电流传感器制造技术

本发明专利技术提供脉冲响应性良好的电流传感器。具备：形成为板状并且在其板宽方向上分离地排列配置且流动三相交流中的各相电流的三条母线(2)；配置为在与板宽方向垂直的厚度方向上一并地夹入三条母线(2)的由磁性材料构成的第一屏蔽板(3)以及第二屏蔽板(4)；分别配置于各母线(2)与第一屏蔽板(3)之间并检测由在对应的母线(2)流动的电流产生的磁场的强度的三个磁检测元件(5)；以及配置于各磁检测元件(5)与第一屏蔽板(3)之间且在与第二屏蔽板(4)之间一并地夹入三条母线(2)地配置的由非磁性的导电材料构成的导电板(6)。

【技术实现步骤摘要】
电流传感器
本专利技术涉及电流传感器。
技术介绍
现今，作为电流传感器，公知有具备检测由成为测定对象的电流产生的磁场的强度的磁检测元件的电流传感器(例如参照专利文献1)。通过利用磁检测元件来检测磁场的强度，能够基于该磁场的强度并利用运算来求解电流。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-14477号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在逆变器与马达间传输三相交流。在进行PWM(PulseWidthModulation：脉冲宽度调制)控制的逆变器中，向各相输出脉冲状的电流。因而，例如对在进行PWM控制的逆变器与马达间传输的三相交流的各相电流进行测定的电流传感器中，需求针对电流的响应性、即脉冲响应性良好。因此，本专利技术的目的在于提供脉冲响应性良好的电流传感器。用于解决问题的方案本专利技术以解决上述课题为目的，提供一种电流传感器，具备：三条母线，其形成为板状并在其板宽方向上分离地排列配置且流动三相交流中的各相电流；第一屏蔽板以及第二屏蔽板，它们由磁性材料构成，配置为在与上述板宽方向垂直的厚度方向上一并地夹入上述三条母线；三个磁检测元件，其分别配置于上述各母线与上述第一屏蔽板之间并检测由在对应的上述母线流动的电流产生的磁场的强度；以及导电板，其由非磁性的导电材料构成，配置于上述各磁检测元件与上述第一屏蔽板之间，并且该导电板在与上述第二屏蔽板之间一并地夹入上述三条母线地配置。专利技术的效果如下。根据本专利技术，能够提供脉冲响应性良好的电流传感器。附图说明图1是示出本专利技术的一个实施方式的电流传感器的图，(a)是透视第二屏蔽板的立体图，(b)是其A-A线剖视图。图2是示出本专利技术的实施例以及现有例中的脉冲响应特性的图表。图3的(a)是成为本专利技术的比较对象的比较例的电流传感器的剖视图，(b)是示出本专利技术的实施例、现有例、以及比较例中的脉冲响应特性的图表。符号的说明1—电流传感器，2—母线，3—第一屏蔽板，4—第二屏蔽板，5—磁检测元件，6—导电板。具体实施方式[实施方式]以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是示出本实施方式的电流传感器的图，(a)是透视第二屏蔽板的立体图，(b)是其A-A线剖视图。电流传感器1具备三条母线2、第一屏蔽板3、第二屏蔽板4、三个磁检测元件5、以及导电板6。母线2是由铜、铝等良电导体构成的板状的导体，成为电流流动的电流路。母线2例如用作电动汽车、混合动力车中的马达与逆变器间的电源线。在本实施方式中，对使用与三相交流对应的三条母线2a～2c的情况进行说明。三条母线2a～2c在其板宽方向上分离地排列配置。以下，将图1的(b)的左右方向称作宽度方向，将上下方向称作厚度方向，并将纸面方向称作长度方向。在电流传感器1中，从宽度方向的一侧至另一侧(从图1的(b)的右侧至左侧)依次配置有母线2a、母线2b、母线2c。在各母线2a～2c流动三相交流中的各相电流。在本实施方式中，在母线2a流动U相电流，在母线2b流动V相电流，并在母线2c流动W相电流。母线2a～2c的厚度为3mm。在各母线2a～2c分别形成有两个切口21。两个切口21形成为向各母线2a～2c的宽度方向上的两侧方分别开口，并且形成为在长度方向上的大致相同的位置在宽度方向上对置。通过在各母线2a～2c形成两个切口21，从而形成母线2a～2c的长边方向上的一部分的宽度变窄的窄幅部22。在本实施方式中，以在厚度方向上与该窄幅部22对置的方式配置磁检测元件5。窄幅部22起到抑制高频时的集肤效应的影响的作用，有助于检测精度的提高。更详细而言，若在母线2流动高频的电流，则因集肤效应而电流分布偏于母线2的表面。表皮厚度根据频率而不同，母线2内部的电流分布变化，因而磁检测元件5的位置的磁通密度发生变化。在以与母线2的宽度方向上的中央部对置的方式配置磁检测元件5的情况下，从磁检测元件5侧观察时，母线2的通电面的截面形状的纵横尺寸比较小的一方的电流分布的扩散(即电流分布的频率依存性)较小，认为集肤效应的影响较小。磁检测元件5分别配置于各母线2a～2c与第一屏蔽板3之间，检测由在对应的母线2a～2c流动的电流产生的磁场的强度。作为磁检测元件5，例如能够使用霍尔元件、GMR(GiantMagnetoResistiveeffect：巨磁阻效应)元件、AMR(AnisotropicMagnetoResistive：各向异性磁阻)元件、TMR(TunnelingMagnetoResistive：隧道磁阻)元件等。磁检测元件5构成为输出与沿检测轴方向的磁场的强度(磁通密度)对应的电压的输出信号。在本实施方式中，各磁检测元件5配置为检测轴与母线2的宽度方向(图1的(b)的左右方向)一致。第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4用于遮蔽来自外部的磁场，以便来自外部的磁场不会对磁检测元件5的检测结果产生影响。第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4由磁性材料构成。第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4形成为具有在宽度方向上对置的两个边和在长度方向上对置的两个边的矩形的板状。第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4以在厚度方向上一并地夹入三条母线2a～2c的方式与母线2分离配置。并且，第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4配置为其表面与母线2的表面平行(第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4的厚度方向与母线2的厚度方向一致)。在该电流传感器1中，第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4的距磁检测元件5的距离(沿厚度方向的距离)大致相等。也就是说，在电流传感器1中，在第一屏蔽板3与第二屏蔽板4之间的大致中间的位置(与第一屏蔽板3以及第二屏蔽板4的距离大致相等的位置)配置有磁检测元件5。导电板6因自身所产生的涡流的影响，使磁检测元件5所检测到的磁场的强度的频率特性变化，由此用于实现脉冲响应性的改善。导电板6由铜、铝等非磁性的导电材料构成。导电板6形成为具有在宽度方向上对置的两个边和在长度方向上对置的两个边的矩形的板状。并且，导电板6配置为其表面与母线2的表面平行。此外，在使用了磁性材料作为导电板6的情况下，导电板6作为屏蔽件发挥功能，需要包括屏蔽板3、4在内的屏蔽构造的再设计。通过使用非磁性材料作为导电板6，不会从已知的构造变更屏蔽构造，仅追加导电板6就能够实现脉冲响应性的改善。导电板6配置于各磁检测元件5与第一屏蔽板3之间。并且，导电板6在与第二屏蔽板4之间一并地夹入三条母线2地配置。导电板6的宽度方向上的两端部与母线2a、2c的宽度方向上的外侧的端部一致或者比其向外侧突出。若导电板6的宽度方向上的端部相比母线2a或者2c的宽度方向外侧的端部位于内侧，则导电板6所产生的涡流的分布发生变化，有时无法得到足够的脉冲响应性。导电板6即使是一片也可得到效果，但通过使用多个导电板6，能够更加提高脉冲响应性。在本实施方式中，示出使用三张(三层)导电板6的情况。在使用多个导电板6的情况下，最好在厚度方向上分离地配置各导电板6，并且使它们相互电绝缘。例如，可以在各导电板6之间配置薄片状或者板状的绝缘体，也可以介入空气层来分离地配置各导电板6。在本实施方式中，作为导电板6，使用了厚度0.1mm的铜板。但是，导电板6并不限定于此，例如也可以是形成于基板的导体图案。也能够作为搭载磁检测元件5的基板(未图示)而使用多层基板，并且使用形成于该多层基板的一个以上的层的导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流传感器，其特征在于，具备：三条母线，其形成为板状，并且在其板宽方向上分离地排列配置，并流动三相交流中的各相电流；第一屏蔽板以及第二屏蔽板，它们由磁性材料构成，配置为在与上述板宽方向垂直的厚度方向上一并地夹入上述三条母线；三个磁检测元件，其分别配置于上述各母线与上述第一屏蔽板之间，并检测由在对应的上述母线流动的电流产生的磁场的强度；以及导电板，其由非磁性的导电材料构成，配置于上述各磁检测元件与上述第一屏蔽板之间，并且该导电板在与上述第二屏蔽板之间一并地夹入上述三条母线地配置。

【技术特征摘要】
2017.12.18 JP 2017-2419491.一种电流传感器，其特征在于，具备：三条母线，其形成为板状，并且在其板宽方向上分离地排列配置，并流动三相交流中的各相电流；第一屏蔽板以及第二屏蔽板，它们由磁性材料构成，配置为在与上述板宽方向垂直的厚度方向上一并地夹入上述三条母线；三个磁检测元件，其分别配置于上述各母线与上述第一屏蔽板之间，并检测由在对应的上述母线流动的电流产生的磁场的强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥山健，秋元克弥，二口尚树，驹野晴保，梅津润，富田雄二朗，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP