JPH04130076U - 電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性コアの磁気回路の一部にコアギャップを
設け、該コアギャップ間に磁気検出素子を挿入し、被測
定電流値により前記磁性コアの磁気回路に巻回された巻
数を選択切り換えることにより、微小電流値から大きな
電流値を検出出来る電流センサとする。 【構成】 磁性コア１の磁気回路にコアギャップ７を設
け、コアギャップの内部には磁気検出素子２を配置し、
磁気回路には太さ及び巻数の異なる４１、４２、４３を
巻回して直列に接続し、夫々のコイルの接続点から引き
出し線８を引き出し、夫々の引き出し線はマルチプレク
サのスイッチに接続し、被測定電流の値により電子的に
コイルの巻数を切り換える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電子回路に流れる電流を、磁気回路中に設けた空隙の両端が互いに 向かい合った形状のコアギャップ間に磁気検出素子と磁気検出素子の出力を増幅 する増幅回路とを設け構成した電流センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の電流センサは、図４に示すように、高い比透磁率特性を有する Ｃ字型磁性コア（以下磁性コアと称す）１の一部を切断し形成したコアギャップ ７間に、磁気検出素子２、例えば、ホール素子を挿入するとともに、前記磁性コ ア１及び磁気検出素子２を基板３に接着剤等により固着し、前記磁性コア１の磁 路にコイル４を巻回しコイル４に流れる電流と、磁性コアに巻回したコイルの巻 数に比例してコアギャップ間に発生した磁束を磁気検出素子で検出し構成したも のである。従ってこのような構成による従来の電流センサにおいては、コイル４ に被検出電流を流し、これによってコアギャップの間に発生する磁束に比例して 磁気検出素子２に発生する電圧を測定し電流値を検出している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の電流センサでは、コイル４を流れる被検出電流によ って磁性コアが磁気飽和を生ずることもあるため、磁性コアに磁気飽和が生じな いように被測定電流値によりコイル４の巻回数を設定している為に、電流の最大 値に比較して十分小さい電流を検出しようとする場合には、磁性コアのコアギャ ップ中に発生する磁界が小さくなり、検出精度が不足してしまうという問題点が あった。 本考案による電流センサは、前述したような従来の電流センサの問題点を解消 し、微小電流から、大電流までの範囲の電流の値を精度良く検出出来る電流セン サを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案による電流センサは、両端を互いに対向させて所定の間隔を持ったコア ギャップを形成した磁性コアの磁路にコイルを巻回し、該コアギャプ間に磁気検 出素子を挿入した電流センサにおいて、前記磁性コアの磁路に被測定電流の値に より巻線の太さと巻数の異なる複数のコイルを巻回し、夫々のコイルの中間に複 数の引出し線を取り付け、引出し線のスイッチの切り換えをマルチプレクサによ り電子回路により切り換えることにより被検出電流の値により高速でしかも固体 化されたスイッチを用い巻数を切り換えるように構成したことを特徴とする電流 センサとする。

【０００５】 即ち本考案は、１．高い比透磁率特性を有する磁性コアの磁気回路の一部にコ アギャップを形成し、磁性コアの磁気回路に被検出電流を通すコイルを複数回巻 回し、前記コアギャップ内に磁気検出素子を挿入し形成した電流センサにおいて 、前記磁性コアに線径と巻回数の異なる複数のコイルを巻回し、夫々のコイルを 直列に接続して接続点から引出し線を取り付け、夫々の引出し線は直列にマルチ プレクサの切り換えスイッチに接続され、コイルの切り換えを被検出電流の値に より電子的に切り換えるように構成したことを特徴とする電流センサ。２．請求 項１記載の電流センサにおいて、巻数及び太さの異なるコイルと直列にダイオー ドを接続し、前記ダイオードの方向により、コイルを選択するように構成したこ とを特徴とする電流センサである。

【０００６】

【作用】

本考案における電流センサは、被検出電流の大きさによって、磁性コアの磁気 回路に巻回したコイルの巻回数を選択して被測定電流をコイルに流し、コアギャ ップ中には常に磁性コアの磁気飽和を生じない範囲の磁束で磁気検出素子を動作 するよう構成してあるので、微小電流値から大電流値まで、良好な検出精度で電 流値を計測することが出来る。又、巻線の切り換えはマルチプレクサを用いて電 子的に行うので、巻線のスイッチは固体化され信頼性が高い電流センサとするこ とが出来る。

【０００７】

【実施例】

以下に、本考案の実施例について図面を参照して説明する。 図１は本考案の実施例に係る電流センサの構成を示す斜視図である。図１にお いて、Ｃ字型の磁性コア１の磁気回路の一部にコアギャップ７が形成されている 。このＣ字型磁性コア１を基板３に設けられた孔３ａを通して、Ｃ字型磁性コア １の一端部を基板３の一面（図では裏面）に接合するとともに、このＣ字型磁性 コア１のコアギャップ間に磁気検出素子２としてホール素子を挿入し、基板３の 他面（図では表面）に接着剤により固着し、このＣ字型磁性コア１の磁気回路を 形成する脚部の一方にコイル４１、４２、４３が巻回され、夫々直列に接続され 、夫々の巻線間より引出し線８が引き出されている。 この様な構成の電流センサでは、被検出電流の大きさによって、微小電流の場 合は巻回数の多い引き出し線からのコイルに接続し、大電流の場合は巻回数の少 ない引き出し線からのコイルに被検出電流を流して使用するので、コアギャップ ７間には磁気コアが磁気飽和を生ずることなく磁束を生ずるので磁気検出素子で 検出するのに適当な磁束の値となり、微小電流値から、大電流値まで良好な検出 精度を得ることが可能となる。

【０００８】 図２は本考案の実施例に係る電流センサの構成を示すブロック図であり、例え ば電池を内臓した電子装置の電源回路に直列に挿入された電流センサのコイルの 部分を示し、コイル４１側は充電時の大電流が流れるコイルであり、コイル４２ は電子装置に電流を供給する時の電流値が小さい時のコイルを示す。図２におい て、コイル４１、４２には、各々ダイオード５１、５２が直列に接続されて夫々 のコイルに流れる電流の方向を決め、該ダイオード５１、５２の方向は互いに逆 向きになっている。そのため、被検出電流の方向によって、コイル４１またはコ イル４２の一方に選択的に電流が流れる。 図３は本考案の実施例に係る電流センサの構成を示すブロック図である。図３ において、コイル４１、４２、４３、４４の一端はマルチプレクサ６に接続され ており、各コイルの組合せはマルチプレクサにより電子的に選択される。コイル ４１、４２、４３、４４は夫々流れる電流の値が異なるためコイル線径はコイル ４１が最も太く、コイル４２、コイル４３、コイル４４に線径は細くしてある。 従って本考案の実施例ではマルチプレクサに入力する電子信号によって被検出電 流を流すコイルを選択することが出来、コイルの切り換え動作も速く、なおかつ 装置も小型に出来る。又、電流の値により回路に直列に挿入された抵抗の両端電 圧の値によりマルチプレクサのスイッチの切り換えを自動的に切り換えるよう電 子回路により構成することも可能である。

【０００９】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案による磁性コアの磁気回路に複数のコイルを巻回し 、コイルを直列に接続してマルチプレクサにより電子的に切り換えるよう構成し てあるので被測定電流値により、コイル巻数の高速切り換えと小形で、微小電流 から大電流まで検出精度が良好な電流センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による実施例に係る電流センサの構成を
示す斜視図。

【図２】本考案による実施例に係る充放電装置に組込む
電流センサの構成を示すブロック図。

【図３】本考案による実施例に係る電流センサの回路構
成を示すブロック図。

【図４】従来の電流センサの構造を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 磁性コア ２ 磁気検出素子 ３ 基板 ３ａ 孔 ４，４１，４２，４３，４４ コイル ６ マルチプレクサ ７ コアギャップ ８ 引出し線 ５１，５２ ダイオード

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高い比透磁率特性を有する磁性コアの磁
   気回路の一部にコアギャップを形成し、磁性コアの磁気
   回路に被検出電流を通すコイルを複数回巻回し、前記コ
   アギャップ内に磁気検出素子を挿入し形成した電流セン
   サにおいて、前記磁性コアに線径と巻回数の異なる複数
   のコイルを巻回し、夫々のコイルを直列に接続して接続
   点から引出し線を取り付け、夫々の引出し線は直列にマ
   ルチプレクサの切り換えスイッチに接続され、コイルの
   切り換えを被検出電流の値により電子的に切り換えるよ
   うに構成したことを特徴とする電流センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電流センサにおいて、巻
   数及び太さの異なるコイルと直列にダイオードを接続
   し、前記ダイオードの方向により、コイルを選択するよ
   うに構成したことを特徴とする電流センサ。