JP4768962B2

JP4768962B2 - 多相電流検出装置

Info

Publication number: JP4768962B2
Application number: JP2004040543A
Authority: JP
Inventors: 憲治栗山; 健治鈴木
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP2005233692A

Description

本発明は、多相電流を検出する多相電流検出装置に関する。

電流経路を流れる電流を検出する表面実装型電流センサとしては、例えば特許文献１に記載されたもので、図５に示すものが知られている。この表面実装型電流センサにおいては、電流経路５１を流れる電流により発生する磁束が、磁性体よりなる集磁板５２で集磁され、この集磁された磁束が磁気センサ５３に加わると、磁気センサ５３から、その集磁板５２からの漏磁束密度に比例した電圧が出力され、増幅器５４により増幅される。

また、表面実装型電流センサとしては図６に示すものが知られており、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。この表面実装型電流センサは、基板７１と同一平面内に設けた第１アイランドには、増幅器ＩＣチップ６１が搭載され、基板７１に立設した第２アイランド７２には、縦型磁気センサ６２が搭載され樹脂６３で封止され、全体が樹脂６４で封止されている。増幅器ＩＣチップ６１は、縦型磁気センサ６２と配線され、アウターリード６５と配線されている。

この表面実装型電流センサを、図８に示すように、電流経路８２を流れる電流により発生する磁束が縦型磁気センサ６２の感磁面７３を貫くように、配置すると、縦型磁気センサ６２から磁束密度に比例した電圧が出力され、増幅器ＩＣチップ６１により増幅される。

米国特許第５，９４２，８９５Ａ号明細書

しかしながら、このような表面実装型電流センサを用いて、多相電流を検出する場合には、ある相の電流を検出する表面実装型電流センサが、他の相の電流により発生した磁束の影響を受けることがあり、正確な出力値が得られなかった。

そこで、本発明は、このような問題を解決し、磁気センサを用いた多相電流検出装置であって、多相電流検出をより正確に行うことができる多相電流検出装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、多相電流をそれぞれ流す複数の電流経路であって、各電流経路のうちの検出電流路を除く電流経路を、前記被検出電流路に対して同一平面内で実質的に直角をなすように設けた複数の電流経路と、前記被検出電流路を流れる電流により発生した磁束が感磁面を貫くように前記被検出電流路にそれぞれ設けた表面実装型磁気センサと、前記表面実装型磁気センサにより検出された磁束に比例した電気信号を出力する電気信号出力手段とを備え、前記複数の電流経路がそれぞれ有する前記被検出電流路をすべて同一直線上に整列させたことを特徴とする。

本発明によれば、上記のように構成したので、多相電流により生じる磁気の影響を受けず、多相電流の検出をより正確に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態を示す。これは３相交流電流を３つの表面実装型電流センサ１１、１２、１３を用いて検出する３相電流検出装置の例である。

３相交流のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電流が流れる３つの電流経路にあっては、各被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを同一平面内で同一直線上に整列させてあり、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに対して同一平面内で逆方向に実質的に直角をなすように設けてあり、少なくとも、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を流れる電流により発生した磁束が、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに影響せず、しかも隣り合う電流経路の被検出電流路に影響しない距離までこれら直角をなす部分から延長してある。

図２は図１の表面実装型電流センサ１１、１２、１３の構造を示し、図３は図２のＡ−Ａ線断面図を示す。この表面実装型電流センサは、基板３１と同一平面内に設けた第１アイランドには、増幅器ＩＣチップ２１が搭載してあり、基板３１に立設した第２アイランド３２には、縦型磁気センサ２２が搭載してあり、樹脂２３で封止してあり、全体が樹脂２４で封止してある。増幅器ＩＣチップ２１は、縦型磁気センサ２２と配線してあり、アウターリード２５と配線してある。

この表面実装型電流センサは、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを流れる電流により発生する磁束が縦型磁気センサ２２の感磁面３３を貫くように配置してある。

