电流传感器制造技术

本发明专利技术的电流传感器，设有磁芯(1)、霍尔元件(2)、放大电路(5)、绕线(3)、高频振荡器(4)、滤波器(7)以及控制电路(8)，其中，磁芯(1)用于使由被测电流产生的磁通通过，霍尔元件(2)检测导通于磁芯(1)中的磁通并输出与检测出的磁通相对应的电信号，放大电路(5)将由霍尔元件(2)输出的电信号放大，绕线(3)卷绕于磁芯(1)上，高频振荡器(4)对绕线(3)附加高频信号，滤波器(7)从放大电路(5)的输出信号中提取与高频信号的频率相同的频率成分，控制电路(8)根据由滤波器(7)提取的电信号来控制放大电路(5)的放大率，以使该频率成分的振幅成为规定的固定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电流传感器。
技术介绍
在开环式电流传感器(Open-loop type current sensor)中，设有成为由被测电流产生的环形磁通(circular flux)的磁路的磁芯，并在该磁芯的开口处配置有霍尔元件。 从该霍尔元件输出的电信号的电平，根据由被测电流产生的环形磁通的强度而变化。因此， 利用放大电路将从该霍尔元件输出的电信号放大，并作为被测电流的电流值而输出(例如参照日本公开公报、特开2001-141757号)。
技术实现思路
在这样的电流传感器中，由于霍尔元件的特性、磁芯的特性、霍尔元件的配置位置等的偏差，而在检测出的电流值中产生误差。因此，通过在制造电流传感器时调整电路常数 (放大电路内的电阻元件的电阻值等)，而对每个电流传感器修正放大电路的放大率，从而减少这样的误差。另外，由于霍尔元件的特性根据环境温度的变化而动态地变化，因此，在日本公开公报特开2001-141757号记载的电流传感器中，在放大电路的下一级(Next stage)中设有进行检测电流值的温度补偿的电路。但是，之所以为了减少检测误差而要求进行修正，不仅是因为温度变化，还存在上述的偏差等的各种因素。因此，在上述电流传感器中，若设有用于对多个因素分别进行修正的电路的话，则电流传感器的电路规模变大，或者需要进行电路常数的调整作业。本专利技术是鉴于上述问题而形成的，其目的在于，得到一种自动地进行针对各种误差因素的修正的电流传感器。为了解决上述课题，在本专利技术中形成为如下那样。本专利技术涉及的电流传感器，设有磁芯、磁通检测部、放大电路、绕线、高频振荡器、 第一滤波器以及控制电路，其中，磁芯用于使由被测电流产生的磁通通过，磁通检测部检测导通于磁芯中的磁通并输出与检测出的磁通相对应的电信号，放大电路将由磁通检测部输出的电信号放大，绕线卷绕于磁芯上，高频振荡器对绕线附加高频信号，第一滤波器从放大电路的输出信号中提取与高频信号的频率相同的频率成分，控制电路根据由第一滤波器提取的电信号来控制放大电路的放大率，以使该频率成分的振幅成为规定的固定值。通过这样，由于有关与被测电流分开附加的高频信号的检测值，也因各种误差因素而包含有误差，且为了消除该误差而调整放大电路的放大率，因此，有关被测电流的误差同时也被减少。因此，在该电流传感器中，自动地进行针对各种误差因素的修正。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的基础上形成为如下那样。该情况下，电流传感器还设有第二滤波器，该第二滤波器从放大电路的输出信号中将与高频信号的频率相同的频率成分截断。通过这样，由于在来自该电流传感器的输出信号中不包含起因于高频信号的成分，因此，后级电路(Subsequent stage circuit)不再需要使起因于高频信号的成分和起因于被测电流的成分分离。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，控制电路设有整流电路、比较电路以及电子元件，其中，整流电路将由第一滤波器提取的频率成分的电信号进行整流，比较电路将对应于整流电路的输出电压与规定的基准电压的差的控制信号进行输出，电子元件根据该控制信号而改变放大电路的放大率。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，电子元件为晶体管，根据控制信号的电压来改变晶体管的集电极-发射极之间的电阻值，从而改变放大电路的放大率。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，磁芯为铁氧体磁芯。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，第一滤波器为高通滤波器，高通滤波器的截止频率为被测电流的最大频率与高频信号的频率之间的频率。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，第二滤波器为低通滤波器。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，高频信号的频率为被测电流的最大频率的10倍以上的频率。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，磁通检测部为霍尔元件。另外，本专利技术涉及的电流传感器，也可以在上述电流传感器的任意一种的基础上形成为如下那样。该情况下，磁通检测部为线圈。采用本专利技术的话，能够得到自动地进行针对各种误差因素的修正的电流传感器。 附图说明图1是表示本专利技术的实施方式涉及的电流传感器的构成的电路图。 具体实施例方式以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的实施方式涉及的电流传感器的构成的电路图。在图1中，磁芯1是成为由被测电流I产生的环形磁通(circular flux)的磁路的磁芯。磁芯1使用铁氧体磁芯、电磁钢板磁芯等。另外，在该实施方式中，磁芯1为C形磁芯，并在磁芯1的开口处配置有霍尔元件2。霍尔元件2检测导通于磁芯1中的磁通，并输出与检测出的磁通相对应的电信号。进而，在磁芯1上卷绕有绕线3。绕线3被卷绕于通过霍尔元件2 (也就是磁通检测位置)的闭合磁路上的任意位置上。另外，如图1所示，以由导通于绕线3中的电流产生的磁通导通的闭合磁路、与由被测电流I产生的环形磁通导通的闭合磁路一致为佳。高频振荡器4产生高频信号并附加于绕线3中。为了能够将霍尔元件2的输出功率按照频率分离为有关高频信号的成分和有关被测电流I的成分，高频信号的频率被设定为被测电流I的最大频率的10倍左右或10倍以上。在被测电流I为直流或约10千赫以下的交流时，高频信号的频率被设定为例如200千赫。放大电路5是将由霍尔元件2输出的电信号放大的电路。在该实施方式中，放大电路5是差动放大电路。在该实施方式中，放大电路5设有运算放大器11，霍尔元件2的正侧输出端经由电阻Ra而被连接于运算放大器11的正侧输入端上，霍尔元件2的负侧输出端经由电阻Rb而被连接于运算放大器11的负侧输入端上。运算放大器11的正侧输入端，通过电源Vcc和地线之间的电阻Re、Rd的串联电路而被偏置。另外，电阻R1、R2的串联电路的一端连接于运算放大器11的负侧输入端上，电阻Rl、R2的串联电路的另一端连接于地线。另外，电阻 R3的一端连接于电阻Rl与电阻R2的连接点上，电阻R3的另一端连接于运算放大器11的输出端上。在电阻R2上并联有晶体管Q的集电极-发射极。因此，通过改变晶体管Q的集电极-发射极之间的电阻值，而改变放大电路5的放大率。滤波器6，是从放大电路5的输出信号中将与高频信号的频率相同的频率成分截断的电路。在该实施方式中，滤波器6是由电阻R4和电容器Cl构成的低通滤波器。放大电路5的输出信号中的有关被测电流I的频率成分，通过滤波器6并被附加于输出端上，而有关高频信号的频率成分未通过滤波器6，未被附加于输出端上。也就是说，滤波器6的截止频率被设定在被测电流I的最大检测频率与高频信号的频率之间。滤波器7，是从放大电路5的输出信号中提取与高频信号的频率相同的频率成分的电路。在该实施方式中，滤波器7是由电容器C2和电阻R5构成的高通滤波器。放大电路5的输出信号中的有关高频信号的频率成分，通过滤波器7并被本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电流传感器，设有用于使由被测电流产生的磁通通过的磁芯、检测导通于所述磁芯中的磁通并输出与检测出的磁通相对应的电信号的磁通检测部、以及将由所述磁通检测部输出的电信号放大的放大电路，其特征在于，设有绕线、高频振荡器、第一滤波器以及控制电路，所述绕线卷绕于所述磁芯上，所述高频振荡器对所述绕线附加高频信号，所述第一滤波器从所述放大电路的输出信号中提取与所述高频信号的频率相同的频率成分，所述控制电路根据由所述第一滤波器提取的电信号来控制所述放大电路的放大率，以使所述频率成分的振幅成为规定的固定值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫崎弘行，
申请(专利权)人：胜美达集团株式会社，
类型：发明
国别省市：JP