电流传感器制造技术

本发明专利技术具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体和磁传感器的周围。磁传感器在输出特性上具有输出相对于与上述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域。磁性体部在磁化特性上具有在上述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域。从处于磁饱和区域内的状态的磁性体部漏出的磁场到达处于低输出区域内的状态的磁传感器，从而磁传感器的输出修正为测定电压值升高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电流传感器
本专利技术涉及电流传感器，特别是，涉及通过检测与测定对象的电流相应地产生的磁场，从而对测定对象的电流的值进行测定的电流传感器。
技术介绍
作为公开了电流传感器的结构的在先文献，有日本特开2010-2277号公报(专利文献1)以及国际公开第2011/155261号(专利文献2)。在专利文献1记载的电流传感器中，针对U相、V相以及W相分别具备汇流条、绝缘基板、作为磁检测元件的霍尔IC、以及磁屏蔽体。在磁屏蔽体中，由上侧磁屏蔽构件和下侧磁屏蔽构件构成呈环状包围汇流条、绝缘基板以及霍尔IC的环状包围部，从而对外部磁场进行磁屏蔽。在上侧磁屏蔽构件和下侧磁屏蔽构件之间形成有空隙。空隙的高度方向上的位置与汇流条的高度方向上的位置相同或者在其附近，且空隙位于与汇流条的侧面对置的部分。霍尔IC配置在汇流条的中央部的上方。专利文献2记载的电流传感器是磁平衡式电流传感器，其具备：磁阻元件，特性会根据来自被测定电流的感应磁场而变化；反馈线圈，配置在磁阻元件的附近，并产生抵消感应磁场的消除磁场；磁屏蔽件，使感应磁场衰减，并且增强消除磁场；以及硬偏置层，设置在磁屏蔽件上，抑制磁屏蔽件的磁滞。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-2277号公报专利文献2：国际公开第2011/155261号
技术实现思路
专利技术要解决的课题现有的电流传感器在具有霍尔元件或磁阻元件等的磁传感器检测的磁通量密度与输出电压成比例的线性区域内使用。即，现有的电流传感器在对产生超过磁传感器的线性区域的磁场的大电流进行测定的情况下，测定误差会增大，从而测定精度下降。另一方面，在为了测定大电流而使用具备线性区域宽的磁传感器的电流传感器的情况下，因为磁传感器的灵敏度低，所以小电流的测定精度会下降。本专利技术是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种在维持灵敏度的同时测定范围宽的电流传感器。用于解决课题的技术方案基于本专利技术的第一局面涉及的电流传感器具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体以及磁传感器的周围。磁传感器在输出特性上具有输出相对于与上述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域。磁性体部在磁化特性上具有在上述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域。从处于磁饱和区域内的状态的磁性体部漏出的磁场到达处于低输出区域内的状态的磁传感器，从而磁传感器的输出修正为测定电压值升高。基于本专利技术的第二局面涉及的电流传感器具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围一次导体以及磁传感器的周围。磁性体部具有平板部，上述平板部沿着磁传感器的检测轴的方向延伸，并与磁传感器隔开间隔地与磁传感器对置。从由于由上述电流产生的磁场而磁饱和的平板部漏出的磁场到达磁传感器，从而磁传感器的输出电压修正为接近与上述电流的值成比例的假想输出电压。在本专利技术的一个方式中，磁性体部包括：第一磁性体部，具有平板部；以及第二磁性体部，位于与第一磁性体部分开的位置。对于由上述电流产生的磁场，第一磁性体部比第二磁性体部先磁饱和。在本专利技术的一个方式中，第二磁性体部设置有空隙，并具有由于该空隙而在周向上变得不连续的筒形状。在本专利技术的一个方式中，第二磁性体部具有经全周相连的筒形状。在本专利技术的一个方式中，第二磁性体部包围第一磁性体部的周围。在本专利技术的一个方式中，第一磁性体部位于第二磁性体部的上述空隙。在本专利技术的一个方式中，第一磁性体部由至少一个第一磁性体构件构成。第二磁性体部由至少一个第二磁性体构件构成。在本专利技术的一个方式中，第一磁性体构件具有平板形状。在本专利技术的一个方式中，第一磁性体部由两个第一磁性体构件构成。磁传感器位于两个第一磁性体构件之间。在本专利技术的一个方式中，一次导体具有平板形状。磁传感器设为能够检测与一次导体的厚度方向以及流过上述电流的方向这两者正交的方向上的磁场。在本专利技术的一个方式中，磁传感器配置在一次导体的宽度方向上的中央部的、一次导体的厚度方向上的一侧以及另一侧中的至少一方。在本专利技术的一个方式中，作为磁传感器，具备第一磁传感器和第二磁传感器。第一磁传感器和第二磁传感器位于夹着一次导体而彼此对置的位置。在本专利技术的一个方式中，还具备计算部，上述计算部对第一磁传感器的检测值和第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出上述电流的值。对于由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器的检测值的相位和第二磁传感器的检测值的相位为反相。计算部是减法器或差动放大器。在本专利技术的一个方式中，还具备计算部，上述计算部对第一磁传感器的检测值和第二磁传感器的检测值进行运算，从而计算出上述电流的值。对于由流过一次导体的上述电流产生的磁场的强度，第一磁传感器的检测值的相位和第二磁传感器的检测值的相位为同相。计算部是加法器或加法放大器。专利技术效果根据本专利技术，能够在维持电流传感器的灵敏度的同时扩大测定范围。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器的外观的立体图。图2是从箭头II方向对图1的电流传感器进行观察的侧视图。图3是从III-III线箭头方向对图2的电流传感器进行观察的剖视图。图4是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器的结构的分解立体图。图5是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器的电路基板的外观的立体图。图6是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器的电路结构的电路图。图7是示出比较例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。图8是示出实施例1涉及的一次导体的横截面形状的剖视图。图9是示意性地示出在实施例1涉及的一次导体的周围产生的磁场的剖视图。图10是示出位于比较例1和实施例1涉及的一次导体的宽度方向上的中央部的正上方或正下方的基准线上的、距一次导体的表面或背面的距离与一次导体的宽度方向(X轴方向)上的磁通量密度的关系的曲线图。图11是示出现有的电流传感器的输出特性的曲线图。图12是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁传感器的输出特性的曲线图。图13是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁传感器中的磁通量密度与输出的误差率的关系的曲线图。图14是示出本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器所包括的磁性体部的磁化特性的曲线图。图15是示出仅配置了本专利技术的实施方式1涉及的电流传感器所包括的第一磁性体部时的、磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率与输入电流的关系的曲线图。图16是将电流传感器的输出的误差率、磁传感器的输出的误差率、以及在磁传感器的位置处的磁通量密度的误差率进行重叠而示出的曲线图。图17是示出磁性材料的相对导磁率与磁场的强度的关系的曲线图。图18是示出本专利技术的实施方式2涉及的电流传感器的结构的剖视图。图19是示出本专利技术的实施方式3涉及的电流传感器的结构的剖视图。图20是示出在本专利技术的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配了印刷基板和磁性体构件的状态的剖视图。图21是示出在本专利技术的实施方式4涉及的电流传感器中对一次导体装配印刷基板和磁性体构件之前的状态的剖视图。图22是示出本专利技术的实施方式5涉及的电流传感器的结构的剖视图。图23是示出本专利技术的实施方式5的第一变形例涉及的电流传感器的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围所述一次导体以及所述磁传感器的周围，所述磁传感器在输出特性上具有输出相对于与所述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域，所述磁性体部在磁化特性上具有在所述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域，从处于所述磁饱和区域内的状态的所述磁性体部漏出的磁场到达处于所述低输出区域内的状态的所述磁传感器，从而所述磁传感器的输出修正为所述测定电压值升高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.15 JP 2014-2528771.一种电流传感器，具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围所述一次导体以及所述磁传感器的周围，所述磁传感器在输出特性上具有输出相对于与所述电流的值成比例的假想输出电压低的测定电压值的低输出区域，所述磁性体部在磁化特性上具有在所述电流的绝对值为阈值以上的范围导磁率下降的磁饱和区域，从处于所述磁饱和区域内的状态的所述磁性体部漏出的磁场到达处于所述低输出区域内的状态的所述磁传感器，从而所述磁传感器的输出修正为所述测定电压值升高。2.一种电流传感器，具备：一次导体，流过测定对象的电流；至少一个磁传感器，检测由流过所述一次导体的所述电流产生的磁场的强度；以及磁性体部，包围所述一次导体以及所述磁传感器的周围，所述磁性体部具有：平板部，所述平板部沿着所述磁传感器的检测轴的方向延伸，并与所述磁传感器隔开间隔地与所述磁传感器对置，从由于由所述电流产生的磁场而磁饱和的所述平板部漏出的磁场到达所述磁传感器，从而所述磁传感器的输出电压修正为接近与所述电流的值成比例的假想输出电压。3.根据权利要求2所述的电流传感器，其中，所述磁性体部包括：第一磁性体部，具有所述平板部；以及第二磁性体部，位于与所述第一磁性体部分开的位置，对于由所述电流产生的磁场，所述第一磁性体部比所述第二磁性体部先磁饱和。4.根据权利要求3所述的电流传感器，其中，所述第二磁性体部设置有空隙，并具有由于该空隙而在周向上变得不连续的筒形状。5.根据权利要求3所述的电流传感器，其中，所述第二磁性体部具有经全周相连的筒形状。6.根据权利要求4或5所述的电流传感器，其中，所述第二磁性体部包围所述第一磁性体部的周围。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水康弘，川浪崇，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP