JP6455812B2

JP6455812B2 - 電流測定装置

Info

Publication number: JP6455812B2
Application number: JP2014032420A
Authority: JP
Inventors: 吉田　博; 博吉田; 淳平遠藤; 雄介宮村; 明実塩川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2019-01-23
Anticipated expiration: 2034-02-24
Also published as: WO2015124976A1; TW201546460A; JP2015158392A

Description

本発明は、分電盤などにおいて電流測定センサとして用いられる電流測定装置、特に電流測定用コイルが形成された回路基板上にＩＣが実装された電流測定装置に関する。

ロゴスキーコイルは、分電盤などにおいて電流測定センサとして用いられているが、ＬＥＤ電球をはじめとして電気機器の省エネ化が進んでおり、より少ない電流を検出できるように、高感度化が求められている。ところで、ロゴスキーコイルはコアレスであるため、磁気飽和せず、磁気損失による発熱やヒステリシス誤差がないといったメリットを有する反面、出力電圧が低く、外部磁界の影響によりＳ／Ｎが低下するというデメリットを有している。

外部磁界による影響について、図８を参照しつつ説明する。図８において、（ａ）は参考として磁性体によるトロイダルコアの周囲にトロイダルコイルを巻回した一般的なＣＴ（変流器）の構成を示し、（ｂ）はコアレスのロゴスキーコイルの構成を示す。また、（ｃ）は紙面に垂直な方向の外部磁界に対して一般的なＣＴが囲む面積を示し、（ｄ）は紙面に垂直な方向の外部磁界に対してロゴスキーコイルが囲む面積を示す。

図８（ａ）に示すように、一般的なＣＴは、トロイダルコアの周囲に導体を螺旋状に巻き進め、トロイダル方向に一周して巻き終わるため、そのトロイダル方向に垂直な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）の磁界に対しては、１ターンのコイルと等価である。そのため、図８（ｃ）に示すように、トロイダル方向に垂直な方向の外部磁界に対しては、トロイダルコイルのトロイダル方向に垂直な断面がそのまま外部磁界の影響を受ける領域（左斜めハッチング）となる。ところが、一般的なＣＴは磁性体のコアを有しているので、トロイダルコアの内部を通る被測定磁界による出力Ｓが外部磁界によるノイズＮよりも遙かに大きいため、外部磁界による影響はあまり問題にはならない。ところが、ロゴスキーコイルはコアレスであるので、被測定磁界による出力Ｓが小さく、外部磁界による影響を受けやすく、Ｓ／Ｎの低下が問題となる。そこで、図８（ｂ）に示すように、導体を螺旋状に巻き進め、トロイダル方向に一周したあと、トロイダルコイルの中心部を逆方向に１ターン分巻き戻している。そのため、図８（ｄ）に示すように、トロイダル方向に垂直な方向の外部磁界に対しては、巻き進み方向におけるトロイダルコイルのトロイダル方向に垂直な断面が巻き戻し方向における１ターン分の巻き戻しコイルの断面によって相殺され、外部磁界の影響を受ける領域（右斜めハッチング）の面積が小さくなっている。

ロゴスキーコイルのＳ／Ｎを高くする手法として、トロイダルコイルの巻数を多くすることが考えられる。ところが、例えば特許文献１に記載されたような回路基板の両面の導電パターンとスルーホール（ビアホール）でコイルを構成するタイプのロゴスキーコイルでは、加工可能なスルーホールの直径やランドの外径などの制約により、コイルの巻数が制限される。そこで、特許文献１に記載されたロゴスキーコイルでは、外部磁界の影響をキャンセルするように、回路基板表面に形成される導電パターンにさらに工夫が施されている。

図９は特許文献１に記載された従来のロゴスキーコイル２０１を示す。なお、図９においては、引き出し線の交差を避けるために、巻き進みコイルと巻き戻しコイルの符号を離れた位置に記載している。

回路基板２０２の表面において、巻き進みコイルを構成するスルーホール２１１からは、外周部に向かって放射状に延び、外周部近傍で右ドッグレッグした導電パターン２５１が形成されている。導電パターン２５１の右ドッグレッグした先にはスルーホール２２１が形成されている。回路基板２０２の裏面において、スルーホール２１１の２つ右隣のスルーホール２１２からは、外周部に向かって放射状に延び、外周部近傍で左ドッグレッグ（裏側から見れば右ドッグレッグ）した導電パターン２５２が形成され、さらに上記スルーホール２２１に接続されている。このように、表面の導電パターン２５１、スルーホール２２１、裏面の導電パターン２５２及びスルーホール２１２で巻き進みコイルの１ターンが形成される。このような導電パターン及びスルーホールが環状の回路基板２０２上にトロイダル方向に一周するように形成されており、巻き進みコイルを形成している。

回路基板２０２の表面において、巻き戻しコイルを構成するスルーホール２３１からは、外周部に向かって単純に放射状に延びた導電パターン２６１が形成され、導電パターン２６１の先にはスルーホール２４１が形成されている。回路基板２０２の裏面において、スルーホール２４１からは、外側に向かって左ドッグレッグ（裏側から見れば右ドッグレッグ）した短い導電パターン２６２が形成され、スルーホール２４２に接続されている。回路基板２０２の表面において、スルーホール２４２からは、内側に向かって左ドッグレッグした短い導電パターン２６３が形成され、スルーホール２４３に接続されている。回路基板２０２の裏面において、スルーホール２４３からは、内周部に向かって単純に放射状に延びた導電パターン２６４が形成され、スルーホール２３２に接続されている。このように、表面の導電パターン２６１、スルーホール２４１、裏面の導電パターン２６２、スルーホール２４２、表面の導電パターン２６３、スルーホール２４３、裏面の導電パターン２６４及びスルーホール２３２で巻き戻しコイルの１ターンが形成される。このような導電パターン及びスルーホールが環状の回路基板２０２上にトロイダル方向に一周するように形成されており、巻き戻しコイルを形成している。

このロゴスキーコイル２０１では、トロイダルコイルを巻き進み方向と巻き戻し方向に連続して二重形成し、回路基板２０２に垂直な方向（被測定電流の流れる方向）から見て、巻き進みコイルの１ターン分の領域Ｓ１の面積と巻き戻しコイルの１ターン分の領域Ｓ２の面積がほぼ等しくなるように導電パターンを形成している。その結果、巻き進みコイルが外部磁界から受ける影響を巻き戻しコイルが外部磁界から受ける影響で相殺し、ノイズ成分をより少なくしてＳ／Ｎをさらに高くしている。

一方、特許文献２には、ロゴスキーコイルが形成された回路基板上に、ロゴスキーコイルに流れる電流を測定値にＡ／Ｄ変換して測定データとして出力するＩＣ(Integrated Circuit)が実装された電流測定装置が開示されている。この電流測定装置では、回路基板の表面及び裏面に、非磁性導体のシールド部を形成してロゴスキーコイルを覆い、ノイズの原因となる外部磁界の遮断効果を向上させている。

上記特許文献１及び特許文献２に開示された従来の電流測定用コイル及び電流測定装置は、いずれも外部磁界がロゴスキーコイル自体に及ぼす影響を小さくするように工夫されているが、ロゴスキーコイルから上記ＩＣまでの引き出し線やＩＣから外部に突出する脚が外部磁界から受ける影響を小さくするような工夫はなされていなかった。ところが、本発明者が測定したところ、ＩＣから外部に突出する脚でさえも外部磁界による影響を受け、Ｓ／Ｎを低下させていることが判明した。

特開２００７−１５５４２７号公報特開２００９−８５６２０号公報

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、ＩＣから外部に突出する脚が外部磁界から受ける影響を低減してＳ／Ｎの向上を可能にする電流測定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る電流測定用コイルは、回路基板に電流測定用コイルとＩＣが実装された電流測定装置であって、
前記回路基板には、前記電流測定用コイルから引き出され、前記ＩＣに接続される２つの引き出し線部が形成されており、
前記２つの引き出し線部と、前記ＩＣから外部に突出する脚のうち前記２本の引き出し線が接続される２本の脚との接続部には、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分が外部磁界から受ける影響を相殺するために、前記外部磁界からの影響を受ける構造が設けられており、
前記外部磁界からの影響を受ける構造は、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分の面積とほぼ同じ面積を有し、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚をコイルと見立てたときに、該コイルと逆向きに電流が流れるように、平面視で互いに平行な部分と、該互いに平行な部分と前記ＩＣの前記２本の脚とに間に形成され、前記回路基板の厚み方向から見て、交差しているパターンを有していることを特徴とする。

前記回路基板は、中央部に被測定電流が流れる導体を貫通させる開口を有し、複数の導電層と複数の絶縁層を積層して形成され、前記開口を取り囲むように電流測定用コイルが形成され、前記回路基板上にＩＣが実装されていることが好ましい。

前記２本の引き出し線及び前記外部磁界からの影響を受ける構造は、それぞれ、前記回路基板の前記複数の導電層に形成された導電パターンと、前記回路基板をその厚み方向に貫通し、前記複数の導体を電気的に接続する複数のスルーホールで構成され、
前記交差しているパターンは、互いに異なる導電層に形成された導電パターンが三次元的に交差していることが好ましい。

前記交差しているパターンは、三次元的に交差するワイヤーボンディングであることが好ましい。

本発明に係る他の電流測定用コイルは、回路基板に電流測定用コイルとＩＣが実装された電流測定装置であって、
前記回路基板には、前記電流測定用コイルから引き出され、前記ＩＣに接続される２つの引き出し線部が形成されており、
前記２つの引き出し線部と、前記ＩＣから外部に突出する脚のうち前記２本の引き出し線が接続される２本の脚との接続部には、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分が外部磁界から受ける影響を相殺するために、前記外部磁界からの影響を受ける構造が設けられており、
前記外部磁界からの影響を受ける構造は、前記回路基板の前記ＩＣが実装されている面に形成された導電パターンであって、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の突出方向とは反対側から前記２本の脚と平行に前記ＩＣの下方を通り、さらに前記ＩＣの外部で、且つ前記２本の脚の下方に達する導電パターンであることを特徴とする電流測定装置。

本発明によれば、ＩＣから外部に突出する２本の脚の間に囲まれた部分が外部磁界から受ける影響を、２本の引き出し線と、ＩＣから外部に突出する２本の脚との接続部に設けられた構造が外部磁界からうける影響によって相殺するので、Ｓ／Ｎの低下を防止することができる。また、このような外部磁界からの影響を受ける構造は、回路基板を製造する際に同時に形成することができ、電流測定装置のコストをアップさせることはない。

本発明の一実施形態に係る電流測定装置、すなわち電流測定用コイルが形成され、ＩＣが実装された回路基板を示す正面図。上記実施形態における回路基板の第１導電層に形成された第１導電パターンを示す正面図。上記実施形態における回路基板の第２導電層に形成された第２導電パターンを示す正面図。上記実施形態における回路基板の第３導電層に形成された第３導電パターンを示す正面図。上記実施形態における回路基板の第４導電層に形成された第４導電パターンを示す正面図。図１の部分拡大図。本発明の一実施形態に係る電流測定装置の他の構成例を示す図。一般的なＣＴとロゴスキーコイルの外部磁界による影響の比較説明図。従来のロゴスキーコイルを示す平面図。

本発明の一実施形態に係る電流測定装置について説明する。図１に、本実施形態に係る電流測定装置、すなわち電流測定用コイルが形成され、ＩＣが実装された回路基板を示す。なお、図１では、分かりやすくするため、第１導電層（実線）と第２導電層（破線）の導電パターンのみを示す。また、図２〜５はそれぞれ第１〜第４導電層の導電パターンを示す。さらに、図６は、図１の要部拡大図である。

本実施形態に係る電流測定用コイル（ロゴスキーコイル）１は、４つの導電層と３つの絶縁層を交互に積層して形成された回路基板２に形成されており、図１に示すように、回路基板２の中央部に、被測定電流が流れる導体を貫通させるための円形の開口３が形成されている。また、円形の開口３に沿って、２つの同心円Ｃ１及びＣ２の周上に所定間隔で１つおきに内周側のスルーホール６１・・・及び８１・・・が形成されている。また、回路基板２の外周部には、単一の円周Ｃ３の周上に所定間隔で外周側のスルーホール５１・・・及び７１・・・が形成されている。なお、各スルーホールは、４つの導電層及び３つの絶縁層を貫通するように形成されている。また、電流測定用コイル１からは、信号を取り出すための第１引き出し線部４及び第２引き出し線部５が引き出されており、回路基板２上に実装されたＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂに接続されている。ＩＣ７は、例えば、電流測定用コイル１に流れる電流を測定値にＡ／Ｄ変換して測定データとして出力する。

ロゴスキーコイルを構成する巻き進みコイル及び巻き戻しコイルは、それぞれトロイダルコイルとして形成されている。巻き進みコイルは、主に第２導電層の第２導電パターン２０と、第４導電層の第４導電パターン４０と、外周側スルーホール５１・・・と、内周側スルーホールのうち直径の小さな同心円周上に形成されたスルーホール６１・・・などで構成される。また、巻き戻しコイルは、主に第１導電層の第１導電パターン１０と、第３導電層の第３導電パターン３０と、外周側スルーホール７１・・・と、内周側スルーホールのうち直径の大きな同心円周上に形成されたスルーホール８１・・・などで構成される。

信号を取り出すための第１引き出し線部４は、図２に示す巻き進みコイルの始点部である第１導電層のスルーホール５１に接続されている。スルーホール５１は、図５に示す第４導電パターン４０に接続され、第４導電パターン４０のクランク状に形成された導電パターン４１によってスルーホール６１に接続される。スルーホール６１は、図３に示す第２導電パターン２０に接続され、第２導電パターン２０のクランク状に形成された導電パターン２１によってスルーホール５２に接続される。スルーホール５２は、図５に示す導電パターン４２によってスルーホール６２に接続される。以下、このようなループを開口３の周囲に時計回りに一周して、巻き進みコイルが形成される。巻き進みコイルの最後のスルーホール６ｘは、図２に示す第１導電パターンの直線状の導電パターン１ｘに接続され、導電パターン１ｘはスルーホール７１に接続されている。

スルーホール７１は、図４に示す第３導電パターン３０のクランク状に形成された導電パターン３１によってスルーホール８１に接続される。スルーホール８１は、図２に示す第１導電パターン１０に接続され、第１導電パターン１０のクランク状に形成された導電パターン１１によってスルーホール７２に接続される。スルーホール７２は、図４に示す導電パターン３２によってスルーホール８２に接続される。以下、このようなループを開口３の周囲に反時計回りに一周して、巻き戻しコイルが形成される。巻き戻しコイルの最後のスルーホール８ｘは、図３に示す第２導電パターンの直線状の導電パターン２ｘに接続され、巻き戻しコイルの終点部である導電パターン２ｘは信号を取り出すための第２引き出し線部５に接続されている。

図２と図３を比較して分かるように、第１引き出し線部４と第２引き出し線部５は、それぞれ第１導電層と第２導電層に形成されており、スルーホール６を介して第１導電層の導電パターンと第２導電層の導電パターンが電気的に接続されている。第１引き出し線部４を構成する導電パターンと第２引き出し線部５を構成する導電パターンは、互いに電流が逆向きに流れるように、部分的に重なり合い、回路基板２の積層方向から透視して（以下、正面視と略称する）Ｘ状となるような交差パターンに形成されている。

図２に示す第１導電パターン１０の各クランク状の導電パターン１１・・・の外側の放射状部分１１ａと図４に示す第３導電パターン３０の各クランク状の導電パターン３１・・・の外側の放射状部分３１ａは、正面視で互いに重なっている。また、図３に示す第２導電パターン２０の各クランク状の導電パターン２１・・・の外側の放射状部分２１ａと図５に示す第４導電パターン４０の各クランク状の導電パターン４１・・・の外側の放射状部分４１ａは、正面視で互いに重なっている。一方、第１導電パターン１０及び第３導電パターン３０の放射状部分１１ａ及び３１ａと第２導電パターン２０及び第４導電パターン４０の放射状部分２１ａ及び４１ａは、正面視で互いに重なっておらず、互に隣接している。

また、図２に示す第１導電パターン１０の各クランク状の導電パターン１１・・・の円周方向の部分１１ｂと図３に示す第２導電パターン２０の各クランク状の導電パターン２１・・・の円周方向の部分２１ｂは、正面視で互いに重なっている。同様に、図４に示す第３導電パターン３０の各クランク状の導電パターン３１・・・の円周方向の部分３１ｂと図５に示す第４導電パターン４０の各クランク状の導電パターン４１・・・の円周方向の部分４１ｂは、正面視で互いに重なっている。さらに、図２に示す第１導電パターン１０の各クランク状の導電パターン１１・・・の内側の放射状部分１１ｃと図４に示す第３導電パターン３０の各クランク状の導電パターン３１・・・の１つ隣の内側の放射状部分３１ｃは、正面視で互いに重なっている。同様に、図３に示す第２導電パターン２０の各クランク状の導電パターン２１・・・の内側の放射状部分２１ｃと図５に示す第４導電パターン４０の各クランク状の導電パターン４１・・・の１つ隣の内側の放射状部分４１ｃは、正面視で互いに重なっている。

このように、回路基板２は導電パターンが形成される導電層を４層有しており、巻き進みコイルと巻き戻しコイルをそれぞれ形成する導電パターンが、回路基板２の積層方向から透視して、重なり合っている。そのため、図９に示す従来例に比べて、ロゴスキーコイル１の全ターン数を多くすることができ、出力信号の電圧が高くなり、Ｓ／Ｎを高くすることができる。また、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻しコイルの導電パターンが、互いに異なる導電層に形成されているため、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻しコイルの導電パターンを乗り越えるために余分なスルーホールを必要とせず、回路基板２の全スルーホール数は増加せず、歩留まりの低下を防止することが可能である。さらに、回路基板２の積層方向に平行な磁界に対して巻き進みコイルで囲まれた面積と巻き戻しコイルで囲まれた面積がほぼ等しいので、外部磁界から受ける影響で相殺し、ノイズ成分をより少なくしてＳ／Ｎをさらに高くすることができる。

一方、回路基板２の積層方向に直交する外部磁界に対しては、トロイダルコイルのポロイダル方向の１ターンで囲まれた面積が影響を受けることになる。ところが、このロゴスキーコイル１は、導電層と絶縁層が積層された回路基板２に形成されており、前述のように、巻き進みコイルを形成する導電パターン同士、巻き戻しコイルを形成する導電パターンの同士又は巻き進みコイルを形成する導電パターンと巻き戻しコイルを形成する導電パターンが、互いに逆方向に電流が流れるように重なり合っている。より具体的には、図６に示すように、スルーホール７１を介して接続された導電パターン１１の放射状部分１１ａと導電パターン３１の放射状部分３１ａは正面視で互いに重なっており、矢印Ａ方向の外部磁界の影響を受けたとしても、導電パターン１１の放射状部分１１ａに流れる電流と導電パターン３１の放射状部分３１ａに流れる電流の向きが逆向きになり、互いに打ち消し合う。スルーホール５２を介して接続された導電パターン２１の放射状部分２１ａと導電パターン４１の放射状部分４１ａについても同様である。

前述のように、巻き進みコイルと巻き戻しコイルは互いにつながっており、且つコイルの巻き方向が逆である。従って、矢印Ｂ方向の外部磁界の影響を受けた場合、導電パターン１１の円周方向の部分１１ｂと導電パターン２１の円周方向の部分２１ｂが正面視で互いに重なっているので、導電パターン１１の円周方向の部分１１ｂと導電パターン２１の円周方向の部分２１ｂに流れる電流の向きが逆向きになり、互いに打ち消し合う。導電パターン３１の円周方向の部分３１ｂと導電パターン４１・・・の円周方向の部分４１ｂに付いても同様である。さらに、導電パターン１１の内側の放射状部分１１ｃと導電パターン３１の１つ隣の内側の放射状部分３１ｃ、導電パターン２１の内側の放射状部分２１ｃと導電パターン４１の１つ隣の内側の放射状部分４１ｃについても同様である。

