JP6791180B2 - センサ - Google Patents
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Description
図1Aは、本発明の一実施形態に係るセンサの概略構成を示す斜視図であり、図1B及び図1Cは、本発明の他の実施形態に係るセンサの概略構成を示す斜視図である。図1Aに示されるように、本実施形態に係るセンサは、例えばハイブリッド電気自動車等のバッテリーの入出力電流等の制御のために、バッテリーに接続されたバスバーBBに流れる入出力電流を計測する電流センサ1である。電流センサ1は、後述する磁気検出素子11、駆動電圧出力部12、出力電圧固定部13(図1Aにおいて不図示)が搭載される回路基板10、回路基板10を保持する筐体14、所定の空隙を有する略C字状の磁性体コア15及びコネクタ16を備える。
図2は、本実施形態におけるセンサ1の回路構成を概略的に示す回路図である。磁気検出素子11は、電源端子11VIN、出力端子11VOT及び接地端子11GNDを有する。駆動電圧出力部12には、直列に接続されてなる固定抵抗素子12F及び感温抵抗素子12Vが含まれる。出力電圧固定部13は、第1の端子13T1、第2の端子13T2及び第3の端子13T3を有する。固定抵抗素子12Fの一端12FT1が磁気検出素子11の電源端子11VINに電気的に接続され、他端12FT2が感温抵抗素子12Vの一端12VT1に接続され、感温抵抗素子12Vの他端12VT2が接地端子11GNDに電気的に接続されている。出力電圧固定部13の第1の端子13T1は、固定抵抗素子12Fの他端12FT2と感温抵抗素子12Vの一端12VT1との接続点D(分圧点)に接続され、第2の端子13T2が磁気検出素子11の出力端子11VOTに電気的に接続され、第3の端子13T3が接地端子11GNDに電気的に接続されている。
温度上昇により感温抵抗素子12Vの抵抗値が上昇し、上記抵抗比RF:RVが10:1以上となることで、接続点Dの電圧の電圧値(ベース−エミッタ間の電圧の電圧値に相当)が所定の電圧値以上に上昇する。この上昇した電圧値を有する電圧が駆動電圧に相当する。第1の端子13T1に駆動電圧が入力されることで、第2の端子13T2(C)及び第3の端子13T3(E)が電気的に接続されると(上記オン状態になると)、出力端子11VOTの電位が接地端子11GND(基準電位)と同電位になり、これによって出力電圧の電圧値が上記電圧範囲外の電圧値に固定される。基準電位は、0以上0.5V未満の範囲内、または4.5Vを超え、5V以下の範囲内で設定され得る。本実施形態における「出力電圧の電圧値が電圧範囲外の電圧値に固定される」とは、磁気検出素子11から出力される出力電圧の電圧値が、上記電圧範囲内の電圧値から上記電圧範囲外の電圧値に遷移されることを意味する。
図3Aは、本発明の一実施形態に係るセンサの挿通孔にバスバーが挿入された状態を概略的に示す正面図であり、図3Bは、本発明の一実施形態に係るセンサの挿通孔にバスバーが挿入された状態を概略的に示す側面図であり、図3Cは、本発明の一実施形態に係るセンサの挿通孔にバスバーが挿入された状態を概略的に示す上面図であり、図4Aは、図3Aに示されるセンサのA−A’断面図である。図4B及び図4Cは、それぞれ、本実施形態の変形例に係る伝熱部材が取り付けられたバスバーが本実施形態のセンサの挿通孔に挿入された状態を概略的に示す断面図である。図4Dは、本実施形態の変形例に係るセンサの挿通孔にバスバーが挿入された状態を概略的に示す断面図である。図5は、バスバーが挿入されたときに、挿通孔の周縁部とバスバーの外周壁面との間に隙間(ギャップG)が空くような挿通孔を有するセンサを概略的に示す正面図である。なお、図3Aに示される伝熱部材17との違いを認識させ易くするために、図5に示されるギャップG部分をハッチングで示している。
10…回路基板
11…磁気検出素子
12…駆動電圧出力部
12F…固定抵抗素子
12V…感温抵抗素子
13…出力電圧固定部
13T1…第1の端子
13T2…第2の端子
13T3…第3の端子
14…筐体
14H…挿通孔
14BW、14CW…内壁面
14BT…被覆部
17…伝熱部材
Claims (18)
- 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、前記導体の近傍に位置し、
前記駆動電圧出力部は、当該駆動電圧出力部の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記駆動電圧出力部は、直列に接続されてなる固定抵抗素子及び感温抵抗素子を含み、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧出力部の前記固定抵抗素子及び前記感温抵抗素子の間に電気的に接続される第1の端子と、前記磁気検出素子の出力端子に電気的に接続される第2の端子と、基準電位に電気的に接続される第3の端子とを有し、
前記第1の端子に前記駆動電圧が入力されているときに前記第2の端子及び前記第3の端子が電気的に接続されるオン状態と、前記第1の端子に前記駆動電圧が入力されていないときに前記第2の端子及び前記第3の端子の電気的な接続が切り離されるオフ状態とを相互に切り替え可能に構成されており、
前記オフ状態から前記オン状態に切り替えられると、前記出力電圧の電圧値が前記電圧範囲外の電圧値に固定される
ことを特徴とするセンサ。 - 前記導体の外側には、絶縁性の伝熱部材が取り付けられており、
前記駆動電圧出力部は、前記伝熱部材の近傍に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 - 前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、前記伝熱部材を外側に取り付けてなる前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を前記伝熱部材の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項2に記載のセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、当該駆動電圧出力部の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、絶縁性の伝熱部材を外側に取り付けてなる前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を前記伝熱部材の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 前記筐体は、前記駆動電圧出力部の搭載部位の近傍に位置する前記回路基板の一部を前記伝熱部材に接触させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項3または4に記載のセンサ。 - 前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記挿通孔は、当該挿通孔に挿入される前記導体と前記筐体とが接触するような孔径を有し、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を、前記挿通孔の近傍に位置させるようにして前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、当該駆動電圧出力部の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記挿通孔は、当該挿通孔に挿入される前記導体と前記筐体とが接触するような孔径を有し、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を、前記挿通孔の近傍に位置させるようにして前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 前記筐体は、前記駆動電圧出力部の搭載部位の近傍に位置する前記回路基板の一部を前記挿通孔の側壁に繋がる前記筐体の内壁面に接触させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項6または7に記載のセンサ。 - 前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記導体が前記筐体を貫通するように、前記導体と前記筐体とが固定一体化されてなり、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、当該筐体における前記導体の貫通部分に位置する当該導体を被覆するように形成されてなる被覆部を有し、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を、前記被覆部の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、当該駆動電圧出力部の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記導体が前記筐体を貫通するように、前記導体と前記筐体とが固定一体化されてなり、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、当該筐体における前記導体の貫通部分に位置する当該導体を被覆するように形成されてなる被覆部を有し、
前記筐体は、前記駆動電圧出力部を、前記被覆部の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 前記筐体は、前記駆動電圧出力部の搭載部位の近傍に位置する前記回路基板の一部を前記被覆部に接触させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とする請求項9または10に記載のセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、直列に接続されてなる固定抵抗素子及び感温抵抗素子を含み、
前記感温抵抗素子は、前記導体の近傍に位置し、
前記駆動電圧出力部は、当該駆動電圧出力部の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧出力部の前記固定抵抗素子及び前記感温抵抗素子の間に電気的に接続される第1の端子と、前記磁気検出素子の出力端子に電気的に接続される第2の端子と、基準電位に電気的に接続される第3の端子とを有し、
前記第1の端子に前記駆動電圧が入力されているときに前記第2の端子及び前記第3の端子が電気的に接続されるオン状態と、前記第1の端子に前記駆動電圧が入力されていないときに前記第2の端子及び前記第3の端子の電気的な接続が切り離されるオフ状態とを相互に切り替え可能に構成されており、
前記オフ状態から前記オン状態に切り替えられると、前記出力電圧の電圧値が前記電圧範囲外の電圧値に固定される
ことを特徴とするセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、直列に接続されてなる固定抵抗素子及び感温抵抗素子を含み、
前記駆動電圧出力部は、前記感温抵抗素子の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、絶縁性の伝熱部材を外側に取り付けてなる前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記筐体は、前記感温抵抗素子を前記伝熱部材の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、直列に接続されてなる固定抵抗素子及び感温抵抗素子を含み、
前記駆動電圧出力部は、前記感温抵抗素子の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記筐体には、前記導体を挿入可能な挿通孔が形成されてなり、
前記挿通孔は、当該挿通孔に挿入される前記導体と前記筐体とが接触するような孔径を有し、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、前記感温抵抗素子を、前記挿通孔の近傍に位置させるようにして前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 磁界強度に応じて所定の電圧範囲内の出力電圧を出力可能な磁気検出素子と、
前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定可能な出力電圧固定部と、
前記出力電圧固定部を駆動させるための駆動電圧を出力可能な駆動電圧出力部と、
を備える、導体に流れる電流を検知するセンサであって、
前記駆動電圧出力部は、直列に接続されてなる固定抵抗素子及び感温抵抗素子を含み、
前記駆動電圧出力部は、前記感温抵抗素子の周囲温度が所定の閾値を超えると前記駆動電圧を前記出力電圧固定部に出力し、
前記出力電圧固定部は、前記駆動電圧の入力を契機として前記出力電圧の電圧値を前記電圧範囲外の電圧値に固定させ、
前記センサは、前記磁気検出素子、前記出力電圧固定部、及び前記駆動電圧出力部が搭載されている回路基板と、
前記回路基板を保持する筐体と、
をさらに備え、
前記導体が前記筐体を貫通するように、前記導体と前記筐体とが固定一体化されてなり、
前記筐体は、絶縁性の伝熱部材で構成されてなり、
前記筐体は、当該筐体における前記導体の貫通部分に位置する当該導体を被覆するように形成されてなる被覆部を有し、
前記筐体は、前記感温抵抗素子を、前記被覆部の近傍に位置させるように前記回路基板を保持する
ことを特徴とするセンサ。 - 前記出力電圧固定部は、半導体スイッチ素子を含む
ことを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のセンサ。 - 前記伝熱部材は、絶縁性樹脂材料により構成される
ことを特徴とする請求項2〜11及び請求項13〜16のいずれかに記載のセンサ。 - 前記樹脂材料の熱伝導率が0.1W/(m・k)以上である
ことを特徴とする請求項17に記載のセンサ。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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