电流检测器制造技术

本实用新型专利技术提供电流检测器。电流传感器(100)具备：使通过向一次导体(104)导通被检测电流(Ip)而产生的磁场收敛的磁体磁芯(102)、输出与磁体磁芯(102)中收敛的磁场的强度对应的检测信号的磁通门传感器(106)、以及导通从电源(+Vcc)供给的反馈电流并使磁体磁芯(102)产生与由磁体磁芯(102)收敛的磁场呈反方向的磁场的二次绕组(L1)。尤其是，该电流传感器(100)具备：将反馈电流控制为使由磁体磁芯(102)收敛的磁场与二次绕组(L1)所产生的磁场达到平衡的大小的控制电路(110)、和使用电源的最大电位差向二次绕组(L1)导通反馈电流的电流导通电路这样的特性构成。

【技术实现步骤摘要】
电流检测器
本技术涉及伺服型的电流检测器，具体而言涉及向卷绕于磁体磁芯的二次绕组供给反馈电流的类型的电流检测器。
技术介绍
关于这种电流检测器，目前已知有一种电流传感器的现有技术，其通过利用霍尔元件检测磁体磁芯上产生的磁场，并利用数字放大器将该检测信号放大而对开关元件进行PWM控制，从而控制流向反馈线圈的电流。在该现有技术中，将直流电源(±)和反馈线圈半桥连接在两个开关元件之间，通过PWM控制使两个开关元件交替地接通/断开，从而能够切换流向反馈线圈的电流的极性。上述现有技术例如记载于日本专利局发行的刊物(JP2014-228418A1)中。因此，可以通过该刊物得知现有技术的更为详细的内容。上述现有技术在下述方面出色，即：通过采用数字放大器，与模拟式的放大器相比能够削减部件数量和削减消耗电力，另外，将反馈线圈的电感兼用作输出滤波器。在此基础上，从电流传感器的测定性能来看，电流的测定范围单纯取决于所供给的电源电压(+电压或-电压)和反馈环路的电阻值。因此，如果电阻值严格固定的话，则认为将供给反馈电流时可使用的电源电压最大化直接关系到测定范围的增大。但是，在电流传感器的使用环境中，电源电压大多是既定(给定)的，想要通过单纯的电压增大来实现增大电流测定范围并不实用。
技术实现思路
本技术的一个目的在于提供一种能够增大电流测定范围的实用技术。为了实现上述目的，本技术采用以下的解决方法。需要说明的是，以下说明中的括弧内的内容仅供参考，本技术并不限定于此。本技术涉及电流检测器，具备：使通过向一次导体导通被检测电流而产生的磁场收敛的磁体磁芯、输出与所述磁体磁芯中收敛的磁场的强度对应的检测信号的检测元件、以及导通从电源供给的反馈电流并使所述磁体磁芯产生与由所述磁体磁芯收敛的磁场呈反方向的磁场的二次绕组，所述电流检测器的特征在于，具备：控制电路，将向所述二次绕组导通的所述反馈电流控制为使由所述磁体磁芯收敛的磁场与所述反方向的磁场达到平衡的大小；和电流导通电路，使用所述电源的最大电位差向所述二次绕组导通由所述控制电路控制的所述反馈电流。优选地，在上述电流检测器中，所述控制电路输出两个系统的差动信号作为针对所述电流导通电路的控制信号，所述电流导通电路具有如下电路构成：使所述电源的最大电位差之间分叉为两个系统进行连接，包含下述两个系统的开关元件的组合，并利用所述二次绕组使所述两个系统的开关元件的组合的中间点彼此桥接，上述两个系统的开关元件的组合是指：通过输入所述两个系统的差动信号，使一个系统中高电位侧的开关元件成为接通状态且低电位侧的开关元件成为断开状态，并使另一个系统中高电位侧的开关元件成为断开状态且低电位侧的开关元件成为接通状态，或者，使一个系统中高电位侧的开关元件成为断开状态且低电位侧的开关元件成为接通状态，并使另一个系统中高电位侧的开关元件成为接通状态且低电位侧的开关元件成为断开状态。优选地，在上述电流检测器中，所述电流导通电路具有如下电路构成：在所述两个系统的差动信号被交流输出的情况下，所述两个系统的开关元件的任一组合中，均在高电位侧成组配置NPN型晶体管并在低电位侧成组配置PNP型晶体管，或者，均在高电位侧成组配置N沟道型MOSFET并在低电位侧成组配置P沟道型MOSFET。优选地，在上述电流检测器中，所述电流检测器还具备将所述反馈电流转换为输出电压的检测电阻，所述电流导通电路以与所述二次绕组串联连接的状态向所述检测电阻导通所述反馈电流。优选地，在上述电流检测器中，在使用单极电源作为所述电源的情况下，所述电流导通电路以所述单极电源的最大电压导通所述反馈电流，在使用双极电源作为所述电源的情况下，所述电流导通电路以所述双极电源间的最大电压导通所述反馈电流。优选地，在上述电流检测器中，在使用单极电源作为所述电源的情况下，所述电流导通电路以所述单极电源的最大电压导通所述反馈电流，在使用双极电源作为所述电源的情况下，所述电流导通电路以所述双极电源间的最大电压导通所述反馈电流。本技术提供电流检测器。本技术的电流检测器是所谓的闭合回路、伺服类型的电流检测器，利用磁体磁芯使通过被检测电流的导通而产生的磁场收敛，并检测该磁场强度，并且将反馈电流控制为使由磁体磁芯收敛的磁场与由卷绕于磁体磁芯的二次绕组产生的反方向的磁场达到均衡的大小，从而利用检测电阻对此时的反馈电流进行电压转换并作为输出信号(电流检测值)。此时，如上所述，被检测电流的测定范围取决于电源的电压和反馈环路的电阻值，但本技术的电流检测器形成为使用电源电压的最大电位差向二次绕组导通反馈电流的电路构成。因此，即使在电流检测器的使用环境中电源电压为既定(给定)的电压，也能够最大限度地有效利用该电源的电压来流通反馈电流。由此，能够在既定的电源电压的范围内有效地增大电流测定范围。在上述现有技术等的电路构成中，由于将存在两个的直流电源(+电源及-电源)的中点设为接地电平，因此，在各开关元件接通时能够流通的反馈电流的电源电压仅为两极的中点。相对于此，在本技术的电路构成中，在假设使用相同的直流电源(±)时超过两极的中点，并能够利用它们的最大电位差向二次绕组流通反馈电流这一点上具有优势。进而，即使在电源为单极(+Vcc)的情况下，也可以利用0V～+Vcc的最大电压流通反馈电流。由此，能够在使用环境中最大限度地有效利用既定的电源电压，从而增大被检测电流的测定范围。如上所述，根据本技术，能够增大电流测定范围。附图说明图1是概略表示一实施方式的电流传感器的构成的框图。图2是详细示出桥接电路的构成的电路图。图3A及图3B是表示通过桥接电路向二次绕组导通反馈电流时的动作例的图。图4是表示作为比较例的半桥电路的电路构成的图。图5A及图5B是表示比较例的半桥电路的动作例的图。图6是表示应用例的电流传感器的构成的框图。图7A至图7D是表示将电源电压设为单极电源(+Vcc)的本实施方式和比较例中得到的反馈电流的时间性变化的图。图8A至图8D是表示将电源电压设为双极电源(±Vcc)的应用例和比较例中得到的反馈电流的时间性变化的图。具体实施方式以下，参照附图对本实施方式进行说明。在以下的实施方式中，作为电流检测器的一例而列举磁通门型电流传感器，但本技术并不限于此，也可以是霍尔IC型电流传感器。图1是概略表示一实施方式的电流传感器100的构成的框图。电流传感器100的主要构成包括磁体磁芯102、磁通门传感器106、二次绕组L1、控制电路110、桥接电路120、检测电阻Rs以及输出电路130等。此外，图1中仅图示出主要的构成要素，适当地省略了其他的构成要素。[磁体磁芯]作为一例，磁体磁芯102呈C字环形状，其一部分上形成有气隙102a。磁体磁芯102通过使一次导体104贯穿其内侧，从而使通过被检测电流Ip(±)产生的磁场收敛(磁路)。或者，通过向一次导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流检测器，具备：使通过向一次导体导通被检测电流而产生的磁场收敛的磁体磁芯、输出与所述磁体磁芯中收敛的磁场的强度对应的检测信号的检测元件、以及导通从电源供给的反馈电流并使所述磁体磁芯产生与由所述磁体磁芯收敛的磁场呈反方向的磁场的二次绕组，/n所述电流检测器的特征在于，具备：/n控制电路，将向所述二次绕组导通的所述反馈电流控制为使由所述磁体磁芯收敛的磁场与所述反方向的磁场达到平衡的大小；和/n电流导通电路，使用所述电源的最大电位差向所述二次绕组导通由所述控制电路控制的所述反馈电流。/n

【技术特征摘要】
20181129 JP 2018-2230951.一种电流检测器，具备：使通过向一次导体导通被检测电流而产生的磁场收敛的磁体磁芯、输出与所述磁体磁芯中收敛的磁场的强度对应的检测信号的检测元件、以及导通从电源供给的反馈电流并使所述磁体磁芯产生与由所述磁体磁芯收敛的磁场呈反方向的磁场的二次绕组，
所述电流检测器的特征在于，具备：
控制电路，将向所述二次绕组导通的所述反馈电流控制为使由所述磁体磁芯收敛的磁场与所述反方向的磁场达到平衡的大小；和
电流导通电路，使用所述电源的最大电位差向所述二次绕组导通由所述控制电路控制的所述反馈电流。


2.根据权利要求1所述的电流检测器，其特征在于，
所述控制电路输出两个系统的差动信号作为针对所述电流导通电路的控制信号，
所述电流导通电路具有如下电路构成：
使所述电源的最大电位差之间分叉为两个系统进行连接，包含下述两个系统的开关元件的组合，并利用所述二次绕组使所述两个系统的开关元件的组合的中间点彼此桥接，
上述两个系统的开关元件的组合是指：通过输入所述两个系统的差动信号，使一个系统中高电位侧的开关元件成为接通状态且低电位侧的开关元件成为断开状态，并使另一个系统中高电位侧的开关元件成为断开状态且低电位侧的开关元件成为接通状态，或者，使一个系统中高电位侧的开关元件成为断开状态且低电位侧的开关元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：门马彰夫，冈山祐辅，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，
类型：新型
国别省市：日本;JP