このように、回路基板２の積層方向に直交する外部磁界に対して、１つの導電層に形成された導電パターンに流れる電流を、それに隣接する導電層に形成された導電パターンに流れる電流で相殺するように形成されているので、ノイズ成分をより少なくしてＳ／Ｎをさらに高くすることができる。特に、被測定電流以外の電流などによって発生される外部磁界は、その電流に近いほど影響が大きいので、より近くの導電層に形成された導電パターンに流れる電流同士で相殺させることが好ましい。

図１乃至図３及び図６からわかるように、第１引き出し線部４及び第２引き出し線部５は、それぞれ第１導電層の第１導電パターン１０及び第２導電層の第２導電パターン２０と、回路基板２をその厚み方向に貫通し、第１導電パターン１０と第２導電パターン２０を電気的に接続する複数のスルーホール６で構成されている。第１引き出し線部４を構成する導電パターンと引き出し線部５を構成する導電パターンは、互いに電流が逆向きに流れるように、部分的に重なり合い、また正面視でＸ状となるような交差パターンに形成されている。そのため、外部磁界の影響に対しても、第１引き出し線部４に流れる電流と第２引き出し線部５に流れる電流が互いに相殺し合うので、第１引き出し線部４と第２引き出し線部５によるＳ／Ｎの低下を防止することができる。

また、第１引き出し線部４及び第２引き出し線部５とＩＣ７の２本の脚７ａ及び７ｂの接続部８には、第１引き出し線部４及び第２引き出し線部５の導電パターンとは異なり、意図的に外部磁界からの影響を受ける構造が設けられており、平面視で互いに平行な部分８ａ及び８ｂを有している。また、互いに平行な部分８ａ及び８ｂとＩＣ７の２本の脚７ａ及び７ｂが接続されるランド８ｃ及び８ｄの間は、正面視でＸ状となるような交差パターン８ｅに形成されている。ここで、ＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂ（及び交差パターン８ｅ）との間に囲まれた部分の面積と、接続部８のうち互いに平行な部分８ａ及び８ｂ（及び交差パターン８ｅ）との間に囲まれた部分の面積とがほぼ等しくなるように、互いに平行な部分８ａ及び８ｂの長さや間隔が設定されている。

ＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂ（及び交差パターン８ｅ）を１つのコイルと見立てたときに、接続部８のうち互いに平行な部分８ａ及び８ｂ（及び交差パターン８ｅ）も同様に１つのコイルと見ることができ、上記のような交差パターン８ｅを介在させることによって、外部磁界の影響が及ぶときに、互いに電流の流れる方向が逆になり、外部磁界によって発生される電流を相殺することができる。また、上記のように、ＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂ（及び交差パターン８ｅ）との間に囲まれた部分の面積と、接続部８のうち互いに平行な部分８ａ及び８ｂ（及び交差パターン８ｅ）との間に囲まれた部分の面積とがほぼ等しいので、発生される電流値もほぼ同じになるため、外部磁界によって発生される電流値をほぼ零にすることができる。

図７は、本実施形態に係る電流測定装置の他の構成例を示す。図７に示す構成例では、接続部８をＩＣ７の本体の下方、すなわち脚が形成されていない部分に形成している。そして、外部磁界からの影響を受ける構造として、回路基板２のＩＣ７が実装されている面（すなわち、表面）に形成された導電パターンであって、ＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂの突出方向とは反対側から、２本の脚７ａ及び７ｂと平行にＩＣ７の下方を通り、さらにＩＣ７の外部で、且つ２本の脚の下方に達する導電パターン８ｆ及び８ｇとしている。この導電パターン８ｆ及び８ｇは、接続部８の平行な部分兼ランドとして機能する。周知のように、ＩＣ７から外部に突出する脚は、三次元的に形成され、回路基板２の実装面に対して宙に浮いている部分を有している。そのため、図７に示すような構成によれば、導電パターン８ｆに流れる電流の向きと、ＩＣ７から外部に突出する脚７ａの宙に浮いている部分に流れる電流は向きが逆になる。また、ＩＣ７から外部に突出する２本の脚７ａ及び７ｂとの間に囲まれた部分の面積と、接続部８のうち互いに平行な部分である導電パターン８ｆ及び８ｇとの間に囲まれた部分の面積とがほぼ等しいので、発生される電流値もほぼ同じになるため、外部磁界によって発生される電流値をほぼ零にすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の説明に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。まず、電流測定用コイルとしては、トロイダルコイルに限定されるものではなく、コアを用いた一般的なＣＴであってもよい。また、回路基板の構成も、複数の導電層を有する他方基板である必要はなく、導電層が一層の回路基板であってもよい。その場合、
電流測定用コイルから引き出される２つの引き出し線部と、ＩＣから外部に突出する２本の脚との接続部の外部磁界からの影響を受ける構造として、ワイヤーボンディングを三次元的に交差させ、平面視でＸ状に交差させればよい。

