけるインダクタンスは、ケルビン端子
K1,K2の長さl2によるものみとなり、きわめて小さくな
るように配慮されている。
ば、高周波電流で最大75A流すように設計されている。
この場合に、僅かなインダクタンスでも電流検出の際に
スパイク電圧の発生という悪影響を及ぼし、その結果、
正確な検出が不可能となる。この点を考慮して従来では
第５図に示したような山形形状に形成し、その山形部３
の登りと下り形状によりインダクダンスを相殺するよう
にしている。したがって、上記山形形状を有するシャン
ト抵抗器１におけるインダクタンスは、ケルビン端子
K1,K2の長さl2によるものみとなり、きわめて小さくな
るように配慮されている。
また、シャント抵抗器１の頂部には切欠部4a,4bが設
けられており、W1＝4.5mmであり、他の部分の幅W2より
狭く形成されている。これはモータ制御用MOSモジュー
ル５を実際に動作させた場合に、シャント抵抗器５から
発生する熱を効率良く放熱するためである。
けられており、W1＝4.5mmであり、他の部分の幅W2より
狭く形成されている。これはモータ制御用MOSモジュー
ル５を実際に動作させた場合に、シャント抵抗器５から
発生する熱を効率良く放熱するためである。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のように構成されたシャント抵抗器１では、次の
ような解決すべき課題がある。
ような解決すべき課題がある。
山形形状の採用によりインダクタンスは、ケルビン端
子K1,K2の長さl2によるものみとなり、きわめて小さく
なるように配慮されているが、未だ零ではない。したが
って、無誘導化のためにはインダクタンスをさらに小さ
くする必要がある。
子K1,K2の長さl2によるものみとなり、きわめて小さく
なるように配慮されているが、未だ零ではない。したが
って、無誘導化のためにはインダクタンスをさらに小さ
くする必要がある。
従来のシャント抵抗器は、その形成材料としてマンガ
ニンを使用しているので、熱伝導が悪い。また、シャン
ト抵抗器１には大電流を流すので、これが大量の熱とな
って発生する。上記した従来例では、電力（Ｗ）＝I2R
＝752×0.002＝11.25ワットもの熱となる。したがっ
て、放熱についてもさらに放熱効果の良い形態を考える
必要がある。
ニンを使用しているので、熱伝導が悪い。また、シャン
ト抵抗器１には大電流を流すので、これが大量の熱とな
って発生する。上記した従来例では、電力（Ｗ）＝I2R
＝752×0.002＝11.25ワットもの熱となる。したがっ
て、放熱についてもさらに放熱効果の良い形態を考える
必要がある。
［発明の目的］ 本発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、インダクタンスを限りなく零に近づけていわゆ
る無誘導化を図るとともに、放熱効果の良好なシャント
抵抗器を提供することを目的とする。
もので、インダクタンスを限りなく零に近づけていわゆ
る無誘導化を図るとともに、放熱効果の良好なシャント
抵抗器を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明のシャント抵抗器は、シャント抵抗器を流れる
電流路を少なくとも２つに分岐し、該分岐された電流路
の入口側と出口側間のそれぞれの抵抗値を同一となるよ
うにし、かつ、前記分岐された各電流路の中央部からそ
れぞれ電圧検出端子を導出し、前記異なる電流路におけ
る1/2経路までの抵抗値の差違を利用して電位差を検出
するようにしたことを特徴とするものである。また、シ
ャント抵抗器の底面が取付面に面接触するように板材に
より平坦な形状に形成したものである。
電流路を少なくとも２つに分岐し、該分岐された電流路
の入口側と出口側間のそれぞれの抵抗値を同一となるよ
うにし、かつ、前記分岐された各電流路の中央部からそ
れぞれ電圧検出端子を導出し、前記異なる電流路におけ
る1/2経路までの抵抗値の差違を利用して電位差を検出
するようにしたことを特徴とするものである。また、シ
ャント抵抗器の底面が取付面に面接触するように板材に
より平坦な形状に形成したものである。
［作用］ 本発明のシャント抵抗器においては、分岐された電流
路の1/2の位置までの抵抗値の差違に基づく電位差を検
出するようにしたので、回路に生じるインダクダンスが
相殺され、結果的に無誘導化が実現できる。また、シャ
ント抵抗器を板材で形成し、底面を平坦としたので、放
熱板等に密着して取り付けることができ、放熱効果を向
上させることができる。
路の1/2の位置までの抵抗値の差違に基づく電位差を検
出するようにしたので、回路に生じるインダクダンスが
相殺され、結果的に無誘導化が実現できる。また、シャ
ント抵抗器を板材で形成し、底面を平坦としたので、放
熱板等に密着して取り付けることができ、放熱効果を向
上させることができる。
［実施例］ 以下に本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。
て説明する。
第１図は、本発明の実施例を示すシャント抵抗器の外
観図である。
観図である。
図において、リードフレーム2,2の間に本発明のシャ
ント抵抗器10を挿入・固着させる。このシャント抵抗器
10はマンガニン板で形成され、幅Ｗの半分、すなわちW/
2の位置で長手方向に沿って切り込み11が入れられ、２
つ割りの抵抗片12A,12Bを有する。また、これら抵抗片1
2A,12Bの長さｌの半分、すなわちl/2の位置からそれぞ
れケルビン端子K1,K2が取り出されている。
ント抵抗器10を挿入・固着させる。このシャント抵抗器
10はマンガニン板で形成され、幅Ｗの半分、すなわちW/
2の位置で長手方向に沿って切り込み11が入れられ、２
つ割りの抵抗片12A,12Bを有する。また、これら抵抗片1
2A,12Bの長さｌの半分、すなわちl/2の位置からそれぞ
れケルビン端子K1,K2が取り出されている。
各抵抗片12A,12Bには、複数の貫通孔13が一定の配置
で設けられる。この貫通孔13の数、大きさ、ピッチによ
りl/2の位置を境にしてそれぞれ２種類、全体として４
分割の抵抗を作り出す。
で設けられる。この貫通孔13の数、大きさ、ピッチによ
りl/2の位置を境にしてそれぞれ２種類、全体として４
分割の抵抗を作り出す。
このようにして得られたシャント抵抗器10の等価回路
を第２図に示す。図において、R1,R2は各部の抵抗、Ｌ
は各抵抗部からケルビン端子K1,K2までの距離により生
じるインダクタンスである。
を第２図に示す。図において、R1,R2は各部の抵抗、Ｌ
は各抵抗部からケルビン端子K1,K2までの距離により生
じるインダクタンスである。
そこで、電流Ｉが第１図の矢印AL方向に流れるとする
と、抵抗片12A,12Bが２つに分割されているので、電流
Ｉも分岐して流れることになる。この場合、抵抗片12A,
12Bは、それぞれ直列抵抗として、端子（ａ）−（ｂ）
間では、ともに同じ抵抗値R1＋R2を有する。すなわち、
電流Ｉは、抵抗片12A,12BにI/2づつ分岐して流れること
になる。かかる場合にケルビン端子K1,K2には、上流側
の各抵抗値R1,R2の相違から電位差が生じる。この電位
差をVKとすれば、VKは次式によって表わされる。
と、抵抗片12A,12Bが２つに分割されているので、電流
Ｉも分岐して流れることになる。この場合、抵抗片12A,
12Bは、それぞれ直列抵抗として、端子（ａ）−（ｂ）
間では、ともに同じ抵抗値R1＋R2を有する。すなわち、
電流Ｉは、抵抗片12A,12BにI/2づつ分岐して流れること
になる。かかる場合にケルビン端子K1,K2には、上流側
の各抵抗値R1,R2の相違から電位差が生じる。この電位
差をVKとすれば、VKは次式によって表わされる。
VK＝I/2・（R2−R1） ・・・・・（１） ただし上記（１）式において、R2＞R1とする。
インダクタンスに関しては、従来の形状では前述の通
り、ケルビン端子K1,K2間長さによりわずかながら存在
することになるが、本発明の場合には、第２図の等価回
路からも分かるように、互いに相殺されてケルビン端子
K1,K2間にはインダクタンスが存在しないことになる。
すなわち、第２図においてR2＞R1としたとき、端子
（ａ）−K1間と、端子（ａ）−K2間との電位差VKは、 （Ｌ・di/dt＋I/2・R2）−（Ｌ・di /dt＋I/2・R1）＝ I/2・（R2−R1） ・・・・・・・・・（２） となる。
り、ケルビン端子K1,K2間長さによりわずかながら存在
することになるが、本発明の場合には、第２図の等価回
路からも分かるように、互いに相殺されてケルビン端子
K1,K2間にはインダクタンスが存在しないことになる。
すなわち、第２図においてR2＞R1としたとき、端子
（ａ）−K1間と、端子（ａ）−K2間との電位差VKは、 （Ｌ・di/dt＋I/2・R2）−（Ｌ・di /dt＋I/2・R1）＝ I/2・（R2−R1） ・・・・・・・・・（２） となる。
上記（２）式より明らかなように、インダクタンス分
が相殺されて無誘導化が実現できる。
が相殺されて無誘導化が実現できる。
また、シャント抵抗器10は、従来の形状のように山形
に形成せず、板状に形成し、裏面が平坦であるため、放
熱板等に密着して取り付けることができるので、放熱効
果が格段に向上する。
に形成せず、板状に形成し、裏面が平坦であるため、放
熱板等に密着して取り付けることができるので、放熱効
果が格段に向上する。
第３図は本発明の変形例を示すシャント抵抗器の外観
図である。
図である。
この変形例では抵抗R1部分を、抵抗R2部分に比較して
その厚さを薄く形成して、貫通孔の代替としている。ま
た、第４図では独立的に形成された抵抗片R1,R2を図示
のように組み合わせて、リードフレーム2,2に接合し、
中央部に間隙14が形成されるようにしたものである。い
ずれの変形例においても先の実施例と同様な効果が得ら
れる。
その厚さを薄く形成して、貫通孔の代替としている。ま
た、第４図では独立的に形成された抵抗片R1,R2を図示
のように組み合わせて、リードフレーム2,2に接合し、
中央部に間隙14が形成されるようにしたものである。い
ずれの変形例においても先の実施例と同様な効果が得ら
れる。
［発明の効果］ 本発明は上記のように、シャント抵抗器の形状的配慮
によりケルビン端子間のインタクタンスが相殺され、無
誘導化に寄与するところ大である。また、従来のように
山形でその底面がない構造と異なり、板状のシャント抵
抗器としてあるため、その底面が放熱板等に密着させる
ことができるため、放熱効果が良好になるなどの優れた
効果がある。
によりケルビン端子間のインタクタンスが相殺され、無
誘導化に寄与するところ大である。また、従来のように
山形でその底面がない構造と異なり、板状のシャント抵
抗器としてあるため、その底面が放熱板等に密着させる
ことができるため、放熱効果が良好になるなどの優れた
効果がある。
第１図は本発明に係るシャント抵抗器の外観図、第２図
は、その等価回路図、第３図は上記本発明の変形例を示
す外観図、第４図は同じく上記本発明の変形例を示す平
面図、第５図は従来のシャント抵抗器を示す外観図、第
６図はその平面図、第７図はシャント抵抗器が内蔵され
るモータ制御用MOSモジュールの外観図、第８図はMOS
FETの電流検出回路図である。 10……シャント抵抗器、 11……切り込み、 12a,12b……抵抗片、 13……貫通孔。
は、その等価回路図、第３図は上記本発明の変形例を示
す外観図、第４図は同じく上記本発明の変形例を示す平
面図、第５図は従来のシャント抵抗器を示す外観図、第
６図はその平面図、第７図はシャント抵抗器が内蔵され
るモータ制御用MOSモジュールの外観図、第８図はMOS
FETの電流検出回路図である。 10……シャント抵抗器、 11……切り込み、 12a,12b……抵抗片、 13……貫通孔。
Claims (2)
- 【請求項１】シャント抵抗器を流れる電流路を少なくと
も２つに分岐し、該分岐された電流路の入口側と出口側
間のそれぞれの抵抗値を同一となるようにし、かつ、前
記分岐された各電流路の中央部からそれぞれ電圧検出端
子を導出し、前記異なる電流路における1/2経路までの
抵抗値の差違を利用して電位差を検出するようにしたこ
とを特徴とする電流検出用シャント抵抗器。 - 【請求項２】シャント抵抗器の底面が取付面に面接触す
るように平坦な形状としたことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のシャント抵抗器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197885A JP2963944B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 電流検出用シャント抵抗器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197885A JP2963944B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 電流検出用シャント抵抗器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0484773A JPH0484773A (ja) | 1992-03-18 |
| JP2963944B2 true JP2963944B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16381919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197885A Expired - Lifetime JP2963944B2 (ja) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | 電流検出用シャント抵抗器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963944B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2649461A1 (de) * | 2010-12-08 | 2013-10-16 | Robert Bosch GmbH | Elektronikbauteil mit shunt zur strommessung |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0915271A (ja) * | 1995-04-24 | 1997-01-17 | Advantest Corp | 過電流検出回路 |
| JP5664435B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2015-02-04 | 株式会社デンソー | 電流測定装置 |
| JP5760948B2 (ja) * | 2011-10-27 | 2015-08-12 | 株式会社デンソー | 電流測定装置 |
| JP2015152532A (ja) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | 公立大学法人首都大学東京 | 電流検出器 |
| JP6528369B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2019-06-12 | 株式会社デンソー | シャント抵抗器およびその実装方法 |
| CN116626364B (zh) * | 2023-07-21 | 2023-12-29 | 武汉熔熠电气科技有限公司 | 一种交直流电流检测方法及其应用 |
-
1990
- 1990-07-27 JP JP2197885A patent/JP2963944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2649461A1 (de) * | 2010-12-08 | 2013-10-16 | Robert Bosch GmbH | Elektronikbauteil mit shunt zur strommessung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0484773A (ja) | 1992-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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