この３相電流検出装置においては、各被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを同一平面内で同一直線上に整列させたので、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを流れる電流によりそれぞれ発生した磁束は、互いに影響せず、また、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに対して同一平面内で逆方向に実質的に直角をなすように設けたので、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を流れる電流により発生した磁束は、縦型磁気センサ２２の感磁面３３を貫くことはない。

このように、縦型磁気センサ２２の感磁面には、縦型磁気センサ２２を配置した被検出電流路を流れる電流により発生する磁束のみが貫き、他の磁束が貫くことがないので、縦型磁気センサ２２により検出される磁束密度は、電流経路に流れる電流に正確に比例することになり、したがって３相電流検出をより正確に行うことができる。

なお、表面実装型電流センサは、被検出電流路に可能な限り近接させて配置するのが望ましい。また、表面実装型電流センサは被検出電流路の中央部に配置するのが望ましい。さらに、被検出電流路は、表面実装型電流センサの幅（Ｗ）の３倍以上の長さ（Ｌ）を有するのが望ましい。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態との比較でいえば、３つの電流経路のパターンが異なる。すなわち、第１の実施の形態においては、３相交流のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電流が流れる３つの電流経路は、各被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗが同一平面内で同一直線上に整列させてあり、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに対して同一平面内で逆方向に実質的に直角をなすように設けてあり、少なくとも、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗを除く電流経路を流れる電流により発生した磁束が、被検出電流路１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに影響せず、しかも隣り合う電流経路の被検出電流路に影響しない距離までこれら直角をなす部分から延長してある。

これに対して、本実施の形態においては、図４に示すように、３相交流のＵ相、Ｖ相、およびＷ相の電流が流れる３つの電流経路は、各被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを同一平面内で同一直線上に整列させてあり、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを除く電流経路を、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗに対して同一平面内で同一方向に実質的に直角をなすように設けてあり、少なくとも、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを除く電流経路を流れる電流により発生した磁束が、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗに影響せず、しかも隣り合う電流経路の被検出電流路に影響しない距離までこれら直角をなす部分から延長してある。

この３相電流検出装置においては、各被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗが同一平面内で同一直線上に整列させたので、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを流れる電流によりそれぞれ発生した磁束は、互いに影響せず、また、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを除く電流経路を、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗに対して同一平面内で同一方向に実質的に直角をなすように設けたので、被検出電流路４Ｕ、４Ｖ、４Ｗを除く電流経路を流れる電流により発生した磁束は、縦型磁気センサ２２の感磁面３３を貫くことはない。

本発明の第１の実施の形態を示す図である。表面実装型電流センサの一例を示す平面図である図２のＡ−Ａ線断面図である。本発明の第２の実施の形態を示す図である。表面実装型電流センサを用いた電流検出を説明するための図である。表面実装型電流センサの構造を示す平面図である。図６のＡ−Ａ線断面図である。表面実装型電流センサの配置例を示す図である。

符号の説明

１Ｕ、１Ｖ、１Ｗ、４Ｕ、４Ｖ、４Ｗ被検出電流路
１１、１２、１３表面実装型電流センサ
２１増幅器ＩＣチップ
２２縦型磁気センサ
２３、２４樹脂
２５アウターリード
３１基板
３２第２アイランド

Claims

多相電流をそれぞれ流す複数の電流経路であって、各電流経路のうちの被検出電流路を除く電流経路を、前記被検出電流路に対して同一平面内で実質的に直角をなすように設けた複数の電流経路と、
前記被検出電流路を流れる電流により発生した磁束が感磁面を貫くように前記被検出電流路にそれぞれ設けた表面実装型磁気センサと、
前記表面実装型磁気センサにより検出された磁束に比例した電気信号を出力する電気信号出力手段と
を備え、
前記複数の電流経路がそれぞれ有する前記被検出電流路をすべて同一直線上に整列させたことを特徴とする多相電流検出装置。