１ロゴスキーコイル
２回路基板
３開口
４第１引き出し線部
５第２引き出し線部
６スルーホール
７ＩＣ
７ａ、７ｂＩＣから外部に突出する脚
８接続部
８ａ、８ｂ（接続部の）平行な部分
８ｃ、８ｄ（接続部の）ランド
８ｅ（接続部の）交差パターン
８ｆ、８ｇ（接続部の平行な部分兼ランドとして機能する）導電パターン
１０第１導電パターン
２０第２導電パターン
３０第３導電パターン
４０第４導電パターン

Claims

回路基板に電流測定用コイルとＩＣが実装された電流測定装置であって、
前記回路基板には、前記電流測定用コイルから引き出され、前記ＩＣに接続される２つの引き出し線部が形成されており、
前記２つの引き出し線部と、前記ＩＣから外部に突出する脚のうち前記２本の引き出し線が接続される２本の脚との接続部には、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分が外部磁界から受ける影響を相殺するために、前記外部磁界からの影響を受ける構造が設けられており、
前記外部磁界からの影響を受ける構造は、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分の面積とほぼ同じ面積を有し、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚をコイルと見立てたときに、該コイルと逆向きに電流が流れるように、平面視で互いに平行な部分と、該互いに平行な部分と前記ＩＣの前記２本の脚とに間に形成され、前記回路基板の厚み方向から見て、交差しているパターンを有していることを特徴とする電流測定装置。
前記回路基板は、中央部に被測定電流が流れる導体を貫通させる開口を有し、複数の導電層と複数の絶縁層を積層して形成され、前記開口を取り囲むように電流測定用コイルが形成され、前記回路基板上にＩＣが実装されていることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
前記２本の引き出し線及び前記外部磁界からの影響を受ける構造は、それぞれ、前記回路基板の前記複数の導電層に形成された導電パターンと、前記回路基板をその厚み方向に貫通し、前記複数の導体を電気的に接続する複数のスルーホールで構成され、
前記交差しているパターンは、互いに異なる導電層に形成された導電パターンが三次元的に交差していることを特徴とする請求項２に記載の電流測定装置。
前記交差しているパターンは、三次元的に交差するワイヤーボンディングであることを特徴とする請求項１に記載の電流測定装置。
回路基板に電流測定用コイルとＩＣが実装された電流測定装置であって、
前記回路基板には、前記電流測定用コイルから引き出され、前記ＩＣに接続される２つの引き出し線部が形成されており、
前記２つの引き出し線部と、前記ＩＣから外部に突出する脚のうち前記２本の引き出し線が接続される２本の脚との接続部には、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の間に囲まれた部分が外部磁界から受ける影響を相殺するために、前記外部磁界からの影響を受ける構造が設けられており、
前記外部磁界からの影響を受ける構造は、前記回路基板の前記ＩＣが実装されている面に形成された導電パターンであって、前記ＩＣから外部に突出する前記２本の脚の突出方向とは反対側から前記２本の脚と平行に前記ＩＣの下方を通り、さらに前記ＩＣの外部で、且つ前記２本の脚の下方に達する導電パターンであることを特徴とする電流測定装置。