JPH0140057Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は周状の磁性体コアの一部に磁気ギヤツ
プを設けた磁性体コアと磁気ギヤツプ内に入れた
感磁素子からなる電流検出器のバラツキの改善方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

交流電流用の電流検出器（以後AC−CTと略
す）は第２図に示すように環状の磁性体コア１
に、被検出電流が流れるコイル２を１次側として
１乃至数十ターン巻き、２次側に検出用コイル３
を巻き、１次側コイル２に、流れる交流電流によ
る磁性体コア内の磁束の変化によつて２次側コイ
ル３に誘起される電圧値で検出している。

一方、直流もしくはパルス状電流用の電流検出
器（以後DC−CTと略す）は第３図に示すように
周状の磁性体コア４の一部に磁気ギヤツプ５を設
け、磁気ギヤツプ５の内に感磁素子６（例えば、
ホール素子、磁気抵抗素子）を置き、AC−CTと
同様に被検出電流を数十ターンの１次側コイル
２′に流すことによつて磁性体コア４に発生する
磁束密度を磁気ギヤツプ５の内に置いた前記感磁
素子６によつて電気的出力として検出している。

DC−CTはAC−CTに比べ、直流電流から交流
電流まで検出出来、又出力が周波数に関係しない
ので、周波数成分が一定でないパルス電流等を検
出するには便利であるが、磁性体コア４に発生す
る磁束密度を感磁素子６によつて検出しているた
め、感磁素子間のバラツキ（例えばホール素子の
場合、ホール電圧のバラツキはホール素子間で±
40％にも達する）によつて出力値は大きくばらつ
く。そのため、実用時には感磁素子を選択して、
分布の一部のみを使用したり、感磁素子の出力を
処理する回路に於いて、一個一個調整しなければ
ならないという欠点をもつている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は周状に構成した磁性体コアの一部に磁
気ギヤツプを設け前記磁性体コアとその磁気ギヤ
ツプ内に入れた感磁素子からなる電流検出器に於
いて、前記磁気ギヤツプ内の感磁素子と磁性体コ
ア端面との間に感磁素子の出力特性に応じて厚さ
の異なる磁性体片を挿入した事を特徴とする電流
検出器に係る。また前記磁気ギヤツプ内の感磁素
子と磁性体コア端面との間に入れた磁性体片を非
晶質の磁性体とした電流検出器を提供せんとする
ものである。

〔作用〕

感磁素子間のバラツキにより起るDC−CTの感
磁素子の出力の特性に応じた磁性体片をギヤツプ
内に挿入して出力を矯正する。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図について説明する。
以下の説明に於いては感磁素子としてホール素子
を使用した場合について述べる。感磁素子として
磁気抵抗素子を使用した場合も同様である。一部
に磁気ギヤツプ５′をもつた周状の磁性体コア
４′に被検出電流が流れる１次コイル２′を１乃至
数十ターン巻き、磁気ギヤツプ５′内に素子６′を
入れる。ここまでは第３図に示した従来のDC−
CTと同じである。本考案ではホール素子６′の出
力特性に応じて厚さの異なる磁性体片７をホール
素子６′と磁性体コア４′の端面に入れる。コイル
２′に被検出電流が流れると磁気ギヤツプ５′内の
磁束密度Ｂは磁性体４′の磁束密度が飽和値以下
ならば、ほぼ第４図に示すように被検出電流Ａと
コイル２′の巻き数Ｔの積ATに比例する。この
時の傾きは、磁気ギヤツプ５′の長さ（gap）を
ｔとするとｔの大きさによつてほぼ決まり、ｔが
大きい程、傾きは小さくなる。次に第５図にホー
ル素子６′の磁束密度Ｂとホール電圧Ｖとの関係
を示す。磁束密度Ｂとホール電圧Ｖとの関係もあ
る磁束密度値以下ならばほぼ比例関係である。た
だ、前述したようにホール素子間のバラツキによ
り傾きはばらつく。従つて、第２図のDC−CTに
於いて磁性体４、コイル２、磁気ギヤツプ５を管
理して磁気ギヤツプ５内の磁束密度Ｂのバラツキ
を小さくしても、感磁素子であるホール素子のバ
ラツキによつてDC−CTの出力値は大きくばらつ
く。

