CN117378018A - 电流检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电流检测装置、特别是使用了分流电阻器的电流检测装置。电流检测装置(30)具备电阻体(5)和一对电极(6、7)。在电极(6、7)中，利用第1狭缝(16、17)、第2狭缝(26、27)以及至少一部分与电阻体(5)接触的接触面(6a、7a)划分出检测区域(24a、25a)，电极(6、7)还具有配置于检测区域(24a、25a)的电压检测部(20、21)。
Description
技术领域
本发明涉及电流检测装置、特别是使用了分流电阻器的电流检测装置。
背景技术
分流电阻器广泛用于电流检测用途。这样的分流电阻器具备电阻体和与电阻体的两端接合的电极。一般而言，电阻体包含铜镍类合金、铜锰类合金、铁铬类合金、镍铬类合金等电阻合金，电极包含铜等高导电性金属。在电极处设置有电压检测部，将导线(例如，铝线)连接于电压检测部，从而检测在电阻体的两端部产生的电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－90205号公报
发明内容
在分流电阻器中，为了使得能够进行温度变动所致的影响小的条件下的电流的检测，电阻温度系数(TCR)的特性是重要的。此外，电阻温度系数是表示温度所致的电阻值的变化的比例的指标。因而，本发明的目的在于提供使用了能够以简单的构造降低电阻温度系数的分流电阻器的电流检测装置。
在一个方案中，提供一种电流检测装置，用于电流检测，其中，所述电流检测装置具备：电阻体；以及一对电极，连接于所述电阻体的两端，在所述电流检测装置中，形成有一对第1狭缝和与所述一对第1狭缝连接的一对第2狭缝，各第1狭缝形成为沿着作为所述一对电极的配置方向的第1方向陷在各电极以及所述电阻体，各第2狭缝沿着作为与所述第1方向垂直的方向的第2方向形成于所述各电极，在所述各电极处，利用所述各第1狭缝、所述各第2狭缝以及至少一部分与所述电阻体接触的接触面划分出检测区域，所述各电极还具有配置于所述检测区域的电压检测部。
在一个方案中，所述电压检测部配置于比所述检测区域的中心更靠近所述电阻体的一侧。
在一个方案中，所述检测区域在所述电流检测装置的厚度方向上比所述电阻体突出。
在一个方案中，所述电压检测部与所述接触面以及所述各第1狭缝邻接地配置。
在一个方案中，所述电流检测装置还具备布线基板，所述布线基板具备与所述电压检测部连接的检测构件。
在一个方案中，所述一对第1狭缝相连。
在由第1狭缝、第2狭缝以及至少一部分与电阻体接触的接触面划分的检测区域配置电压检测部，从而能够降低电阻温度系数。
附图说明
图1是示出作为分流式电流检测装置的电流检测装置的一个实施方式的立体图。
图2是图1所示的电流检测装置的侧视图。
图3是分流电阻器的局部放大图，是从上方观察分流电阻器时的图。
图4是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图5是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图6是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图7是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图8是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图9是示出电流检测装置的另一实施方式的示意图。
图10是示出电流检测装置的又一实施方式的立体图。
图11是电流检测装置的局部放大图。
图12是示出电流检测装置的又一实施方式的示意图。
图13是示出电流检测装置的又一实施方式的示意图。
(符号说明)
1：分流电阻器；5：电阻体；5a、5b：两端(两侧连接面)；5c：表面；6、7：电极；6a、7a：接触面；6b、7b：表面；8、9：紧固孔；12、13：狭缝；16、17：第1狭缝；16a、16b、17a、17b：侧壁；18、19：台阶；20、21、22、23：电压检测部；24a、24b、25a、25b：检测区域；26、27：第2狭缝；30：电流检测装置；31：布线基板；33：基板本体；36a、36b、36c、36d：检测构件；38a、38b、38c、38d：过孔；40、41：布线；50、51、52、53：电压检测端子。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。此外，在以下说明的附图中，对相同或者相当的构成要素附加相同的符号，省略重复的说明。在以下说明的多个实施方式中，未特别说明的一个实施方式的结构与另一实施方式相同，所以省略其重复的说明。
图1是示出作为分流式电流检测装置的电流检测装置30的一个实施方式的立体图，图2是图1所示的电流检测装置30的侧视图。在图2中，省略了电流检测装置30的一部分的图示。在本实施方式中，电流检测装置30具备分流电阻器1。换言之，本实施方式的电流检测装置30是分流电阻器1本身。如图1以及图2所示，分流电阻器1具备：电阻体5，包含具有预定的厚度和宽度的电阻合金板材；以及一对电极6、7，包含与第1方向上的电阻体5的两端(即，两侧连接面)5a、5b连接的高导电性金属。电极6具有至少一部分与电阻体5的一端(一个连接面)5a接触的接触面6a，电极7具有至少一部分与电阻体5的另一端(另一个连接面)5b接触的接触面7a。在电极6、7处分别形成有用于用螺钉等固定分流电阻器1的紧固孔8、9。
上述第1方向是电流检测装置30的长度方向、即分流电阻器1的长度方向，是按照该顺序配置电极6、电阻体5以及电极7的方向。换言之，第1方向是流过电流的方向。与该第1方向垂直的方向是第2方向。第2方向是电流检测装置30的宽度方向、即分流电阻器1的宽度方向。如图1以及图2所示，电极6、7具有相同构造，关于电阻体5对称地配置。
电阻体5的两端5a、5b分别通过焊接(例如，电子束焊接、激光束焊接或者钎焊)等手段连接(接合)于电极6、7的各个电极。作为电阻体5的材质的例子，可举出Cu－Mn类合金、Ni－Cr类合金等低电阻合金材料。作为电极6、7的材质的一个例子，可举出铜(Cu)。Cu－Mn类合金、Ni－Cr类合金具有比铜高的电阻率。
如图1以及图2所示，在本实施方式中，电极6、7的厚度比电阻体5的厚度厚。如图2所示，电极6、7的背面与电阻体5的背面处于同一平面上。电极6、7的表面6b、7b在电流检测装置30(分流电阻器1)的厚度方向上，处于比电阻体5的表面5c高的位置。电流检测装置30(分流电阻器1)的厚度方向是指与第1方向和第2方向这两方垂直的方向。由电极6的表面6b、接触面6a以及电阻体5的表面5c形成台阶18，由电极7的表面7b、接触面7a以及电阻体5的表面5c形成台阶19。由台阶18、19和表面5c形成空间SP。
如图1所示，在电流检测装置30的分流电阻器1中，形成有一对狭缝12、13。狭缝12包括第1狭缝16和第2狭缝26，狭缝13包括第1狭缝17和第2狭缝27。即，在电流检测装置30的分流电阻器1中，形成有一对第1狭缝16、17和一对第2狭缝26、27。
图3是分流电阻器1的局部放大图，是从上方观察分流电阻器1时的图。如图3所示，第1狭缝16形成为沿着第1方向陷在电极6以及电阻体5，第2狭缝26沿着第2方向形成于电极6。第1狭缝17形成为沿着第1方向陷在电极7以及电阻体5，第2狭缝27沿着第2方向形成于电极7。具体而言，第1狭缝16沿着第1方向从电极6至电阻体5的一部分为止而形成，第1狭缝17沿着第1方向从电极7至电阻体5的一部分为止而形成。
第2狭缝26、27分别连接于第1狭缝16、17。具体而言，第1狭缝16、17的一端分别连接于第2狭缝26、27的中央部。狭缝12、13在分流电阻器1的厚度方向上贯通，在从上方观察分流电阻器1时，具有向电阻体5凸的形状。
如图3所示，在电极6处，利用第1狭缝16、第2狭缝26以及接触面6a划分出检测区域24a、24b，在电极7中，利用第1狭缝17、第2狭缝27以及接触面7a划分出检测区域25a、25b。检测区域24a、24b形成于电极6的表面6b上，检测区域25a、25b形成于电极7的表面7b上。检测区域24a、24b、25a、25b在电流检测装置30的厚度方向(分流电阻器1的厚度方向)上比电阻体5突出。
如图3所示，电极6、7分别具有用于测定在电阻体5的两端5a、5b产生的电压(电阻体5的电压)的电压检测部20、21。电压检测部20配置于检测区域24a上，电压检测部21配置于检测区域25a上。在一个实施方式中，电压检测部20、21也可以分别配置于检测区域24b、25b上。
电流避开狭缝12、13而流过分流电阻器1。因此，在检测区域24a、24b、25a、25b，难以产生电位分布。因而，在检测区域24a、25a(或者检测区域24b、25b)配置电压检测部20、21，从而能够降低分流电阻器1的电阻温度系数。换言之，从配置于检测区域24a、25a(或者检测区域24b、25b)的电压检测部20、21取出电压，从而能够进行电阻温度系数小的电压测定，能够进行稳定的电流检测。
当设为第1狭缝16、17在与电阻体5之间隔开间隙而仅形成于电极6、7时，电流集中于第1狭缝16、17与电阻体5的间隙，在第1狭缝16、17和电阻体5的附近的区域，电位分布大。因此，无法做出如本实施方式那样的难以产生电位分布的区域。另外，当为了避开这样的电流的集中而在远离电阻体5的部位形成狭缝12、13时，检测区域远离电阻体5，在电压测定时会受到电极6、7的材料(电极材料)的电阻值的温度特性的影响。为了减少电极材料的温度特性的影响地测定电阻体5的电压，最好从靠近电阻体5的位置取出电压。
另一方面，在本实施方式中，第1狭缝16形成为陷在电极6以及电阻体5，第1狭缝17形成为陷在电极7以及电阻体5。由此，能够避免上述电流的集中，能够消除电位分布大的区域。另外，能够将靠近电阻体5的位置作为电压检测位置(电压检测部20、21的位置)，所以能够进行电极材料的温度特性的影响少的电压测定。作为结果，能够降低分流电阻器1的电阻温度系数。
另外，通过第1狭缝16、17和接触面6a、7a形成边缘部，所以能够以该边缘部为基点，进行电压检测位置(电压检测部20、21的位置)的位置对准。由此，能够降低因电压检测位置导致的电压的测定误差、确定温度特性良好的电压检测位置，能够进行稳定的电压测定。另外，通过控制电压检测位置(电压检测部20、21的位置)，能够针对材料特性、制造偏差进行温度特性的校正。
在本实施方式中，狭缝12、13具有凸型的形状，但在一个实施方式中，狭缝12、13的角也可以具有R面、C面。
在本实施方式中，电压检测部20、21配置于在第1方向上比检测区域24a、25a的中心(中心线CL1、CL2)更靠近电阻体5的一侧。在一个实施方式中，电压检测部20、21也可以配置于在第1方向上比检测区域24b、25b的中心(中心线CL1、CL2)更靠近电阻体5的一侧。由此，能够更加减小电极材料的电阻值的温度特性的影响，能够精度更良好地测定电阻体5的电压。
更具体而言，电压检测部20与接触面6a以及第1狭缝16的侧壁16a邻接地配置，电压检测部21与接触面7a以及第1狭缝17的侧壁17a邻接地配置。在一个实施方式中，电压检测部20既可以与接触面6a以及第1狭缝16的侧壁16b邻接地配置，电压检测部21也可以与接触面7a以及第1狭缝17的侧壁17b邻接地配置。由此，能够进一步减小电极材料的电阻值的温度特性的影响，能够精度更良好地测定电阻体5的电压。
进而，在一个实施方式中，如图4所示，电极6、7也可以还具有用于测定电阻体5的电压的电压检测部22、23。电压检测部22配置于检测区域24b上，电压检测部23配置于检测区域25b上。具体而言，电压检测部22、23配置于在第1方向上比检测区域24b、25b的中心(中心线CL1、CL2)更靠近电阻体5的一侧。更具体而言，电压检测部22与接触面6a以及第1狭缝16的侧壁16b邻接地配置，电压检测部23与接触面7a以及第1狭缝17的侧壁17b邻接地配置。
电压检测部20与电压检测部22是同电位，电压检测部21与电压检测部23是同电位。通过从两对电压检测部取出电压，能够抑制从分流电阻器1取出电压之后的电流的路径所至的电位的变动。
