WO2017169544A1 - 電流検出素子及び給電装置 - Google Patents

電流検出素子及び給電装置 Download PDF

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current detection
insulator
current
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賢太郎 三川
市川　敬一
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株式会社村田製作所
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type

Definitions

  • the present invention relates to a current detection element that detects a high-frequency current flowing in a line, and a power supply apparatus including the same.
  • a current transformer is known as an element for detecting a current flowing in a line.
  • a current transformer is usually composed of a transformer wound around a toroidal core. Therefore, the size of parts is large. For this reason, the current transformer may not be suitable for a device that requires a reduction in size and height. Therefore, as an example of a small and thin transformer, for example, there is a laminated transformer described in Patent Document 1.
  • the laminated transformer described in Patent Document 1 is a surface-mount electronic component in which a transformer is configured by laminating magnetic sheets on which conductor patterns are printed.
  • the current detection element can be reduced in size.
  • problems such as heat generation or damage or a decrease in detection accuracy occur due to resistance loss or magnetic saturation.
  • an object of the present invention is to provide a current detection element capable of detecting a current even with a large current, and a power supply apparatus including the current detection element.
  • the current detection element includes an insulator, a detected conductor formed inside the insulator, a detection conductor formed inside the insulator and magnetically coupled to the detected conductor, and the detected conductor. And a bypass conductor connected in parallel to the detection conductor.
  • the loss in the current detection element is small, even if a current detection element is provided in the middle of the line where the current is to be detected, the influence on the line can be suppressed.
  • the insulator includes a first insulator including a magnetic body, and a second insulator laminated on the first insulator and having a lower magnetic permeability than the magnetic body, and the detected conductor and the detection
  • the conductor may be formed on the first insulator, and the bypass conductor may be formed on the second insulator.
  • the concentration of magnetic flux in the vicinity of the detected conductor can be reduced, and the current transformation characteristics due to magnetic saturation of the magnetic material (current flowing through the detected conductor) The ratio of the current flowing through the detection conductor to the ratio) can be prevented.
  • the current detection element may include an impedance element provided in the middle of the current path of the bypass conductor.
  • the current flowing to the detected conductor can be adjusted. And it can avoid that an electric current does not flow into a to-be-detected conductor, an electric current flows only into a bypass conductor, and cannot perform an electric current detection.
  • the inductance of the detected conductor may be lower than the inductance of the detecting conductor.
  • the detected conductor may be formed in a straight line.
  • the resistance component of the detected conductor can be suppressed.
  • the detection conductor may be formed in a coil shape.
  • the detection conductor and the detection conductor can be strongly coupled. For this reason, the number of coil turns can be reduced, and the current detection element can be reduced in size.
  • the insulator may include a third insulator whose permeability is lower than the surrounding permeability, and the third insulator may be formed at least between the detected conductor and the detection conductor.
  • the power supply device includes a power supply coupling unit coupled to a power reception coupling unit included in the power reception device by at least one of an electric field or a magnetic field, a power supply circuit that supplies AC power to the power supply coupling unit, and the power supply circuit. And a current detection element for detecting a current flowing in a power supply line connected to the power supply coupling unit, the current detection element comprising an insulator and a detected conductor formed inside the insulator. A detection conductor formed inside the insulator and magnetically coupled to the detected conductor, and a bypass conductor connected in parallel to the detected conductor, wherein the detected conductor is the power supply line It is characterized by constituting a part of
  • the loss of the current detection element is small, even if a current detection element is provided in the middle of the power supply line, the influence on the power supply line can be suppressed.
  • the current detection element may include an impedance element provided in the middle of the bypass conductor.
  • the current flowing to the detected conductor can be adjusted. And it can avoid that an electric current does not flow into a to-be-detected conductor, an electric current flows only into a bypass conductor, and cannot perform an electric current detection.
  • the power supply device may include a resonance circuit including the power supply coupling unit and the impedance element, and the resonance circuit may resonate at a frequency of AC power supplied to the power supply coupling unit by the power supply circuit. .
  • the impedance element a part of the resonance circuit, the current at the detection target frequency can be detected with high accuracy without being affected by the noise component.
  • current detection by the current detection element can be performed without affecting supply efficiency.
  • the current detection element even if a large current flows into the current detection element, the current is divided into the detected conductor and the bypass conductor. For this reason, the resistance loss of the detected conductor can be suppressed as compared with the case where a large current flows only in the detected conductor. That is, a current detection element that can detect a current even with a large current can be realized.
  • FIG. 1A is a plan view of the current detection element
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a bottom view of the current detection element.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the current detection element.
  • 4A, 4B, and 4C are cross-sectional views illustrating another example of the current detection element.
  • FIGS. 5A and 5B are circuit diagrams of the current detection element according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of a power supply system according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of another example power supply system.
  • FIG. 1A is a plan view of the current detection element 1
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a bottom view of the current detection element 1.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of the current detection element 1.
  • the current detection element 1 includes a laminate 10.
  • the laminated body 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • a plurality of mounting electrodes 14A, 14B, 14C, and 14D shown in FIG. 2 are formed on one main surface (hereinafter referred to as a mounting surface) of the multilayer body 10.
  • the current detection element 1 is mounted on a circuit board by soldering a plurality of mounting electrodes 14A, 14B, 14C, and 14D to electrodes on the circuit board.
  • the laminated body 10 is formed by laminating a plurality of insulator layers and then sintering.
  • the insulator layer includes an insulator layer made of only a magnetic material such as ferrite, an insulator layer made of a magnetic material and a nonmagnetic material, and an insulator layer made only of a nonmagnetic material.
  • the magnetic body is a ferromagnetic body and has a relative permeability ⁇ r > 1.
  • a magnetic material having a low magnetic permeability ( ⁇ r ⁇ 1, but lower than the magnetic permeability of the magnetic material) may be used instead of a non-magnetic material.
  • the laminated body 10 in which these insulating layers are laminated has a high magnetic permeability portion 101 and low magnetic permeability portions 102A, 102B, and 103 having a lower magnetic permeability than the high magnetic permeability portion 101.
  • the low magnetic permeability portions 102A and 102B are stacked on the high magnetic permeability portion 101 with the high magnetic permeability portion 101 interposed therebetween.
  • the low magnetic permeability portion 103 is formed inside the high magnetic permeability portion 101.
  • the high magnetic permeability portion 101 is an example of the “first insulator” according to the present invention.
  • the low magnetic permeability portions 102A and 102B are examples of the “second insulator” according to the present invention.
  • the low magnetic permeability portion 103 is an example of the “third insulator” according to the present invention.
  • a linear current detection conductor 11 is formed in the low magnetic permeability portion 103 of the laminate 10.
  • the current detection conductor 11 is an example of the “detected conductor” according to the present invention. By forming the current detection conductor 11 into a linear shape, the current detection conductor 11 can be easily formed. In addition, the current detection conductor 11 can be shortened and its inductance and resistance can be reduced as compared with the case where the current detection conductor 11 is bent and routed.
  • End face vias 11 ⁇ / b> A and 11 ⁇ / b> B are formed on the side surface of the stacked body 10 along the stacking direction.
  • the end face vias 11A and 11B are connected to mounting electrodes 14A and 14B formed on the mounting surface of the stacked body 10. Both ends in the longitudinal direction of the current detection conductor 11 are connected to end face vias 11A and 11B. That is, both ends of the current detection conductor 11 are connected to the mounting electrodes 14A and 14B via the end face vias 11A and 11B, respectively.
  • a via conductor may be formed inside the multilayer body 10, and the current detection conductor 11 may be connected to the mounting electrodes 14A and 14B via the via conductor.
  • a bypass conductor 12 is formed in the low magnetic permeability portion 102B.
  • the bypass conductor 12 is formed to face the current detection conductor 11. Both ends of the bypass conductor 12 in the longitudinal direction are connected to the end face vias 11A and 11B.
  • the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12 are connected in parallel between the mounting electrodes 14A and 14B.
  • the inductor L1 shown in FIG. 3 is an inductance component of the current detection conductor 11.
  • Z1 in FIG. 3 is an equivalent impedance component (inductor, resistance, etc.) that the bypass conductor 12 has.
  • a coil conductor 13 is formed in the high magnetic permeability portion 101 and the low magnetic permeability portion 103.
  • the coil conductor 13 is an example embodiment that corresponds to the “detection conductor” according to the present invention.
  • the coil conductor 13 is formed by winding a conductor pattern in a coil shape with the stacking direction of the multilayer body 10 as a winding axis.
  • the coil conductor 13 is disposed adjacent to the current detection conductor 11 with a gap in a plan view shown in FIG.
  • the coil conductor 13 is composed of open loop conductors 131, 132, 133, 134, 135, 136.
  • Each of the open loop conductors 131 to 136 is formed on the main surface of a different insulator layer.
  • a part of the open loop conductors 133 and 134 is formed on the main surface of the insulator layer constituting the low magnetic permeability portion 103.
  • the open loop conductors 131 to 136 are connected by via conductors (not shown).
  • the winding direction of the coil conductor 13 is not particularly limited. A plurality of coil conductors may be arranged along the direction in which the current detection conductor 11 extends. Furthermore, the winding axis direction of the coil conductor 13 is not limited to the stacking direction of the multilayer body 10.
  • End face vias 13 ⁇ / b> A and 13 ⁇ / b> B along the stacking direction of the stacked body 10 are formed on the side surface of the stacked body 10.
  • the end face vias 13A and 13B are connected to mounting electrodes 14C and 14D formed on the mounting surface of the laminate 10.
  • Both ends of the coil conductor 13 are connected to the end face vias 13A and 13B. That is, both ends of the coil conductor 13 are connected to the mounting electrodes 14C and 14D via the end face vias 13A and 13B.
  • the current detection element 1 is mounted on the circuit board so that the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12 are arranged in the middle of the main line of the circuit board. Further, both ends of the coil conductor 13, that is, the mounting electrodes 14 ⁇ / b> C and 14 ⁇ / b> D are connected to a detection circuit for detecting a current flowing through the current detection conductor 11.
  • the input current flows through the end face via 11A (or end face via 11B) and flows into the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12. Then, the input current is shunted to the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12. At this time, since the bypass conductor 12 has an impedance component of Z1, no input current flows only through the bypass conductor 12.
  • the current detection conductor 11 is preferably formed such that its inductance component (inductor L1 in FIG. 3) is smaller than the inductance of the coil conductor 13.
  • the bypass conductor 12 is formed in the low magnetic permeability portion 102B.
  • the low magnetic permeability portion 102B is provided outside the high magnetic permeability portion 101. Therefore, even if a current flows through the bypass conductor 12, the magnetic field coupling between the coil conductor 13 and the bypass conductor 12 is suppressed.
  • an induced current flows through the coil conductor 13 in accordance with the induced electromotive force.
  • the current flowing through the current detection conductor 11 can be detected by detecting the induced electromotive force or the induced current by the detection circuit connected to the mounting electrodes 14C and 14D.
  • the impedance components of the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12 are known. For this reason, the current between the mounting electrodes 14A and 14B, that is, the current flowing through the main line of the circuit board can be detected from the detected current flowing through the current detection conductor 11.
  • the current detection element 1 is configured so that the bypass conductor 12 is connected in parallel to the current detection conductor 11 through which the current to be detected flows. Current detection. Further, since the bypass conductor 12 is fixed to the current detection element 1, there is no occurrence of a characteristic shift due to a difference in configuration. Therefore, current detection can be performed with high accuracy.
  • the concentration of the magnetic flux density of the high permeability portion 101 can be relaxed and the magnetic saturation of the high permeability portion 101 can be suppressed. it can. For this reason, the influence on the current transformation characteristics can be prevented, and the decrease in the current detection accuracy can be suppressed.
  • the current detection conductor 11 in the low magnetic permeability portion 103, the inductance component or the magnetic loss of the current detection conductor 11 can be reduced. Furthermore, magnetic saturation of the magnetic body around the current detection conductor 11 can be prevented.
  • the low magnetic permeability portion 103 is interposed between the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12, a closed magnetic circuit is formed through which the magnetic field passes between the current detection conductor 11 and the coil conductor 13. Can be suppressed. As a result, the magnetic field coupling between the current detection conductor 11 and the coil conductor 13 can be strengthened, and current detection can be performed with high sensitivity. Further, by providing the low magnetic permeability portion 103 between the current detection conductor 11 and the coil conductor 13, the magnetic field coupling can be strengthened without reducing the distance between the current detection conductor 11 and the coil conductor 13. . That is, by separating the current detection conductor 11 and the coil conductor 13, the parasitic capacitance generated between the two conductors can be reduced.
  • the inductance of the coil conductor 13 is not significantly reduced.
  • the following shows another example of the current detection element 1.
  • 4 (A), 4 (B), and 4 (C) are cross-sectional views showing another example of the current detection element.
  • the laminated body 10A is configured by sequentially laminating a low permeability portion 102B, a high permeability portion 101B, a low permeability portion 103A, a high permeability portion 101A, and a low permeability portion 102A.
  • the high magnetic permeability portions 101A and 101B are insulator layers made only of a ferromagnetic material such as magnetic ferrite.
  • the low magnetic permeability portions 102A and 102B and the low magnetic permeability portions 103A and 103B are insulator layers made of only a nonmagnetic material such as nonmagnetic ferrite.
  • the current detection conductor 11 is formed on the main surface of the insulator layer constituting the low magnetic permeability portion 103A.
  • the open loop conductors 133 and 134 of the coil conductor 13 are also formed on the main surface of the insulator layer constituting the low magnetic permeability portion 103A. Accordingly, a part of the current detection conductor 11 and the coil conductor 13 is formed in the low magnetic permeability portion 103A of the multilayer body 10A.
  • each layer of the laminate 10A is formed of an insulator layer made of only a ferromagnetic material or an insulator layer made of only a non-magnetic material, so that the laminate 10A can be easily manufactured.
  • the current detection element 1B shown in FIG. 4B is different from the current detection element 1 in the configuration of the bypass conductor 12A.
  • the bypass conductor 12A is provided in the low magnetic permeability portion 102B.
  • the bypass conductor 12 ⁇ / b> A has a size that overlaps both the coil conductor 13 and the current detection conductor 11 when viewed in plan in the winding axis direction of the coil conductor 13.
  • bypass conductor 12A is formed in the low magnetic permeability portion 102B provided outside the high magnetic permeability portion 101, the magnetic field coupling with the coil conductor 13 is suppressed. Further, when the bypass conductor 12A overlaps the coil conductor 13 when viewed in plan in the winding axis direction of the coil conductor 13, the coil conductor 13 interlinks with the magnetic flux generated outside the current detection element 1. Functions as a magnetic shield to prevent
  • the 4C is different from the current detection element 1 in that it includes two bypass conductors 12A and 12B.
  • the bypass conductor 12A is provided in the low magnetic permeability portion 102B.
  • the bypass conductor 12B is provided in the low magnetic permeability portion 102A.
  • bypass conductor 12 may be formed on the main surface of the high magnetic permeability portion 101 without providing the low magnetic permeability portions 102A and 102B in FIG.
  • the bypass conductor 12 only needs to be formed at least outside the high magnetic permeability portion 101. Further, it is not necessary to provide the low permeability portion 103 in the laminate 10.
  • bypass conductor 12 does not need to face the current detection conductor 11 and is preferably disposed at a position where magnetic coupling with the coil conductor 13 is difficult to occur. By lowering the magnetic field coupling with the coil conductor 13, the influence of the bypass conductor 12 on the coil conductor can be suppressed.
  • the high permeability portion is a magnetic material (ferromagnetic material), and the low permeability portion is a non-magnetic material or a magnetic material having a lower permeability than that of the high permeability portion.
  • the low magnetic permeability portion may be made of a diamagnetic material (relative magnetic permeability ⁇ r ⁇ 1), and the high magnetic permeability portion may be made of a magnetic material or a non-magnetic material. It is sufficient that at least the permeability of the low permeability portion is lower than the permeability of the surrounding high permeability portion.
  • the current detection element according to the second embodiment is different from the first embodiment in that an impedance element is provided in the middle of the bypass conductor.
  • 5A and 5B are circuit diagrams of the current detection elements 2A and 2B according to the present embodiment.
  • the resistor R1 is an element mounted on the upper surface or inside of the stacked body 10 illustrated in FIG. By providing the resistor R1, the current flowing through the current detection conductor 11 can be adjusted. As a result, it is possible to avoid the possibility that the current flows only in the bypass conductor 12 and the current does not flow in the current detection conductor 11 and the current detection cannot be performed.
  • the capacitor C1 may be an element mounted on the top surface or inside of the multilayer body 10 shown in FIG. 1B, or may be constituted by an electrode formed in the multilayer body 10.
  • a parallel resonant circuit may be configured by the capacitor C1 and the inductance component (inductor L1) of the current detection conductor 11.
  • the current detection element 2B allows a current having a frequency other than the frequency of the current to be detected. I can stop.
  • FIG. 6 is a circuit diagram of the power supply system 200 according to the third embodiment.
  • the power supply system 200 includes a power feeding device 201 and a power receiving device 202.
  • the power supply system 200 supplies power from the power supply apparatus 201 to the power reception apparatus 202 by a magnetic field coupling method.
  • the power receiving apparatus 202 includes a load circuit 213.
  • the load circuit 213 includes a charging circuit and a secondary battery. Note that the secondary battery may be detachable from the power receiving apparatus 202.
  • the power receiving apparatus 202 is, for example, a portable electronic device that includes the secondary battery. Examples of portable electronic devices include mobile phones, portable music players, notebook PCs, and digital cameras.
  • the power feeding device 201 is a charging stand for charging the secondary battery of the power receiving device 202 placed thereon.
  • the power supply apparatus 201 includes a DC power source Vin that outputs a DC voltage.
  • the DC power source Vin is an AC adapter connected to a commercial power source.
  • An inverter circuit 211 that converts a DC voltage into an AC voltage is connected to the DC power source Vin.
  • the inverter circuit 211 outputs an alternating voltage.
  • the AC voltage here means a voltage having an AC component, and includes a pulsating voltage containing a DC component.
  • a resonance circuit including a capacitor C3 and a coil L2 is connected to the output side of the inverter circuit 211.
  • the inverter circuit 211 is an example of the “power supply circuit” according to the present invention.
  • both the power supply device 201 and the power receiving device 202 constitute a series resonance circuit, but may be a parallel resonance circuit.
  • the current detection element 1 is provided between the inverter circuit 211 and the resonance circuit.
  • the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12 of the current detection element 1 are part of the power supply line 210 between the inverter circuit 211 and the resonance circuit.
  • the coil conductor 13 of the current detection element 1 is connected to the capacitor C2 and the load R2.
  • the capacitor C2 and the load R2 are the detection circuit described in the first embodiment.
  • the induced current flowing through the coil conductor 13 can be detected.
  • the current flowing through the current detection conductor 11 and the bypass conductor 12 from the induced current that is, the current flowing between the inverter circuit 211 and the resonance circuit (hereinafter referred to as a feeding current) can be detected.
  • the power receiving apparatus 202 includes a capacitor C4 and a coil L3 that form a resonance circuit.
  • the coils L ⁇ b> 2 and L ⁇ b> 3 are magnetically coupled to supply power from the power supply apparatus 201 to the power reception apparatus 202.
  • the resonance circuit of the power receiving device 202 is set to the same resonance frequency as the resonance circuit of the power feeding device 201. By making the resonance frequencies of the resonance circuits of the power supply apparatus 201 and the power reception apparatus 202 the same, power can be supplied efficiently.
  • the coil L2 is an example of the “feed coupling portion” according to the present invention.
  • the coil L3 is an example of the “power receiving coupling portion” according to the present invention.
  • the power reception circuit 212 is connected to the resonance circuit of the power reception device 202.
  • the power receiving circuit 212 rectifies and smoothes the voltage induced in the coil L3.
  • the power receiving circuit 212 converts the rectified and smoothed voltage into a stabilized predetermined voltage and supplies the voltage to the load circuit 213.
  • the impedance of the inverter circuit 211 viewed from the power receiving device 202 side can be detected.
  • the impedance for example, it can be determined whether or not the power receiving device 202 is placed on the power feeding device 201.
  • the resonance circuit of the power feeding apparatus 201 and the power receiving apparatus 202 is coupled, and a frequency peak due to complex resonance appears. Then, by detecting the frequency characteristics of the impedance and detecting the presence or absence of a frequency peak, the presence or absence of the power receiving apparatus 202 can be determined.
  • the presence or absence of the power receiving device 202 is detected or the state of the abnormality is detected based on the change in the magnitude or phase of the current. It can be performed.
  • the current detection element 1 for detection of the feeding current, even when a large current is supplied to the coil L2, loss can be suppressed and current detection can be performed. Since the loss can be suppressed, even if the current detection element 1 is provided in the middle of the power supply line 210 between the inverter circuit 211 and the resonance circuit, the influence on the power supply line 210 can be suppressed.
  • bypass conductor 12 is fixed to the current detection element 1, there is no occurrence of a characteristic shift due to a difference in configuration. Therefore, the feeding current can be detected with high accuracy.
  • an impedance element may be provided in the middle of the bypass conductor 12.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of another example of the power supply system 200A.
  • the inductance component (inductor L1) of the capacitor C1 and the current detection conductor 11 constitutes a parallel resonance circuit having a resonance frequency other than the frequency of the current output from the inverter circuit 211 (for example, the third harmonic). Yes. Thereby, currents other than the frequency of the output current from the inverter circuit 211 (for example, third harmonic) can be blocked.
  • the capacitor C1 When the capacitor C1 is provided, the capacitor C1 may be used as a part of a resonance circuit that constitutes a series resonance circuit including the coil L2. In this case, the influence on the supply efficiency when the current detection element 2B is provided can be suppressed.
  • the power supply system of the present embodiment supplies power from the power feeding device to the power receiving device by the magnetic field coupling method, but may supply power from the power feeding device to the power receiving device by the electric field coupling method. Good.

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Abstract

電流検出素子（１）は、積層体（１０）と、積層体（１０）の低透磁率部（１０３）の内部に形成された電流検出用導体（１１）と、積層体（１０）の高透磁率部（１０１）の内部に形成され、電流検出用導体（１１）と磁界結合するコイル導体（１３）と、電流検出用導体（１１）に対し並列接続され、積層体（１０）の低透磁率部（１０２Ｂ）内に形成されるコイル導体（１３）とは磁界結合しないバイパス導体（１２）とを備える。

Description

電流検出素子及び給電装置
　本発明は、線路に流れる高周波電流を検出する電流検出素子、及びそれを備える給電装置に関する。
　線路に流れる電流を検出する素子として、例えばカレントトランスが知られている。カレントトランスは通常、トロイダルコアに巻線したトランスで構成される。そのため、部品のサイズが大きくい。そのため、小型化、低背化が要求される装置には、カレントトランスは適さない場合がある。そこで、小型、薄型トランスの例として、例えば、特許文献１に記載されている積層トランスがある。特許文献１に記載の積層トランスは、導体パターンを印刷した磁性体シートを積層することでトランスを構成した、表面実装電子部品である。
特開２００４－２５７９６４号公報
　特許文献１に記載の積層トランスを用いることで、電流検出素子は小型化できる。しかしながら、小型化した電流検出素子に大電流が流れると、抵抗損又は磁気飽和等が原因で、発熱又は破損が発生したり、検出精度が低下したりするといった問題が生じる。
　そこで、本発明の目的は、大電流であっても電流を検出できる電流検出素子、及びそれを備える給電装置を提供することにある。
　本発明に係る電流検出素子は、絶縁体と、前記絶縁体の内部に形成された被検出導体と、前記絶縁体の内部に形成され、前記被検出導体と磁界結合する検出導体と、前記被検出導体に対し並列接続されたバイパス導体と、を備えることを特徴とする。
　この構成では、電流検出素子の被検出導体に電流が流れると、被検出導体と検出導体とが磁界結合して、検出導体に誘導電流が流れる。この誘導電流を検出することで、被検出導体に流れる電流を検出できる。この被検出導体には、バイパス導体が並列接続されている。このため、電流検出素子へ流れ込む電流（以下、通電電流と言う）は、被検出導体とバイパス導体とに分流される。この場合、被検出導体とバイパス導体とに流れる電流は、通電電流よりも小さい。したがって、通電電流が大電流であっても、被検出導体には大電流が流れないため、抵抗損を抑制できる。これにより、大電流であっても、電流を検出できる電流検出素子を実現できる。
　また、電流検出素子での損失は小さいため、電流を検出したい線路の途中に電流検出素子を設けても、その線路への影響を抑制できる。
　前記絶縁体は、磁性体を含む第１絶縁体と、前記第１絶縁体に積層され、前記磁性体よりも透磁率が低い第２絶縁体と、を有し、前記被検出導体及び前記検出導体は、前記第１絶縁体に形成され、前記バイパス導体は、前記第２絶縁体に形成されてもよい。
　この構成では、通電電流は、被検出導体とバイパス導体とに分流されるため、被検出導体近傍の磁束の集中を軽減でき、磁性体の磁気飽和等による変流特性（被検出導体に流れる電流に対する検出導体に流れる電流の比）への影響を防ぐことができる。
　前記電流検出素子は、前記バイパス導体の電流経路途中に設けられたインピーダンス素子を備えていてもよい。
　この構成では、被検出導体へ流れる電流を調整することができる。そして、被検出導体に電流が流れず、バイパス導体にのみ電流が流れて、電流検出を行えなくなることを回避できる。
　前記被検出導体のインダクタンスは、前記検出導体のインダクタンスよりも低くてもよい。
　この構成では、被検出導体に接続される線路（電流検出素子が挿入される線路）への影響を小さくできる。
　前記被検出導体は直線状に形成されていてもよい。
　この構成では、被検出導体の抵抗成分を抑えることができる。
　前記検出導体はコイル状に形成されていてもよい。
　この構成では、被検出導体と検出導体との結合を強くできる。このため、コイル巻回数を少なくでき、電流検出素子を小型化できる。
　前記絶縁体は、透磁率が周囲の透磁率よりも低い第３絶縁体を有し、前記第３絶縁体は、少なくとも前記被検出導体と前記検出導体との間に形成されていてもよい。
　この構成では、被検出導体から生じた磁束が被検出導体と検出導体との間に通りにくくすることで、被検出導体と検出導体との結合を強くできる。
　本発明に係る給電装置は、受電装置が有する受電結合部と電界又は磁界の少なくとも一方により結合する給電結合部と、前記給電結合部へ交流の電力を供給する電力供給回路と、前記電力供給回路と前記給電結合部とに接続される電力供給ラインに流れる電流を検出する電流検出素子と、を備え、前記電流検出素子は、絶縁体と、前記絶縁体の内部に形成された被検出導体と、前記絶縁体の内部に形成され、前記被検出導体と磁界結合する検出導体と、前記被検出導体に対し並列接続されたバイパス導体と、を有し、前記被検出導体は、前記電力供給ラインの一部を構成していることを特徴とする。
　この構成では、電力供給ラインを流れる電流が被検出導体に流れると、被検出導体と検出導体とが磁界結合して、検出導体に誘導電流が流れる。この誘導電流を検出することで、被検出導体に流れる電流を検出できる。この被検出導体には、バイパス導体が並列接続されている。このため、電力供給ラインを流れる電流は、被検出導体とバイパス導体とに分流される。この場合、被検出導体に流れる電流は、電力供給ラインを流れる電流よりも小さい。したがって、電力供給ラインを流れる電流が大電流であっても、被検出導体には大電流が流れないため、抵抗損を抑制できる。これにより、大電流であっても、電流を検出できる電流検出素子を実現できる。
　また、電流検出素子の損失は小さいため、電力供給ラインの途中に電流検出素子を設けても、その電力供給ラインへの影響を抑制できる。
　前記電流検出素子は、前記バイパス導体の途中に設けられたインピーダンス素子を有していてもよい。
　この構成では、被検出導体へ流れる電流を調整することができる。そして、被検出導体に電流が流れず、バイパス導体にのみ電流が流れて、電流検出を行えなくなることを回避できる。
　前記給電装置は、前記給電結合部と前記インピーダンス素子とを含む共振回路、を備え、前記共振回路は、前記電力供給回路が前記給電結合部へ供給する交流の電力の周波数において共振してもよい。
　この構成では、インピーダンス素子を共振回路の一部とすることで、ノイズ成分の影響を受けることなく、検出対象周波数の電流を高精度に検出できる。また、供給効率に影響を及ぼさずに、電流検出素子による電流検出を行える。
　本発明によれば、電流検出素子に大電流が流れ込んでも、その電流は被検出導体とバイパス導体とに分流される。このため、大電流が被検出導体にのみに流れる場合と比べて、被検出導体の抵抗損を抑制できる。つまり、大電流であっても電流検出を行える電流検出素子を実現できる。
図１（Ａ）は、電流検出素子の平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ－Ｉ線における断面図である。 図２は、電流検出素子の下面図である。 図３は、電流検出素子の回路図である。 図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、電流検出素子の別の例を示す断面図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、実施形態２に係る電流検出素子の回路図である。 図６は、実施形態３に係る電力供給システムの回路図である。 図７は、別の例の電力供給システムの回路図である。
（実施形態１）
　図１（Ａ）は、電流検出素子１の平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＩ－Ｉ線における断面図である。図２は、電流検出素子１の下面図である。図３は、電流検出素子１の回路図である。
　電流検出素子１は積層体１０を備えている。積層体１０は略直方体形状である。積層体１０の一方主面（以下、実装面と言う）には、図２に示す、複数の実装電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが形成されている。電流検出素子１は、複数の実装電極１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを、回路基板上の電極に半田付けすることで、回路基板に実装される。
　積層体１０は、複数の絶縁体層が積層された後、焼結されて形成される。絶縁体層は、フェライト等の磁性体のみからなる絶縁体層と、磁性体及び非磁性体からなる絶縁体層と、非磁性体のみからなる絶縁体層とを含む。磁性体は強磁性体であり、比透磁率μｒ＞１である。非磁性体は、周囲の磁性体よりも透磁率が低く、比透磁率μｒ＝１である。なお、非磁性体ではなく低透磁率の磁性体（μr≠１、ただし、磁性体の透磁率よりも低い）を用いてもよい。
　これら絶縁体層が積層された積層体１０は、高透磁率部１０１と、高透磁率部１０１よりも透磁率が低い低透磁率部１０２Ａ，１０２Ｂ，１０３とを有する。低透磁率部１０２Ａ，１０２Ｂは、高透磁率部１０１を間に挟むようにして、高透磁率部１０１に積層されている。また、低透磁率部１０３は、高透磁率部１０１の内部に形成されている。
　高透磁率部１０１は、本発明に係る「第１絶縁体」の一例である。低透磁率部１０２Ａ，１０２Ｂは、本発明に係る「第２絶縁体」の一例である。低透磁率部１０３は、本発明に係る「第３絶縁体」の一例である。
　積層体１０の低透磁率部１０３内には、直線状の電流検出用導体１１が形成されている。この電流検出用導体１１は、本発明に係る「被検出導体」の一例である。電流検出用導体１１を直線形状とすることで、電流検出用導体１１の形成が容易となる。また、電流検出用導体１１を屈曲させて引き回す場合と比べて、電流検出用導体１１を短くでき、そのインダクタンス及び抵抗値を低減できる。
　積層体１０の側面には、積層方向に沿って端面ビア１１Ａ，１１Ｂが形成されている。端面ビア１１Ａ，１１Ｂは、積層体１０の実装面に形成された実装電極１４Ａ，１４Ｂに接続されている。電流検出用導体１１の長手方向の両端それぞれは、端面ビア１１Ａ，１１Ｂに接続されている。つまり、電流検出用導体１１の両端それぞれは、端面ビア１１Ａ，１１Ｂを介して、実装電極１４Ａ，１４Ｂに接続されている。
　なお、積層体１０の内部にビア導体を形成し、そのビア導体を介して電流検出用導体１１を実装電極１４Ａ，１４Ｂに接続することもできる。
　低透磁率部１０２Ｂ内にはバイパス導体１２が形成されている。バイパス導体１２は、電流検出用導体１１に対向するように形成されている。バイパス導体１２の長手方向の両端それぞれは、端面ビア１１Ａ，１１Ｂに接続されている。
　すなわち、図３に示すように、電流検出用導体１１とバイパス導体１２とは、実装電極１４Ａ，１４Ｂの間で、並列に接続されている。図３に示すインダクタＬ１は、電流検出用導体１１のインダクタンス成分である。また、図３のＺ１は、バイパス導体１２が有する等価的なインピーダンス成分（インダクタ、抵抗等）である。
　高透磁率部１０１及び低透磁率部１０３には、コイル導体１３が形成されている。コイル導体１３は、本発明に係る「検出用導体」の一例である。コイル導体１３は、積層体１０の積層方向を巻回軸として、導体パターンがコイル状に巻回されて形成されている。そして、コイル導体１３は、図１（Ａ）に示す平面視で、電流検出用導体１１と間隙をおいて隣接配置されている。
　詳しくは、コイル導体１３は、開ループ状導体１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６から構成されている。開ループ状導体１３１～１３６それぞれは、異なる絶縁体層の主面に形成されている。開ループ状導体１３３，１３４の一部は、低透磁率部１０３を構成する絶縁体層の主面に形成されている。そして、開ループ状導体１３１～１３６は不図示のビア導体により接続されている。
　なお、コイル導体１３の巻回方向は特に限定されない。また、コイル導体を電流検出用導体１１の延びる方向に沿って複数配置してもよい。さらに、コイル導体１３の巻回軸方向は、積層体１０の積層方向に限定されない。
　積層体１０の側面には、積層体１０の積層方向に沿った端面ビア１３Ａ，１３Ｂが形成されている。この端面ビア１３Ａ，１３Ｂは、積層体１０の実装面に形成された実装電極１４Ｃ，１４Ｄに接続されている。コイル導体１３の両端それぞれは、この端面ビア１３Ａ，１３Ｂに接続されている。つまり、コイル導体１３の両端それぞれは、端面ビア１３Ａ，１３Ｂを介して、実装電極１４Ｃ，１４Ｄに接続されている。
　以下に、前記のように構成される電流検出素子１での電流検出方法について説明する。
　電流検出素子１は、電流検出用導体１１及びバイパス導体１２が回路基板の主線路の途中に配置されるよう、回路基板に実装される。また、コイル導体１３の両端、つまり、実装電極１４Ｃ，１４Ｄは、電流検出用導体１１を流れる電流を検出するための検出用回路に接続される。
　実装電極１４Ａ（又は実装電極１４Ｂ）から電流が入力されると、その入力電流は、端面ビア１１Ａ（又は端面ビア１１Ｂ）を通り、電流検出用導体１１及びバイパス導体１２へ流れ込む。そして、入力電流は、電流検出用導体１１とバイパス導体１２とに分流される。このとき、バイパス導体１２はＺ１のインピーダンス成分を有するため、バイパス導体１２のみに入力電流が流れることはない。
　入力電流が分流されることで、入力電流が大電流であっても、電流検出用導体１１には、入力電流よりも小さい電流が流れる。これにより、電流検出用導体１１の抵抗損を抑制できる。したがって、回路基板の主線路の途中に電流検出素子１を設けても、主線路への影響を抑制できる。
　なお、主線路への影響を抑制するために、電流検出用導体１１は、そのインダクタンス成分（図３のインダクタＬ１）が、コイル導体１３のインダクタンスよりも小さくなるように形成されることが好ましい。
　電流検出用導体１１に電流が流れると、電流検出用導体１１から磁束が発生する。その磁束はコイル導体１３のコイル開口に鎖交する。これにより、電流検出用導体１１とコイル導体１３とは磁界結合する。
　ここで、バイパス導体１２は低透磁率部１０２Ｂ内に形成されている。そして、その低透磁率部１０２Ｂは高透磁率部１０１の外側に設けられている。したがって、バイパス導体１２に電流が流れても、コイル導体１３とバイパス導体１２の磁界結合は抑制される。
　コイル導体１３に誘導起電力が生じると、その誘導起電力に応じてコイル導体１３には誘導電流が流れる。そして、実装電極１４Ｃ，１４Ｄに接続される検出用回路により、誘導起電力又は誘導電流を検出することで、電流検出用導体１１に流れる電流を検出できる。電流検出用導体１１及びバイパス導体１２のインピーダンス成分（図３のインダクタＬ１及びＺ１のインピーダンス成分）は既知である。このため、検出される電流検出用導体１１を流れる電流から、実装電極１４Ａ，１４Ｂ間の電流、つまり、回路基板の主線路を流れる電流を検出できる。
　このように、電流検出素子１は、検出する電流が流れる電流検出用導体１１に、バイパス導体１２を並列接続する構成とすることで、大電流が入力されても分流されるため、損失を抑えて、電流検出を行える。また、バイパス導体１２は電流検出素子１に固定されたものであるため、構成の違いによる特性のずれが生じることがない。したがって、精度よく電流検出を行える。
　また、入力電流を分流して、電流検出用導体１１に流れる電流を小さくすることで、高透磁率部１０１の磁束密度の集中を緩和して、高透磁率部１０１の磁気飽和を抑えることができる。このため、変流特性への影響を防ぐことができ、電流検出精度の低下を抑制できる。
　また、電流検出用導体１１を低透磁率部１０３内に形成することで、電流検出用導体１１のインダクタンス成分又は磁気損失を小さくできる。さらに、電流検出用導体１１周りの磁性体の磁気飽和を防止できる。
　また、電流検出用導体１１とバイパス導体１２との間に、低透磁率部１０３が介在しているため、磁界が、電流検出用導体１１とコイル導体１３との間を通る閉磁路の形成を抑制できる。その結果、電流検出用導体１１とコイル導体１３との磁界結合を強くでき、感度よく電流検出を行える。また、電流検出用導体１１とコイル導体１３との間に低透磁率部１０３を設けることで、電流検出用導体１１とコイル導体１３との距離を近づけることなく、磁界結合を強くすることができる。つまり、電流検出用導体１１とコイル導体１３とを離すことで、２つの導体間に生じる寄生容量を低減できる。
　さらに、コイル導体１３の一部のみ低透磁率部１０３内に形成されているので、コイル導体１３のインダクタンスは大幅に低下することはない。
　以下に、電流検出素子１の別の例を示す。
　図４（Ａ）、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、電流検出素子の別の例を示す断面図である。
　図４（Ａ）に示す電流検出素子１Ａは、積層体１０Ａの構成が、電流検出素子１と相違する。積層体１０Ａは、低透磁率部１０２Ｂ、高透磁率部１０１Ｂ、低透磁率部１０３Ａ、高透磁率部１０１Ａ、低透磁率部１０２Ａが順に積層されて構成されている。高透磁率部１０１Ａ，１０１Ｂは、磁性フェライト等の強磁性体のみからなる絶縁体層である。低透磁率部１０２Ａ，１０２Ｂと低透磁率部１０３Ａ，１０３Ｂとは、非磁性フェライト等の非磁性体のみからなる絶縁体層である。
　電流検出用導体１１は、低透磁率部１０３Ａを構成する絶縁体層の主面に形成されている。コイル導体１３の開ループ状導体１３３，１３４も、低透磁率部１０３Ａを構成する絶縁体層の主面に形成されている。これにより、電流検出用導体１１及びコイル導体１３の一部は、積層体１０Ａの低透磁率部１０３Ａ内に形成された構成となる。
　この構成では、積層体１０Ａの各層は、強磁性体のみからなる絶縁体層、又は、非磁性体のみからなる絶縁体層で形成されるため、積層体１０Ａの製造が容易となる。
　図４（Ｂ）に示す電流検出素子１Ｂは、バイパス導体１２Ａの構成が、電流検出素子１と相違する。バイパス導体１２Ａは低透磁率部１０２Ｂに設けられている。そして、バイパス導体１２Ａは、コイル導体１３の巻回軸方向に平面視したとき、コイル導体１３及び電流検出用導体１１の両方と重なる大きさを有している。
　この構成であっても、バイパス導体１２Ａは、高透磁率部１０１の外側に設けられる低透磁率部１０２Ｂ内に形成されているため、コイル導体１３との磁界結合が抑制される。また、バイパス導体１２Ａが、コイル導体１３の巻回軸方向に平面視したときに、コイル導体１３と重なっているため、コイル導体１３が電流検出素子１の外部で発生した磁束と鎖交するのを防ぐ磁気シールドとして機能する。
　図４（Ｃ）に示す電流検出素子１Ｃは、２つのバイパス導体１２Ａ，１２Ｂを備えている点で、電流検出素子１と相違する。バイパス導体１２Ａは低透磁率部１０２Ｂに設けられている。バイパス導体１２Ｂは低透磁率部１０２Ａに設けられている。
　また、図示しないが、図１（Ｂ）において、低透磁率部１０２Ａ，１０２Ｂを設けずに、バイパス導体１２を高透磁率部１０１の主面に形成してもよい。バイパス導体１２は、少なくとも高透磁率部１０１の外側に形成されていればよい。また、積層体１０に低透磁率部１０３を設けなくてもよい。
　また、バイパス導体１２は、電流検出用導体１１と対向している必要はなく、コイル導体１３との磁界結合を生じにくい位置に配置していることが望ましい。コイル導体１３との磁界結合を低くすることでバイパス導体１２がコイル導体に与える影響を抑制することができる。
　本実施形態では高透磁率部を磁性体（強磁性体）、低透磁率部を非磁性体又は高透磁率部よりも透磁率の低い磁性体を用いたがこれに限らない。例えば低透磁率部を反磁性体（比透磁率μｒ＜１）で構成し、高透磁率部を磁性体又は非磁性体で構成してもよい。少なくとも低透磁率部の透磁率が周囲の高透磁率部の透磁率よりも低ければよい。
（実施形態２）
　実施形態２に係る電流検出素子は、バイパス導体の途中にインピーダンス素子を設ける点で、実施形態１と相違する。
　図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、本実施形態に係る電流検出素子２Ａ，２Ｂの回路図である。
　図５（Ａ）に示す電流検出素子２Ａは、バイパス導体１２の途中に抵抗Ｒ１を設けている。抵抗Ｒ１は、図１（Ｂ）に示す積層体１０の上面又は内部に実装される素子である。抵抗Ｒ１を設けることで、電流検出用導体１１に流れる電流を調整することができる。これにより、バイパス導体１２ばかりに電流が流れて、電流検出用導体１１に電流が流れず、電流検出を行えなくなるおそれを回避できる。
　図５（Ｂ）に示す電流検出素子２Ｂは、バイパス導体１２の途中にキャパシタＣ１を設けている。キャパシタＣ１は、図１（Ｂ）に示す積層体１０の上面又は内部に実装する素子であってもよいし、積層体１０内に形成した電極で構成されるものでもよい。
　キャパシタＣ１を設ける場合、そのキャパシタＣ１と、電流検出用導体１１のインダクンス成分（インダクタＬ１）とで並列共振回路を構成するようにしてもよい。この場合、並列共振回路の共振周波数を、検出したい電流の周波数以外の周波数（例えば、３次高調波）に合わせることで、電流検出素子２Ｂは、その検出したい電流の周波数以外の周波数の電流を阻止できる。
（実施形態３）
　この例では、実施形態１の電流検出素子１を備えた電力供給システムについて説明する。
　図６は、実施形態３に係る電力供給システム２００の回路図である。電力供給システム２００は、給電装置２０１と受電装置２０２とを備えている。電力供給システム２００は、磁界結合方式により、給電装置２０１から受電装置２０２へ電力を供給する。
　受電装置２０２は負荷回路２１３を備えている。この負荷回路２１３は充電回路及び二次電池を含む。なお、二次電池は受電装置２０２に対し着脱式であってもよい。そして、受電装置２０２は、その二次電池を備えた、例えば携帯電子機器である。携帯電子機器としては携帯電話機、携帯音楽プレーヤ、ノート型ＰＣ、デジタルカメラなどが挙げられる。給電装置２０１は、載置された受電装置２０２の二次電池を充電するための充電台である。
　給電装置２０１は、直流電圧を出力する直流電源Ｖｉｎを備えている。直流電源Ｖｉｎは、商用電源に接続されるＡＣアダプタである。直流電源Ｖｉｎには、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路２１１が接続されている。インバータ回路２１１は、交流電圧を出力する。なお、ここでいう交流電圧とは、交流成分を有する電圧のことをさし、直流成分が含まれた脈流電圧等も含む。インバータ回路２１１の出力側には、キャパシタＣ３及びコイルＬ２から構成される共振回路が接続されている。インバータ回路２１１は、本発明に係る「電力供給回路」の一例である。
　なお、図６に示した共振回路は、給電装置２０１と受電装置２０２のどちらも直列共振回路を構成しているが、並列共振回路の構成であってもよい。
　また、インバータ回路２１１と共振回路との間には、電流検出素子１が設けられている。電流検出素子１の電流検出用導体１１及びバイパス導体１２が、インバータ回路２１１と共振回路との間の電力供給ライン２１０の一部となっている。電流検出素子１のコイル導体１３は、キャパシタＣ２及び負荷Ｒ２に接続されている。
　キャパシタＣ２及び負荷Ｒ２は、実施形態１で説明した検出用回路である。負荷Ｒ２の両端電圧を検出することで、コイル導体１３に流れる誘導電流を検出できる。そして、その誘導電流から電流検出用導体１１及びバイパス導体１２に流れる電流、つまり、インバータ回路２１１と共振回路との間に流れる電流（以下、給電電流という）を検出できる。
　受電装置２０２は、共振回路を構成するキャパシタＣ４及びコイルＬ３を有している。そして、コイルＬ２，Ｌ３が磁界結合することで、給電装置２０１から受電装置２０２へ電力が供給される。この受電装置２０２の共振回路は、給電装置２０１の共振回路と同じ共振周波数に設定されている。給電装置２０１及び受電装置２０２の共振回路の共振周波数を同じにすることで、効率よく電力供給が行える。
　コイルＬ２は、本発明に係る「給電結合部」の一例である。コイルＬ３は、本発明に係る「受電結合部」の一例である。
　受電装置２０２の共振回路には、受電回路２１２が接続されている。受電回路２１２は、コイルＬ３に誘起された電圧を整流及び平滑する。また、受電回路２１２は、整流及び平滑した電圧を、安定化された所定電圧に変換し、負荷回路２１３へ供給する。
　この電力供給システム２００において、給電装置２０１の給電電流と、給電装置２０１の共振回路への入力電圧Ｖ１を検出することで、インバータ回路２１１から受電装置２０２側を視たインピーダンスを検出できる。インピーダンスを検出することで、例えば、給電装置２０１に受電装置２０２が載置されたか否かを判定できる。給電装置２０１に受電装置２０２を載置した場合、給電装置２０１と受電装置２０２との共振回路が結合して、複合共振による周波数ピークが現れる。そして、インピーダンスの周波数特性を検出し、周波数ピークの有無を検出することで、受電装置２０２の載置の有無を判定できる。
　なお、電流検出素子１を用いて給電装置２０１の給電電流のみを検出した場合においても、電流の大きさ、又は位相の変化により、受電装置２０２の載置の有無の判定又は異常等の状態検知を行うことができる。
　この給電電流の検出に電流検出素子１を用いることで、コイルＬ２に大電流が供給される場合であっても、損失を抑制して、電流検出を行える。損失を抑制できるため、インバータ回路２１１と共振回路との間の電力供給ライン２１０の途中に電流検出素子１を設けても、その電力供給ライン２１０への影響を抑制できる。
　また、バイパス導体１２は電流検出素子１に固定されたものであるため、構成の違いによる特性のずれが生じることがない。したがって、精度よく給電電流を検出できる。
　さらに、積層体１０の磁気飽和を抑制することで、電流検出精度が低下することを抑制できる。
　なお、実施形態２と同様に、バイパス導体１２の途中にインピーダンス素子を設けるようにしてもよい。
　図７は、別の例の電力供給システム２００Ａの回路図である。
　図７に示す電力供給システム２００Ａの給電装置２０１Ａは、図６の電流検出素子１に変えて、実施形態２に係る電流検出素子２Ｂ（図５（Ｂ）参照）を備えている。キャパシタＣ１と電流検出用導体１１のインダクタンス成分（インダクタＬ１）は、インバータ回路２１１から出力される電流の周波数以外の周波数（例えば、３次高調波）を共振周波数とする並列共振回路を構成している。これにより、インバータ回路２１１からの出力電流の周波数以外（例えば、３次高調波）の電流を阻止できる。
　また、キャパシタＣ１を設ける場合、そのキャパシタＣ１は、コイルＬ２を含む直列共振回路を構成する共振回路の一部として用いてもよい。この場合、電流検出素子２Ｂを設けた際の、供給効率への影響を抑えられる。
　なお、本実施形態の電力供給システムは、磁界結合方式により、給電装置から受電装置へ電力を供給しているが、電界結合方式により、給電装置から受電装置へ電力を供給するものであってもよい。
Ｃ１…キャパシタ（インピーダンス素子）
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…キャパシタ
Ｌ１…インダクタ
Ｌ２…コイル（給電結合部）
Ｌ３…コイル（受電結合部）
Ｒ１…抵抗（インピーダンス素子）
Ｒ２…負荷
Ｖ１…入力電圧
Ｖｉｎ…直流電源
Ｚ１…インピーダンス成分
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…電流検出素子
２Ａ，２Ｂ…電流検出素子
１０，１０Ａ…積層体
１１…電流検出用導体（被検出導体）
１１Ａ，１１Ｂ…端面ビア
１２，１２Ａ，１２Ｂ…バイパス導体
１３…コイル導体（検出導体）
１３Ａ，１３Ｂ…端面ビア
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ…実装電極
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ…高透磁率部（第１絶縁体）
１０２Ａ，１０２Ｂ…低透磁率部（第２絶縁体）
１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ…低透磁率部（第３絶縁体）
１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６…開ループ状導体
２００，２００Ａ…電力供給システム
２０１，２０１Ａ…給電装置
２０２…受電装置
２１０…電力供給ライン
２１１…インバータ回路（電力供給回路）
２１２…受電回路
２１３…負荷回路

Claims (10)

  1. 　絶縁体と、
    　前記絶縁体の内部に形成された被検出導体と、
    　前記絶縁体の内部に形成され、前記被検出導体と磁界結合する検出導体と、
    　前記被検出導体に対し並列接続されたバイパス導体と、
    　を備える電流検出素子。
  2. 　前記絶縁体は、
    　磁性体を含む第１絶縁体と、
    　前記第１絶縁体に積層され、前記磁性体よりも透磁率が低い第２絶縁体と、
    　を有し、
    　前記被検出導体及び前記検出導体は、前記第１絶縁体に形成され、
    　前記バイパス導体は、前記第２絶縁体に形成される、
    　請求項１に記載の電流検出素子。
  3. 　前記バイパス導体の電流経路途中に設けられたインピーダンス素子を備える、
    　請求項１又は請求項２に記載の電流検出素子。
  4. 　前記被検出導体のインダクタンスは、前記検出導体のインダクタンスよりも低い、
    　請求項１から請求項３の何れかに記載の電流検出素子。
  5. 　前記被検出導体は直線状に形成されている、
    　請求項１から請求項４の何れかに記載の電流検出素子。
  6. 　前記検出導体はコイル状に形成されている、
    　請求項１から請求項５の何れかに記載の電流検出素子。
  7. 　前記絶縁体は、透磁率が周囲の透磁率よりも低い第３絶縁体を有し、
    　前記第３絶縁体は、
    　少なくとも前記被検出導体と前記検出導体との間に形成されている、
    　請求項１から請求項６の何れかに記載の電流検出素子。
  8. 　受電装置が有する受電結合部と電界又は磁界の少なくとも一方により結合する給電結合部と、
    　前記給電結合部へ交流の電力を供給する電力供給回路と、
    　前記電力供給回路と前記給電結合部とに接続される電力供給ラインに流れる電流を検出する電流検出素子と、
    　を備え、
    　前記電流検出素子は、
    　絶縁体と、
    　前記絶縁体の内部に形成された被検出導体と、
    　前記絶縁体の内部に形成され、前記被検出導体と磁界結合する検出導体と、
    　前記被検出導体に対し並列接続されたバイパス導体と、
    　を有し、
    　前記被検出導体は、前記電力供給ラインの一部を構成している、
    　給電装置。
  9. 　前記電流検出素子は、
    　前記バイパス導体の途中に設けられたインピーダンス素子を有する、
    　請求項８に記載の給電装置。
  10. 　前記給電結合部と前記インピーダンス素子とを含む共振回路、
    　を備え、
    　前記共振回路は、前記電力供給回路が前記給電結合部へ供給する交流の電力の周波数において共振する、
    　請求項９に記載の給電装置。
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