本考案は４図の磁束密度ＢとAT（被検出電流
とコイルの巻き数の積）の比例関係と５図のホー
ル電圧と磁束密度Ｂとの比例関係に着目して成さ
れた。

第１図に於いて磁気ギヤツプ５′の長さ（gap）
ｔに厚さ△ｔをもつ磁性体片７を入れれば、実質
的な磁気ギヤツプの長さ（gap）はｔ−△ｔとな
る。この時、第４図に示すように磁気ギヤツプの
長さ（gap）がｔの時より傾きは大きくなる。従
つて、磁性体片７の厚み△ｔを使い分ける事で第
４図の磁束密度ＢとAT（被検出電流とコイルの
巻き数の積）の関係をある程度の範囲内で制御出
来る。ホール素子に於いて、ホール電圧Ｖと磁束
密度Ｂとの関係は第５図に示したようにバラツク
が、傾きをランク分けする事は比較的容易であ
る。即ち、一定の磁界中でホール電圧で測定し、
その値によつてランク分けすればよく、これは自
動化されている。従つて量産時、ランク分けされ
各ランクごとにホール電圧が狭い範囲にバラツイ
ているホール素子とランクごとのホール電圧値に
応じて、厚さを変えた磁性体片を用意して組合せ
れば出力特性のバラツキが少ないDC−CTが実現
出来ることになる。

高周波の電流をDC−CTで検出する場合、渦電
流損を考慮しなければならない。磁性体片７は特
性上薄くする必要が有り、金属の磁性体片を使用
した方が容易であるが、金属の磁性体は一般に電
気抵抗が低く数十μΩ・cm程度である。渦電流損
は比抵抗に反比例するので、高周波電流を検出す
る場合は比抵抗の高い磁性体片が必要である。こ
の場合、非晶質金属の磁性体を使用すれば比抵抗
は数百μΩ・cmまで上げる事が出来る。又、構造
上も非晶質は薄い方が製作しやすい。従つて高周
波電流を検出するDC−CTには非晶質の磁性体片
を使用すると特性が良くなる。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案ではDC−CTの磁気
ギヤツプ部に磁性体片を挿入する事によつて容易
にDC−CTの出力を調節出来、量産時にはランク
分けされた感磁素子とランクに対応した厚みの磁
性体片を組合せる事でDC−CT出力特性のバラツ
キを小さくする事が可能である。従つて、分布の
一部分しか感磁素子を使用せず、低歩留りで使用
していた従来のものが本考案によつて高歩留りと
なる利点がある。又、処理回路で調節をしていた
場合は本考案によつて個々に調節をする必要がな
くなり、工数を減らすことができる等種々の利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電流検出器の一実施例を
示す回路図、第２図は従来の交流電流を検出する
電流検出器を示す回路図、第３図は従来の直流電
流を検出する電流検出器を示す回路図、第４図は
電流検出器に於ける磁気ギヤツプ内の磁束密度と
AT（コイル電流と巻き数の積）の関係を示す図、
第５図はホール素子のホール電圧と磁束密度を示
す図。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 周状に構成した磁性体コアの一部に磁気ギヤ
   ツプを設け、前記磁性体コアとその磁気ギヤツ
   プ内に入れた感磁素子からなる電流検出器に於
   いて、前記磁気ギヤツプ内の感磁素子と磁性体
   との間に感磁素子の出力特性に応じて厚さの異
   なる磁性体片を挿入した事を特徴とする電流検
   出器。 (2) 磁気ギヤツプ内の感磁素子と磁性体コア端面
   との間に入れた磁性体片を非晶質の磁性体とし
   た実用新案登録請求の範囲第１項記載の電流検
   出器。