JPH0536552A - 電流変成器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、半導体感磁素子が装着された基板ユ
ニットの出力配線と接続ピンとの接続部に有害な誘導起
電力が発生しないようにすることにある。 【構成】ループ状の磁気回路を形成する鉄心２の一部に
有する空隙に、ホール素子３が装着され、且つその制御
電源用および出力回路用引出線がプリントされた基板ユ
ニット７を挿入し、前記各引出線に接続ピン８を介して
外部の制御電源に接続すると共に前記ホール素子３の出
力を外部に取出すようにした電流変成器において、前記
基板ユニット７が挿入される鉄心の空隙部分の対向面の
少なくても一方の面の一辺を面取して、この部分のギャ
ップ長を他の空隙部分のギャップ長に比べて大きしく、
且つこの部分より前記基板ユニット７の引出線の引出方
向とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気回路と半導体感磁素
子およぴ制御電源とを組合わせた電流変成器に係り、特
に半導体感磁素子、例えばホール素子を磁気回路の空隙
に容易に且つ確実に挿入することができる基板ユニット
を用いた電流変成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に半導体感磁素子、例えばホール素
子を用いた電流変成器は、図３に示すようにループ状の
磁気回路の一部に空隙１を有する鉄心からなるコア２
と、このコア２の空隙１に挿入されたホール素子３と、
このホール素子３に制御電流Ｉcを供給する制御電源４
と、コア２を貫通するように設けられた被測定電流Ｉ1
を流す導体５とから構成されている。尚、図中６はホー
ル素子３の出力用のリード線である。このように構成さ
れた電流変成器の動作原理は以下の通りである。

【０００３】即ち、導体５に電流Ｉ1 が流れると、その
電流Ｉ1 に比例した磁束φがコア２の磁気回路を通る。
この場合、磁気回路の一部に有する空隙１に挿入された
ホール素子３にも磁束が通る。

【０００４】いま、ホール素子３に流す制御電流Ｉc が
一定に保たれているものとすれば、空隙１を通る磁束φ
に比例したホール電圧ＶH がホール素子３から出力され
る。換言すれば、電流Ｉ1 から磁束φへの変換、そして
磁束φからホール電圧ＶH（制御電流Ｉc は一定）への
変換により、電流Ｉ1 に比例したホール電圧ＶH を得る
ことができ、このホール電圧ＶH の大きさから電流Ｉ1
を測定することができる。

【０００５】従って、このような構成の電流変成器にあ
っては、被測定電流Ｉ1 に対して何等影響を及ぼすこと
なく、精度良く測定することができるが、前述したよう
に被測定電流Ｉ1 を磁束φに変換し、この磁束φをホー
ル素子３を用いてホール電圧ＶH に変換することで被測
定電流Ｉ1 を測定しているため、ホール素子３は必ず磁
束φの通るコアに空隙を設けてそこに挿入することが必
要となる。

【０００６】ところで、従来の電流変成器としては、コ
アに有する空隙は磁気回路の磁気抵抗をできる限り小さ
くする目的から、ホール素子を基板ユニットに取付けて
空隙に挿入するようにしたものがある。

【０００７】図４はかかる電流変成器の部分構成図を示
すものである。図４に示すように、ホール素子３が装着
され、且つその出力配線がプリントされた薄い基板ユニ
ット７をコア２の空隙１に挿入し、この基板ユニット７
にプリントされた引出配線に接続された接続ピン８に接
続リード線６を接続して外部に出力が取出せるようにし
ている。この場合、基板ユニット７から外部へ引出すた
めの接続ピン８はコア外周面より外方に突出させ、空隙
長Ｌg が狭くても出力リード線６との接続が容易に行え
るようにしている。このような構成の電流変成器によれ
ば、薄い基板ユニットを用いているため、コア２の空隙
１を１mm以下にすることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、コア２の空隙
１を狭くしても、その周辺を一部の漏れ磁束φl が通過
するという問題があった。つまり、コア２中に発生する
磁束φはその空隙長Ｌgを通過する際、コア断面積から
拡がる性質があるためであり、これを一般にはフリンジ
ング現象と言われている。

【０００９】このため、上記電流変成器において、斜線
で示す面、即ち接続ピン８と出力リード線６の接続部分
９を磁束φが通過することになり、有害な誘導起電力を
発生させ、被測定電流の過渡応答特性の悪化あるいは悪
影響を及ぼす恐れがあった。しかも、この有害な誘導起
電力は接続部分９の面積が一定しないため組立工作性に
おける製作誤差のバラツキの原因にもなる。

【００１０】また、基板ユニット７を大きくして接続ピ
ン８の位置がコア２より遠くなるように配置すれば、誘
導起電力による影響を小さくすることができるが、基板
ユニットが大形化すると共に、ユニット板の強度的な点
を考えると組立工作性に問題が生じる

【００１１】本発明は半導体感磁素子が装着された基板
ユニットの出力配線と接続ピンとの接続部に有害な誘導
起電力が発生することのない電流変成器を提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ループ状の磁気回路を形成する鉄心の一部
に有する空隙に、半導体感磁素子部が装着され、且つそ
の引出配線がプリントされた基板ユニットを挿入し、前
記引出配線に接続リードを介して外部の制御電源に接続
すると共に前記半導体感磁素子部の出力を外部に取出す
ようにした電流変成器において、前記基板ユニットが挿
入される鉄心の空隙部分の対向面の少なくても一方の面
の一辺を面取してこの部分のギャップ長を他の空隙部分
のギャップ長に比べて大きしく、且つこの部分を前記基
板ユニットの引出線の引出方向にしている。

【００１３】

【作用】このような構成の電流変成器にあっては、磁気
回路を形成する鉄心の空隙部分の対向面の少なくとも一
方の面の一辺の面取部分のギャップ長を他の空隙部分の
ギャップ長に比べて大きくすることにより、この面取部
分のギャップの磁気抵抗が他の部分のギャップの磁気抵
抗よりも大きくなるので、この面取部分より基板ユニッ
トの制御電源用引出リード線を引出すことで、引出線に
接続される接続ピン周辺の漏れ磁束が大幅に軽減され、
この口出部分における有害な誘導起電力の発生を抑える
とが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明による電流変成器の要部を示す構成
図であり、図４と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる点について述べる。

【００１５】本実施例においては、図１に示すように磁
気回路を形成するコア２において、半導体感磁素子、例
えばホール素子３を装着した基板ユニット７が挿入され
る空隙１のコア端面外側の一辺に微小面取部Δｃを形成
し、コア端面内側の空隙キャップ長Ｌg よりコア端面外
側の空隙キャップ長Ｌg1の方が大きくなるように構成し
たものである。次にこのような構成の電流変成器の作用
について述べる。

【００１６】一般に、コア空隙部内の磁気抵抗は、Ｒ＝
ｌ／μ・Ｓで表され、空隙部のギャップ長Ｌg が一定の
場合には、単位面積当りの磁気抵抗が一定となる。従っ
て、ギャップ長Ｌg が一定であれば、コア外部への漏れ
磁束φe は全周において均一になる。

【００１７】しかしながら、本構成の如く空隙１のコア
端面外側の一辺に微小面取部Δｃを形成することによ
り、コア端面外側とコア端面内側の磁気抵抗は、Ｌg1＞
Ｌg となり、微小面取部Δｃが形成されていない方が磁
気抵抗が大きくなる。このため、電流Ｉ1 により発生し
た磁束φはその空隙部分を通過する際、コア断面積から
拡がる性質のあるフリンジング現象としてコア端面の磁
気抵抗により大きさが左右される。

【００１８】従って、微小面取部Δｃが形成されたコア
端面外側の一辺のフリンジングφLg1 は、他の３辺のフ
リンジングφL より大幅に小さくなるので、接続ピン８
の周辺の漏れ磁束が大幅に軽減され、この口出し部分に
おける有害な誘導起電力の発生を押さえることができ
る。

【００１９】また、微小ギャップＬg へ基板ユニット７
を挿入する際においても、挿入力がＬg より大きく開口
しているため、組立工作性においても容易に組立を可能
とすることができる。この結果、基板ユニットも大きく
する必要がなく、コンパクトで応答特性および一次、二
次の変換位相差の小さい電流変成器となし得る。

【００２０】図２は本発明の他の実施例における要部構
成を示すもので、図１と異なる点は基板ユニット７が挿
入される空隙１のコア端面外側の一辺に丸みを持たせた
ΔＲ状の微小面取部を形成し、コア端面内側の空隙キャ
ップ長Ｌg よりコア端面外側の空隙キャップ長Ｌg1の方
が大きくなるように構成したものである。このような構
成の電流変成器においても、前記実施例と同様の作用効
果を得ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ルー
プ状の磁気回路を形成する鉄心の一部に有する空隙部の
開口端面の一部に微小面取部を形成し、他部との空隙長
を異ならせて部分的に漏れ磁束を小さくし、この漏れ磁
束の少ない部分から基板ユニットの制御回路および出力
回路を引出すようにしたので、有害な起電力の影響を小
さくすることができ、被測定電流を忠実な応答特性の良
い、また一次、二次変換位相誤差の少ない電流変成器を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電流変成器の一実施例の要部を示
す斜視図。

【図２】本発明の他の実施例の要部を示す斜視図。

【図３】電流変成器の原理構成を説明するための斜視
図。

【図４】従来の電流変成器の要部を示す斜視図。

【符号の説明】

１……空隙、２……鉄心、３……ホール素子、４……制
御電源、５……導体、６……出力リード線、７……基板
ユニット、８……接続ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ループ状の磁気回路を形成する鉄心の一
   部に有する空隙に、半導体感磁素子部が装着され、且つ
   その引出配線がプリントされた基板ユニットを挿入し、
   前記引出配線に接続リードを介して外部の制御電源に接
   続すると共に前記半導体感磁素子部の出力を外部に取出
   すようにした電流変成器において、前記基板ユニットが
   挿入される鉄心の空隙部分の対向面の少なくても一方の
   面の一辺を面取してこの部分のギャップ長を他の空隙部
   分のギャップ長に比べて大きくし、且つこの部分を前記
   基板ユニットの引出線の引出方向としたことを特徴する
   電流変成器。