JPWO2017014297A1 - Rogowski type current sensor - Google Patents

Rogowski type current sensor Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017014297A1
JPWO2017014297A1 JP2017529943A JP2017529943A JPWO2017014297A1 JP WO2017014297 A1 JPWO2017014297 A1 JP WO2017014297A1 JP 2017529943 A JP2017529943 A JP 2017529943A JP 2017529943 A JP2017529943 A JP 2017529943A JP WO2017014297 A1 JPWO2017014297 A1 JP WO2017014297A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
line
rogowski
current sensor
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017529943A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6709918B2 (en
Inventor
大村　一郎
一郎 大村
正則 附田
正則 附田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyushu Institute of Technology NUC
Original Assignee
Kyushu Institute of Technology NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=57834950&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPWO2017014297(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kyushu Institute of Technology NUC filed Critical Kyushu Institute of Technology NUC
Publication of JPWO2017014297A1 publication Critical patent/JPWO2017014297A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6709918B2 publication Critical patent/JP6709918B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers

Abstract

パワー半導体デバイスにおいて、チップ間およびチップ内の電流バラツキを測定し、不良発見や故障を未然に防ぐことが可能な電流センサの提供。複数のコイル１を、１つの閉じた線Ｌに沿って連続的に接続するとともに複数のコイル１の最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの復線路２を有し、最初のコイルの巻き始め側端子と復線路２の端子との間に誘起される電圧を閉じた線Ｌの内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、複数のコイル１を構成する各コイル１が、閉じた線Ｌに直交する平面上に形成され、隣り合うコイルのうち、あるコイルの巻き終わりと次のコイルの巻き始め間が、閉じた線Ｌに並行する往線路２により接続され、往線路２全体と復線路３とを、近接して配置する。Providing a current sensor capable of measuring current variations between chips and within chips in power semiconductor devices and preventing defects from being detected or malfunctioning. A plurality of coils 1 are continuously connected along one closed line L and have a return line 2 from the end of winding of the last coil of the plurality of coils 1 to the winding start side of the first coil. In a Rogowski-type current sensor for detecting a voltage induced between a coil winding start terminal and a terminal of the return line 2 as a function of a current of a circuit to be measured inserted into a closed line L, Each coil 1 constituting the coil 1 is formed on a plane orthogonal to the closed line L, and among adjacent coils, the end of winding of one coil and the start of winding of the next coil are parallel to the closed line L. The entire forward line 2 and the return line 3 are arranged close to each other.

Description

本発明は、電力用半導体デバイス、特にＩＧＢＴとよばれる、１ｋＷ以上の電気機器および電子機器の電源やインバータ等に広く使われているデバイスを用いたパワーモジュールおよび圧接パッケージ内の電流分布を測定するロゴスキ型電流センサに関し、特に外部磁界の影響を受けにくく、また量産性に富む超小型ロゴスキ型電流センサに関する。   The present invention measures the current distribution in a power module and a pressure-welding package using a power semiconductor device, particularly a device called IGBT, which is widely used for power supplies, inverters, and the like of electric and electronic devices of 1 kW or more. The present invention relates to a Rogowski-type current sensor, and more particularly, to an ultra-small Rogowski-type current sensor that is not easily affected by an external magnetic field and has high productivity.

ＩＧＢＴの市場は、産業機器向け、車載機器向け、民生機器向けの３分野に大きく分けられる。産業機器向けで大きいのは、電車や産業ロボット、工作機械のモータ制御インバータ用途である。車載機器向けでも、ハイブリッド自動車の駆動用モータとカー・エアコン制御用のインバータ用途が多い。民生機器ではカメラのストロボ向けとエアコンのインバータ用途が主流である。特にハイブリッド自動車や電気自動車におけるＩＧＢＴ需要により市場は拡大している。   The IGBT market is broadly divided into three fields: industrial equipment, in-vehicle equipment, and consumer equipment. The major products for industrial equipment are motor control inverter applications for trains, industrial robots, and machine tools. For in-vehicle devices, there are many applications for hybrid motor drive motors and car / air conditioner control inverters. Consumer products are mainly used for camera strobes and air conditioner inverters. In particular, the market is expanding due to the demand for IGBTs in hybrid vehicles and electric vehicles.

電流の大きさを検出するセンサとして、従来より、リング状鉄心にコイルを巻いて鉄心の中心を貫通する電流を検出するＣＴ（電流変成器）が用いられているが、鉄心を用いているために小型化できないこと、また磁気飽和により大電流の測定には誤差が大きくなるなどの欠点がある。これに対して、ロゴスキーコイルを用いた電流センサでは、空芯であるため磁気飽和がなく、また小型化ができるという利点がある。ＩＧＢＴ等の、高集積化、大電流化が進んでいるパワーデバイスにおいては、ロゴスキ型電流センサは好適と考えられている。
ロゴスキーコイルは、複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに、前記閉じた線に沿った１ターン分の巻線を相殺するため、前記閉じた線に並行した復線路を有し、複数のコイルのうちの最初のコイルの巻き始め側端子と、前記復線路の端子とを出力端子とするものである。このロゴスキーコイルを電流センサとして用いることが、特許文献１〜４に記載されている。Conventionally, as a sensor for detecting the magnitude of current, a CT (current transformer) that detects a current passing through the center of the iron core by winding a coil around a ring-shaped iron core is used. However, there are disadvantages such as that the size cannot be reduced, and that a large error occurs due to magnetic saturation. On the other hand, the current sensor using the Rogowski coil has an advantage that since it is an air core, there is no magnetic saturation and the size can be reduced. The Rogowski-type current sensor is considered suitable for power devices such as IGBTs, which are highly integrated and have a large current.
The Rogowski coil is connected in parallel to the closed line in order to continuously connect a plurality of coils along one closed line and to cancel one turn of the winding along the closed line. A return line is provided, and the winding start side terminal of the first coil of the plurality of coils and the terminal of the return line are used as output terminals. Patent Documents 1 to 4 describe that this Rogowski coil is used as a current sensor.

特許文献５には、導電体または導電ワイヤが非磁性コアの周囲に巻かれて構成され、その内部に被測定導体が配置され、導電ワイヤは非磁性コアの断面の中心を通過するラインに対して直角方向に沿って巻き込まれたロゴスキ型コイルが記載されている。   In Patent Document 5, a conductor or a conductive wire is wound around a non-magnetic core, a conductor to be measured is disposed therein, and the conductive wire is connected to a line passing through the center of the cross section of the non-magnetic core. A Rogowski-type coil wound along a right angle direction is described.

特許文献６には、送変電機器の主回路交流電流を検出し、その交流電流量をアナログ電圧信号として出力するロゴスキ型コイルと、前記アナログ電圧信号をデジタル電気信号に変換するアナログ／デジタル変換器、そのデジタル電気信号をデジタル光信号に変換する電気／光変換器とを有するセンサユニットと、前記デジタル光信号を上位システムに伝送する光伝送手段とを有し、前記ロゴスキ型コイルは、中央に導体が貫通する開口部を有する４層のプリント基板であって、その両外側の基板面と内層の２層とに前記開口部の中心を略中心としてそれぞれ放射状に延びる複数本の金属箔が形成され、一方の基板面の金属箔と前記内層の２層のうち隣接する内層の金属箔との間、及び、他方の基板面の金属箔と前記内層の２層のうち隣接する内層の金属箔との間を、それぞれプリント基板を厚さ方向に貫通するメッキを施した穴により電気的に接続することにより互いに鏡像関係にある２つの巻線を形成し、前記２つの互いに鏡像関係にある巻線を直列に接続した変流器が記載されている。   Patent Document 6 discloses a Rogowski-type coil that detects a main circuit alternating current of a power transmission and transformation device and outputs the amount of the alternating current as an analog voltage signal, an analog / digital converter that converts the analog voltage signal into a digital electric signal, A sensor unit having an electrical / optical converter for converting the digital electrical signal into a digital optical signal; and an optical transmission means for transmitting the digital optical signal to a host system. The Rogowski coil has a conductor in the center. Is a four-layer printed board having an opening through which a plurality of metal foils extending radially about the center of the opening are formed on both outer substrate surfaces and two inner layers. , Between the metal foil on one substrate surface and the adjacent inner layer metal foil of the two inner layers, and between the metal foil on the other substrate surface and the two inner layer layers Two windings that are mirror images of each other are formed by electrically connecting between the metal foils of the layers by plated holes penetrating the printed circuit board in the thickness direction, and the two mirror images of each other A current transformer is described in which related windings are connected in series.

特許文献７には、第１のコイルと、前記第１のコイルと直列に接続された第２のコイルと、を備え、前記第１及び第２のコイルの間または、前記第１及び第２のコイルのいずれかの近傍に配置された被測定体を流れる電流を検出可能とした電流検出装置であって、前記第１及び第２のコイルのそれぞれは、基板の表面に設けられた第１の導体パターンと、前記基板の裏面に設けられた第２の導体パターンと、前記第１の導体パターンと前記第２の導体パターンとを接続する接続部と、からなる電流検出装置が記載されている。   Patent Document 7 includes a first coil and a second coil connected in series with the first coil, and between the first and second coils or between the first and second coils. A current detection device capable of detecting a current flowing through a measurement object disposed in the vicinity of any one of the coils of the first coil, wherein each of the first and second coils is provided on a surface of a substrate. A current detecting device comprising: a conductor pattern of: a second conductor pattern provided on a back surface of the substrate; and a connection portion connecting the first conductor pattern and the second conductor pattern. Yes.

特許文献８には、多層印刷回路基板の上部層に第一の導電トレースを、底部層に第二のトレースを設け、基板に対して横方向に広がるコイル形状に形成したセンサが記載されている。   Patent Document 8 describes a sensor in which a first conductive trace is provided on an upper layer of a multilayer printed circuit board and a second trace is provided on a bottom layer, and the sensor is formed in a coil shape extending in a lateral direction with respect to the board. .

特許文献９には、複数のプリント回路基板にそれぞれ渦巻状のコイルを形成し、各プリント基板のコイルをスルーホールにより接続した多層化コイルが記載されている。   Patent Document 9 describes a multilayered coil in which spiral coils are formed on a plurality of printed circuit boards, and the coils of each printed board are connected by through holes.

非特許文献１には、プリント基板を用いない配線によるロゴスキーコイルの例が記載されている。   Non-Patent Document 1 describes an example of a Rogowski coil using wiring that does not use a printed circuit board.

特開平１１−２８５１１２号公報JP 11-285112 A 特許第２９３２３３２号公報Japanese Patent No. 2932332 特許第４１２９９３２号公報Japanese Patent No. 4129932 特開２００７−２９２５２６号公報JP 2007-292526 A 米国特許第６３１３６２３号明細書U.S. Pat. No. 6,313,623 特開２００３−１３０８９４号公報JP 2003-130894 A 特開２００３−３１５３７３号公報JP 2003-315373 A 米国特許第６３８０７２７号明細書US Pat. No. 6,380,727 米国特許第６６８０６０８号明細書US Pat. No. 6,680,608

C. Hewson, WR Ray, "The effect of electrostatic screening of Rogowski coils designed for wide-bandwidth current measurement in power electronic applications," 2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference.C. Hewson, WR Ray, "The effect of electrostatic screening of Rogowski coils designed for wide-bandwidth current measurement in power electronic applications," 2004 35th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference.

前掲の特許文献１〜５に記載された電流センサは、ｎターンの円形のコイルを環状に曲げて形成したロゴスキーコイルが用いられている。
ロゴスキーコイルの利点は、コイルの中心部を通る電流は検出し、コイルの外部の電流は検出しないため、ノイズに強いことである。しかし、これは複数の円形のコイルを均等間隔で巻いた場合であり、現実にはコイルの間隔にバラつきがあると、外部ノイズを拾ってしまい、ノイズの影響が無視できなくなる。The current sensors described in Patent Documents 1 to 5 described above use Rogowski coils formed by bending an n-turn circular coil into an annular shape.
The advantage of the Rogowski coil is that it is resistant to noise because it detects the current through the center of the coil and not the current outside the coil. However, this is a case where a plurality of circular coils are wound at equal intervals. Actually, if the intervals between the coils vary, external noise is picked up, and the influence of noise cannot be ignored.

前掲の特許文献６〜９に記載された電流センサは、コイルを複数のプリント基板で形成したロゴスキーコイルが用いられており、プリント基板に均等にコイルを形成することにより、そのようなノイズの発生を低減できる利点がある。また、円形コイルに比べて、コイルを小型化できる利点もある。   The current sensors described in the aforementioned Patent Documents 6 to 9 use Rogowski coils in which coils are formed by a plurality of printed circuit boards. By forming the coils evenly on the printed circuit boards, such noise can be prevented. There is an advantage that generation can be reduced. Further, there is an advantage that the coil can be downsized as compared with the circular coil.

ここで、ロゴスキーコイルとして、円形コイルを用いた場合と、プリント配線により矩形コイルを形成した場合の外部磁界による誤差について説明する。   Here, an error caused by an external magnetic field when a circular coil is used as a Rogowski coil and when a rectangular coil is formed by printed wiring will be described.

図２１Ａ〜図２１Ｃは円形コイルを示すものであり、図２１Ａは斜視図、図２１Ｂは上方から見た図、図２１Ｃは側方から見た図である。図中２１は円形コイルの往線路、２２は復線路であり、実際は往線路２１、復線路２２とも、環状であるが、説明の簡略化のために直線状に記載している。図２１Ｂおよび図２１Ｃに示されているように、電流経路に近い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ１と、電流経路から遠い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ２とにより、次の関係が導かれる。
電流経路に近い側の面積Ｓ１のエリアで誘起される電圧は以下の関係式で導かれる。
ここで、Ｖ1は誘起される電圧、Ｂ1は磁束密度、Ｓ１は往復線路が形成する面積である。
電流経路から遠い側の面積Ｓ２のエリアで誘起される電圧は以下の関係式で導かれる。
ここで、Ｖ2は誘起される電圧、Ｂ2は磁束密度、Ｓ２は往復線路が形成する面積である。
図２１Ａ〜図２１Ｃのコイルの場合は上から見ても横から見てもＳ１＝Ｓ２であるので、電流経路が遠方の場合はＢ１＝Ｂ２と仮定すればＶ＝Ｖ1＋Ｖ2＝０になり、誘起される電圧がない理想的な状態になる。
電流経路が近い場合はＳ１＝Ｓ２であるが、Ｂ1≠Ｂ2であるので電圧が誘起されノイズとして影響する。21A to 21C show a circular coil, FIG. 21A is a perspective view, FIG. 21B is a view from above, and FIG. 21C is a view from the side. In the figure, 21 is a circular coil forward line, and 22 is a return line. Actually, both the forward line 21 and the return line 22 are annular, but are shown in a straight line for the sake of simplicity. As shown in FIG. 21B and FIG. 21C, the following relationship is established by the area S1 of the area through which the magnetic flux near the current path passes and the area S2 of the area through which the magnetic flux far from the current path passes. Led.
The voltage induced in the area of the area S1 on the side close to the current path is derived by the following relational expression.
Here, V 1 is an induced voltage, B 1 is a magnetic flux density, and S 1 is an area formed by the round trip line.
The voltage induced in the area of the area S2 far from the current path is derived by the following relational expression.
Here, V 2 is the induced voltage, B 2 is the magnetic flux density, and S 2 is the area formed by the round trip line.
In the case of the coils shown in FIGS. 21A to 21C, S1 = S2 when viewed from above and from the side. Therefore, assuming that B1 = B2 when the current path is far away, V = V 1 + V 2 = 0. Thus, an ideal state with no induced voltage is obtained.
When the current path is close, S1 = S2, but since B 1 ≠ B 2 , a voltage is induced and affects noise.

