KR102360792B1 - Shunt resistor and current detection device using the same - Google Patents
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Abstract
구리를 주성분으로 하고, 또 니켈과 아연을 포함하는 Cu-Ni-Zn 합금을, 단체(單體)의 저항체로 이루어지는 션트(shunt) 저항의 저항체 재료로 한 션트 저항기.A shunt resistor comprising copper as a main component and a shunt resistance resistor material comprising a Cu-Ni-Zn alloy containing nickel and zinc as a single resistor.
Description
본 발명은, 션트 저항기 등에 관한 것이다.The present invention relates to a shunt resistor and the like.
근래, 전자 기기에 사용되는 전류가 예를 들어 1kA 정도로 대전류화가 진행되고 있다. 이 경우, 회로가 단락(短絡)되었을 때의 안전을 확보하기 위해, 단락 전류를 제어할 필요가 있다. 이러한 제어를 션트(shunt) 저항기로 실현하고자 했을 경우, 회로가 단락되었을 때의 대전류를 견디는 구성이 중요해지고, 또한, 단락 전류는 순시(瞬時)에 발생하기 때문에 전류를 순시에 검출하는 것도 중요하다.In recent years, the current used in electronic devices has been increased to about 1 kA, for example. In this case, in order to ensure safety when a circuit is short-circuited, it is necessary to control the short-circuit current. When such control is to be realized with a shunt resistor, a configuration that withstands a large current when the circuit is short-circuited becomes important. Also, since the short-circuit current occurs instantaneously, it is also important to detect the current instantaneously. .
따라서, 이러한 용도로 이용되는 션트 저항기는, 예를 들어, 100μΩ 이하의 낮은 저항값인 것이 요구된다. 그러한 경우에는, 션트 저항기의 전극과 저항체와의 접속을 가능한 한 없애는 것이나, 저항체의 길이를 가능한 한 짧게 하는 것을 생각할 수 있다. 또, 전극과 저항체와의 접속부를 없애는 구조로서, 전극과 저항체를 같은 재료, 예를 들어 망가닌(Manganin)으로 형성하는 구조도 생각할 수 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).Therefore, the shunt resistor used for this purpose is required to have a low resistance value of, for example, 100 μΩ or less. In such a case, it is possible to eliminate the connection between the electrode of the shunt resistor and the resistor as much as possible, or to shorten the length of the resistor as much as possible. Moreover, as a structure which eliminates the connection part of an electrode and a resistor, the structure which forms an electrode and a resistor with the same material, for example, manganese (Manganin) is also considered (for example, refer patent document 1).
그런데, 션트 저항기의 전극과 저항체를 같은 재료, 예를 들어 저항율이 작은 구리(銅)로 형성하면, 저항은 작아지지만, TCR이 커져버린다는 문제가 있다.However, when the electrode and the resistor of the shunt resistor are made of the same material, for example, copper having a small resistivity, the resistance decreases, but there is a problem that the TCR becomes large.
한편, 션트 저항기의 전극과 저항체를 같은 재료, 예를 들어 TCR이 작은 망가닌이나 제라닌으로 형성하면, TCR는 작게 할 수 있지만, 잉여 저항(전압 측정 단자보다 외측 부분의 저항값)이 커져서, 전력 소비가 커진다는 문제가 있다.On the other hand, if the electrode and resistor of the shunt resistor are made of the same material, for example, manganin or geranine with a small TCR, the TCR can be made small, but the surplus resistance (the resistance value of the part outside the voltage measurement terminal) becomes large, so that the power There is a problem with increased consumption.
또한, 전극과 저항체를 서로 다른 재료로 형성하면, 전극과 저항체 사이의 접합부(예를 들어 용접부)에서 기계적 강도가 저하된다는 문제도 있다.In addition, when the electrode and the resistor are formed of different materials, there is also a problem in that the mechanical strength is lowered at the junction (eg, the weld) between the electrode and the resistor.
본 발명은, 저항체와 전극을 같은 재료로 형성한 션트 저항기에서, 저저항 및 저TCR화를 꾀하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to achieve low resistance and low TCR in a shunt resistor in which a resistor and an electrode are formed of the same material.
또한, 본 발명은, 상기와 같은 션트 저항기를 이용하여, 대전류의 단락 전류의 검출에 적합한 전류 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a current detection device suitable for detecting a short-circuit current of a large current using the shunt resistor as described above.
본 발명의 일 관점에 의하면, 구리를 주성분으로 하고, 또, 니켈과 아연을 포함하는 Cu-Ni-Zn 합금을, 단체(單體)의 저항체로 이루어지는 션트 저항의 저항체 재료로 한 션트 저항기가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a shunt resistor in which a shunt resistor resistor material comprising copper as a main component and a Cu-Ni-Zn alloy containing nickel and zinc as a single resistor is provided. do.
상기 Cu-Ni-Zn 합금은, 그 함유량이, Ni가 1.5~10wt%이고, Zn이 0.1~12wt%이며, 잔부가 Cu인 것이 바람직하다.It is preferable that the content of the Cu-Ni-Zn alloy is 1.5 to 10 wt% of Ni, 0.1 to 12 wt% of Zn, and the balance is Cu.
또, Si를 0.3~0.9wt% 포함하는 것이 바람직하다. 또, Sn, Mg 중 적어도 하나의 금속을 0.1~1wt% 포함하도록 하면 좋다.Moreover, it is preferable to contain 0.3-0.9 wt% of Si. Further, at least one metal among Sn and Mg may be contained in an amount of 0.1 to 1 wt%.
상기 Cu-Ni-Zn 합금에, 또, Si, Sn, Mg, Ti 중 적어도 하나의 금속을 0.1~1wt% 포함하도록 해도 된다.The Cu-Ni-Zn alloy may further contain 0.1 to 1 wt% of at least one metal among Si, Sn, Mg, and Ti.
본 발명은, 상기 중 어느 하나에 기재된 션트 저항기로서, 상기 단체의 저항체로 이루어지는 판체(板體)의 일부를 표면측으로 세워 올려서 한 쌍의 전압 검출 단자가 형성되어도 된다.According to the present invention, in the shunt resistor according to any one of the above, a pair of voltage detection terminals may be formed by raising a part of a plate body made of the single resistor body upright on the surface side.
본 발명은, 상기에 기재한 션트 저항기와, 상기 한 쌍의 전압 검출 단자와 각각 접속되는, 한 쌍의 제1 및 제2 전압 신호 라인에 의한 신호에 의해 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 구비한 전류 측정 장치여도 된다.The present invention is provided with the above-described shunt resistor and a current measuring circuit for measuring current by signals from a pair of first and second voltage signal lines respectively connected to the pair of voltage detecting terminals. A current measuring device may be used.
본 명세서는 본원의 우선권의 기초가 되는 일본 특허출원번호 2018-140647호의 개시 내용을 포함한다.This specification includes the disclosure of Japanese Patent Application No. 2018-140647, which is the basis of the priority of the present application.
본 발명에 의하면, 저항체와 전극을 같은 재료로 형성한 션트 저항기에서, 저저항 및 저TCR화를 꾀할 수 있다.According to the present invention, in a shunt resistor in which the resistor and the electrode are made of the same material, low resistance and low TCR can be achieved.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 의한 션트 저항기의 일 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 의한 션트 저항기를 이용한 전류 검출 장치의 일 구성예를 나타내는 사시도이며, 회로 기판에 션트 저항기를 실장하기 전의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 실시형태에 의한 션트 저항기를 이용한 전류 검출 장치의 일 구성예를 나타내는 사시도이며, 회로 기판에 션트 저항기를 실장한 후의 구성예를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 IIIa-IIIb선에 따른 단면도이며, 회로 기판에 션트 저항기를 실장한 후의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 실시형태에 의한 션트 저항기를 이용한 전류 검출 장치의 일 구성예를 나타내는 회로도(블럭도)이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 의한 션트 저항기로, Cu-Ni-Zn 합금을 판체(저항체)의 재료로서 이용한 션트 저항기의 사시도이다.1 is a perspective view showing a configuration example of a shunt resistor according to a first embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a perspective view showing a configuration example of a current detection device using a shunt resistor according to a second embodiment of the present invention, and is a perspective view showing a configuration example before mounting the shunt resistor on the circuit board.
Fig. 3 is a perspective view showing a configuration example of a current detection device using a shunt resistor according to the present embodiment, and is a perspective view showing a configuration example after the shunt resistor is mounted on a circuit board.
Fig. 4 is a cross-sectional view taken along the line IIIa-IIIb in Fig. 3, and is a view showing a configuration example after the shunt resistor is mounted on the circuit board.
5 is a circuit diagram (block diagram) showing a configuration example of a current detection device using a shunt resistor according to the present embodiment.
6 is a perspective view of a shunt resistor according to a third embodiment of the present invention, in which a Cu-Ni-Zn alloy is used as a material for a plate body (resistor).
이하에, 본 발명의 실시형태에 의한 션트 저항기 및 그것을 이용한 전류 검출 장치에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a shunt resistor according to an embodiment of the present invention and a current detection device using the same will be described in detail with reference to the drawings.
(제1 실시형태)(First embodiment)
우선, 본 발명의 제1 실시형태에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 의한 션트 저항기의 일 구성예를 나타내는 사시도이다.First, a first embodiment of the present invention will be described. 1 is a perspective view showing a configuration example of a shunt resistor according to the present embodiment.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 의한 션트 저항기(A)는, 예를 들어 후술하는 조성을 가지고 평판 형상의 긴 판체(1)로 이루어지는 션트 저항기이다. 션트 저항기(A)는, 단체(單體)의 저항체인 평판 형상의 판체(1)에는, 판체(1)의 길이 방향으로 이격된 한 쌍의 전압 검출 단자(11a, 11b)가 형성되어 있다. 판체(1)를 대향하는 2개소의 제1 변을 남기고, 다른 3변을 잘라내며, 2개소의 제1 변을 기준으로 하여 표면측으로 세워 올림으로써, 한 쌍의 전압 검출 단자(11a, 11b)를 간단하게 형성할 수 있다.As shown in FIG. 1, the shunt resistor A according to this embodiment is a shunt resistor which has a composition mentioned later and consists of a flat plate-shaped
상기와 같이 함으로써, 판체(1) 중 제1 변의 내측 영역(부호 L1, L2)의 내측의 영역이 전류 검출에서의 실효적인 저항체(3)가 되고, 그 외측으로부터 양단까지의 영역이 실효적인 전극(5a, 5b)이 된다.By doing as described above, the region inside the inner region (symbols L1 and L2) of the first side of the
도 1에 나타낸 바와 같이, 판체(1)를 잘라 내어, 그대로 구부려 세움으로써, 전압 검출 단자로 하는 것으로, 간격을 짧게 하는 것이 용이하면서, 길이도 짧은 전압 검출 단자를 얻을 수 있다. 또한, 션트 저항기가 가진 인덕턴스(inductance)값을 작게 할 수 있다.As shown in Fig. 1 , by cutting out the
또, 전압 검출 단자는, 도 1에 나타내는 예 이외에, 별도 부재의 핀 형상의 단자를 판체(1)에 설치해도 된다. 판체(1)에의 핀 형상의 단자의 고정은, 판체(1)의 표면에 핀 형상의 단자를 용접하는 방법이나, 판체(1)에 구멍을 형성하여 이 구멍에 핀 형상의 단자를 삽입하는 등의 방법이 있다.Moreover, the voltage detection terminal may provide the pin-shaped terminal of another member in the
또한, 도 1에 나타내는 션트 저항기에서는, 판체(1)의 길이 방향으로 이격된 위치에 한 쌍의 구멍부(7a, 7b)가 형성되고, 버스 바(Bus bar)(도시하지 않음)나 배선 기판 등에 볼트 등을 이용하여 고정할 수 있도록 구성되어 있다.Further, in the shunt resistor shown in Fig. 1, a pair of
이어, 단체의 저항체로 이루어지는 판체(1)를 형성하는 재료의 조성에 대해 설명한다.Next, the composition of the material which forms the
판체(1)의 재료를 일반적인 조성을 가진 예를 들어 구리(100%)로 하면, 고유 저항값(μΩ/cm)은 1.72 정도로 낮지만, TCR(ppm/℃)은 3970 정도로 높다.When the material of the
한편, 판체(1)의 재료를 망가닌(등록상표)으로 하면, TCR(ppm/℃)은 ±50 정도로 낮지만, 고유 저항값(μΩ/cm)은, 44 정도로 높다. 또한, 제라닌 30(등록상표)으로 하면, TCR(ppm/℃)은 29 정도로 낮지만, 고유 저항값(μΩ/cm)은 29 정도로 높다.On the other hand, when the material of the
그래서, 본 실시형태에서는, 이하의 표에 나타내는, 판체(1)의 재료를 이용했다. 본 실시형태에 의한 판체의 고유 저항값은 4~5, TCR는 1000~2000이었다. 즉, 망가닌에 비하면, 고유 저항값이 1/10 정도가 되고, TCR은 1000~2000으로 망가닌보다는 높지만, 구리보다는 낮은 값을 얻을 수 있다.Then, in this embodiment, the material of the
표 1은, 본 실시형태에 의한 판체(1)의 재료의 일 예를 나타내는 표이다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 단체의 저항체로 이루어지는 판체(1)를 형성하는 재료(합금 재료)의 주성분은, 부호(D1)로 표시되는 구리이며, 예를 들어, 77~98.4wt%이다. 주성분인 구리에 더하여, 본 실시형태에서는, 부호(B1)로 표시되는 아연(Zn)과, 부호(A1)로 표시되는 Ni가 포함된다. 또한, 부호(C1)로 표시된 바와 같이, Si, Sn, Mg, Ti 중 적어도 어느 하나를 0~1wt% 포함한다. 아연(Zn)의 양은, 0.1~12wt%이고, Ni의 양은, 1.5~10wt%이다(총계로 100wt%). 또, 본 발명에 관한 합금 재료에는 불가피 불순물이 포함되는 일이 있다.Table 1 is a table which shows an example of the material of the
또, 망가닌도 Ni를 예를 들어 2wt% 정도 포함하는 것을 고려하면, 고유 저항값을 낮출 수 있었던 이유는, Zn을 혼합한 합금으로 한 것에 기인한다고 추측할 수 있다. 발명자의 추측에 의하면, Zn은 산화하기 쉽게 산화막(ZnO)을 형성한다. Cu를 주성분으로 하는 합금에서, 소량의 Zn을 혼합함으로써, 판체(1)를 형성하는 합금의 표면에 ZnO 산화막이, 벌크의 저저항 금속인 구리의 표면 보호막의 역할을 하는 것에 더하여, 망가닌 등과 같이 Ni를 포함하는 것에 의한 TCR 저감의 효과도 얻을 수 있다. 이하, 소정량의 Zn을 더한 본 실시형태에 의한 판체용 합금을, Cu-Ni-Zn 합금이라고 칭한다.In addition, considering that the manganese also contains Ni, for example, about 2 wt%, it can be inferred that the reason that the resistivity value can be lowered is due to the fact that the alloy is mixed with Zn. According to the inventor's guess, Zn easily forms an oxide film (ZnO). In an alloy containing Cu as a main component, by mixing a small amount of Zn, a ZnO oxide film on the surface of the alloy forming the
또한, Cu-Ni-Zn 합금에, Si, Sn, Mg, Ti 중 적어도 하나의 금속을 0~1wt% 더해도 된다. 이러한 합금도, Cu-Ni-Zn 합금이라고 칭한다.Moreover, you may add 0-1 wt% of at least 1 metal of Si, Sn, Mg, and Ti to a Cu-Ni-Zn alloy. Such an alloy is also called a Cu-Ni-Zn alloy.
본 실시형태에 의한 Cu-Ni-Zn 합금을 이용하면, 고온에서의 내구성도 좋고, 특성이 안정되어 있다. 예를 들어, 175℃의 고온하에서, 1000시간의 고온 방치 시험을 실시한 바, 저항값 변화량은 ±0.5% 이내의 작은 변동값을 나타냈다.When the Cu-Ni-Zn alloy according to the present embodiment is used, the durability at high temperature is good and the characteristics are stable. For example, under a high temperature of 175°C, when a high temperature stand test for 1000 hours was performed, the resistance value change amount showed a small variation value within ±0.5%.
통상, 본 실시형태와는 서로 다른 구리 및 구리 합금은, 고온에서의 안정성은 낮고, 산화에 의해, 그 저항값 변화는 ±1% 보다 큰 값을 나타내는 것으로부터, 본 실시형태에 의한 Cu-Ni-Zn 합금은, 특성이 안정되어 있고, 내구성도 우수하다고 할 수 있다.Usually, copper and copper alloy different from this embodiment have low stability at high temperature, and the resistance value change due to oxidation shows a value larger than ±1%, so Cu-Ni according to this embodiment It can be said that -Zn alloy has stable properties and excellent durability.
(제2 실시형태)(Second embodiment)
이어, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 도 2, 도 3은, 본 실시형태에 의한 션트 저항기를 이용한 전류 검출 장치의 일 구성예를 나타내는 사시도이며, 도 2는, 회로 기판에 션트 저항기를 실장하기 전의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 3은, 회로 기판에 션트 저항기를 실장한 후의 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 4는, 도 3의 IIIa-IIIb선에 따른 단면도이며, 회로 기판에 션트 저항기를 실장한 후의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 5는, 본 실시형태에 의한 션트 저항기를 이용한 전류 검출 장치의 일 구성예를 나타내는 회로도(블럭도)이다.Next, a second embodiment of the present invention will be described. 2 and 3 are perspective views showing a configuration example of a current detection device using a shunt resistor according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a configuration example before mounting the shunt resistor on the circuit board. Fig. 3 is a perspective view showing a configuration example after the shunt resistor is mounted on the circuit board. Fig. 4 is a cross-sectional view taken along the line IIIa-IIIb in Fig. 3, and is a view showing a configuration example after the shunt resistor is mounted on the circuit board. Fig. 5 is a circuit diagram (block diagram) showing a configuration example of a current detection device using a shunt resistor according to the present embodiment.
도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 실시형태에 의한 Cu-Ni-Zn 합금을 판체(저항체)(1)의 재료로서 이용한 션트 저항기(A)를, 전류 측정 회로, 예를 들어 증폭 회로(B)를 포함하는 회로에 접속하여 전류 측정 장치(X)를 형성한다. 증폭 회로(B)는, 션트 저항기(A)로부터의 출력 신호를 증폭하기 위한 회로이다.2 and 3, the shunt resistor A using the Cu-Ni-Zn alloy according to the first embodiment as a material of the plate body (resistor) 1 is used in a current measuring circuit, for example, an amplifier circuit. (B) is connected to the circuit including the current measuring device (X) is formed. The amplification circuit B is a circuit for amplifying the output signal from the shunt resistor A.
션트 저항기(A)와 증폭 회로(B) 접속은, 션트 저항기(A)에 설치한 전압 검출 단자(11a, 11a)를, 증폭 회로(B)의 회로 기판(21)에 형성된 스루홀(through hole)(관통공)(23a, 23b)에 삽입한다. 증폭 회로(B)가 형성되는 프린트 기판 등의 회로 기판(21)에는, 션트 저항기(A)로부터의 출력 신호를 증폭하기 위한 증폭 회로(기판)가 마련되어 있다. 또, 부호(35)는 증폭 회로(B)로부터 다른 제어 기기 등에 신호를 출력하기 위한 단자부이다.The shunt resistor A and the amplification circuit B are connected to the
회로 기판(21)의 스루홀(23a, 23b)을 이용하여, 전압 검출 단자(11a, 11b)와는 납땜 접속(solder joint)하여 연결함으로써, 회로 기판(21) 상의 증폭기 등의 회로 부품과 션트 저항기(A)와의 거리를 근접시켜서 접속할 수 있다.A shunt resistor and circuit components such as an amplifier on the
또한, 도 4에 나타내는 전류 검출 회로의 단면도에 의하면, 션트 저항기(A)의 판체(1)를 잘라내어, 그대로 구부려 세움으로써 전압 검출 단자(11a, 11b)로 함으로써, 한 쌍의 전압 검출 단자(11a, 11b)의 간격이 짧고, 길이도 짧은 단자를 형성할 수 있다. 또한, 션트가 가진 인덕턴스값를 작게 할 수 있고, 내구성도 확보할 수 있다.Further, according to the cross-sectional view of the current detection circuit shown in Fig. 4, the
도 5에 나타낸 바와 같이, 증폭 회로(B)는, 예를 들어, 포토 커플러(photocoupler)나 정전 커플링 콘덴서(C) 등에 의한 △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)를 구비한다. △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)의 출력측에는, 배선(L13)을 개재하여 A/D 변환기(27)가 마련된다. 션트 저항기(A)의 제1 신호 출력 단자(11a)와 제2 신호 출력 단자(11b)는, 증폭 회로의 2개의 입력 단자에 각각 배선(L11, L12)에 의해 접속되어 있다.As shown in Fig. 5, the amplifying circuit B includes, for example, a ΔΣ conversion
증폭 회로(B)는, 입력 단자를 가지며, 각각, 저항 등을 개재하여 △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)에 접속되어 있다. 또한, 입력 단자로부터의 배선(L11, L12) 사이에는, 콘덴서(C)가 마련된다. 이에 의해, 노멀 모드 노이즈 등의 △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)에의 인입을 억제할 수 있다. △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)의 양(+)전원 단자는 Vcc에 접속되고, 음(-)전원 단자는 GND(31)에 접속되어 있다.The amplifier circuit B has an input terminal, and is respectively connected to the ΔΣ conversion
포토 커플러나 정전 커플링 콘덴서 등에 의한 △Σ변환 아날로그 절연 앰프(25)를 이용함으로써, 입력측과 출력측을 전기적으로 절연할 수 있다. 따라서, 노이즈가, 신호를 증폭하기 위해 전류 측정 장치(X)에 마련한 증폭 회로에 접속되는 한 쌍의 전압 신호 라인(배선(L11, L12))에 주는 영향을 저감할 수 있다.By using the ΔΣ conversion
또, 본 실시형태에 의하면, 출력 신호는 디지털 출력으로 할 수 있다. 션트 저항기(A)의 TCR 특성으로부터, 고정밀도의 전류 검출이 필요한 용도에는 적합하지 않기 때문에, 출력 신호도 디지털 신호로 함으로써 제어 기기측의 처리 부담을 경감하는 것이 바람직하다.Moreover, according to this embodiment, an output signal can be made into a digital output. Since the TCR characteristics of the shunt resistor A are not suitable for applications requiring high-precision current detection, it is desirable to reduce the processing burden on the control device side by making the output signal also a digital signal.
전류값이 규정값을 넘었을 경우에, 하이(High) 레벨을 출력하고, 전류값이 규정값 이내에서는 로우(Low) 레벨을 출력하도록 한다. 이용되는 디지털 회로는, 비교회로(comparator) 등을 사용한 간이적인 회로로 할 수 있다. 그리고, 회로의 절연 기능은, 상기와 같은 포토 커플러 등의 간편한 부품으로 실현하는 것이 가능하다.When the current value exceeds the specified value, a high level is output, and when the current value is within the specified value, a low level is outputted. The digital circuit used can be a simple circuit using a comparator or the like. In addition, the insulating function of the circuit can be realized with simple components such as the photo coupler as described above.
게다가, 본 실시형태에 의한 전류 검출 회로를, 다른 검출 회로에 부가하는 것도 가능하다. 예를 들어, 전압 검출 회로 등을 마련하여 전압 검출 등에도 이용할 수 있다.Furthermore, it is also possible to add the current detection circuit according to the present embodiment to other detection circuits. For example, a voltage detection circuit or the like may be provided and used for voltage detection or the like.
(제3 실시형태)(Third embodiment)
이어, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태는, 션트 저항기의 다른 형태를 포함한다. 도 6은, 본 실시형태에 의한 션트 저항기로, Cu-Ni-Zn 합금을 판체(저항체)(1)의 재료로 이용한 션트 저항기의 사시도이다.Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment includes other types of shunt resistors. 6 is a perspective view of a shunt resistor using a Cu-Ni-Zn alloy as a material for the plate body (resistor) 1 as the shunt resistor according to the present embodiment.
본 실시형태에 의한 션트 저항기(D)는, 제1 실시형태와 같이, Cu-Ni-Zn 합금을 긴 판체(1)로서 이용하고, 예를 들어 그 중앙 부근을 프레스함으로써, 중앙의 저항체(3) 영역을 상방으로 들어 올린 절곡 구조를 갖고 있다. 그 밖의 구조는 도 1과 마찬가지이다. 이러한 절곡 구조를 구비한 션트 저항기(D)를, 회로상에 면실장하여 이용할 수 있다.As in the first embodiment, the shunt resistor D according to the present embodiment uses a Cu-Ni-Zn alloy as the
본 실시형태에 의하면, 제1 실시형태에 비하여, 션트 저항기의 더 한층 소형화가 가능하다.According to this embodiment, compared with the first embodiment, it is possible to further reduce the size of the shunt resistor.
(제4 실시형태)(Fourth embodiment)
이어, 본 발명의 제4 실시형태에 의한 션트 저항기에 대해 설명한다. 션트 저항기의 기본적인 구조는 제1 내지 제3까지의 몇 가지 실시형태의 경우와 마찬가지여도 된다.Next, a shunt resistor according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The basic structure of the shunt resistor may be the same as that of the first to third several embodiments.
표 2는, 표 1에 나타낸 각 금속 재료의 조성비의 더 구체적인 일 예를 나타내는 도면이다.Table 2 is a diagram showing a more specific example of the composition ratio of each metal material shown in Table 1.
표 2에 나타내는 Cu-Ni-Zn 합금 중 실시예 1-1로 표시되는 예에서는, 예를 들어, Ni가 1.5~4.0wt%, Zn이 0.1~0.5wt%, Si가 0.3~0.9wt%, Sn, Mg 중 적어도 하나의 금속이 0.1~1wt%, 잔부가 Cu(93.6~98wt%)이다(총계로 100wt%).In the example shown in Example 1-1 among the Cu-Ni-Zn alloys shown in Table 2, for example, Ni is 1.5 to 4.0 wt%, Zn is 0.1 to 0.5 wt%, Si is 0.3 to 0.9 wt%, At least one metal among Sn and Mg is 0.1 to 1 wt%, and the balance is Cu (93.6 to 98 wt%) (100 wt% in total).
이 예에서는, 고유 저항값은 4~5μΩ·cm, TCR이 1000~2000 정도이다.In this example, the specific resistance value is 4 to 5 μΩ·cm, and the TCR is about 1000 to 2000.
한편, 실시예 1-2로 표시되는 예에서는, 예를 들어, Ni가 1.6wt%, Zn이 0.4wt%, Si가 0.4wt%, Sn이 0.5wt%, 잔부가 Cu(약 97.1wt%)이다.On the other hand, in the example represented by Example 1-2, for example, Ni is 1.6 wt%, Zn is 0.4 wt%, Si is 0.4 wt%, Sn is 0.5 wt%, the balance is Cu (about 97.1 wt%) to be.
이 예에서는, 고유 저항값은 4.3μΩ·cm, TCR이 1500 정도이다.In this example, the resistivity value is 4.3 µΩ·cm and the TCR is about 1500.
즉, 표 1에서의 Cu의 비율이 높은 케이스에 해당하기 때문에, 고유 저항값은 망가닌이나 제라닌 30보다도 낮고, 한편, TCR은 망가닌이나 제라닌 30보다도 높은 값을 나타낸다. 따라서, 고유 저항값을 낮게 할 필요성이 높은 경우에 유효하다.That is, since it corresponds to the case where the ratio of Cu in Table 1 is high, the resistivity value is lower than manganin and geranine 30, on the other hand, TCR shows a value higher than manganin and geranine 30. Therefore, it is effective when there is a high necessity to make a specific resistance value low.
(제5 실시형태)(Fifth embodiment)
이어, 본 발명의 제5 실시형태에 의한 션트 저항기에 대해 설명한다. 션트 저항기의 기본적인 구조는 제1 실시형태와 마찬가지여도 된다.Next, a shunt resistor according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The basic structure of the shunt resistor may be the same as that of the first embodiment.
표 3은, 표 1에 나타낸 각 금속 재료의 조성비의 더 구체적인 일 예를 나타내는 도면이다.Table 3 is a diagram showing a more specific example of the composition ratio of each metal material shown in Table 1.
표 3에 나타내는 Cu-Ni-Zn 합금 중 실시예 2-1로 표시되는 예에서는, 예를 들어, Ni가 5~10wt%, Zn이 5~12wt%, Si 및/또는 Ti가 0~1wt%, 잔부가 Cu(약 77~90wt%)이다.In the example shown in Example 2-1 among the Cu-Ni-Zn alloys shown in Table 3, for example, Ni is 5-10 wt%, Zn is 5-12 wt%, Si and/or Ti is 0-1 wt% , the balance is Cu (about 77 to 90 wt%).
이 예에서는, 고유 저항값은 10~15μΩ·cm, TCR이 200~1000 정도이다.In this example, the specific resistance value is 10 to 15 μΩ·cm, and the TCR is about 200 to 1000.
한편, 실시예 2-2로 표시되는 예에서는, 예를 들어, Ni가 6wt%, Zn이 11wt%, 잔부가 Cu(약 83wt%)이다.On the other hand, in the example shown by Example 2-2, Ni is 6 wt%, Zn is 11 wt%, balance is Cu (about 83 wt%), for example.
이 예에서는, 고유 저항값은 11.5μΩ·cm, TCR이 600 정도이다.In this example, the resistivity value is 11.5 μΩ·cm and the TCR is about 600.
즉, 표 1에서의 Cu의 비율이 낮은 케이스에 해당하기 때문에, 고유 저항값은 망가닌이나 제라닌 30보다도 낮지만 표 2의 케이스보다는 높고, 한편, TCR은 망가닌이나 제라닌 30보다도 높지만 표 2의 케이스보다는 낮은 값을 나타낸다. 따라서, 저항값을 낮게 하지만 TCR을 너무 높게 하고 싶지 않은 경우에 유효하다.That is, since it corresponds to the case in which the ratio of Cu in Table 1 is low, the resistivity value is lower than that of manganin or geranine 30, but higher than the case of Table 2, on the other hand, the TCR is higher than that of manganin or geranine 30, but It represents a lower value than the case. Therefore, it is effective when the resistance value is low but the TCR is not too high.
이상과 같이, 망가닌이나 제라닌 30에는 포함하지 않는 Zn을 합금 중에 포함함으로써, 저저항화 및 저TCR화가 가능하다.As described above, by including Zn, which is not contained in manganin or geranine 30, in the alloy, it is possible to reduce the resistance and reduce the TCR.
제4 및 제5 실시형태에 의하면, 구리보다도 저TCR이면서 망가닌보다도 저저항의 션트 저항기를 실현할 수 있다.According to the fourth and fifth embodiments, it is possible to realize a shunt resistor having a TCR lower than that of copper and a resistance lower than that of manganese.
따라서, 본 실시형태에 의하면, 저항체와 전극을 같은 재료로 형성한 션트 저항기에서, 저저항을 실현하면서, TCR도 양호한 특성을 얻을 수 있다.Therefore, according to this embodiment, in the shunt resistor in which the resistor and the electrode are formed of the same material, while realizing a low resistance, good TCR characteristics can be obtained.
또한, 첨가하는 원소의 비율을 조정함으로써, 표 2와 표 3을 비교하면 알 수 있듯이, 어느 정도 원하는 특성값을 갖는 션트 저항기를 제조할 수 있다.Further, by adjusting the ratio of the elements to be added, as can be seen by comparing Tables 2 and 3, it is possible to manufacture a shunt resistor having desired characteristic values to some extent.
또한, 본 실시형태에 의하면, 그러한 재료 조성을 결정하여, 단락 전류를 검출하기 위해 최적의 션트의 구조를 제공할 수 있다.Further, according to the present embodiment, it is possible to determine such a material composition to provide an optimal shunt structure for detecting a short-circuit current.
또, 전류 검출부도 접속함으로써, 단락 전류 검출 가능한 시스템을 실현할 수 있다.Also, by connecting the current detection unit, a system capable of detecting a short-circuit current can be realized.
상기 실시형태에서, 도시되어 있는 구성 등에 대해서는, 이들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 효과를 발휘하는 범위 내에서 적당히 변경하는 것이 가능하다. 그 밖에, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에서 적당히 변경하여 실시하는 것이 가능하다.In the above embodiment, the illustrated configuration or the like is not limited thereto, and can be appropriately changed within the range of exhibiting the effects of the present invention. In addition, as long as it does not deviate from the range of the objective of this invention, it is possible to carry out by changing suitably.
또한, 본 발명의 각 구성 요소는, 임의로 취사 선택할 수 있으며, 취사 선택한 구성을 구비하는 발명도 본 발명에 포함되는 것이다.In addition, each component of this invention can be arbitrarily cooked and selected, and invention provided with a self-selective structure is also included in this invention.
[산업상의 이용 가능성][Industrial Applicability]
본 발명은, 션트 저항기에 이용 가능하다.The present invention is applicable to a shunt resistor.
A 션트 저항기
B 증폭 회로
X 전류 측정 장치
1 판체
3 저항체
5a, 5b 전극
11a, 11b 전압 검출 단자
21 회로 기판
23a, 23b 스루홀(관통공)
25 △Σ변환 아날로그 절연 앰프
27 A/D 변환기
본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 그대로 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.A shunt resistor
B amplification circuit
X current measuring device
1 plate
3 resistor
5a, 5b electrodes
11a, 11b voltage detection terminals
21 circuit board
23a, 23b Through hole (through hole)
25 △Σ Conversion Analog Isolation Amplifier
27 A/D converter
All publications, patents, and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.
Claims (7)
상기 Cu-Ni-Zn 합금은, 그 함유량이,
Ni가 1.5~10wt%이고,
Zn이 0.1~12wt%이며,
잔부가 Cu인 션트 저항기.A Cu-Ni-Zn alloy containing copper, nickel, and zinc is used as a shunt resistance resistor material consisting of a single resistor,
The Cu-Ni-Zn alloy has its content,
Ni is 1.5-10 wt%,
Zn is 0.1 to 12 wt%,
A shunt resistor with a remainder of Cu.
또, Si를 0.3~0.9wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 션트 저항기.The method according to claim 1,
Further, a shunt resistor comprising 0.3 to 0.9 wt% of Si.
또, Sn, Mg 중 적어도 하나의 금속을 0.1~1wt% 포함하는 것을 특징으로 하는 션트 저항기.4. The method according to claim 1 or 3,
In addition, the shunt resistor characterized in that it contains 0.1 to 1 wt% of at least one metal among Sn and Mg.
상기 Cu-Ni-Zn 합금에,
또, Si, Sn, Mg, Ti 중 적어도 하나의 금속을 0.1~1wt% 포함하는 션트 저항기.The method according to claim 1,
In the Cu-Ni-Zn alloy,
In addition, a shunt resistor containing 0.1 to 1 wt% of at least one metal among Si, Sn, Mg, and Ti.
상기 단체의 저항체로 이루어지는 판체의 일부를 표면측으로 세워 올려서 한 쌍의 전압 검출 단자가 형성되어 있는 션트 저항기.A shunt resistor according to claim 1 or 3, comprising:
A shunt resistor in which a pair of voltage detection terminals are formed by raising a part of a plate body made of the single resistor body upright on the surface side.
상기 한 쌍의 전압 검출 단자와 각각 접속되는, 한 쌍의 제1 및 제2 전압 신호 라인에 의한 신호에 의해 전류를 측정하는 전류 측정 회로를 구비한 전류 측정 장치.A shunt resistor according to claim 6,
and a current measuring circuit for measuring a current by a signal by a pair of first and second voltage signal lines respectively connected to the pair of voltage detecting terminals.
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