在一个实施方式中，分流电阻器1通过利用模具、线切割器等对包括板状的电阻体和与上述电阻体的两端接合的多个铜板的长条接合件实施形状加工而形成。在一个实施方式中，狭缝12、13通过用模具将分流电阻器1进行冲裁，或实施基于线切割器的形状加工而形成。进而，在一个实施方式中，通过调整狭缝12、13的形状，能够控制TCR特性功能。
图5是示出电流检测装置30的另一实施方式的示意图。在图5中，省略了电流检测装置30的一部分的图示。未特别说明的本实施方式的结构与参照图1至图4说明的实施方式相同，所以省略其重复的说明。如图5所示，本实施方式的电流检测装置30具备分流电阻器1和布线基板31。布线基板31具备检测构件36a、36b。在布线基板31的基板本体33的表面，形成有用于传递来自分流电阻器1的电压信号(电阻体5的电压)的布线40、41，检测构件36a、36b经由过孔38a、38b连接于布线40、41。
检测构件36a、36b分别连接于电压检测部20、21。作为检测构件36a、36b的一个例子，可举出对铜箔进行构图而形成的金属的焊盘。检测构件36a、36b遍及台阶18、19地(以覆盖接触面6a、7a的方式)连接于电压检测部20、21。电压检测部20、21与布线基板31的布线40、41的连接也可以不使用检测构件36a、36b，而使用金属的引线框(板状的导电构件)、导线。
如上所述，本实施方式的分流电阻器1具有台阶18、19，检测区域24a、24b、25a、25b在分流电阻器1的厚度方向上比电阻体5突出。由此，能够遍及台阶18、19地配置检测构件36a、36b。利用这样的结构，能够使电压的检测位置更加靠近电阻体5。作为结果，能够精度更良好地测定电阻体5的电压。另外，能够利用台阶18、19防止检测构件36a、36b与电阻体5接触。
如上所述，电阻体5通过焊接等手段连接于电极6、7。因此，在电阻体5与电极6、7的接合部，由焊接痕产生凹凸，但在本实施方式中，分流电阻器1具有台阶18、19，所以能够不受到上述焊接痕的影响地遍及台阶18、19连接检测构件36a、36b。另外，在电阻体5的上部形成空间SP，所以能够避免电阻体5的发热直接传递给布线基板31。
在一个实施方式中，如图6所示，布线基板31也可以具备与电压检测部20、21、22、23(参照图4)分别连接的4个检测构件36a、36b、36c、36d。与未图示的布线连接的过孔38a、38b、38c、38d分别连接于4个检测构件36a、36b、36c、36d。在图6中，省略了基板本体33的图示。在本实施方式中，检测构件36a、36b、36c、36d也遍及台阶18、19地配置。
图7是示出电流检测装置30的又一实施方式的立体图。未特别说明的本实施方式的结构与参照图1至图4说明的实施方式相同，所以省略其重复的说明。在本实施方式中，第1狭缝16、17的一端分别连接于第2狭缝26、27的一端。换言之，在从上方观察分流电阻器1时，狭缝12、13具有L字型的形状。
在电极6中，利用第1狭缝16、第2狭缝26以及接触面6a划分出检测区域24a，在电极7中，利用第1狭缝17、第2狭缝27以及接触面7a划分出检测区域25a。在本实施方式中，也能够起到参照图1至图4说明的效果，参照图5以及图6说明的实施方式也能够应用于本实施方式。
图8是示出电流检测装置30的又一实施方式的立体图。未特别说明的本实施方式的结构与参照图7说明的实施方式相同，所以省略其重复的说明。在本实施方式中，第1狭缝16的第2方向上的位置与第1狭缝17的第2方向上的位置不同，第2狭缝26、27相互向相反方向延伸。即，在从上方观察分流电阻器1时，狭缝12、13的L字型形状的朝向上下左右反转。在本实施方式中，也能够起到参照图1至图4说明的效果，参照图5以及图6说明的实施方式也能够应用于本实施方式。
图9是示出电流检测装置30的又一实施方式的立体图。在图9中，省略了电流检测装置30的一部分的图示。未特别说明的本实施方式的结构与参照图4说明的实施方式相同，所以省略其重复的说明。本实施方式的电流检测装置30具备分流电阻器1和电压检测端子50、51、52、53。本实施方式的分流电阻器1在不具有台阶18、19这点上与图4的分流电阻器1不同。即，在本实施方式中，电极6、7以及电阻体5的厚度相同。
电压检测端子50、51、52、53分别设置于电压检测部20、21、22、23上。作为电压检测端子50、51、52、53的一个例子，可举出销端子。在本实施方式中，也能够起到参照图1至图4说明的效果，参照图7以及图8说明的实施方式也能够应用于本实施方式。
图10是示出电流检测装置30的又一实施方式的立体图，图11是电流检测装置30的局部放大图。图11是从上方观察电流检测装置30时的图。
未特别说明的本实施方式的结构与参照图1至图3说明的实施方式相同，所以省略其重复的说明。在图10以及图11中，省略了电流检测装置30的一部分的图示。
在本实施方式中，第1狭缝16与第1狭缝17相连。即，第1狭缝16与第1狭缝17相互连接。换言之，可以说第1狭缝16从电极6至电极7为止而形成，第2狭缝26、27连接于第1狭缝16的两端。另外，可以说第1狭缝17从电极7至电极6为止而形成，第2狭缝26、27连接于第1狭缝17的两端。
在一个实施方式中，如图12所示，电极6也可以还具有配置于检测区域24b上的电压检测部22，电极7也可以还具有配置于检测区域25b上的电压检测部23。在本实施方式中，从两对电压检测部检测电压。进而，在一个实施方式中，如图13所示，电极6也可以具有配置于检测区域24a上的电压检测部20，电极7也可以具有配置于检测区域25b上的电压检测部23。在本实施方式中，隔着第1狭缝16、17，在对角线上测定电阻体5的电压。
在参照图10至图13说明的实施方式中，也能够起到与参照图1至图4说明的上述效果同样的效果。参照图5以及图6说明的实施方式以及参照图9说明的电压检测端子50、51、52、53也能够应用于参照图10至图13说明的实施方式。
上述实施方式是以具有本发明所属的技术领域中的通常的知识的人员能够实施本发明为目的而记载的。上述实施方式的各种变形例只要是本领域技术人员就当然能够完成，本发明的技术思想还能够应用于其它实施方式。因而，本发明并不限定于所记载的实施方式，而被解释为遵循根据专利权利要求书定义的技术思想的最大的范围。
产业上的可利用性
本发明能够用于电流检测装置，特别是使用了分流电阻器的电流检测装置。
Claims (6)
1.一种电流检测装置，用于电流检测，其中，所述电流检测装置具备：
电阻体；以及
一对电极，连接于所述电阻体的两端，
在所述电流检测装置中，形成有一对第1狭缝和与所述一对第1狭缝连接的一对第2狭缝，
各第1狭缝形成为沿着作为所述一对电极的配置方向的第1方向陷在各电极以及所述电阻体，
各第2狭缝沿着作为与所述第1方向垂直的方向的第2方向形成于所述各电极，
在所述各电极处，利用所述各第1狭缝、所述各第2狭缝以及至少一部分与所述电阻体接触的接触面划分出检测区域，
所述各电极还具有配置于所述检测区域的电压检测部。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其中，所述电压检测部配置于比所述检测区域的中心更靠近所述电阻体的一侧。
3.根据权利要求1或者2所述的电流检测装置，其中，所述检测区域在所述电流检测装置的厚度方向上比所述电阻体突出。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电流检测装置，其中，所述电压检测部与所述接触面以及所述各第1狭缝邻接地配置。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的电流检测装置，其中，还具备布线基板，
所述布线基板具备与所述电压检测部连接的检测构件。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的电流检测装置，其中，所述一对第1狭缝相连。
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