図２２Ａ〜図２２Ｃは、プリント配線基板で矩形のロゴスキーコイルを形成した例を示すものであり、図２２Ａは斜視図、図２２Ｂは上方から見た図、図２２Ｃは側方から見た図である。この例では、矩形の３辺は傾斜した同一平面上に形成されているが、残りの１辺は、次のコイルと接続するために逆の傾斜で形成されている。図中３１は円形コイルの往線路、３１'はコイル間をつなぐ往線路、３２は復線路である。図２２Ａから図２２Ｃに示されているように、電流経路に近い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ１と、電流経路から遠い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ２とにより、次の関係が導かれる。
すなわち、図２１Ａ〜図２１Ｃのところで述べた関係式で説明する。
図２２Ｂに示すように、上から見た場合はＳ１＝Ｓ２であるので、電流経路が遠方の場合はＢ1＝Ｂ2と仮定してＶ＝Ｖ1＋Ｖ2＝０、つまり誘起される電圧がない理想的な状態になる。電流経路が近い場合はＢ1≠Ｂ2であるので電圧が誘起されノイズとして影響する。
図２２Ｃに示すように、横から見た場合は、Ｓ１≠Ｓ２であるので電流経路に関わらず電圧が誘起されノイズとして影響する。
なお、ロゴスキーコイルを、配線とスルーホール（ビア）とにより、一般的なプリント配線基板にて構成すると、製造上の制約により復線路は、プリント配線基板の表面層あるいは裏面層に配線する必要があるため、Ｓ１≠Ｓ２となる。22A to 22C show an example in which a rectangular Rogowski coil is formed on a printed wiring board. FIG. 22A is a perspective view, FIG. 22B is a view from above, and FIG. 22C is a view from the side. It is. In this example, the three sides of the rectangle are formed on the same inclined plane, but the remaining one side is formed with a reverse inclination to connect to the next coil. In the figure, 31 is a circular coil forward line, 31 'is an outward line connecting the coils, and 32 is a backward line. As shown in FIG. 22A to FIG. 22C, the following relationship is established by the area S1 of the area through which the magnetic flux near the current path passes and the area S2 of the area through which the magnetic flux far from the current path passes. Led.
That is, the relational expression described with reference to FIGS. 21A to 21C will be used.
As shown in FIG. 22B, since when viewed from above is S1 = S2, when the current path is far assuming B 1 = B 2 V = V 1 + V 2 = 0, i.e. the induced voltage There is no ideal state. When the current path is close, since B 1 ≠ B 2 , a voltage is induced and affects noise.
As shown in FIG. 22C, when viewed from the side, since S1.noteq.S2, a voltage is induced regardless of the current path and affects noise.
In addition, if the Rogowski coil is configured with a general printed wiring board by wiring and through-holes (vias), the return line needs to be wired to the surface layer or back layer of the printed wiring board due to manufacturing restrictions. Therefore, S1 ≠ S2.

パワー半導体デバイスにおいては、半導体素子電極とパッケージ電極との間を複数本のボンディングワイヤで接続し、半導体素子電極とパッケージ電極との間での熱膨張係数の違いや車載搭載時の振動や衝撃を吸収しつつ、大電流伝送を可能とする構造を形成している。
大電流を流すために、パワー半導体デバイスは数チップ並列に接続されているため、デバイスの不適切な設計や動作中の経時変化により電流分布がチップ毎に異なる可能性がある。In a power semiconductor device, the semiconductor element electrode and the package electrode are connected by a plurality of bonding wires, and the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor element electrode and the package electrode and the vibration and impact when mounted on the vehicle. A structure that allows large current transmission while absorbing is formed.
Since power semiconductor devices are connected in parallel in several chips in order to pass a large current, current distribution may vary from chip to chip due to improper design of the devices and changes over time during operation.

本発明は、かかるパワー半導体デバイスにおいて、チップ間およびチップ内の電流バラツキを測定し、不良発見や故障を未然に防ぐことが可能な電流センサを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a current sensor capable of measuring current variation between chips and in a chip in such a power semiconductor device to prevent a defect from being found or a failure.

前記の課題を解決するため、本発明の第１の構成のロゴスキ型電流センサは、複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルが、前記閉じた線に直交する平面上に形成され、隣り合うコイルのうち、あるコイルの巻き終わりと次のコイルの巻き始め間が、前記閉じた線に並行する往線路により接続され、前記往線路全体と前記復線路とが、近接して配置されていることを特徴とする。In order to solve the above-described problem, a Rogowski-type current sensor according to a first configuration of the present invention connects a plurality of coils continuously along one closed line, and the last coil of the plurality of coils. A return line parallel to the closed line from the winding end to the winding start side of the first coil, and a voltage induced between the winding start side terminal of the first coil and the terminal of the return line In the Rogowski-type current sensor, which detects as a function of the current of the circuit under test inserted inside the closed line,
Each coil constituting the plurality of coils is formed on a plane orthogonal to the closed line, and among adjacent coils, a gap between a winding end of one coil and a winding start of the next coil is the closed line. They are connected by parallel forward lines, and the entire forward line and the return line are arranged close to each other.

本発明の第２の構成は、複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルは、前記閉じた線に直交する平面に投影したときに矩形となる形状で形成され、当該各コイルのうち前記復線路から離隔した３辺は前記閉じた線に直交する平面上に形成され、残りの１辺は次のコイルと接続するように斜めに形成された往線路であり、前記コイル全体において前記斜めの辺が形成する面は前記閉じた線が作る面と平行でかつ前記復線路と近接して配置されていることを特徴とする。According to a second configuration of the present invention, a plurality of coils are continuously connected along one closed line, and the winding from the winding end of the last coil to the winding start side of the first coil of the plurality of coils is performed. A circuit under test having a return line parallel to the closed line, and a voltage induced between the winding start side terminal of the first coil and the terminal of the return line inserted into the closed line; In Rogowski-type current sensors that detect as a function of current,
Each coil constituting the plurality of coils is formed in a rectangular shape when projected onto a plane orthogonal to the closed line, and three sides separated from the return line among the coils are the closed line. The remaining one side is a forward line formed obliquely so as to be connected to the next coil, and the surface formed by the oblique side in the entire coil is formed by the closed line. It is parallel to the surface to be formed and is arranged close to the return line.

本発明の第３の構成は、第１の構成において、前記各コイルが、中央に被測定回路を挿通する穴を有し、少なくとも３層の導電パターン層を有する環状基板の異なる２層に形成された第１コイルパターン及び第２コイルパターンと、これらの第１コイルパターンと第２コイルパターン間を接続するスルーホールとによって形成され、前記往線路は、前記３層のうちいずれかの層に形成され、前記復線路は、前記往線路に近接した、当該往線路とは異なる層に形成されていることを特徴とする。   According to a third configuration of the present invention, in the first configuration, each coil is formed in two different layers of an annular substrate having a hole through which a circuit to be measured is inserted at the center and having at least three conductive pattern layers. Formed by the first coil pattern and the second coil pattern, and through-holes connecting the first coil pattern and the second coil pattern, and the forward line is formed in any one of the three layers. The return line is formed in a layer adjacent to the forward line and different from the forward line.

本発明の第４の構成は、第３の構成において、前記往線路は、前記第１コイルパターンと同じ層に形成され、前記復線路は、前記往線路と近接した、前記第１コイルパターンおよび第２コイルパターンとは異なる層に形成されていることを特徴とする。   According to a fourth configuration of the present invention, in the third configuration, the forward line is formed in the same layer as the first coil pattern, and the return line is adjacent to the forward line. It is formed in a layer different from the second coil pattern.

本発明の第５の構成は、第４の構成において、前記復線路は、前記第１コイルパターンおよび前記第２コイルパターンの間にある層に形成されていることを特徴とする。   According to a fifth configuration of the present invention, in the fourth configuration, the return line is formed in a layer between the first coil pattern and the second coil pattern.

本発明の第６の構成は、第３から５のいずれかの構成において、前記最後のコイルの前記第１コイルパターンのうち、前記復線路と接続された第１コイルパターンは、前記第２コイルパターンと接続された前記スルーホールから、前記復線路と同じ層に配線されたことを特徴とする。   According to a sixth configuration of the present invention, in any one of the third to fifth configurations, the first coil pattern connected to the return line among the first coil patterns of the last coil is the second coil. The through-hole connected to the pattern is wired in the same layer as the return line.

本発明の第７の構成は、第３の構成において、前記ロゴスキ型電流センサにおいて、前記閉じた線の長さ（Ｌ）、前記往線路と前記復線路の距離（ｄ）、各コイルの面積の総和（Ａ）が、ｄ＜０．１・Ａ／Ｌの関係となっていることを特徴とする。   According to a seventh configuration of the present invention, in the third configuration, in the Rogowski type current sensor, the length of the closed line (L), the distance between the forward line and the return line (d), and the area of each coil The total sum (A) of d <0.1 · A / L is a feature.

本発明の第８の構成は、第３の構成において、前記コイルと前記復線路とのいずれか一方が接続された第１の電極パッドが中心にありその両側に他方が接続された第２の電極パッドがあることを特徴とする。   According to an eighth configuration of the present invention, in the third configuration, the first electrode pad to which one of the coil and the return line is connected is at the center, and the other is connected to both sides of the second electrode pad. An electrode pad is provided.

本発明の第９の構成は、第８の構成において、前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとに、コネクタが接続されたことを特徴とする。   According to a ninth configuration of the present invention, in the eighth configuration, a connector is connected to the first electrode pad and the second electrode pad.

本発明の第１０の構成は、第３の構成において、前記環状基板の、前記コイル、往線路、または復線路が形成されていない部分に、前記被測定回路を前記環状基板の穴に挿通するための切り込みを設けたことを特徴とする。   According to a tenth configuration of the present invention, in the third configuration, the circuit under test is inserted into a hole of the annular substrate in a portion of the annular substrate where the coil, the forward line, or the return line is not formed. It is characterized by providing a cut for the purpose.

本発明の第１１の構成は、第１０の構成において、前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みの近傍まで配線され、前記コイル群に接続された前記復線路が第２の電極パッドまで配線されたことを特徴とする。   In an eleventh configuration of the present invention, in the tenth configuration, the coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is wired from the first electrode pad to the vicinity of the notch, The return line connected to the coil group is wired to a second electrode pad.

本発明の第１２の構成は、第１０の構成において、前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群は、第１のコイル群と第２のコイル群とに分割され、前記第１のコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みに向かってまで配線され、前記第１のコイル群に接続された前記復線路が前記切り込みに向かって配線され、前記復線路に接続された前記第２のコイル群が第２の電極パッドまで配線されたことを特徴とする。   According to a twelfth configuration of the present invention, in the tenth configuration, the coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is divided into a first coil group and a second coil group. The first coil group is divided and wired from the first electrode pad toward the notch, the return line connected to the first coil group is wired toward the notch, and the return line The second coil group connected to the first electrode pad is wired to the second electrode pad.

本発明の第１３の構成は、第１０の構成において、前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群が、第１のコイル群と第２のコイル群に分割され、前記復線路は、第１の線路と第２の線路に分割され、前記第１のコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みまで配線され、前記第１のコイル群に接続された前記第１の線路が前記第１の電極パッドの位置まで配線され、前記第１の線路に接続された前記第２のコイル群が前記切り込みまで配線され、前記第２のコイル群に接続された前記第２の線路が第２の電極パッドまで配線されたことを特徴とする。   According to a thirteenth configuration of the present invention, in the tenth configuration, the coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is divided into a first coil group and a second coil group. The return line is divided into a first line and a second line, and the first coil group is wired from a first electrode pad to the notch and connected to the first coil group. The first line is wired to the position of the first electrode pad, the second coil group connected to the first line is wired to the notch, and the second coil group is connected to the second coil group The second line is wired to the second electrode pad.

本発明の第１４の構成は、第３の構成において、前記複数のコイルのコイル間隔が等間隔であることを特徴とする。   According to a fourteenth configuration of the present invention, in the third configuration, the coil intervals of the plurality of coils are equal.

本発明の第１５の構成は、第３の構成において、アンプ回路が前記環状基板に搭載されていることを特徴とする。   According to a fifteenth configuration of the present invention, in the third configuration, an amplifier circuit is mounted on the annular substrate.

本発明の第１６の構成は、第３の構成において、前記環状基板がノイズシールドで覆われていることを特徴とする。   According to a sixteenth configuration of the present invention, in the third configuration, the annular substrate is covered with a noise shield.

本発明の第１７の構成は、第１６の構成において、前記ノイズシールドが、前記各コイルが形成された内層より外側のそれぞれの外層に形成された第１の導電パターンおよび第２の導電パターンを備えたことを特徴とする。   According to a seventeenth configuration of the present invention, in the sixteenth configuration, the noise shield includes a first conductive pattern and a second conductive pattern formed on each outer layer outside the inner layer on which the coils are formed. It is characterized by having.

本発明の第１８の構成は、第１７の構成において、前記ノイズシールドが、更に、前記第１の導電パターンおよび前記第２の導電パターンが形成された層間を貫通し、前記コイルの内周側と外周側との両方に、円周方向に沿って形成された第１のスルーホールおよび第２のスルーホールとを備え、前記第１の導電パターンと、前記第１のスルーホールと、前記第２の導電パターンと、前記第２のスルーホールとによるループの形成を回避するために、前記ループに非接続部が形成されたことを特徴とする。   According to an eighteenth configuration of the present invention, in the seventeenth configuration, the noise shield further penetrates an interlayer in which the first conductive pattern and the second conductive pattern are formed, and the inner peripheral side of the coil A first through hole and a second through hole formed along the circumferential direction on both the outer peripheral side and the outer peripheral side, the first conductive pattern, the first through hole, and the first through hole, In order to avoid the formation of a loop due to the second conductive pattern and the second through hole, a non-connection portion is formed in the loop.

本発明の第１９の構成は、第３の構成において、前記環状基板をパワー半導体チップまたはパワー半導体モジュールに搭載する場合に、前記環状基板が、前記パワー半導体チップまたはパワー半導体モジュールと接続する電極、導電部およびボンディングワイヤを取り囲むように構成されていることを特徴とする。   According to a nineteenth configuration of the present invention, in the third configuration, when the annular substrate is mounted on a power semiconductor chip or a power semiconductor module, the annular substrate is connected to the power semiconductor chip or the power semiconductor module. It is configured to surround the conductive portion and the bonding wire.

本発明の第２０の構成は、第１９の構成において、パワー半導体のボンディングワイヤ１本ずつに取り囲むように構成されていることを特徴とする。   The twentieth configuration of the present invention is characterized in that, in the nineteenth configuration, each power semiconductor bonding wire is surrounded.

本発明においては、プリント基板を用い、電流測定範囲内の信号が均一であり電流測定範囲外の信号は発生しないような理想的なセンサを用いパワー半導体デバイス内の電流経路に挿入する。この電流信号により、デバイス内の電流分布測定を可能にする。センサ基板には、特殊なコイルパターンと特殊なコイル間の配線パターンを用い、さらに必要であればアンプを同一基板内に搭載する。   In the present invention, an ideal sensor that uses a printed circuit board and has a uniform signal within the current measurement range and does not generate a signal outside the current measurement range is inserted into the current path in the power semiconductor device. This current signal makes it possible to measure the current distribution in the device. The sensor board uses a special coil pattern and a wiring pattern between special coils, and if necessary, an amplifier is mounted on the same board.

本発明によれば、パワー半導体デバイスの改善が可能となり、出荷時の電流分布の均一化が可能になり初期不良が減る。また本センサをパワー半導体デバイス内に搭載した場合は、経時変化を測定することにより故障を未然に防ぐことができる。   According to the present invention, power semiconductor devices can be improved, current distribution at the time of shipping can be made uniform, and initial defects are reduced. Moreover, when this sensor is mounted in a power semiconductor device, failure can be prevented beforehand by measuring a change with time.

本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a Rogowski type current sensor according to an embodiment of the present invention. 図１Ａに示すロゴスキ型電流センサの断面図である。1B is a cross-sectional view of the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 1A. FIG. 図１Ａに示すロゴスキ型電流センサの平面図である。1B is a plan view of the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 1A. FIG. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの第１層のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the 1st layer of the Rogowski type | mold current sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの第２層のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the 2nd layer of the Rogowski-type current sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの第３層のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the 3rd layer of the Rogowski-type current sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの第４層のパターンを示す図である。It is a figure which shows the pattern of the 4th layer of the Rogowski-type current sensor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの信号取り出し部と「戻り」パターンの構成を示す図であり、１層目を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal extraction part and "return" pattern of the Rogowski-type current sensor which concerns on embodiment of this invention, and is a figure which shows the 1st layer. 図３Ａに示すロゴスキ型電流センサの信号取り出し部と「戻り」パターンの構成を示す図であり、２層目を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal extraction part and "return" pattern of a Rogowski-type current sensor shown in FIG. 図３Ａに示すロゴスキ型電流センサの信号取り出し部と「戻り」パターンの構成を示す図であり、４層目を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal extraction part and "return" pattern of a Rogowski-type current sensor shown in FIG. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサのハンダ付けパッドを示す図であり、１層目を示す図である。It is a figure which shows the soldering pad of the Rogowski type | mold current sensor which concerns on embodiment of this invention, and is a figure which shows the 1st layer. 図４Ａに示すロゴスキ型電流センサのハンダ付けパッドの２層目を示す図である。It is a figure which shows the 2nd layer of the soldering pad of the Rogowski-type current sensor shown to FIG. 4A. 図４Ａに示すロゴスキ型電流センサのハンダ付けパッドの３層目を示す図である。It is a figure which shows the 3rd layer of the soldering pad of the Rogowski-type current sensor shown to FIG. 4A. 図４Ａに示すロゴスキ型電流センサのハンダ付けパッドの４層目を示す図である。It is a figure which shows the 4th layer of the soldering pad of the Rogowski-type current sensor shown to FIG. 4A. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの誤差検出の評価を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating evaluation of the error detection of the Rogowski-type current sensor which concerns on embodiment of this invention. 図５Ａに示すロゴスキ型電流センサを上方から見た図である。It is the figure which looked at the Rogowski type | mold current sensor shown to FIG. 5A from upper direction. 図５Ａに示すロゴスキ型電流センサを側方から見た図である。It is the figure which looked at the Rogowski type | mold current sensor shown to FIG. 5A from the side. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサのプリント配線基板に近接して配置した電線に、測定電流を流している状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which is flowing the measurement electric current through the electric wire arrange | positioned close to the printed wiring board of the Rogowski type | mold current sensor which concerns on embodiment of this invention. 図６Ａに示すロゴスキ型電流センサと電線との側面図である。FIG. 6B is a side view of the Rogowski-type current sensor and the electric wire shown in FIG. 6A. 図６Ａに示すロゴスキ型電流センサのコイルごとのノイズ信号を示すグラフである。It is a graph which shows the noise signal for every coil of the Rogowski type | mold current sensor shown to FIG. 6A. 図６Ｃに示すグラフにおける０Ａ付近の拡大図である。It is an enlarged view of the vicinity of 0A in the graph shown in FIG. 6C. 本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサの他の例を示す平面図である。It is a top view which shows the other example of the Rogowski type | mold current sensor which concerns on embodiment of this invention. 図７Ａに示すロゴスキ型電流センサの拡大図である。FIG. 7B is an enlarged view of the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 7A. 本発明の他の実施の形態に係る矩形のロゴスキーコイルにおける誤差検出の評価を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating evaluation of the error detection in the rectangular Rogowski coil which concerns on other embodiment of this invention. 図８Ａに示すロゴスキーコイルを上方から見た図である。It is the figure which looked at the Rogowski coil shown to FIG. 8A from upper direction. 図８Ａに示すロゴスキーコイルを側方から見た図である。It is the figure which looked at the Rogowski coil shown to FIG. 8A from the side. 本発明の電流センサを用いて電流通過位置ごとの電流信号強度を測定したときの波形と信号強度の定義を示す図である。It is a figure which shows the definition when the current signal intensity | strength for every electric current passage position is measured using the current sensor of this invention, and signal intensity | strength. 電流通過位置ごとの電流信号強度を示す図である。It is a figure which shows the electric current signal intensity | strength for every electric current passage position. 本発明の第１変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st modification of this invention. 図２Ａ〜図２Ｄに示すハンダ付けパッドに同軸ケーブルを直接接続した状態を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the state which connected the coaxial cable directly to the soldering pad shown to FIG. 2A-FIG. 2D. 図１０に示すハンダ付けパッドに同軸ケーブルを直接接続した状態を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the state which connected the coaxial cable directly to the soldering pad shown in FIG. コネクタを接続するためのハンダ付けパッドを示す図である。It is a figure which shows the soldering pad for connecting a connector. 図１２Ａに示すハンダ付けパッドに接続されるコネクタの斜視図である。FIG. 12B is a perspective view of a connector connected to the soldering pad shown in FIG. 12A. 図１１Ａに示すハンダ付けパッドに同軸ケーブルを直接接続した場合と、図１２Ｂに示すコネクタを図１２Ａに示すハンダ付けパッドに接続した場合とで、ノイズ電圧を比較したグラフである。11B is a graph comparing the noise voltage between the case where the coaxial cable is directly connected to the soldering pad shown in FIG. 11A and the case where the connector shown in FIG. 12B is connected to the soldering pad shown in FIG. 本発明の第２変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd modification of this invention. 切り込み位置について説明するための図であり、図１３に示すプリント配線基板の状態の図である。It is a figure for demonstrating a cutting position, and is a figure of the state of the printed wiring board shown in FIG. 切り込み位置について説明するための図であり、第１のコイル群と第２のコイル群との他端部同士を復線路が接続した状態の図である。It is a figure for demonstrating a cutting position, and is a figure of the state which the return line connected the other end parts of the 1st coil group and the 2nd coil group. 切り込み位置について説明するための図であり、第１のコイル群の次に第１の線路が配線され、第２のコイル群の次に第２の線路が配線された状態の図である。It is a figure for demonstrating a cutting position, and is a figure of the state by which the 1st track | line was wired after the 1st coil group, and the 2nd track | line was wired after the 2nd coil group. 測定誤差を評価したプリント配線基板の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the printed wiring board which evaluated the measurement error. 図１４Ａに示すプリント配線基板の信号強度の誤差（測定誤差）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the error (measurement error) of the signal strength of the printed wiring board shown to FIG. 14A. 図１４Ｂに示すプリント配線基板の信号強度の誤差（測定誤差）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the error (measurement error) of the signal strength of the printed wiring board shown to FIG. 14B. 図１４Ｃに示すプリント配線基板の信号強度の誤差（測定誤差）を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the error (measurement error) of the signal strength of the printed wiring board shown to FIG. 14C. ノイズシールドを説明するためのプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board for demonstrating a noise shield. 図１６Ａに示すノイズシールドの変形例を説明するためのプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board for demonstrating the modification of the noise shield shown to FIG. 16A. 第１の導電パターンと第１のスルーホールとが非接続状態であることを示すプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board which shows that a 1st conductive pattern and a 1st through hole are a non-connection state. 第１の導電パターンと第２のスルーホールとが非接続状態であることを示すプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board which shows that a 1st conductive pattern and a 2nd through hole are a non-connection state. 第２の導電パターンと第１のスルーホールとが非接続状態であることを示すプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board which shows that a 2nd conductive pattern and a 1st through hole are a non-connection state. 第２の導電パターンと第２のスルーホールとが非接続状態であることを示すプリント配線基板の断面図である。It is sectional drawing of the printed wiring board which shows that a 2nd conductive pattern and a 2nd through hole are a non-connection state. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第１層を示す図である。It is a figure which shows the 1st layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第２層を示す図である。It is a figure which shows the 2nd layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第３層を示す図である。It is a figure which shows the 3rd layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第４層を示す図である。It is a figure which shows the 4th layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第５層を示す図である。It is a figure which shows the 5th layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドを有するプリント配線基板の第６層を示す図である。It is a figure which shows the 6th layer of the printed wiring board which has a noise shield. ノイズシールドの効果を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the effect of a noise shield. 円形コイルの誤差検出の評価を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating evaluation of error detection of a circular coil. 図２１Ａに示す円形コイルを上方から見た図である。It is the figure which looked at the circular coil shown to FIG. 21A from upper direction. 図２１Ａに示す円形コイルを側方から見た図である。It is the figure which looked at the circular coil shown to FIG. 21A from the side. プリント配線基板で矩形のロゴスキーコイルを形成した例における誤差検出の評価を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating evaluation of the error detection in the example which formed the rectangular Rogowski coil in the printed wiring board. 図２２Ａに示す矩形のロゴスキーコイルを上方から見た図である。It is the figure which looked at the rectangular Rogowski coil shown to FIG. 22A from upper direction. 図２２Ａに示す矩形のロゴスキーコイルを側方から見た図である。It is the figure which looked at the rectangular Rogowski coil shown to FIG. 22A from the side.

１ コイル
１Ａ 第１コイルパターン
１Ｂ 第２コイルパターン
１Ｃ，１Ｄ ビア（スルーホール）
１Ｅ ビア（ランド，スルーホール）
１Ｆ 取り出しパターン
２ 往線路
２０ コイル群
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２０１ 第１のコイル群
２０１ａ 一端部
２０１ｂ 他端部
２０２ 第２のコイル群
２０２ａ 一端部
２０２ｂ 他端部
３ 復線路
３０１ 第１の線路
３０２ 第２の線路
４，５，６，７ ハンダ付けパッド
８ 切り込み
９ａ〜９ｄ 電極パッド
１０，１０ｘ，１０ｙ，１０ｓ，１０ｔ プリント配線基板
１０ａ 穴
１１，１１ｓ 第１層
１２，１２ｓ 第２層
１３，１３ｓ 第３層
１４，１４ｓ 第４層
１５ｓ 第５層
１６ｓ 第６層
Ｃ０ 同軸ケーブル
Ｃ１ 芯線
Ｃ２ 網状線
４０ コネクタ
４０１ 中心端子
４０２ 外側端子
４０３ 接続端子
４０３ａ〜４０３ｄ 第１〜第４接続端子
４１ コイル
４１’ 往線路
４２ 復線路
５１，５２ 導電パターン
５３，５４ スルーホール
Ｌ 線
Ｓ０ 平面
Ｓ１，Ｓ２ 面積
Ｗ１ 電線
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ ループ
Ｇ１ 隙間1 Coil 1A 1st coil pattern 1B 2nd coil pattern 1C, 1D Via (through hole)
1E Via (land, through hole)
1F Extraction pattern 2 Outward line 20 Coil group 20a One end 20b Other end 201 First coil group 201a One end 201b Other end 202 Second coil group 202a One end 202b Other end 3 Return line 301 First line 302 Second line 4, 5, 6, 7 Solder pad 8 Notch 9a to 9d Electrode pad 10, 10x, 10y, 10s, 10t Printed wiring board 10a Hole 11, 11s First layer 12, 12s Second layer 13, 13s 3rd layer 14, 14s 4th layer 15s 5th layer 16s 6th layer C0 Coaxial cable C1 Core wire C2 Mesh wire 40 Connector 401 Center terminal 402 Outer terminal 403 Connection terminal 403a-403d First to fourth connection terminal 41 Coil 41 'Outgoing line 42 Return line 51, 52 Conductive pattern 53, 54 Through hole Line S0 plane S1, S2 area W1 wires L1, L2, L3 loop G1 gap

以下、本発明を、図面に示す実施の形態に基づいて具体的に説明する。
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の実施の形態に係るロゴスキ型電流センサを示すものであり、図１Ａは斜視図、図１Ｂは断面図、図１Ｃは平面図である。Hereinafter, the present invention will be specifically described based on embodiments shown in the drawings.
1A to 1C show a Rogowski-type current sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and FIG. 1C is a plan view.

これらの図に示されるように、全体が１つの閉じた線Ｌに沿って連続的に接続される複数のコイル１（一部のみ直線状に示す）は、矩形状であり、それぞれが閉じた線Ｌに垂直な一つの平面Ｓ０上に形成され、各コイル１間は、線Ｌに並行する往線路２によって接続される。複数のコイル１の個数をｎターンとすると、１ターン目のコイル１から始まってｎターン目のコイル１の巻き終わりから、線Ｌに沿って１ターン目のコイル１の巻き始めまで１ターン分の復線路３が設けられることがロゴスキーコイルの特徴である。   As shown in these drawings, a plurality of coils 1 (all shown in a straight line) connected continuously along one closed line L are rectangular, and each of them is closed. The coil 1 is formed on one plane S0 perpendicular to the line L, and the coils 1 are connected by the forward line 2 parallel to the line L. When the number of the plurality of coils 1 is n turns, it starts from the coil 1 of the first turn and ends from the winding end of the coil 1 of the nth turn to the beginning of winding of the coil 1 of the first turn along the line L. A characteristic of the Rogowski coil is that the return line 3 is provided.

このロゴスキーコイルをプリント配線基板により形成する場合、図１Ｂに示すように、４層積層プリント配線基板１０（以下、単にプリント配線基板１０と称する場合がある。）を用い、第１層１１にコイル１の第１コイルパターン１Ａと往線路２を形成し、第２層１２に復線路３を形成し、第３層１３はダミーとし、第４層１４にコイル１の第２コイルパターン１Ｂを形成する。そして、第１コイルパターン１Ａの端部と第２コイルパターン１Ｂの端部とは、ビア（スルーホール）１Ｃ，１Ｄにより接続する。   When this Rogowski coil is formed of a printed wiring board, as shown in FIG. 1B, a four-layer laminated printed wiring board 10 (hereinafter sometimes simply referred to as a printed wiring board 10) is used for the first layer 11. The first coil pattern 1A and the forward line 2 of the coil 1 are formed, the return line 3 is formed on the second layer 12, the third layer 13 is a dummy, and the second coil pattern 1B of the coil 1 is formed on the fourth layer 14. Form. The end of the first coil pattern 1A and the end of the second coil pattern 1B are connected by vias (through holes) 1C and 1D.

本実施例での閉じた線Ｌの長さはおおむね５０ｍｍであり、ターン数は９６、１ターンの面積が約０．６ｍｍ2である。往線路と復線路で囲まれる面積は、往線路と復線路の距離をｄとすると、ｄ・Ｌで表される。一方各コイルの面積の総和Ａは５７．６ｍｍ2である。往線路と復線路で囲まれる部分では磁束による起電力の発生を抑える必要があり、十分な測定精度を得るには、各コイルの面積の総和Ａに対してｄ・Ｌの値を１０％以下、すなわち、ｄ＜０．１・Ａ／Ｌの関係とすることが望ましい。In this embodiment, the length of the closed line L is about 50 mm, the number of turns is 96, and the area of one turn is about 0.6 mm 2 . The area surrounded by the forward line and the return line is represented by d · L, where d is the distance between the forward line and the return line. On the other hand, the total area A of the coils is 57.6 mm 2 . It is necessary to suppress the generation of electromotive force due to the magnetic flux in the portion surrounded by the forward line and the return line, and in order to obtain sufficient measurement accuracy, the value of d · L is 10% or less with respect to the total area A of each coil. That is, it is desirable that d <0.1 · A / L.

プリント配線基板１０の全体の厚みｔは例えば０．６ｍｍとし、第１層１１と第２層１２との距離ｄは例えば５０〜６０μｍとする。これによりｄ・Ｌの値は各コイルの面積の総和Ａに対して１０％以下を実現する。   The total thickness t of the printed wiring board 10 is 0.6 mm, for example, and the distance d between the first layer 11 and the second layer 12 is 50 to 60 μm, for example. Thus, the value of d · L is 10% or less with respect to the total area A of the coils.

図２Ａ〜図２Ｄは４層積層プリント配線基板１０の第１層１１〜第４層１４の形成例を示したものである。第１層１１は、図２Ａに示すように第１コイルパターン１Ａと往線路２が形成され、全体は環状となっている。また、最初のパターンにはハンダ付けパッド４が形成されている。
第２層１２は、図２Ｂに示すように復線路３が形成され、端部にはハンダ付けパッド５が形成されている。復線路３と図２Ａの往線路２とは、同じ径の円周上に形成されている。本実施の形態では、最後のコイルの第１コイルパターン１Ａのうち、閉じた線と並行となる復線路３に接続された第１コイルパターン１Ａは、第２コイルパターン１Ｂと接続されたスルーホール１Ｄから、復線路３と同じ第２層１２に配線されている。
第３層１３には、図２Ｃに示すようにパターンは形成されていない。
第４層１４には、図２Ｄに示すように第２コイルパターン１Ｂが形成されている。2A to 2D show examples of forming the first layer 11 to the fourth layer 14 of the four-layer laminated printed wiring board 10. As shown in FIG. 2A, the first layer 11 is formed with the first coil pattern 1 </ b> A and the forward line 2, and is entirely annular. Further, a soldering pad 4 is formed in the first pattern.
As shown in FIG. 2B, the second layer 12 has a return line 3 formed thereon, and a soldering pad 5 formed at an end thereof. The return line 3 and the forward line 2 in FIG. 2A are formed on a circumference having the same diameter. In the present embodiment, of the first coil pattern 1A of the last coil, the first coil pattern 1A connected to the return line 3 parallel to the closed line is a through hole connected to the second coil pattern 1B. 1D is wired to the same second layer 12 as the return line 3.
The third layer 13 is not formed with a pattern as shown in FIG. 2C.
On the fourth layer 14, a second coil pattern 1B is formed as shown in FIG. 2D.

上述したように、図２Ａに示した第１コイルパターン１Ａの端部と図２Ｄに示した第２コイルパターン１Ｂの端部とは、図１Ｂに示したようにビア（スルーホール）１Ｃ，１Ｄにより接続される。また、ハンダ付けパッド４，５と第１コイルパターン１Ａの端部、復線路３の端部、第２コイルパターン１Ｂの端部間も、ビアで接続される。   As described above, the end of the first coil pattern 1A shown in FIG. 2A and the end of the second coil pattern 1B shown in FIG. 2D are connected to vias (through holes) 1C and 1D as shown in FIG. 1B. Connected by Also, the solder pads 4 and 5 and the end portions of the first coil pattern 1A, the end portions of the return line 3, and the end portions of the second coil pattern 1B are also connected by vias.

図３Ａ〜図３Ｃは、信号取り出し部と復線路パターンの構成を示す拡大図である。図３Ａは第１層１１、図３Ｂは第２層１２、図３Ｃは第４層１４のパターンを示している。図中１Ｅは、ビア（スルーホール）により接続されるランドを示している。コイルにより発生した信号を、外部磁束（ロゴスキーコイルの内部を通らない、計測目的外の電流等による磁束）の影響なく取り出すために、往線路と復線路に接続された取出し配線は１層目（図３Ａ参照）、２層目（図３Ｂ参照）を利用し上下に近接するように構成されている。また、各コイルの第１コイルパターン１Ａとその前後の往線路２との接続部分は、概ね４５度の角度を有するパターンで短絡することなく接続されている。概ね４５度の角度を有することで、接続部分が作る面積（四角形部分）を最小にすることができ、センサ外の電流による磁束の影響を最小限に抑えることができる。   3A to 3C are enlarged views showing configurations of the signal extraction unit and the return line pattern. 3A shows the pattern of the first layer 11, FIG. 3B shows the pattern of the second layer 12, and FIG. 3C shows the pattern of the fourth layer 14. In the figure, 1E indicates lands connected by vias (through holes). In order to take out the signal generated by the coil without the influence of external magnetic flux (magnetic flux that does not pass through the inside of the Rogowski coil, current outside the measuring purpose), the extraction wiring connected to the forward line and the return line is the first layer. (Refer FIG. 3A) It is comprised so that it may adjoin up and down using the 2nd layer (refer FIG. 3B). Moreover, the connection part of the 1st coil pattern 1A of each coil and the outgoing line 2 before and behind it is connected without a short circuit with the pattern which has an angle of about 45 degree | times. By having an angle of approximately 45 degrees, the area (rectangular portion) created by the connection portion can be minimized, and the influence of magnetic flux due to the current outside the sensor can be minimized.

一連のコイルの最終コイル（巻終わり）では、図２Ｄあるいは図３Ｃ（裏面、４層目）の第２コイルパターン１Ｂからビア１Ｅ（スルーホール）を通って図２Ｂあるいは図３Ｂに示す復線路３と同じ２層目の第１コイルパターン１Ａに接続され、そのまま直角に曲がり、閉じた線Ｌ（図１Ａ参照）と並行となるような復線路３のパターンとなる。
こうすることで、２つの異なる層にある往線路２と復線路３を、専用のビアにより接続する必要はない。最終コイルの面積が、他のコイルの面積より若干小さくなるが、ｄ（図１Ｂ参照）を十分小さくとっていれば、影響は十分小さい。もしこの方法を採用しない場合は、専用のビアを形成するためのスペースが必要になり、巻き始めと巻終わりのコイル同士の間隔を開く必要がある。この結果コイル間隔に不揃いが生じるか、コイルの間隔を全体にわたって広げる必要があり、検出の精度の低下や、ターン数減少による検出出力が低下するといった問題が発生する。In the final coil (end of winding) of the series of coils, the return line 3 shown in FIG. 2B or FIG. 3B passes through the via 1E (through hole) from the second coil pattern 1B in FIG. 2D or 3C (back surface, fourth layer). To the first coil pattern 1A of the same second layer, and bends at a right angle as it is, resulting in a pattern of the return line 3 parallel to the closed line L (see FIG. 1A).
By doing so, it is not necessary to connect the forward line 2 and the return line 3 in two different layers by a dedicated via. Although the area of the final coil is slightly smaller than the areas of the other coils, the effect is sufficiently small if d (see FIG. 1B) is sufficiently small. If this method is not adopted, a space for forming a dedicated via is required, and it is necessary to open a space between the coil at the beginning and end of winding. As a result, the coil spacing is not uniform or the coil spacing needs to be increased over the entire area, causing problems such as a decrease in detection accuracy and a decrease in detection output due to a decrease in the number of turns.

図４Ａ〜図４Ｄはハンダ付けパッドの拡大図である。第１層１１〜第４層１４に形成される各パッドは、ビア（スルーホール）によって導通される。本形状により、２層目の信号取出し配線は、１層目のパッドと同電位のパターンおよびビアに囲まれた部分を引き回すため、センサ外の電流などによる磁束の影響を最小限に抑えることができる。   4A to 4D are enlarged views of the soldering pad. The pads formed on the first layer 11 to the fourth layer 14 are electrically connected by vias (through holes). With this shape, the signal extraction wiring of the second layer draws the pattern surrounded by the same potential pattern and via as the pad of the first layer, so that the influence of magnetic flux due to the current outside the sensor can be minimized. it can.

図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の実施の形態における誤差検出の評価を説明するための図であり、図５Ａは斜視図、図５Ｂは上方から見た図、図５Ｃは側方から見た図である。図中２は円形コイルの往線路、３は復線路であり、実際は往線路２、復線路３とも、環状であるが、説明の簡略化のために直線状に記載している。
本実施の形態において、電流経路に近い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ１（図示せず）と、電流経路から遠い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ２（図示せず）とにより、次の関係が導かれる。
電流経路に近い側の面積Ｓ１のエリアで誘起される電圧は以下の関係式（再掲）で導かれる。
ここで、Ｖ1は誘起される電圧、Ｂ1は磁束密度である。
電流経路から遠い側の面積Ｓ２のエリアで誘起される電圧は以下の関係式で導かれる。
ここで、Ｖ2は誘起される電圧、Ｂ2は磁束密度である。
図５Ａ〜図５Ｃに示されているように、往線路２と復線路３とは、上方から見た場合経路が一致しており、高さがｄ異なるのみである。したがって、上から見た場合はＳ１＝Ｓ２であるので、電流経路が遠方の場合はＢ1＝Ｂ2と仮定してＶ＝Ｖ1＋Ｖ2＝０、つまり誘起される電圧がない理想的な状態になる。
横から見た場合は、Ｓ１＝Ｓ２≒０であるので微小となる。
したがって、コイルの内部を貫通する電線路に流れる電流は検出するが、コイルの外部に流れる電流に対しては往線路２と復線路３の高さｄをコイルの厚みｔに比べて微小となるように設定することにより、無視できる大きさとなり、ノイズを低減することができる。5A to 5C are diagrams for describing evaluation of error detection according to the embodiment of the present invention. FIG. 5A is a perspective view, FIG. 5B is a view from above, and FIG. 5C is a view from the side. FIG. In the figure, reference numeral 2 denotes the forward line of the circular coil, and 3 denotes the return line. Actually, both the outward line 2 and the return line 3 are annular, but are shown in a straight line for the sake of simplicity of explanation.
In the present embodiment, the area S1 (not shown) of the area through which the magnetic flux near the current path passes and the area S2 (not shown) of the area through which the magnetic flux far from the current path passes are The relationship is guided.
The voltage induced in the area of the area S1 on the side close to the current path is derived by the following relational expression (reprinted).
Here, V 1 is an induced voltage, and B 1 is a magnetic flux density.
The voltage induced in the area of the area S2 far from the current path is derived by the following relational expression.
Here, V 2 is an induced voltage, and B 2 is a magnetic flux density.
As shown in FIG. 5A to FIG. 5C, the forward line 2 and the return line 3 have the same path when viewed from above, and only differ in height by d. Thus, since when viewed from above is S1 = S2, when the current path is far B 1 = B 2 assuming V = V 1 + V 2 = 0, the ideal no That voltage induced It becomes a state.
When viewed from the side, since S1 = S2≈0, it becomes very small.
Therefore, the current flowing through the electric wire passing through the inside of the coil is detected, but the height d of the forward line 2 and the return line 3 is smaller than the thickness t of the coil for the current flowing outside the coil. By setting in this way, the size can be ignored and noise can be reduced.

図６Ａ〜図６Ｄは、測定対象外の電流によるノイズ信号を示す。全てのコイル構造で対象とする電流の信号強度は同じである。図６Ａはプリント配線基板に近接して配置した電線Ｗ１に測定電流を流している状態を示す平面図、図６Ｂは同じく側面図、図６Ｃは電流バラツキを示す状態グラフ、図６Ｄは図６Ｃに示すグラフにおける０［Ａ］付近の拡大図である。なお、図６Ｃにおいて、Ｆ１は本発明の実施の形態のコイル、Ｆ２は本発明の実施の形態のコイル構造Ｆ１から、復線路を除いたもの、Ｔ１は図２２Ａから図２２Ｃに示した第１矩形コイル、Ｓ１は図８Ａから図８Ｃに示した実施の形態の別の例を示している。図６Ａ〜図６Ｄ（特に図６Ｄ）から、本発明の実施の形態のコイル（Ｆ１）と別の例（Ｓ１）では、対象とする電流の信号強度が同じであるにも拘らず、ノイズ信号が小さいことが分かる。   6A to 6D show noise signals due to currents not measured. The signal strength of the target current is the same in all coil structures. 6A is a plan view showing a state in which a measurement current is passed through the electric wire W1 arranged close to the printed wiring board, FIG. 6B is a side view, FIG. 6C is a state graph showing current variation, and FIG. 6D is a diagram in FIG. It is an enlarged view near 0 [A] in the graph shown. In FIG. 6C, F1 is the coil according to the embodiment of the present invention, F2 is the coil structure F1 according to the embodiment of the present invention except the return line, and T1 is the first shown in FIGS. 22A to 22C. A rectangular coil, S1, shows another example of the embodiment shown in FIGS. 8A to 8C. From FIG. 6A to FIG. 6D (particularly FIG. 6D), in the coil (F1) according to the embodiment of the present invention and another example (S1), although the signal intensity of the target current is the same, the noise signal Is small.

以上の実施の形態では、複数のコイルを環状に形成した例を示したが、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、四角形（正方形）のコイルとすることができる。この際、往線路または復線路と電極パット間の取出し配線はコーナー部分のコイル間（ビア間）を通過することが望ましい。
その理由を以下に述べる。すなわち、四角形のコーナー部分では、曲率半径が小さいため、コイル全体で、コーナー部分の内側のビアの間隔は、四角形の辺の部分のビアの間隔より狭く、逆に外側のビアの間隔は広くなっている。結果として、コーナー部分の外側のビアでは隣り合うビアの間隔が最も広く、信号取り出しパターン１Ｆ（図３Ａ，図３Ｂ参照）を、コーナー部分の外側の隣り合うビア１Ｅ，１Ｅの間に形成することにより、信号取り出しパターン１Ｆの形成によるコイル間隔の拡大を防ぎ、コイルのターン数を最大にできるという効果がある。In the above embodiment, an example in which a plurality of coils are formed in an annular shape has been shown. However, as shown in FIGS. 7A and 7B, a square (square) coil can be used. At this time, it is desirable that the lead-out wiring between the forward line or the return line and the electrode pad pass between the coils (between vias) in the corner portion.
The reason is described below. That is, since the radius of curvature is small at the corner portion of the quadrangle, the interval between the vias inside the corner portion is narrower than the interval between the vias at the side portion of the quadrilateral, and conversely, the interval between the outer vias is wide. ing. As a result, the distance between adjacent vias is the widest in the vias outside the corner portion, and the signal extraction pattern 1F (see FIGS. 3A and 3B) is formed between the adjacent vias 1E and 1E outside the corner portion. Thus, there is an effect that it is possible to prevent the coil interval from being enlarged due to the formation of the signal extraction pattern 1F and to maximize the number of turns of the coil.

図８Ａ〜図８Ｃは、プリント配線基板で矩形のロゴスキーコイルを形成した別の例を示すものであり、図８Ａは斜視図、図８Ｂは上方から見た図、図８Ｃは側方から見た図である。この例では、閉じた線Ｌ（図１Ａ参照）に直交する平面に投影したときに矩形となる形状で形成されたコイル４１のうち、３辺は傾斜しない同一平面上に形成されているが、残りの１辺の往線路４１’は、次のコイルと接続するために斜めに形成されている。前記３辺と離隔した復線路４２は、複数のコイル４１の最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの閉じた線Ｌに並行している。
このロゴスキーコイルでは、コイル４１全体において斜めの辺となる往線路４１’が形成する面は、閉じた線Ｌが作る面と平行でかつ復線路４２と近接して配置されている。8A to 8C show another example in which a rectangular Rogowski coil is formed on a printed wiring board. FIG. 8A is a perspective view, FIG. 8B is a view from above, and FIG. 8C is a view from the side. It is a figure. In this example, three sides of the coil 41 formed in a rectangular shape when projected onto a plane orthogonal to the closed line L (see FIG. 1A) are formed on the same plane that is not inclined. The remaining one-side forward line 41 'is formed obliquely in order to connect to the next coil. The return line 42 separated from the three sides is parallel to the closed line L from the end of winding of the last coil of the plurality of coils 41 to the winding start side of the first coil.
In this Rogowski coil, the surface formed by the forward line 41 ′, which is an oblique side in the entire coil 41, is arranged in parallel to the surface formed by the closed line L and close to the return line 42.

図８Ｂ、図８Ｃに示されているように、電流経路に近い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ１と、電流経路から遠い側の磁束が通過するエリアの面積Ｓ２とにより、次の関係が導かれる。
すなわち、図８Ａ〜図８Ｃは上から見た場合はＳ１＝Ｓ２であるので、電流経路が遠方の場合はＢ1＝Ｂ2と仮定してＶ＝Ｖ1＋Ｖ2＝０、つまり誘起される電圧がない理想的な状態になる。電流経路が近い場合はＢ1≠Ｂ2であるので電圧が誘起されノイズとして影響する。
しかし横から見た場合は、往復線路間の面積が無視できるほど小さいので誘起される電圧がほとんどないため、本構造においても低ノイズ化に対し一定の効果が得られる。As shown in FIG. 8B and FIG. 8C, the following relationship is established by the area S1 of the area through which the magnetic flux near the current path passes and the area S2 of the area through which the magnetic flux far from the current path passes. Led.
That is, in FIGS. 8A to 8C, S1 = S2 when viewed from above, so that when the current path is far away, it is assumed that B 1 = B 2 , that is, V = V 1 + V 2 = 0, that is, induced. An ideal state with no voltage. When the current path is close, since B 1 ≠ B 2 , a voltage is induced and affects noise.
However, when viewed from the side, since the area between the round-trip lines is so small that it can be ignored, there is almost no induced voltage. Therefore, this structure can provide a certain effect for reducing noise.

本発明の応用例として、次のものを挙げることができる。
（１）パワー半導体チップまたはパワー半導体と接続する電極、導電部およびボンディングワイヤをプリント配線基板が取り囲むように構成する。これにより、従来では測定困難であったチップ間の電流バランスを測定することができる。
（２）プリント配線基板を、パワー半導体のボンディングワイヤ１本ずつに取り囲むように構成する。これにより、従来見ることができなかったチップ内の電流バランスを見ることができる。Examples of the application of the present invention include the following.
(1) The printed circuit board surrounds the power semiconductor chip or the electrode connected to the power semiconductor, the conductive portion, and the bonding wire. This makes it possible to measure the current balance between chips, which has been difficult to measure in the past.
(2) The printed wiring board is configured to surround each power semiconductor bonding wire. Thereby, it is possible to see the current balance in the chip that could not be seen in the past.

上述した環状のプリント配線基板（環状基板）１０を電流センサとして用いて、電流バラツキを測定した。
電流センサを用いて電流通過位置ごとの電流信号強度を測定したときの波形と信号強度の定義を図９Ａに示す。電流通過位置ごとの電流信号強度を図９Ｂに示す。電流センサ内を通った電流による信号強度は、電流センサ外の電流による信号強度より非常に大きく、電流センサ内の電流通過位置による信号強度の誤差（バラツキ）は２〜３％であった。電流センサ外の電流による信号強度は電流センサから遠くなるほど徐々に小さくなっており、信号強度の最大値は電流センサ内信号強度の７％程度であった。この電流センサは電流トランス（ＣＴ）と同等の波形観測ができ、外部磁界からの影響をほとんど受けないことがわかる。Using the above-described annular printed wiring board (annular substrate) 10 as a current sensor, current variation was measured.
FIG. 9A shows the definition of the waveform and the signal intensity when the current signal intensity at each current passing position is measured using the current sensor. The current signal intensity for each current passing position is shown in FIG. 9B. The signal intensity due to the current passing through the current sensor was much larger than the signal intensity due to the current outside the current sensor, and the error (variation) in signal intensity due to the current passage position within the current sensor was 2-3%. The signal intensity due to the current outside the current sensor gradually decreased with increasing distance from the current sensor, and the maximum value of the signal intensity was about 7% of the signal intensity inside the current sensor. This current sensor can observe the same waveform as a current transformer (CT), and is hardly affected by an external magnetic field.

変形例
（１）図１０に示す第１変形例のように、環状のプリント配線基板（環状基板）１０の芯線（往線路２）の取出し電極パターンであるハンダ付けパッド４（第１の電極パッド）が中心にありその両側にグランド線の電極パターンであるハンダ付けパッド５，６（第２の電極パッド）を設ける。これにより、プリント配線基板１０の往線路２と同じように遠方磁界をキャンセルする効果がある。
すなわち、２本の取り出し電極パターンのいずれかが、ハンダ付けパッド４に接続され、もう一方が、ハンダ付けパッド４を取り囲むように形成されたハンダ付けパッド５，６に接続されることにより、プリント配線基板に形成されたコイルの取り出し配線を、ハンダ付けパッドを介して同軸ケーブル等に接続する際、接続部分での外部磁束等によるノイズの混入を低減することができる。図１０の例は、同軸ケーブルの芯線をハンダ付け接続するパターンを左右から取り囲むようにグランド線を接続するパターンを形成し、それぞれ取り出しパターンに接続されている例である。Modified Example (1) As in the first modified example shown in FIG. 10, a soldering pad 4 (first electrode pad) that is an extraction electrode pattern of the core wire (outward line 2) of the annular printed wiring board (annular substrate) 10 ) At the center, and solder pads 5 and 6 (second electrode pads) which are electrode patterns of ground lines are provided on both sides thereof. This has the effect of canceling the far magnetic field in the same way as the forward line 2 of the printed wiring board 10.
That is, one of the two extraction electrode patterns is connected to the soldering pad 4, and the other is connected to the soldering pads 5 and 6 formed so as to surround the soldering pad 4. When the coil lead-out wiring formed on the wiring board is connected to a coaxial cable or the like via a soldering pad, it is possible to reduce noise contamination due to external magnetic flux or the like at the connection portion. The example of FIG. 10 is an example in which a pattern for connecting ground lines is formed so as to surround the pattern for soldering and connecting the core wires of the coaxial cable from the left and right, and each pattern is connected to the extraction pattern.

ここで、図２Ａ〜図２Ｄに示すハンダ付けパッド４，５に同軸ケーブルを接続する場合と、図１０に示すハンダ付けパッド４〜６に同軸ケーブルを接続する場合について、図面に基づいて説明する。
図２Ａ〜図２Ｄに示すように、第１層１１に形成されたハンダ付けパッド４，５に同軸ケーブルを接続する場合には、例えば、図１１Ａに示すように、同軸ケーブルＣ０の芯線Ｃ１がハンダ付けパッド４に接続され、同軸ケーブルＣ０の網状線Ｃ２がハンダ付けパッド５に接続される。
このように同軸ケーブルＣ０がハンダ付けパッド４，５に接続されていると、芯線Ｃ１と網状線Ｃ２との間で、不要なループＬ１ができてしまい、この不要なループＬ１が電流の時間変化による磁束の影響を受ける。Here, the case where the coaxial cable is connected to the soldering pads 4 and 5 shown in FIGS. 2A to 2D and the case where the coaxial cable is connected to the soldering pads 4 to 6 shown in FIG. 10 will be described based on the drawings. .
2A to 2D, when a coaxial cable is connected to the soldering pads 4 and 5 formed on the first layer 11, for example, as shown in FIG. 11A, the core wire C1 of the coaxial cable C0 is Connected to the soldering pad 4, the mesh line C <b> 2 of the coaxial cable C <b> 0 is connected to the soldering pad 5.
When the coaxial cable C0 is thus connected to the soldering pads 4 and 5, an unnecessary loop L1 is formed between the core wire C1 and the mesh wire C2, and the unnecessary loop L1 changes with time in current. Affected by magnetic flux.

図１０に示すように、ハンダ付けパッド４が中心にあり、その両側にハンダ付けパッド５，６が設けられていると、図１１Ｂに示すように、芯線Ｃ１がハンダ付けパッド４に接続され、網状線Ｃ２が二股に分かれ、ハンダ付けパッド５，６に接続される。
このように同軸ケーブルＣ０がハンダ付けパッド４〜６に接続されていると、芯線Ｃ１と網状線Ｃ２との間で、一対のループＬ２，Ｌ３ができあがるが、このループＬ２，Ｌ３により発生する電圧は、電流の方向が反対方向であるためキャンセルされる。従って、ノイズの影響を小さく抑えることができることができる。As shown in FIG. 10, when the soldering pad 4 is at the center and the soldering pads 5 and 6 are provided on both sides thereof, the core wire C1 is connected to the soldering pad 4 as shown in FIG. 11B. The mesh line C2 is split into two and connected to the soldering pads 5 and 6.
When the coaxial cable C0 is connected to the soldering pads 4 to 6 in this way, a pair of loops L2 and L3 are formed between the core wire C1 and the mesh wire C2, but the voltage generated by the loops L2 and L3. Is canceled because the direction of the current is opposite. Therefore, the influence of noise can be suppressed small.

更に、図１２Ａに示すような電極パッドとすることも可能である。図１２Ａに示す電極パッドは、ハンダ付けパッド５，６（第２の電極パッド）との並び方向の中心に、ハンダ付けパッド４（第１の電極パッド）が位置している。ハンダ付けパッド４は、ハンダ付けパッド５，６より短く形成されている。
また、ハンダ付けパッド５，６の中間位置を中心として、ハンダ付けパッド４が形成された側とは反対となる位置にハンダ付けパッド７が設けられている。ハンダ付けパッド７は、ハンダ付けパッド４と同じ長さに形成されている。Furthermore, an electrode pad as shown in FIG. 12A may be used. In the electrode pad shown in FIG. 12A, the soldering pad 4 (first electrode pad) is located at the center in the alignment direction with the soldering pads 5 and 6 (second electrode pad). The soldering pad 4 is formed shorter than the soldering pads 5 and 6.
Further, a soldering pad 7 is provided at a position opposite to the side on which the soldering pad 4 is formed, with the middle position between the soldering pads 5 and 6 as the center. The soldering pad 7 is formed to the same length as the soldering pad 4.

このように形成されたハンダ付けパッド４〜７には、図１２Ｂに示すコネクタ４０が接続される。
コネクタ４０は、同軸ケーブルが接続されたコネクタ（図示せず）と嵌合する表面実装用のコネクタである。コネクタ４０には、ピン状の中心端子４０１と、円環状の外側端子４０２と、接続端子４０３とを備えている。
接続端子４０３は、中心端子４０１と接続された第１接続端子４０３ａと、外側端子４０２と接続された第２〜第４接続端子４０３ｂ〜４０３ｄとを備えている。
従って、このコネクタ４０を、図１２Ａに示すプリント配線基板１０に搭載したときには、第１接続端子４０３ａはハンダ付けパッド４と接続され、第２〜第４接続端子４０３ｂ〜４０３ｄは、ハンダ付けパッド５〜７に接続される。A connector 40 shown in FIG. 12B is connected to the soldering pads 4 to 7 formed in this way.
The connector 40 is a surface mount connector that fits with a connector (not shown) to which a coaxial cable is connected. The connector 40 includes a pin-shaped center terminal 401, an annular outer terminal 402, and a connection terminal 403.
The connection terminal 403 includes a first connection terminal 403 a connected to the center terminal 401 and second to fourth connection terminals 403 b to 403 d connected to the outer terminal 402.
Therefore, when this connector 40 is mounted on the printed wiring board 10 shown in FIG. 12A, the first connection terminal 403a is connected to the soldering pad 4, and the second to fourth connection terminals 403b to 403d are connected to the soldering pad 5. Connected to ~ 7.

このようにプリント配線基板１０にコネクタ４０が搭載されることで、同軸ケーブルはプラグコネクタとコネクタ４０とを介してプリント配線基板１０に接続される。従って、コネクタ（コネクタ４０およびプラグコネクタ）を介して同軸ケーブルをプリント配線基板１０に接続することで、同軸ケーブルからの芯線Ｃ１および網状線Ｃ２によるループができないため、ノイズの発生を抑えることができる。   By mounting the connector 40 on the printed wiring board 10 in this way, the coaxial cable is connected to the printed wiring board 10 via the plug connector and the connector 40. Therefore, by connecting the coaxial cable to the printed wiring board 10 via the connectors (connector 40 and plug connector), it is not possible to make a loop with the core wire C1 and the mesh wire C2 from the coaxial cable, so that the generation of noise can be suppressed. .

図１１Ａに示すプリント配線基板１０のハンダ付けパッド４，５に同軸ケーブルを直接接続した場合（直接接続）と、図１２Ｂに示すコネクタ４０を図１２Ａに示すハンダ付けパッド４〜７に接続して、同軸ケーブルを、プラグコネクタを介してコネクタ４０に接続した場合（コネクタ接続）とで、同軸ケーブルの接続部分におけるノイズ電圧を比較した。
図１２Ｃに示すグラフでは、ハンダ付けパッド４，５に同軸ケーブルを直接接続したときのノイズ電圧を１００％としている。
図１２Ｃに示すグラフからも判るように、プラグコネクタを介して同軸ケーブルを、コネクタ４０に接続したコネクタ接続の場合では、８３％もノイズが低減できた。When the coaxial cable is directly connected to the solder pads 4 and 5 of the printed wiring board 10 shown in FIG. 11A (direct connection), the connector 40 shown in FIG. 12B is connected to the solder pads 4 to 7 shown in FIG. When the coaxial cable is connected to the connector 40 via a plug connector (connector connection), the noise voltage at the connection portion of the coaxial cable was compared.
In the graph shown in FIG. 12C, the noise voltage when the coaxial cable is directly connected to the soldering pads 4 and 5 is 100%.
As can be seen from the graph shown in FIG. 12C, in the case of the connector connection in which the coaxial cable is connected to the connector 40 via the plug connector, the noise can be reduced by 83%.

なお、本実施の形態では、コネクタ４０の第１接続端子４０３ａがハンダ付けパッド４と接続されることから、中心端子４１と往線路２とが接続され、第２〜第４接続端子４０３ｂ〜４０３ｄがハンダ付けパッド５〜７に接続されることから、外側端子４０２と復線路３とが接続されている。しかし、復線路３がハンダ付けパッド４と接続されることで、中心端子４０１と接続され、往線路２が第２〜第４接続端子４０３ｂ〜４０３ｄと接続されていることで、外側端子４０２と接続されていてもよい。   In the present embodiment, since the first connection terminal 403a of the connector 40 is connected to the soldering pad 4, the center terminal 41 and the forward line 2 are connected, and the second to fourth connection terminals 403b to 403d. Is connected to the soldering pads 5 to 7, the outer terminal 402 and the return line 3 are connected. However, the return line 3 is connected to the solder pad 4 so as to be connected to the center terminal 401, and the forward line 2 is connected to the second to fourth connection terminals 403b to 403d, so that the outer terminal 402 and It may be connected.

（２）図１３に示す第２変形例のように、環状のプリント配線基板（環状基板）１０の配線の無い部分に、被測定回路を環状基板１０の穴１０ａに挿通するための切り込み８を設ける。
ここで、切り込み８の位置について、図１４Ａから図１４Ｃに基づいて説明する。
なお、図１４Ａから図１４Ｃにおいては説明を容易とするために、環状に形成された複数のコイルを直線状に延ばした状態を示している。従って、切り込み８が複数のコイル１の両端部にあるが、２つの切り込み８は同じ位置である。
また、図１４Ａから図１４Ｃにおいては、第１コイルパターン１Ａおよび往線路２を示す実線は第１層、復線路３を示す細かい点線は第２層、第２コイルパターン１Ｂを示す粗い点線は第４層に配線されている。スルーホール１Ｃ，１Ｄを示す一点鎖線は第１層から第４層まで貫通している。
更に、第１コイルパターン１Ａ、第２コイルパターン１Ｂおよびスルーホール１C，１Ｄによるコイル１と、往線路２とが並ぶものをコイル群２０と称す。(2) As in the second modified example shown in FIG. 13, a notch 8 for inserting the circuit under measurement into the hole 10 a of the annular substrate 10 is provided in a portion of the annular printed circuit board (annular substrate) 10 where there is no wiring. Provide.
Here, the position of the cut 8 will be described with reference to FIGS. 14A to 14C.
14A to 14C show a state in which a plurality of coils formed in an annular shape are linearly extended for easy explanation. Accordingly, the notches 8 are at both ends of the plurality of coils 1, but the two notches 8 are at the same position.
14A to 14C, the solid line indicating the first coil pattern 1A and the forward line 2 is the first layer, the fine dotted line indicating the return line 3 is the second layer, and the rough dotted line indicating the second coil pattern 1B is the first layer. Wired in four layers. A one-dot chain line indicating the through holes 1C and 1D penetrates from the first layer to the fourth layer.
Further, the coil group 20 is formed by arranging the first coil pattern 1 </ b> A, the second coil pattern 1 </ b> B, the coil 1 by the through holes 1 </ b> C and 1 </ b> D and the forward line 2.

図１４Ａに示すプリント配線基板１０では、ハンダ付けパッド４が他端部２０ｂに接続したコイル群２０が切り込み８に向かって配線され、そして、コイル群２０の一端部２０ａに接続された復線路３がハンダ付けパッド５まで戻るように配線されている。このようにプリント配線基板１０に切り込み８が形成されている。そうすることで、電線に流れる電流を測定するときに、電線をプリント配線基板１０の穴１０ａに切り込み８の位置から挿通させることができるので、長尺の電線の途中にプリント配線基板１０を差し込むことができる。   In the printed wiring board 10 shown in FIG. 14A, the coil group 20 in which the soldering pad 4 is connected to the other end 20 b is wired toward the notch 8, and the return line 3 is connected to the one end 20 a of the coil group 20. Is routed back to the soldering pad 5. In this way, the cut 8 is formed in the printed wiring board 10. By doing so, when measuring the current flowing in the electric wire, the electric wire can be inserted into the hole 10a of the printed wiring board 10 from the position of the cut 8, so the printed wiring board 10 is inserted in the middle of the long electric wire. be able to.

図１３および図１４Ａに示すプリント配線基板１０では、切り込み８が、ハンダ付けパッド４，５に隣接して設けられている。従って、図１２Ｂのようなコネクタ４０をプリント配線基板１０に搭載したときには、コネクタや、同軸ケーブルが接続されたプラグコネクタが邪魔になって電線をプリント配線基板１０の穴１０ａに通し難い。   In the printed wiring board 10 shown in FIGS. 13 and 14A, the notch 8 is provided adjacent to the soldering pads 4 and 5. Therefore, when the connector 40 as shown in FIG. 12B is mounted on the printed wiring board 10, it is difficult for the connector or the plug connector to which the coaxial cable is connected to obstruct the passage of the electric wire through the hole 10 a of the printed wiring board 10.

そこで、図１４Ｂに示すプリント配線基板１０ｘでは、円周方向に並ぶコイル１と往線路２とにより形成されたコイル群を、第１のコイル群２０１と第２のコイル群２０２とに分割する。
ハンダ付けパッド４が一端部２０１ａに接続された第１のコイル群２０１が切り込み８に向かって配線され、第１のコイル群２０１の他端部２０１ｂに接続された復線路３が第２のコイル群２０２の他端部２０２ｂの位置となる切り込み８に向かって戻るように配線されている。そして、第２のコイル群２０２の一端部２０２ａがハンダ付けパッド５に接続されるように配線される。
このように往線コイル群２０が第１のコイル群２０１と第２のコイル群２０２とに分割され、第１のコイル群２０１と第２のコイル群２０２との他端部２０１ｂ，２０２ｂ同士を復線路３が接続することで、ハンダ付けパッド４，５から離れた任意の位置に切り込み８を形成することができる。従って、プリント配線基板１０ｘに搭載されるコネクタに邪魔されることなく、長尺の電線の途中にプリント配線基板１０ｘを差し込むことができる。Therefore, in the printed wiring board 10x shown in FIG. 14B, the coil group formed by the coil 1 and the forward line 2 arranged in the circumferential direction is divided into a first coil group 201 and a second coil group 202.
The first coil group 201 having the solder pad 4 connected to the one end 201a is wired toward the notch 8, and the return line 3 connected to the other end 201b of the first coil group 201 is the second coil. It is wired so as to return toward the notch 8 which is the position of the other end 202b of the group 202. The second coil group 202 is wired so that one end 202 a of the second coil group 202 is connected to the soldering pad 5.
In this way, the forward coil group 20 is divided into the first coil group 201 and the second coil group 202, and the other end portions 201b and 202b of the first coil group 201 and the second coil group 202 are connected to each other. By connecting the return line 3, a cut 8 can be formed at an arbitrary position away from the soldering pads 4 and 5. Therefore, the printed wiring board 10x can be inserted in the middle of the long electric wire without being obstructed by the connector mounted on the printed wiring board 10x.

図１４Ｂに示すプリント配線基板１０ｘでは、第１のコイル群２０１と第２のコイル群２０２との他端部２０１ｂ，２０２ｂ同士間に復線路３が形成されていたが、図１４Ｃに示すように、復線路３が第１の線路３０１と第２の線路３０２とに分割され、第１のコイル群２０１および第２のコイル群２０２と交互に配線されていてもよい。
図１４Ｃに示すプリント配線基板１０ｙでは、ハンダ付けパッド４が一端部２０１ａに接続された第１のコイル群２０１が切り込み８に向かって配線され、第１のコイル群２０１の他端部２０１ｂに接続された第１の線路３０１が第２のコイル群２０２の一端部２０２ａに接続され、切り込み８側に位置する第２のコイル群２０２の他端部２０２ｂが第２の線路３０２に接続され、そして、第２のコイル群２０２の一端部２０２ａがハンダ付けパッド５に接続されるように配線される。In the printed wiring board 10x shown in FIG. 14B, the return line 3 is formed between the other end portions 201b and 202b of the first coil group 201 and the second coil group 202, but as shown in FIG. 14C. The return line 3 may be divided into a first line 301 and a second line 302, and may be alternately wired with the first coil group 201 and the second coil group 202.
In the printed wiring board 10y shown in FIG. 14C, the first coil group 201 in which the soldering pad 4 is connected to the one end 201a is wired toward the notch 8, and is connected to the other end 201b of the first coil group 201. The first line 301 is connected to one end 202a of the second coil group 202, the other end 202b of the second coil group 202 located on the notch 8 side is connected to the second line 302, and The one end portion 202 a of the second coil group 202 is wired so as to be connected to the soldering pad 5.

このように、第１のコイル群２０１の次に第１の線路３０１、第２のコイル群２０２の次に第２の線路３０２が配線されていても、ハンダ付けパッド４，５から離れた任意の位置に切り込み８を形成することができる。なお、図１４Ａ〜図１４Ｃにおいては、第１の電極パッドをハンダ付けパッド４、第２の電極パッドをハンダ付けパッド５として説明したが、第１の電極パッドをハンダ付けパッド５、第２の電極パッドをハンダ付けパッド４としてもよい。   In this way, even if the first line 301 is wired next to the first coil group 201 and the second line 302 is wired next to the second coil group 202, it can be arbitrarily separated from the soldering pads 4 and 5. The notch 8 can be formed at the position. 14A to 14C, the first electrode pad is described as the soldering pad 4 and the second electrode pad is described as the soldering pad 5. However, the first electrode pad is described as the soldering pad 5 and the second electrode pad. The electrode pad may be the solder pad 4.

また、図１４Ａから図１４Ｃに示すプリント配線基板１０，１０ｘ，１０ｙの信号強度の誤差（測定誤差）について測定を行った。なお、プリント配線基板の形状については、図１５に示すように、角部が丸まった四角形状のものを使用した。切り込み８は、ハンダ付けパッド４〜７が形成された端部とは反対側の端部に形成されている。
図１４Ａに示すパターンのプリント配線基板１０では、図１６Ａに示すように最大誤差は４％であった。また、図１４Ｂに示すパターンのプリント配線基板１０ｘでは、図１６Ｂに示すように最大誤差６％であった。また、図１４Ｃに示すパターンのプリント配線基板１０ｙでは、図１６Ｃに示すように最大誤差１６％であった。14A to 14C were measured for signal strength errors (measurement errors) of the printed wiring boards 10, 10x, and 10y. As for the shape of the printed wiring board, a rectangular shape with rounded corners was used as shown in FIG. The notch 8 is formed at the end opposite to the end where the soldering pads 4 to 7 are formed.
In the printed wiring board 10 having the pattern shown in FIG. 14A, the maximum error was 4% as shown in FIG. 16A. In the printed wiring board 10x having the pattern shown in FIG. 14B, the maximum error was 6% as shown in FIG. 16B. In the printed wiring board 10y having the pattern shown in FIG. 14C, the maximum error was 16% as shown in FIG. 16C.

このように、図１４Ａに示すプリント配線基板１０における測定誤差が小さいものの、図１４Ｂおよび図１４Ｃに示すプリント配線基板１０ｘ，１０ｙにおいても、測定誤差６％、１６％程度にて測定することができる。また、プリント配線基板１０ｘ，１０ｙでは、図１５に示すように、細長のプリント配線基板の切り込み８が、ハンダ付けパッド４，５を形成した端部とは反対側の端部に形成されているため、例えば、薄い長尺板状のバスバーなどを挟み込み、電流を測定する場合でも、狭い隙間に図１５に示すプリント配線基板を差し込んで測定することができるため、バスバーの上下に余計な空間が不要である。   As described above, although the measurement error in the printed wiring board 10 shown in FIG. 14A is small, the printed wiring boards 10x and 10y shown in FIGS. 14B and 14C can be measured with a measurement error of about 6% and 16%. . Further, in the printed wiring boards 10x and 10y, as shown in FIG. 15, the slits 8 of the elongated printed wiring board are formed at the end opposite to the end where the soldering pads 4 and 5 are formed. Therefore, for example, even when a thin long plate-shaped bus bar is sandwiched and current is measured, the printed wiring board shown in FIG. 15 can be inserted into a narrow gap, so that extra space is formed above and below the bus bar. It is unnecessary.

（３）第３変形例としては、アンプ回路をプリント配線基板に搭載する。これにより、出力信号にノイズが載る前に電流信号を増幅するので、Ｓ／Ｎ比を高くすることが可能である。
（４）また、第４変形例としては、本電流センサ（環状基板）を複数個使い相互に接続して１つのセンサとして用いる。これにより外部磁界の相殺効果が高まる。(3) As a third modification, an amplifier circuit is mounted on a printed wiring board. As a result, the current signal is amplified before noise appears in the output signal, so that the S / N ratio can be increased.
(4) Further, as a fourth modification, a plurality of the current sensors (annular substrates) are used and connected to each other to be used as one sensor. This enhances the effect of canceling the external magnetic field.

なお、上述した環状のプリント配線基板（環状基板）のコイル配線や信号取り出しパターンに電界の変動による変位電流が流れることを妨げるように、少なくとも第１層（最表面層）あるいは第４層（最裏面層）のコイルパターンの表面に金属箔を、コイルと絶縁して設けることで電界シールド（ノイズシールド）を行うことが有効である。
また、電界シールドは計測信号配線とは別に配線され、測定器の接地に接続されることが望ましい。こうすることで、ロゴスキーコイル部分に加わる電界の変動は最小限に抑えることができる。It should be noted that at least the first layer (outermost surface layer) or the fourth layer (outermost layer) is provided so as to prevent the displacement current due to the fluctuation of the electric field from flowing through the coil wiring and the signal extraction pattern of the annular printed wiring board (annular board) described above. It is effective to perform electric field shielding (noise shielding) by providing a metal foil on the surface of the coil pattern of the back surface layer so as to be insulated from the coil.
The electric field shield is preferably wired separately from the measurement signal wiring and connected to the ground of the measuring instrument. By doing so, the fluctuation of the electric field applied to the Rogowski coil portion can be minimized.

ここで、ノイズシールドについて図面に基づいて説明する。
図１７Ａに示すようにロゴスキ型電流センサのプリント配線基板１０ｓは、６層により形成されている。このプリント配線基板１０ｓは、各コイル１が、第２層１２ｓから第５層１５ｓに渡って形成されている。また、プリント配線基板１０ｓには、最外層である第１層１１ｓと、第６層１６ｓとに、ノイズシールドとしてベタパターンによる導電パターン５１，５２（第１の導電パターン，第２の導電パターン）が形成されている。この導電パターン５１，５２は、グランドに接続される電極パッド（図示せず）に接続され、測定器の接地に接続される。
このように、プリント配線基板１０ｓは、ノイズシールドとして、各コイル１が形成された内層（第２層１２ｓから第５層１５ｓ）より外側の一対の外層（第１層１１ｓ，第６層１６ｓ）に導電パターン５１，５２が形成されているため、外来ノイズによる影響を抑えることができる。Here, the noise shield will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 17A, the printed wiring board 10s of the Rogowski type current sensor is formed of six layers. In this printed wiring board 10s, each coil 1 is formed from the second layer 12s to the fifth layer 15s. Also, the printed wiring board 10s includes a conductive pattern 51, 52 (first conductive pattern, second conductive pattern) as a solid pattern on the first layer 11s and the sixth layer 16s, which are the outermost layers, as noise shields. Is formed. The conductive patterns 51 and 52 are connected to an electrode pad (not shown) connected to the ground, and are connected to the ground of the measuring instrument.
As described above, the printed wiring board 10s serves as a noise shield, and a pair of outer layers (first layer 11s, sixth layer 16s) outside the inner layers (second layer 12s to fifth layer 15s) on which the coils 1 are formed. Further, since the conductive patterns 51 and 52 are formed, the influence of external noise can be suppressed.

このノイズシールドは、図１７Ｂに示すように導電パターン５１，５２をスルーホール５３，５４により接続するようにしてもよい。このスルーホール５３，５４は、導電パターン５１，５２が形成された層間（第１層１１ｓ，第６層１６ｓ）を貫通し、各コイル１の内周側と外周側との両方に、円周方向に沿って所定間隔ごとに形成されている。
導電パターン５１，５２にスルーホール５３，５４を加えることで、コイル１の上下面だけでなく、側面方向もシールドすることができ、ノイズシールドにより、各コイル１を囲うことができるため、更にシールド効果を向上させることができる。In this noise shield, the conductive patterns 51 and 52 may be connected by through holes 53 and 54 as shown in FIG. 17B. The through holes 53 and 54 pass through the layers (first layer 11 s and sixth layer 16 s) where the conductive patterns 51 and 52 are formed, and are arranged on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of each coil 1. It is formed at predetermined intervals along the direction.
By adding through holes 53 and 54 to the conductive patterns 51 and 52, not only the upper and lower surfaces of the coil 1 but also the side surface direction can be shielded, and each coil 1 can be surrounded by a noise shield. The effect can be improved.

このとき、導電パターン５１（第１の導電パターン）と、スルーホール５３（第１のスルーホール）と、導電パターン５２（第２の導電パターン）と、スルーホール５４（第２のスルーホール）と、導電パターン５１とによるループの形成を回避するために、このループに非接続部が形成されていてもよい。   At this time, the conductive pattern 51 (first conductive pattern), the through hole 53 (first through hole), the conductive pattern 52 (second conductive pattern), and the through hole 54 (second through hole) In order to avoid the formation of a loop with the conductive pattern 51, a non-connection portion may be formed in this loop.

例えば、図１８Ａでは、スルーホール５３は、導電パターン５１との間に、非接続部として、隙間Ｇ１が形成されていることで、導電パターン５１と非接続状態である。図１８Ｂでは、スルーホール５４は、導電パターン５１との間に、隙間Ｇ１が形成されていることで非接続状態である。図１８Ｃでは、スルーホール５３は、導電パターン５２との間に、隙間Ｇ１が形成されていることで非接続状態である。図１８Ｄでは、スルーホール５４は、導電パターン５２との間に、隙間Ｇ１が形成されていることで非接続状態である。
このように、導電パターン５１，５２とスルーホール５３，５４との間で、隙間Ｇ１による非接続部が形成されていることで、コイル１を囲うノイズシールドに、コイル１の周囲を周回するような電流が発生を抑止することができる。従って、コイル１による電流測定への影響を抑えることができる。For example, in FIG. 18A, the through hole 53 is not connected to the conductive pattern 51 because the gap G <b> 1 is formed as a non-connected portion between the through hole 53 and the conductive pattern 51. In FIG. 18B, the through hole 54 is in a disconnected state because a gap G1 is formed between the through pattern 54 and the conductive pattern 51. In FIG. 18C, the through hole 53 is in a disconnected state because a gap G <b> 1 is formed between the conductive pattern 52. In FIG. 18D, the through hole 54 is in a disconnected state because a gap G1 is formed between the through pattern 54 and the conductive pattern 52.
As described above, the non-connection portion by the gap G1 is formed between the conductive patterns 51 and 52 and the through holes 53 and 54, so that the noise shield surrounding the coil 1 circulates around the coil 1. Generation of a large current can be suppressed. Therefore, the influence on the current measurement by the coil 1 can be suppressed.

ノイズシールドを有するプリント配線基板について、図１９Ａ〜図１９Ｆに基づいて説明する。
図１９Ａ〜図１９Ｆは、プリント配線基板１０ｔの第１層１１ｓから第６層１６ｓまでを示すものである。
図１９Ａに示す第１層１１ｓには、コネクタ４０（図１２Ｂ参照）を実装するための電極パッド（ハンダ付けパッド４〜７）が形成されており、この電極パッドは、第１層１１ｓから第６層１６ｓまでの全てに形成され、図示しないスルーホールにより導通接続されている。
図１９Ａに示す第１層１１ｓから図１９Ｆに示す第６層１６ｓの全部に、ノイズシールドをグランドに接続するためのコネクタが実装される電極パッド９ａ〜９ｄが形成され、図示しないスルーホールにより導通接続されている。
また、図１９Ａに示す第１層１１ｓから図１９Ｆに示す第６層１６ｓの全部に、スルーホール５３，５４が、円周方向に沿って２列に配置され、貫通している。
図１９Ｂに示す第２層１２ｓから図１９Ｅに示す第５層までには、スルーホール１Ｃ，１Ｄが形成され、貫通している。A printed wiring board having a noise shield will be described with reference to FIGS. 19A to 19F.
19A to 19F show the first layer 11s to the sixth layer 16s of the printed wiring board 10t.
In the first layer 11s shown in FIG. 19A, electrode pads (soldering pads 4 to 7) for mounting the connector 40 (see FIG. 12B) are formed. The electrode pads are formed from the first layer 11s to the first layer 11s. It is formed on all of the six layers up to 16s and is conductively connected through a through hole (not shown).
Electrode pads 9a to 9d on which connectors for connecting the noise shield to the ground are formed on all of the first layer 11s shown in FIG. 19A to the sixth layer 16s shown in FIG. 19F. It is connected.
In addition, through holes 53 and 54 are arranged in two rows along the circumferential direction through all of the first layer 11s shown in FIG. 19A to the sixth layer 16s shown in FIG. 19F.
Through holes 1C and 1D are formed and penetrated from the second layer 12s shown in FIG. 19B to the fifth layer shown in FIG. 19E.

図１９Ａに示す第１層１１ｓには、導電パターン５１がほぼ全面に形成されている。また、第１層１１ｓでは、このスルーホール５３，５４と導電パターン５１とは隙間Ｇ１により非接触となっている。この導電パターン５１は、電極パッド９ａ〜９ｄと接続されている。
図１９Ｂに示す第２層１２ｓには、第１コイルパターン１Ａと往線路２とが形成されている。更に、第１層１１ｓには、往線路２とハンダ付けパッド４とを接続する配線パターンが形成されている。
図１９Ｃに示す第３層１３ｓには、復線路３が形成されている。第３層１３ｓには、復線路３と、ハンダ付けパッド５〜７とを接続する配線パターンが形成されている。
図１９Ｄに示す第４層１４ｓには、スルーホール５３，５４およびスルーホール１Ｃ，１Ｄ以外は形成されていない。
図１９Ｅに示す第５層１５ｓには、第２コイルパターン１Ｂが形成されている。
図１９Ｆに示す第６層１６ｓには、導電パターン５２がほぼ全面に形成されている。導電パターン５２は、第１層１１ｓからのスルーホール５３，５４と接続されている。In the first layer 11s shown in FIG. 19A, a conductive pattern 51 is formed on almost the entire surface. In the first layer 11s, the through holes 53 and 54 and the conductive pattern 51 are not in contact with each other through the gap G1. The conductive pattern 51 is connected to the electrode pads 9a to 9d.
In the second layer 12s shown in FIG. 19B, the first coil pattern 1A and the forward line 2 are formed. Furthermore, a wiring pattern for connecting the forward line 2 and the soldering pad 4 is formed on the first layer 11s.
The return line 3 is formed in the third layer 13s shown in FIG. 19C. A wiring pattern that connects the return line 3 and the soldering pads 5 to 7 is formed on the third layer 13s.
In the fourth layer 14s shown in FIG. 19D, the through holes 53 and 54 and the through holes 1C and 1D are not formed.
A second coil pattern 1B is formed on the fifth layer 15s shown in FIG. 19E.
A conductive pattern 52 is formed on almost the entire surface of the sixth layer 16s shown in FIG. 19F. The conductive pattern 52 is connected to the through holes 53 and 54 from the first layer 11s.

このように、図１９Ａ〜図１９Ｆに示すプリント配線基板１０ｔでは、スルーホール５３，５４が、第６層１６ｓにて導電パターン５２と接続されているものの、導電パターン５１と非接続である。そのため、プリント配線基板１０ｔは、導電パターン５１からスルーホール５３、導電パターン５２、スルーホール５４を経由して導電パターン５１へ戻るループが形成されない。従って、第１コイルパターン１Ａ、第２コイルパターン１Ｂ，スルーホール１Ｃ，１Ｄからなるコイルの周囲を周回するような電流が発生を抑止することができる。   As described above, in the printed wiring board 10t shown in FIGS. 19A to 19F, the through holes 53 and 54 are connected to the conductive pattern 52 in the sixth layer 16s, but are not connected to the conductive pattern 51. Therefore, the printed wiring board 10t does not form a loop that returns from the conductive pattern 51 to the conductive pattern 51 via the through hole 53, the conductive pattern 52, and the through hole 54. Therefore, it is possible to suppress the generation of a current that circulates around the coil composed of the first coil pattern 1A, the second coil pattern 1B, and the through holes 1C and 1D.

図１９Ａ〜図１９Ｆに示すプリント配線基板１０ｔでは、図１８Ａに示す接続状態と、図１８Ｂとに示す接続状態とを組み合わせているが、コイル１を周回するようなループが形成されなければ、他の組み合わせとしてもよい。
例えば、図１８Ａに示す接続状態と、図１８Ｄに示す接続状態を組み合わせたり、図１８Ｃに示す接続状態と、図１８Ｄに示す接続状態を組み合わせたりすることができる。
更に、スルーホール５３が、円周方向に沿って、図１８Ａに示す接続状態と、図１８Ｃに示す接続状態とが交互に配置されているようにしてもよい。In the printed wiring board 10t shown in FIGS. 19A to 19F, the connection state shown in FIG. 18A and the connection state shown in FIG. 18B are combined, but if a loop that wraps around the coil 1 is not formed, It is good also as a combination.
For example, the connection state shown in FIG. 18A and the connection state shown in FIG. 18D can be combined, or the connection state shown in FIG. 18C and the connection state shown in FIG. 18D can be combined.
Furthermore, the through holes 53 may be alternately arranged between the connection state shown in FIG. 18A and the connection state shown in FIG. 18C along the circumferential direction.

更に、ループの形成を回避するための非接続部は、スルーホール５３，５４の両端部が導電パターン５１，５３と接続されていても、スルーホール５３，５４が、例えば、第３層１３ｓと第４層１４ｓとの間で隙間により分断するようにしてもよい。また、スルーホール５３，５４が導電パターン５１，５２に接続された状態であっても、コイル１が並ぶ円周方向に沿って隙間が形成されていてもよい。   Further, the non-connection portion for avoiding the formation of the loop is that the through holes 53, 54 are connected to the third layer 13s, for example, even if both end portions of the through holes 53, 54 are connected to the conductive patterns 51, 53. You may make it part by a clearance gap between 14th layers 14s. Even when the through holes 53 and 54 are connected to the conductive patterns 51 and 52, a gap may be formed along the circumferential direction in which the coils 1 are arranged.

ノイズシールドを備えていない、図１Ｂに示すロゴスキ型電流センサと、ノイズシールドを備えた図１７Ａに示すロゴスキ型電流センサと、ノイズシールドとスルーホールとを備えた図１７Ｂに示すロゴスキ型電流センサとについて、それぞれノイズ電圧を測定した。結果を図２０に示す。図１Ｂに示すロゴスキ型電流センサを１００％としたときに、図１７Ａに示すロゴスキ型電流センサでは３％、図１７Ｂに示すロゴスキ型電流センサでは２％であった。
このように、ノイズシールドを設けたり、スルーホールによりノイズシールドを接続したりすることで、外来ノイズによる影響を大幅に抑えることができる。A Rogowski-type current sensor shown in FIG. 1B without a noise shield, a Rogowski-type current sensor shown in FIG. 17A with a noise shield, and a Rogowski-type current sensor shown in FIG. 17B with a noise shield and a through hole. For each, the noise voltage was measured. The results are shown in FIG. When the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 1B is 100%, it was 3% for the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 17A and 2% for the Rogowski-type current sensor shown in FIG. 17B.
Thus, by providing a noise shield or connecting a noise shield by a through hole, the influence of external noise can be greatly suppressed.

なお、本実施の形態では、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、第１層１１ｓから第６層１６ｓの６層により構成され、最外層である第１層１１ｓと第６層１６ｓとに、ノイズシールド（導電パターン５１，５２）が形成されていた。しかし、ノイズシールドは、各コイル１が形成された内層より外側の外層であれば、プリント配線基板の最外層に形成されていなくてもよい。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 17A and 17B, the first layer 11s to the sixth layer 16s are composed of six layers, and the first layer 11s and the sixth layer 16s, which are the outermost layers, Noise shields (conductive patterns 51 and 52) were formed. However, the noise shield may not be formed in the outermost layer of the printed wiring board as long as it is an outer layer outside the inner layer in which each coil 1 is formed.

また、図４Ａ〜図４Ｄ等に示す電極パッド部分は、電界シールドおよび磁界シールド双方の目的から、パッド部分を覆う、ないしは、取り囲むように金属箔等でシールドすることが望ましい。   4A to 4D and the like are preferably shielded with a metal foil or the like so as to cover or surround the pad portion for the purposes of both electric field shielding and magnetic field shielding.

本発明は、特に外部磁界の影響を受けにくく、また量産性に富む超小型ロゴスキ型電流センサとして、研究・開発段階でのパワー半導体デバイスの実装形態の改善および内蔵による異常検出に使用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as an ultra-small Rogowski-type current sensor that is particularly resistant to the influence of an external magnetic field and rich in mass productivity, and can be used for improving the mounting form of power semiconductor devices and detecting abnormalities by incorporating them in the research and development stages. .

【０００６】
２となる。
［００１７］
パワー半導体デバイスにおいては、半導体素子電極とパッケージ電極との間を複数本のボンディングワイヤで接続し、半導体素子電極とパッケージ電極との間での熱膨張係数の違いや車載搭載時の振動や衝撃を吸収しつつ、大電流伝送を可能とする構造を形成している。
大電流を流すために、パワー半導体デバイスは数チップ並列に接続されているため、デバイスの不適切な設計や動作中の経時変化により電流分布がチップ毎に異なる可能性がある。
［００１８］
本発明は、かかるパワー半導体デバイスにおいて、チップ間およびチップ内の電流バラツキを測定し、不良発見や故障を未然に防ぐことが可能な電流センサを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［００１９］
前記の課題を解決するため、本発明の第１の構成のロゴスキ型電流センサは、複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルが、前記閉じた線に直交する平面上に形成され、隣り合うコイルのうち、あるコイルの巻き終わりと次のコイルの巻き始めとの間に、コイル同士を接続する往線路が前記閉じた線に並行するように設けられ、前記復線路が、前記往線路と反対側に位置するコイル部分側より、前記往線路に近接して配置されていることを特徴とする。
［００２０］
本発明の第２の構成は、複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を[0006]
2
[0017]
In a power semiconductor device, the semiconductor element electrode and the package electrode are connected by a plurality of bonding wires, and the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor element electrode and the package electrode and the vibration and impact when mounted on the vehicle. A structure that allows large current transmission while absorbing is formed.
Since power semiconductor devices are connected in parallel in several chips in order to pass a large current, current distribution may vary from chip to chip due to improper design of the devices and changes over time during operation.
[0018]
An object of the present invention is to provide a current sensor capable of measuring current variation between chips and in a chip in such a power semiconductor device to prevent a defect from being found or a failure.
Means for Solving the Problems [0019]
In order to solve the above-described problem, a Rogowski-type current sensor according to a first configuration of the present invention connects a plurality of coils continuously along one closed line, and the last coil of the plurality of coils. A return line parallel to the closed line from the winding end to the winding start side of the first coil, and a voltage induced between the winding start side terminal of the first coil and the terminal of the return line In the Rogowski-type current sensor, which detects as a function of the current of the circuit under test inserted inside the closed line,
Each coil constituting the plurality of coils is formed on a plane orthogonal to the closed line, and among adjacent coils, between the winding end of one coil and the winding start of the next coil, the coils are connected to each other. The forward line to be connected is provided so as to be parallel to the closed line, and the return line is disposed closer to the forward line than the coil part side located on the opposite side of the forward line. And
[0020]
According to a second configuration of the present invention, a plurality of coils are continuously connected along one closed line, and the winding from the winding end of the last coil to the winding start side of the first coil of the plurality of coils is performed. A return line parallel to the closed line, and a voltage induced between the winding start side terminal of the first coil and the terminal of the return line;

【０００７】
前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルは、前記閉じた線に直交する平面に投影したときに矩形となる形状で形成され、当該各コイルのうち前記復線路から離隔した３辺は前記閉じた線に直交する平面上に形成され、残りの１辺は次のコイルと接続するように斜めに形成された往線路であり、前記コイル全体において前記往線路が形成する面は前記閉じた線が作る面と平行で、かつ前記復線路が、前記往線路と反対側に位置するコイル部分側より、前記往線路側に近接して配置されていることを特徴とする。
［００２１］
本発明の第３の構成は、第１の構成において、前記各コイルが、中央に被測定回路を挿通する穴を有し、少なくとも３層の導電パターン層を有する環状基板の異なる２層に形成された第１コイルパターン及び第２コイルパターンと、これらの第１コイルパターンと第２コイルパターン間を接続するスルーホールとによって形成され、前記往線路は、前記３層のうちいずれかの層に形成され、前記復線路は、前記往線路に近接した、当該往線路とは異なる層に形成されていることを特徴とする。
［００２２］
本発明の第４の構成は、第３の構成において、前記往線路は、前記第１コイルパターンと同じ層に形成され、前記復線路は、前記往線路と近接した、前記第１コイルパターンおよび第２コイルパターンとは異なる層に形成されていることを特徴とする。
［００２３］
本発明の第５の構成は、第４の構成において、前記復線路は、前記第１コイルパターンおよび前記第２コイルパターンの間にある層に形成されていることを特徴とする。
［００２４］
本発明の第６の構成は、第３から５のいずれかの構成において、前記最後のコイルの前記第１コイルパターンのうち、前記復線路と接続された第１コイルパターンは、前記第２コイルパターンと接続された前記スルーホールから、前記復線路と同じ層に配線されたことを特徴とする。
［００２５］
本発明の第７の構成は、第３の構成において、前記ロゴスキ型電流センサにおいて、前記閉じた線の長さ（Ｌ）、前記往線路と前記復線路の距離（ｄ）、各コイルの面積の総和（Ａ）が、ｄ＜０．１・Ａ／Ｌの関係となってい[0007]
In the Rogowski-type current sensor for detecting as a function of the current of the circuit under test inserted inside the closed line,
Each coil constituting the plurality of coils is formed in a rectangular shape when projected onto a plane orthogonal to the closed line, and three sides separated from the return line among the coils are the closed line. The remaining one side is an outward line formed obliquely so as to be connected to the next coil, and the surface formed by the outward line in the entire coil is formed by the closed line. The return line is arranged in parallel to the surface and closer to the forward line side than the coil portion side located on the opposite side of the forward line.
[0021]
According to a third configuration of the present invention, in the first configuration, each coil is formed in two different layers of an annular substrate having a hole through which a circuit to be measured is inserted at the center and having at least three conductive pattern layers. Formed by the first coil pattern and the second coil pattern, and through-holes connecting the first coil pattern and the second coil pattern, and the forward line is formed in any one of the three layers. The return line is formed in a layer adjacent to the forward line and different from the forward line.
[0022]
According to a fourth configuration of the present invention, in the third configuration, the forward line is formed in the same layer as the first coil pattern, and the return line is adjacent to the forward line. It is formed in a layer different from the second coil pattern.
[0023]
According to a fifth configuration of the present invention, in the fourth configuration, the return line is formed in a layer between the first coil pattern and the second coil pattern.
[0024]
According to a sixth configuration of the present invention, in any one of the third to fifth configurations, the first coil pattern connected to the return line among the first coil patterns of the last coil is the second coil. The through-hole connected to the pattern is wired in the same layer as the return line.
[0025]
According to a seventh configuration of the present invention, in the third configuration, in the Rogowski type current sensor, the length of the closed line (L), the distance between the forward line and the return line (d), and the area of each coil The sum (A) of d <0.1 · A / L

Claims (20)

複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルが、前記閉じた線に直交する平面上に形成され、隣り合うコイルのうち、あるコイルの巻き終わりと次のコイルの巻き始め間が、前記閉じた線に並行する往線路により接続され、前記往線路全体と前記復線路とが、近接して配置されていることを特徴とするロゴスキ型電流センサ。A plurality of coils are continuously connected along one closed line, and a return line parallel to the closed line from the winding end of the last coil of the plurality of coils to the winding start side of the first coil is provided. A Rogowski-type current for detecting a voltage induced between a winding start side terminal of the first coil and a terminal of the return line as a function of a current of a circuit under test inserted into the closed line. In the sensor
Each coil constituting the plurality of coils is formed on a plane orthogonal to the closed line, and among adjacent coils, a gap between a winding end of one coil and a winding start of the next coil is the closed line. A Rogowski-type current sensor, which is connected by parallel forward lines, and the entire forward line and the return line are arranged close to each other. 複数のコイルを、１つの閉じた線に沿って連続的に接続するとともに前記複数のコイルの最後のコイルの巻き終わりから最初のコイルの巻き始め側までの前記閉じた線に並行した復線路を有し、前記最初のコイルの巻き始め側端子と前記復線路の端子との間に誘起される電圧を前記閉じた線の内部に挿通される被測定回路の電流の関数として検出するロゴスキ型電流センサにおいて、
前記複数のコイルを構成する各コイルは、前記閉じた線に直交する平面に投影したときに矩形となる形状で形成され、当該各コイルのうち前記復線路から離隔した３辺は前記閉じた線に直交する平面上に形成され、残りの１辺は次のコイルと接続するように斜めに形成された往線路であり、前記コイル全体において前記斜めの辺が形成する面は前記閉じた線が作る面と平行でかつ前記復線路と近接して配置されていることを特徴とするロゴスキ型電流センサ。A plurality of coils are continuously connected along one closed line, and a return line parallel to the closed line from the winding end of the last coil of the plurality of coils to the winding start side of the first coil is provided. A Rogowski-type current for detecting a voltage induced between a winding start side terminal of the first coil and a terminal of the return line as a function of a current of a circuit under test inserted into the closed line. In the sensor
Each coil constituting the plurality of coils is formed in a rectangular shape when projected onto a plane orthogonal to the closed line, and three sides separated from the return line among the coils are the closed line. The remaining one side is a forward line formed obliquely so as to be connected to the next coil, and the surface formed by the oblique side in the entire coil is formed by the closed line. A Rogowski-type current sensor, wherein the Rogowski-type current sensor is disposed in parallel with a surface to be formed and in proximity to the return line. 前記各コイルは、中央に被測定回路を挿通する穴を有し、少なくとも３層の導電パターン層を有する環状基板の異なる２層に形成された第１コイルパターン及び第２コイルパターンと、これらの第１コイルパターンと第２コイルパターン間を接続するスルーホールとによって形成され、
前記往線路は、前記３層のうちいずれかの層に形成され、
前記復線路は、前記往線路に近接した、当該往線路とは異なる層に形成された請求項１記載のロゴスキ型電流センサ。Each of the coils has a first coil pattern and a second coil pattern formed in two different layers of an annular substrate having a hole through which a circuit to be measured is inserted in the center and having at least three conductive pattern layers, and Formed by a through hole connecting between the first coil pattern and the second coil pattern,
The forward line is formed in any one of the three layers,
2. The Rogowski current sensor according to claim 1, wherein the return line is formed in a layer different from the forward line adjacent to the forward line. 前記往線路は、前記第１コイルパターンと同じ層に形成され、
前記復線路は、前記往線路と近接した、前記第１コイルパターンおよび第２コイルパターンとは異なる層に形成された請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。The forward line is formed in the same layer as the first coil pattern,
4. The Rogowski type current sensor according to claim 3, wherein the return line is formed in a layer different from the first coil pattern and the second coil pattern in proximity to the forward line. 前記復線路は、前記第１コイルパターンおよび前記第２コイルパターンの間にある層に形成された請求項４記載のロゴスキ型電流センサ。   5. The Rogowski-type current sensor according to claim 4, wherein the return line is formed in a layer between the first coil pattern and the second coil pattern. 前記最後のコイルの前記第１コイルパターンのうち、前記復線路と接続された第１コイルパターンは、前記第２コイルパターンと接続された前記スルーホールから、前記復線路と同じ層に配線された請求項３から５のいずれかの項に記載のロゴスキ型電流センサ。   Of the first coil pattern of the last coil, the first coil pattern connected to the return line is wired to the same layer as the return line from the through hole connected to the second coil pattern. The Rogowski-type current sensor according to any one of claims 3 to 5. 前記ロゴスキ型電流センサにおいて、前記閉じた線の長さ（Ｌ）、前記往線路と前記復線路の距離（ｄ）、各コイルの面積の総和（Ａ）が、ｄ＜０．１・Ａ／Ｌの関係となっている請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   In the Rogowski type current sensor, the length (L) of the closed line, the distance (d) between the forward line and the return line, and the total area (A) of the coils are d <0.1 · A / 4. The Rogowski-type current sensor according to claim 3, wherein the relationship is L. 前記コイルと前記復線路とのいずれか一方が接続された第１の電極パッドが中心にありその両側に他方が接続された第２の電極パッドがある請求項３に記載のロゴスキ型電流センサ。   4. The Rogowski type current sensor according to claim 3, wherein a first electrode pad to which one of the coil and the return line is connected has a second electrode pad in the center and the other electrode pad is connected to the other side of the first electrode pad. 前記第１の電極パッドと前記第２の電極パッドとに、コネクタが接続された請求項８記載のロゴスキ型電流センサ。   The Rogowski-type current sensor according to claim 8, wherein a connector is connected to the first electrode pad and the second electrode pad. 前記環状基板の、前記コイル、往線路、または復線路が形成されていない部分に、前記被測定回路を前記環状基板の穴に挿通するための切り込みを設けた請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   The Rogowski-type current sensor according to claim 3, wherein a notch for inserting the circuit under measurement into a hole of the annular substrate is provided in a portion of the annular substrate where the coil, the forward line, or the return line is not formed. . 前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みに向かってまで配線され、前記コイル群に接続された前記復線路が第２の電極パッドまで配線された請求項１０記載のロゴスキ型電流センサ。   A coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is wired from the first electrode pad to the notch, and the return line connected to the coil group is a second line. The Rogowski-type current sensor according to claim 10, wherein the current sensor is wired up to the electrode pad. 前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群は、第１のコイル群と第２のコイル群とに分割され、
前記第１のコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みに向かってまで配線され、前記第１のコイル群に接続された前記復線路が前記切り込みに向かって配線され、前記復線路に接続された前記第２のコイル群が第２の電極パッドまで配線された請求項１０記載のロゴスキ型電流センサ。The coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is divided into a first coil group and a second coil group,
The first coil group is wired from the first electrode pad to the notch, and the return line connected to the first coil group is wired toward the notch and connected to the return line. The Rogowski-type current sensor according to claim 10, wherein the second coil group is wired to the second electrode pad. 前記第１コイルパターン、第２コイルパターン、スルーホールおよび往線路が並ぶコイル群は、第１のコイル群と第２のコイル群に分割され、
前記復線路は、第１の線路と第２の線路に分割され、
前記第１のコイル群が第１の電極パッドから前記切り込みに向かって配線され、前記第１のコイル群に接続された前記第１の線路が前記第１の電極パッドの位置まで配線され、前記第１の線路に接続された前記第２のコイル群が前記切り込みに向かって配線され、前記第２のコイル群に接続された前記第２の線路が第２の電極パッドまで配線された請求項１０記載のロゴスキ型電流センサ。The coil group in which the first coil pattern, the second coil pattern, the through hole, and the forward line are arranged is divided into a first coil group and a second coil group,
The return line is divided into a first line and a second line,
The first coil group is wired from the first electrode pad toward the notch, and the first line connected to the first coil group is wired to the position of the first electrode pad, The second coil group connected to the first line is wired toward the notch, and the second line connected to the second coil group is wired to the second electrode pad. 10. Rogowski-type current sensor according to 10. 前記複数のコイルのコイル間隔が等間隔である請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   The Rogowski-type current sensor according to claim 3, wherein the coil intervals of the plurality of coils are equal. アンプ回路が前記環状基板に搭載されている請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   4. The Rogowski-type current sensor according to claim 3, wherein an amplifier circuit is mounted on the annular substrate. 前記環状基板はノイズシールドで覆われている請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   4. The Rogowski-type current sensor according to claim 3, wherein the annular substrate is covered with a noise shield. 前記ノイズシールドは、前記各コイルが形成された内層より外側のそれぞれの外層に形成された第１の導電パターンおよび第２の導電パターンを備えた請求項１６に記載のロゴスキ型電流センサ。   17. The Rogowski current sensor according to claim 16, wherein the noise shield includes a first conductive pattern and a second conductive pattern formed on each outer layer outside the inner layer on which the coils are formed. 前記ノイズシールドは、更に、前記第１の導電パターンおよび前記第２の導電パターンが形成された層間を貫通し、前記コイルの内周側と外周側との両方に、円周方向に沿って形成された第１のスルーホールおよび第２のスルーホールを備え、
前記第１の導電パターンと、前記第１のスルーホールと、前記第２の導電パターンと、前記第２のスルーホールとによるループの形成を回避するために、前記ループに非接続部が形成された請求項１７に記載のロゴスキ型電流センサ。The noise shield further penetrates between the layers where the first conductive pattern and the second conductive pattern are formed, and is formed along the circumferential direction on both the inner peripheral side and the outer peripheral side of the coil. A first through hole and a second through hole formed,
In order to avoid the formation of a loop by the first conductive pattern, the first through hole, the second conductive pattern, and the second through hole, a non-connection portion is formed in the loop. The Rogowski-type current sensor according to claim 17. 前記環状基板をパワー半導体チップまたはパワー半導体モジュールに搭載する場合に、前記環状基板が、前記パワー半導体チップまたはパワー半導体モジュールと接続する電極、導電部およびボンディングワイヤを取り囲むように構成されている請求項３記載のロゴスキ型電流センサ。   2. When the annular substrate is mounted on a power semiconductor chip or a power semiconductor module, the annular substrate is configured to surround an electrode, a conductive portion, and a bonding wire connected to the power semiconductor chip or the power semiconductor module. 3. Rogowski-type current sensor according to 3. パワー半導体のボンディングワイヤ１本ずつに取り囲むように構成されている請求項１９記載のロゴスキ型電流センサ。   20. The Rogowski-type current sensor according to claim 19, wherein the Rogowski-type current sensor is constructed so as to surround each power semiconductor bonding wire.
JP2017529943A 2015-07-23 2016-07-22 Rogowski type current sensor Active JP6709918B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015145674 2015-07-23
JP2015145674 2015-07-23
PCT/JP2016/071542 WO2017014297A1 (en) 2015-07-23 2016-07-22 Rogowski current sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017014297A1 true JPWO2017014297A1 (en) 2018-05-17
JP6709918B2 JP6709918B2 (en) 2020-06-17

Family

ID=57834950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017529943A Active JP6709918B2 (en) 2015-07-23 2016-07-22 Rogowski type current sensor

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6709918B2 (en)
WO (1) WO2017014297A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7109204B2 (en) * 2018-02-14 2022-07-29 新電元工業株式会社 Board with built-in Rogowski coil
WO2022202367A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 国立大学法人九州工業大学 Rogowski type current sensor, inverter, and method for installing rogowski type current sensor

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003050254A (en) * 2001-08-08 2003-02-21 Toshiba Corp Current detector
JP2005303798A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Hitachi Cable Ltd Optical communication apparatus
JP2009004801A (en) * 2008-08-25 2009-01-08 Toshiba Corp Current transformer
JP2009124086A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Toshiba Corp Integrated circuit device
JP2013130571A (en) * 2011-11-23 2013-07-04 Nippon Soken Inc Current sensor
JP2013160638A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Nippon Soken Inc Current detector
US20140167740A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 Covidien Lp System and method for voltage and current sensing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003050254A (en) * 2001-08-08 2003-02-21 Toshiba Corp Current detector
JP2005303798A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Hitachi Cable Ltd Optical communication apparatus
JP2009124086A (en) * 2007-11-19 2009-06-04 Toshiba Corp Integrated circuit device
JP2009004801A (en) * 2008-08-25 2009-01-08 Toshiba Corp Current transformer
JP2013130571A (en) * 2011-11-23 2013-07-04 Nippon Soken Inc Current sensor
JP2013160638A (en) * 2012-02-06 2013-08-19 Nippon Soken Inc Current detector
US20140167740A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-19 Covidien Lp System and method for voltage and current sensing

Also Published As

Publication number Publication date
JP6709918B2 (en) 2020-06-17
WO2017014297A1 (en) 2017-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5904856B2 (en) Printed wiring board, semiconductor package and printed circuit board
US7307410B2 (en) Alternating current detection coil
WO2009113373A1 (en) Semiconductor device
JP2011145273A (en) Current sensor
JP2011185914A (en) Current sensor
JP5770720B2 (en) IC current measuring device and IC current measuring adapter
US8575926B2 (en) Planar magnetic field probe
JP5756910B2 (en) Printed circuit boards, current sensors and distribution boards
WO2017014297A1 (en) Rogowski current sensor
JP6286157B2 (en) Sensor device
JP2012088191A (en) Current sensor
JP5255929B2 (en) Semiconductor device
JP4715419B2 (en) Current detection coil
US11452201B2 (en) Electronic device and connecting component
JP6039380B2 (en) Printed wiring board, printed circuit board, and electronic equipment
CN111693752B (en) Current detection device
JP7309390B2 (en) current detector
JP4780249B2 (en) Current detection coil
JP6425632B2 (en) Printed board
JP2014202737A (en) Current sensor
JP2015059838A (en) Wiring current detection structure
CN114188307A (en) Chip packaging structure
JP2009302180A (en) Semiconductor device
JP2023020258A (en) Rogowski type current sensor
JP5488423B2 (en) Magnetic field detector

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211

Effective date: 20171129

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190408

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200331

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200422

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6709918

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R157 Certificate of patent or utility model (correction)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157