电流检测器制造技术

一种电流检测器(100)，包括：磁体芯(104)，使因被检测电流(IP)的导通而产生的磁场汇聚；霍尔元件(108)，输出与汇聚于磁体芯(104)的磁场的强度相应的检测信号；以及反馈电路(116)，基于来自霍尔元件(108)的检测信号对二次绕组(118)施加反馈电流来进行磁平衡。进而，电流检测器(100)包括耦合电路(124)，该耦合电路(124)经由电容元件(C1、C2)使到达反馈电路(116)的直流电源(122)的供给路径(123、124)与向二次绕组(118)施加反馈电流的施加路径(117)耦合。

Current detector

【技术实现步骤摘要】
电流检测器
本专利技术涉及电流检测器，尤其涉及磁平衡式电流检测器。
技术介绍
例如，在日本专利局发行的出版物(JP2014-228418A1)中公开了磁平衡式电流检测器。该电流检测器通过设置于磁体芯的反馈线圈产生反向的磁场，使用通过被检测电流的导通而产生的磁场被抵消的大小的反馈电流获得输出信号。特别地，该现有技术包括将来自磁检测元件的检测信号放大的数字放大器，通过将设置于数字放大器的输出滤波器兼用作反馈线圈，从而实现了整个设备的小型化。在上述现有技术中看到的电流检测器的小型化不仅能够实现作为产品的廉价化、发热量的减少，而且还提高了配置设备时的自由度。因此，可以说“电流检测器的小型化”这一主题本身指向了期望的技术开发方向。但是，在其另一方面，当着眼于电流检测器的内部时，伴随着小型化，内部能够确保的绝缘距离也受到制约，因此不能否认在各处出现了其它的影响。作为一例，这种影响会表现为伴随着被检测电流的急剧变化而来自电流检测器的输出信号出现紊乱。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供减少输出信号的紊乱的技术。为了达到该目的，本专利技术采用以下解决方案。本专利技术的电流检测器经由电容元件使对磁平衡电路供给电源的供给路径和对绕组(反馈线圈)施加电流的施加路径耦合。本专利技术所关注的输出信号的紊乱可考虑例如是伴随着被检测电流的高速切换(急剧变化)的高频分量成为噪声并对输出电流造成不利影响而产生的。通常，被检测电流频繁地进行高速切换，不易考虑到仅凭此会对输出信号产生直接影响，但本专利技术的专利技术人注意到了在电流检测器内部两者发生了电容耦合。即，电流检测器通常包括例如磁体芯、设置于磁体芯的磁检测元件、反馈用的绕组、磁平衡电路以及其它包含控制IC、驱动电路等在内的电子部件之类的元件，并且电流检测器处于在这些元件被容纳在树脂壳体内的状态下其内部被树脂制的填充材料密封的状态。此时，在设备内部，使被检测电流导通的一次导体与磁体芯及其它电子部件隔开必要的距离而绝缘，因此，在它们之间产生寄生电容，不可避免地使它们彼此电容耦合。为此，上述高频噪声分量通过寄生电容干扰输出信号，表现为不利影响。本专利技术的专利技术人想到了：如果是这种高频噪声分量通过寄生电容产生影响，则可以将其通过其它电容元件主动地释放到与输出信号不同的路径，来减少不利影响的发生。本专利技术的电流检测器包括的耦合电路正是基于上述构思而发挥功能。耦合电路通过将在被检测电流的高速切换时可能产生的噪声分量释放到电源的供给路径，从而能够最大限度地抑制对反馈电流的施加路径、甚至是输出信号产生不利影响。本专利技术中的耦合电路的构思包括多个方面。(1)第一方面是：耦合电路具有比存在于使被检测电流导通的一次导体与将施加到绕组的反馈电流作为信号输出的导体(传感器输出线)之间的电容大的电容元件。(2)第二方面是：耦合电路具有基于使被检测电流导通的一次导体与将施加到绕组的反馈电流作为信号输出的导体(传感器输出线)之间的绝缘距离而确定的大小的电容元件。在上述(1)和(2)中的不管哪种情况下，在耦合电路中主动配置的电容元件对寄生电容进行分压，能够将起因于被检测电流的高频分量而在绕组中产生的噪声分量的输出目的地引导至供给路径。附图说明图1是一实施方式的电流检测器的电路图。图2是第一比较例的电流检测器的电路图。图3是第二比较例的电流检测器的电路图。图4是表示第一比较例的电流检测器的特性的图。图5是表示第二比较例的电流检测器的特性的图。图6是表示一实施方式的电流检测器的特性的图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。图1是一实施方式的电流检测器100的电路图。〔磁体芯和一次导体〕电流检测器100例如包括树脂壳体102，在该树脂壳体102内容纳有磁体芯104。在图1中，使用双点划线示意性地示出了磁体芯104，但磁体芯104优选呈角环形状、圆环形状等，并且在其内侧(环的内周)形成有用于使电流导通的空间、即所谓的电流导通部。因此，汇流条等一次导体106贯通配置于该电流导通部的内侧。需要指出，在一次导体106中被检测电流IP被导通。这样，电流检测器100将通过一次导体106的电流作为检测对象，磁体芯104沿着被检测电流IP流过一次导体106时产生的磁场的环绕方向配置成环状。需要指出，在被检测电流IP为较低水平(微弱电流)的情况下，也可以将一次导体106缠绕在磁体芯104上。〔磁检测元件〕电流检测器100包括霍尔元件108(也可以是MR元件、MI元件)作为磁检测用元件的一例。如上所述，磁体芯104呈环状，通过将其中途局部切除而形成有气隙。霍尔元件108以插入到气隙内的状态安装于磁体芯104。霍尔元件108输出与在气隙产生的磁场的强度(磁通)相应的电压信号(霍尔电压)。〔专用电路〕另外，电流检测器100包括驱动器IC110。该驱动器IC110例如是面向本实施方式那样的伺服型的电流检测器100将结构最优化并在内部封装专用设计的电路而成的电子部件(分立产品)。除了从电源电路(Vcc)112向驱动器IC110供给驱动电压(例如+5V)之外，还向驱动器IC110输入从霍尔元件108输出的电压信号。另外，驱动器IC110向霍尔元件108分配并供给驱动电力，或者调换其极性。〔磁平衡电路〕如上所述，本实施方式的电流检测器100是伺服型，因此包括作为反馈电路116(磁平衡电路)的构成部分。反馈电路116例如除了具有与上述驱动器IC110连接的差动放大器114以外，还具有开关元件(图中省略附图标记)、缠在磁体芯104上的二次绕组118。二次绕组118例如以缠在磁体芯104的外周的状态而形成，在图1中示意性地进行了示出。反馈电路116基于来自霍尔元件108的电压信号驱动开关元件，生成施加到二次绕组118的反馈电流。反馈电流通过施加路径117而施加到二次绕组118。二次绕组118通过被施加(供给)反馈电流，从而产生朝向抵消由被检测电流IP所产生的磁场的方向的反磁场，使磁体芯104的内部磁场平衡。〔输出电压Vout〕电流检测器100向外部输出二次绕组118的反馈电流。输出电流例如通过外部的检测电阻120被切换为输出电压Vout。需要指出，检测电阻120也可以内置于电流检测器100中。〔电源供给路径〕电流检测器100例如可以与外部的直流电源122连接而进行工作。电源从直流电源122通过供给路径123、124供给到反馈电路116。直流电源122是在上述反馈电路116生成的反馈电流的供给源(Vcc(+)和Vcc(-))。另外，直流电源122例如是±24V的电压。需要指出，直流电源122也可以内置于电流检测器100中。另外，在电流检测器100中还内置有其它各种电路元件、保护元件(电阻、二极管、齐纳二极管等)，但省略对它们的说明。〔耦合电路〕于此，本实施方式的电流检测器100包括耦合电路124。耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流检测器，包括：磁体芯，使因被检测电流的导通而产生的磁场汇聚；磁检测元件，输出与汇聚于所述磁体芯的磁场的强度相应的检测信号；以及磁平衡电路，基于来自所述磁检测元件的检测信号对设置于所述磁体芯的绕组施加反馈电流而使所述绕组产生与因被检测电流的导通而产生的磁场方向相反的磁场来进行平衡，所述电流检测器其特征在于，/n所述电流检测器还包括耦合电路，所述耦合电路经由电容元件使对所述磁平衡电路供给电源的供给路径与向所述绕组施加反馈电流的施加路径耦合。/n

【技术特征摘要】
20180831 JP 2018-1624611.一种电流检测器，包括：磁体芯，使因被检测电流的导通而产生的磁场汇聚；磁检测元件，输出与汇聚于所述磁体芯的磁场的强度相应的检测信号；以及磁平衡电路，基于来自所述磁检测元件的检测信号对设置于所述磁体芯的绕组施加反馈电流而使所述绕组产生与因被检测电流的导通而产生的磁场方向相反的磁场来进行平衡，所述电流检测器其特征在于，
所述电流检测器还包括耦合电路，所述耦合电路经由电容元件使对所述磁平衡电路供给电源的供给路径与向所述绕组施加反馈电流的施加路径耦合。


2.根据权利要求1所述的电流检测器，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：森田清孝，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP