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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerfassungsvorrichtung, insbesondere eine Stromerfassungsvorrichtung mit einem Shunt-Widerstand, der auch als Nebenschlusswiderstand bezeichnet wird.
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Hintergrund
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Ein Shunt-Widerstand wird häufig in einer Stromerfassungsanwendung verwendet. Ein solcher Shunt-Widerstand hat ein Widerstandselement und Elektroden, die an beide Enden des Widerstandselements gebondet sind. Im Allgemeinen ist das Widerstandselement aus einer Widerstandslegierung hergestellt, wie zum Beispiel einer Kupfer-Nickel-Legierung, einer Kupfer-Mangan-Legierung, einer Eisen-Chrom-Legierung oder einer Nickel-Chrom-Legierung, während die Elektroden aus einem hochleitfähigen Metall wie Kupfer hergestellt sind. Die Elektrode hat einen Spannungserfassungsabschnitt, und eine an den beiden Enden des Widerstandselements erzeugte Spannung wird durch Anschließen eines Leiters (z. B. Aluminiumdraht) an den Spannungserfassungsabschnitt erfasst.
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Zitierliste
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Patentliteratur
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Patentdokument 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2014-90205
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei einem Shunt-Widerstand ist die Charakteristik des Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR = Temperature Coefficient of Resistance) wichtig, um die Stromerfassung unter Bedingungen zu ermöglichen, bei denen der Einfluss von Temperaturschwankungen gering ist. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist ein Index, der die Änderungsrate eines Widerstandswerts mit der Temperatur angibt. Daher stellt die vorliegende Erfindung eine Stromerfassungsvorrichtung zur Verfügung, die einen Shunt-Widerstand mit einer einfachen Struktur verwendet, die den Temperaturkoeffizienten des Widerstands reduzieren kann.
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Lösung des Problems
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In einer Ausführungsform ist eine Stromerfassungsvorrichtung zur Stromerfassung oder -detektion vorgesehen, die Folgendes aufweist: ein Widerstandselement; und ein Paar von Elektroden, die mit beiden Enden des Widerstandselements verbunden sind, wobei die Stromerfassungsvorrichtung ein Paar von ersten Schlitzen und ein Paar von zweiten Schlitzen aufweist, die mit dem Paar von ersten Schlitzen verbunden sind, wobei jeder der ersten Schlitze so ausgebildet ist, dass er jeweils eine Elektrode und das Widerstandselement entlang einer ersten Richtung, die eine Anordnungsrichtung des Paars von Elektroden ist, überlappt wobei jeder der zweiten Schlitze in jeweils einer der Elektroden entlang einer zweiten Richtung, die eine Richtung senkrecht zur ersten Richtung ist, ausgebildet ist, wobei jede der Elektroden einen Erfassungsbereich hat, der durch einen jeweiligen der ersten Schlitze, einen jeweiligen der zweiten Schlitze, und eine Kontaktfläche, die zumindest teilweise das Widerstandselement berührt, begrenzt ist, und wobei jede der Elektroden ferner einen Spannungserfassungsabschnitt hat, der in dem Erfassungsbereich angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform ist der Spannungserfassungsabschnitt näher am Widerstandselement angeordnet als eine Mitte des Erfassungsbereichs.
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In einer Ausführungsform ragt der Erfassungsbereich in Richtung der Dicke der Stromerfassungsvorrichtung über das Widerstandselement hinaus.
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In einer Ausführungsform ist der Spannungserfassungsabschnitt benachbart zur Kontaktfläche und einen jeweiligen der ersten Schlitze angeordnet.
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In einer Ausführungsform weist die Stromerfassungsvorrichtung außerdem eine Leiterplatte auf, und die Leiterplatte weist ein Erfassungselement auf, das mit dem Spannungserfassungsabschnitt verbunden ist.
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In einer Ausführungsform ist das Paar der ersten Schlitze verbunden.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Der Temperaturkoeffizient des Widerstands kann verringert werden, indem der Spannungserfassungsabschnitt in dem Erfassungsbereich angeordnet wird, der durch den ersten Schlitz, den zweiten Schlitz und eine Kontaktfläche, die das Widerstandselement zumindest teilweise berührt, begrenzt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- [1] 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Stromerfassungsvorrichtung in Form einer Stromerfassungsvorrichtung des Shunt-Typs zeigt;
- [2] 2 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Stromerfassungsvorrichtung;
- [3] 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Shunt-Widerstands in einer Draufsicht zeigt;
- [4] 4 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [5] 5 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [6] 6 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [7] 7 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [8] 8 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [9] 9 ist eine schematische Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [10] 10 ist eine perspektivische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt;
- [11] 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Stromerfassungsvorrichtung;
- [12] 12 ist eine schematische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt; und
- [13] 13 ist eine schematische Ansicht, die noch eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung zeigt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den nachstehend beschriebenen Zeichnungen werden identische oder äquivalente Komponenten mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und redundante Erläuterungen werden weggelassen. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ist eine Konfiguration einer Ausführungsform, die nicht speziell beschrieben wird, die gleiche wie die der anderen Ausführungsformen, und ihre doppelte Beschreibung wird weggelassen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Stromerfassungsvorrichtung 30 des Shunt-Typs zeigt, und 2 ist eine Seitenansicht, die die in 1 gezeigte Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt. In 2 ist ein Teil der Stromerfassungsvorrichtung 30 nicht dargestellt. In dieser Ausführungsform enthält die Stromerfassungsvorrichtung 30 einen Shunt-Widerstand 1. Mit anderen Worten, die Stromerfassungsvorrichtung 30 ist in dieser Ausführungsform der Shunt-Widerstand 1 selbst. Wie in den 1 und 2 gezeigt, weist der Shunt-Widerstand 1 ein Widerstandselement 5 auf, das aus einem Widerstandslegierungsplattenmaterial mit einer vorbestimmten Dicke und Breite hergestellt ist, und ein Paar Elektroden 6, 7, die aus einem hochleitfähigen Metall hergestellt sind, das mit beiden Enden (d. h. beiden seitlichen Anschlussflächen) 5a, 5b des Widerstandselements 5 in einer ersten Richtung verbunden ist. Die Elektrode 6 hat eine Kontaktfläche 6a, die zumindest teilweise ein Ende (eine Anschlussfläche) 5a des Widerstandselements 5 kontaktiert, und die Elektrode 7 hat eine Kontaktfläche 7a, die zumindest teilweise das andere Ende (andere Anschlussfläche) 5b des Widerstandselements 5 kontaktiert. Die Elektroden 6, 7 haben jeweils Befestigungslöcher 8, 9 zur Befestigung des Shunt-Widerstands 1 mit Schrauben oder dergleichen.
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Die oben genannte erste Richtung ist eine Längsrichtung der Stromerfassungsvorrichtung 30, d.h. die Längsrichtung des Shunt-Widerstands 1, und eine Richtung, in der die Elektrode 6, das Widerstandselement 5 und die Elektrode 7 in dieser Reihenfolge angeordnet sind. Mit anderen Worten, die erste Richtung ist eine Richtung, in der der Strom fließt. Eine Richtung, die senkrecht zu dieser ersten Richtung verläuft, ist eine zweite Richtung. Die zweite Richtung ist eine Breitenrichtung der Stromerfassungsvorrichtung 30, d. h. eine Breitenrichtung des Shunt-Widerstands 1. Wie in den 1 und 2 dargestellt, haben die Elektroden 6, 7 den gleichen Aufbau und sind symmetrisch zum Widerstandselement 5 angeordnet.
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Jedes der beiden Enden 5a, 5b des Widerstandselements 5 ist mit einer jeweiligen der Elektroden 6, 7 durch Schweißen (z. B. Elektronenstrahlschweißen, Laserstrahlschweißen oder Hartlöten) verbunden (gekoppelt). Ein Beispiel für das Material des Widerstandselements 5 ist eine Legierung mit geringem Widerstand, wie eine Cu-Mn-Legierung oder eine Ni-Cr-Legierung. Ein Beispiel für das Material der Elektroden 6, 7 kann Kupfer (Cu) sein. Cu-Mn-Legierungen und Ni-Cr-Legierungen haben einen höheren spezifischen Widerstand als Kupfer.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, ist die Dicke jeder der Elektroden 6, 7 in dieser Ausführungsform dicker als die Dicke des Widerstandselements 5. Wie in 2 gezeigt, liegen die Rückseiten der Elektroden 6, 7 und eine Rückseite des Widerstandselements 5 in der gleichen Ebene. Die Oberflächen 6b, 7b der Elektroden 6, 7 liegen höher als eine Oberfläche 5c des Widerstandselements 5 in einer Dickenrichtung der Stromerfassungsvorrichtung 30 (Shunt-Widerstand 1). Die Dickenrichtung der Stromerfassungsvorrichtung 30 (Shunt-Widerstand 1) verläuft senkrecht zur ersten und zweiten Richtung. Eine Stufe 18 wird durch die Oberfläche 6b der Elektrode 6, die Kontaktfläche 6a und die Oberfläche 5c des Widerstandselements 5 gebildet, und eine Stufe 19 wird durch die Oberfläche 7b der Elektrode 7, die Kontaktfläche 7a und die Oberfläche 5c des Widerstandselements 5 gebildet. Ein Zwischenraum SP wird durch die Stufen 18, 19 und die Oberfläche 5c gebildet.
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Wie in 1 gezeigt, hat der Shunt-Widerstand 1 der Stromerfassungsvorrichtung 30 ein Paar Schlitze 12, 13. Der Schlitz 12 weist einen ersten Schlitz 16 und einen zweiten Schlitz 26, und der Schlitz 13 weit einen ersten Schlitz 17 und einen zweiten Schlitz 27 auf. Mit anderen Worten, ein Paar erster Schlitze 16, 17 und ein Paar zweiter Schlitze 26, 27 sind in dem Shunt-Widerstand 1 der Stromerfassungsvorrichtung 30 ausgebildet.
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3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den Shunt-Widerstand 1 in einer Draufsicht zeigt. Wie in 3 gezeigt, ist der erste Schlitz 16 so ausgebildet, dass er die Elektrode 6 und das Widerstandselement 5 entlang der ersten Richtung überlappt, und der zweite Schlitz 26 ist in der Elektrode 6 entlang der zweiten Richtung ausgebildet. Der erste Schlitz 17 ist so ausgebildet, dass er die Elektrode 7 und das Widerstandselement 5 entlang der ersten Richtung überlappt, und der zweite Schlitz 27 ist in der Elektrode 7 entlang der zweiten Richtung ausgebildet. Insbesondere ist der erste Schlitz 16 von der Elektrode 6 zu einem Teil des Widerstandselements 5 entlang der ersten Richtung ausgebildet, und der erste Schlitz 17 ist von der Elektrode 7 zu einem Teil des Widerstandselements 5 entlang der ersten Richtung ausgebildet.
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Die zweiten Schlitze 26, 27 sind jeweils mit den ersten Schlitzen 16, 17 verbunden. Insbesondere ist ein Ende der ersten Schlitze 16, 17 mit einer Mitte der jeweiligen zweiten Schlitze 26, 27 verbunden. Die Schlitze 12, 13 durchdringen die Dickenrichtung des Shunt-Widerstands 1 und haben eine konvexe Form in Richtung des Widerstandselements 5, wenn der Shunt-Widerstand 1 von oben betrachtet wird.
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Wie in 3 gezeigt, sind Erfassungsbereiche 24a, 24b auf der Elektrode 6 durch den ersten Schlitz 16, den zweiten Schlitz 26 und die Kontaktfläche 6a begrenzt, und Erfassungsbereiche 25a, 25b sind auf der Elektrode 7 durch den ersten Schlitz 17, den zweiten Schlitz 27 und die Kontaktfläche 7a abgegrenzt. Die Erfassungsbereiche 24a, 24b sind auf der Oberfläche 6b der Elektrode 6 ausgebildet, und die Erfassungsbereiche 25a, 25b sind auf der Oberfläche 7b der Elektrode 7 ausgebildet.
Die Erfassungsbereiche 24a, 24b, 25a und 25b ragen in Dickenrichtung (Dickenrichtung des Shunt-Widerstands 1) der Stromerfassungsvorrichtung 30 über das Widerstandselement 5 hinaus.
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Wie in 3 gezeigt, haben die Elektroden 6, 7 Spannungserfassungsabschnitte 20 bzw. 21 zum Messen der Spannung (Spannung des Widerstandselements 5), die an den beiden Enden 5a, 5b des Widerstandselements 5 erzeugt wird. Der Spannungserfassungsabschnitt 20 ist in dem Erfassungsbereich 24a angeordnet, und der Spannungserfassungsabschnitt 21 ist in dem Erfassungsbereich 25a angeordnet. In einer Ausführungsform können die Spannungserfassungsabschnitte 20, 21 in den Erfassungsbereichen 24b bzw. 25b angeordnet sein.
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Der Strom fließt durch den Shunt-Widerstand 1 und umgeht dabei die Schlitze 12, 13. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass in den Erfassungsbereichen 24a, 24b, 25a und 25b eine Potenzialverteilung auftritt. Durch die Anordnung der Spannungserfassungsabschnitte 20, 21 in den Erfassungsbereichen 24a, 25a (oder Erfassungsbereichen 24b, 25b) kann daher der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Shunt-Widerstands 1 verringert werden. Mit anderen Worten, durch Entnahme der Spannung an den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21, die in den Erfassungsbereichen 24a, 25a (oder Erfassungsbereichen 24b, 25b) angeordnet sind, kann eine Spannungsmessung mit einem kleinen Temperaturkoeffizienten des Widerstands durchgeführt werden, und es kann eine stabile Stromerfassung durchgeführt werden.
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Wenn die ersten Schlitze 16, 17 nur in den Elektroden 6, 7 mit einem Spalt zwischen ihnen und dem Widerstandselement 5 ausgebildet wären, würde sich der Strom in dem Spalt zwischen den ersten Schlitzen 16, 17 und dem Widerstandselement 5 konzentrieren, und die Potenzialverteilung wäre in dem Bereich nahe den ersten Schlitzen 16, 17 und dem Widerstandselement 5 groß. Daher ist es nicht möglich, einen Bereich zu schaffen, in dem die Potenzialverteilung weniger wahrscheinlich auftreten würde, als in dieser Ausführungsform. Wären die Schlitze 12, 13 an einer vom Widerstandselement 5 entfernten Stelle ausgebildet, um eine solche Stromkonzentration zu vermeiden, wäre der Erfassungsbereich weit vom Widerstandselement 5 entfernt und würde bei der Messung der Spannung durch die Temperatureigenschaften des Widerstands der Materialien (Elektrodenmaterialien) der Elektroden 6, 7 beeinflusst. Um die Spannung des Widerstandselements 5 mit geringerem Einfluss der Temperatureigenschaften des Elektrodenmaterials zu messen, ist es wünschenswert, die Spannung an einer Position näher am Widerstandselement 5 abzugreifen.
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Andererseits ist in dieser Ausführungsform der erste Schlitz 16 so ausgebildet, dass er die Elektrode 6 und das Widerstandselement 5 überlappt, und der erste Schlitz 17 ist so ausgebildet, dass er die Elektrode 7 und das Widerstandselement 5 überlappt. Dadurch wird die oben beschriebene Konzentration des Stroms vermieden und Bereiche mit großer Potenzialverteilung werden eliminiert. Da eine Position in der Nähe des Widerstandselements 5 als Spannungserfassungsposition (Positionen der Spannungserfassungsabschnitte 20, 21) verwendet werden kann, kann die Spannungsmessung mit geringerem Einfluss der Temperatureigenschaften des Elektrodenmaterials durchgeführt werden. Infolgedessen kann der Temperaturkoeffizient des Widerstands des Shunt-Widerstands 1 verringert werden.
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Da durch die ersten Schlitze 16, 17 und die Kontaktflächen 6a, 7a ein Kantenabschnitt gebildet wird, können die Spannungserfassungspositionen (Positionen der Spannungserfassungsabschnitte 20, 21) basierend auf dem Kantenabschnitt ausgerichtet werden. Es ist möglich, Spannungsmessfehler aufgrund der Spannungserfassungspositionen zu reduzieren und die Spannungserfassungspositionen mit guten Temperatureigenschaften zu identifizieren, was eine stabile Spannungsmessung ermöglicht. Darüber hinaus können die Temperatureigenschaften für Materialeigenschaften und Fertigungsschwankungen korrigiert werden, indem die Spannungserfassungspositionen (Positionen der Spannungserfassungsabschnitte 20, 21) gesteuert werden.
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In dieser Ausführungsform haben die Schlitze 12, 13 eine konvexe Form, aber in einer Ausführungsform können die Ecken der Schlitze 12, 13 eine R-Oberfläche oder eine C-Oberfläche haben.
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In dieser Ausführungsform sind die Spannungserfassungsabschnitte 20, 21 näher an dem Widerstandselement 5 angeordnet als die Mitten der Erfassungsbereiche 24a, 25a (Mittellinien CL1, CL2) in der ersten Richtung. In einer Ausführungsform können die Spannungserfassungsabschnitte 20, 21 näher an dem Widerstandselement 5 angeordnet sein als die Mittelpunkte der Erfassungsbereiche 24b, 25b (Mittellinien CL1, CL2) in der ersten Richtung. Der Einfluss der Temperatureigenschaften auf den Widerstandswert des Elektrodenmaterials kann weiter reduziert werden, und die Spannung des Widerstands 5 kann mit höherer Genauigkeit gemessen werden.
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Genauer gesagt ist der Spannungserfassungsabschnitt 20 benachbart zur Kontaktfläche 6a und einer Seitenwand 16a des ersten Schlitzes 16 angeordnet, und der Spannungserfassungsabschnitt 21 ist benachbart zur Kontaktfläche 7a und einer Seitenwand 17a des ersten Schlitzes 17 angeordnet. In einer Ausführungsform kann der Spannungserfassungsabschnitt 20 benachbart zur Kontaktfläche 6a und der Seitenwand 16b des ersten Schlitzes 16 angeordnet sein, und der Spannungserfassungsabschnitt 21 kann benachbart zur Kontaktfläche 7a und der Seitenwand 17b des ersten Schlitzes 17 angeordnet sein. Der Einfluss der Temperaturcharakteristik des Widerstands des Elektrodenmaterials kann weiter reduziert werden, und die Spannung des Widerstandselements 5 kann genauer gemessen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, können die Elektroden 6, 7 außerdem Spannungserfassungsabschnitte 22, 23 zur Messung der Spannung des Widerstandselements 5 aufweisen. Der Spannungserfassungsabschnitt 22 ist in dem Erfassungsbereich 24b angeordnet, und der Spannungserfassungsabschnitt 23 ist in dem Erfassungsbereich 25b angeordnet. Insbesondere sind die Spannungserfassungsabschnitte 22, 23 näher an dem Widerstandselement 5 angeordnet als die Mittelpunkte der Erfassungsbereiche 24b, 25b (Mittellinien CL1 und CL2) in der ersten Richtung. Genauer gesagt ist der Spannungserfassungsabschnitt 22 benachbart zur Kontaktfläche 6a und der Seitenwand 16b des ersten Schlitzes 16 angeordnet, und der Spannungserfassungsabschnitt 23 ist benachbart zur Kontaktfläche 7a und der Seitenwand 17b des ersten Schlitzes 17 angeordnet.
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Der Spannungserfassungsabschnitt 20 und der Spannungserfassungsabschnitt 22 liegen auf demselben Potential, und der Spannungserfassungsabschnitt 21 und der Spannungserfassungsabschnitt 23 liegen auf demselben Potential. Durch Abgreifen der Spannung an den beiden Paaren von Spannungserfassungsabschnitten kann die Schwankung des Potentials aufgrund des Strompfades nach dem Abgreifen der Spannung aus dem Shunt-Widerstand 1 unterdrückt werden.
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In einer Ausführungsform wird der Shunt-Widerstand 1 durch Formgebung mittels eines Stempel- oder Drahtschneidens zu einem langen Verbindungsmaterial gebildet, das aus einem plattenförmigen Widerstandselement und einer Vielzahl von Kupferplatten besteht, die an beiden Enden des oben genannten Widerstandselements verbunden sind. In einer Ausführungsform werden die Schlitze 12, 13 durch Ausstanzen des Shunt-Widerstandes 1 mit einer Matrize oder durch eine Formverarbeitung mit dem Drahtschneiden gebildet. Außerdem kann in einer Ausführungsform eine charakteristische TCR-Funktion durch Einstellen der Formen der Schlitze 12, 13 gesteuert werden.
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5 ist eine schematische Ansicht, die eine andere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt. In 5 ist ein Teil der Stromerfassungsvorrichtung 30 weggelassen. Die Konfigurationen dieser Ausführungsform, die nicht speziell beschrieben werden, sind die gleichen wie bei den Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben wurden, so dass ihre redundante Beschreibung weggelassen wird. Wie in 5 gezeigt, hat die Stromerfassungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform den Shunt-Widerstand 1 und eine Leiterplatte 31. Die Leiterplatte 31 weist Erfassungselemente 36a, 36b auf. Leitungen 40, 41 zur Übertragung eines Spannungssignals (Spannung des Widerstands 5) vom Shunt-Widerstand 1 sind auf einer Oberfläche eines Plattenkörpers 33 der Leiterplatte 31 ausgebildet. Die Erfassungselemente 36a, 36b sind über Durchgangslöcher 38a, 38b mit den Leitungen 40, 41 verbunden.
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Die Erfassungselemente 36a, 36b sind jeweils mit den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21 verbunden. Ein Beispiel für die Erfassungselemente 36a, 36b ist ein Metallpad, das durch Strukturierung einer Kupferfolie gebildet wird. Die Erfassungselemente 36a, 36b sind mit den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21 über die Stufen 18, 19 verbunden (so dass sie die Kontaktflächen 6a, 7a abdecken). Die Verbindung zwischen den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21 und den Leitungen 40, 41 der Leiterplatte 31 kann unter Verwendung eines metallischen Leiterrahmens (plattenförmiges leitendes Material) oder eines Drahtes anstelle der Erfassungselemente 36a, 36b hergestellt werden.
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Wie oben beschrieben, weist der Shunt-Widerstand 1 dieser Ausführungsform die Stufen 18, 19 auf, und die Erfassungsbereiche 24a, 24b, 25a und 25b ragen über das Widerstandselement 5 in Richtung der Dicke des Shunt-Widerstands 1 hinaus. Dadurch können die Erfassungselemente 36a, 36b über den Stufen 18, 19 angeordnet werden. Diese Anordnung ermöglicht es, die Spannungserfassungsposition näher an das Widerstandselement 5 heranzuführen. Dadurch kann die Spannung des Widerstandselements 5 genauer gemessen werden. Darüber hinaus können die Stufen 18, 19 verhindern, dass die Erfassungselemente 36a, 36b das Widerstandselement 5 berühren.
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Wie oben beschrieben, ist das Widerstandselement 5 mit den Elektroden 6, 7 durch Schweißen oder andere Mittel verbunden. Daher ist die Verbindung zwischen dem Widerstandselement 5 und den Elektroden 6, 7 aufgrund von Schweißspuren uneben, aber in dieser Ausführungsform hat der Shunt-Widerstand 1 die Stufen 18, 19, so dass die Erfassungselemente 36a, 36b über den Stufen 18, 19 verbunden werden können, ohne durch die oben genannten Schweißspuren beeinträchtigt zu werden. Da der Raum SP über dem Widerstandselement 5 ausgebildet ist, kann außerdem vermieden werden, dass die vom Widerstandselement 5 erzeugte Wärme direkt auf die Leiterplatte 31 übertragen wird.
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In einer Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, kann die Leiterplatte 31 vier Erfassungselemente 36a, 36b, 36c und 36d enthalten, die jeweils mit den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21, 22 und 23 (siehe 4) verbunden sind. Die vier Erfassungselemente 36a, 36b, 36c und 36d sind jeweils mit Durchgangslöchern 38a, 38b, 38c und 38d verbunden, die mit nicht dargestellten Leitungen verbunden sind. In 6 ist der Plattenkörper 33 nicht dargestellt. In dieser Ausführungsform sind die Erfassungselemente 36a, 36b, 36c und 36d auch über den Stufen 18, 19 angeordnet.
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7 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt. Die Konfigurationen dieser Ausführungsform, die nicht im Einzelnen beschrieben werden, sind die gleichen wie bei den Ausführungsformen, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben wurden, so dass ihre redundante Beschreibung weggelassen wird. In dieser Ausführungsform ist ein Ende der ersten Schlitze 16, 17 mit einem Ende der zweiten Schlitze 26, 27 verbunden. Mit anderen Worten, die Schlitze 12, 13 haben eine L-förmige Form, wenn der Shunt-Widerstand 1 von oben betrachtet wird.
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Die Elektrode 6 hat den Erfassungsbereich 24a, der durch den ersten Schlitz 16, den zweiten Schlitz 26 und die Kontaktfläche 6a begrenzt ist, und die Elektrode 7 hat den Erfassungsbereich 25a, der durch den ersten Schlitz 17, den zweiten Schlitz 27 und die Kontaktfläche 7a begrenzt ist. Die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Effekte können in dieser Ausführungsform erzielt werden, und die unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen können auch auf diese Ausführungsform angewendet werden.
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8 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt. Die Konfigurationen dieser Ausführungsform, die nicht im Einzelnen beschrieben werden, sind die gleichen wie bei der Ausführungsform die unter Bezugnahme auf 7 beschrieben wurde, so dass ihre redundante Beschreibung weggelassen wird. In dieser Ausführungsform sind eine Position des ersten Schlitzes 16 in der zweiten Richtung und eine Position des ersten Schlitzes 17 in der zweiten Richtung unterschiedlich, und die zweiten Schlitze 26, 27 erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen. Mit anderen Worten, die Ausrichtungen der L-förmigen Form der Schlitze 12, 13 sind in der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung umgekehrt, wenn der Shunt-Widerstand 1 von oben betrachtet wird. Die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Effekte können auch in dieser Ausführungsform erzielt werden, und die unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen können auch auf diese Ausführungsform angewendet werden.
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9 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt. In 9 ist ein Teil der Stromerfassungsvorrichtung 30 weggelassen. Die Konfigurationen dieser Ausführungsform, die nicht im Einzelnen beschrieben werden, sind die gleichen wie bei den Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurde, so dass ihre redundante Beschreibung weggelassen wird. Die Stromerfassungsvorrichtung 30 dieser Ausführungsform weist den Shunt-Widerstand 1 und Spannungserfassungsanschlüsse 50, 51, 52 und 53 auf. Der Shunt-Widerstand 1 dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Shunt-Widerstand 1 von 4 dadurch, dass er keine Stufen 18, 19 aufweist. Mit anderen Worten, die Dicken der Elektroden 6 und 7 und des Widerstandselements 5 sind in dieser Ausführungsform identisch.
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Die Spannungserfassungsanschlüsse 50, 51, 52 und 53 sind an den Spannungserfassungsabschnitten 20, 21, 22 bzw. 23 vorgesehen. Ein Beispiel für jeden der Spannungserfassungsanschlüsse 50, 51, 52 und 53 ist ein Stiftanschluss. Die unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen Effekte können in dieser Ausführungsform erzielt werden, und die unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschriebenen Ausführungsformen können auch auf diese Ausführungsform angewendet werden.
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10 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der Stromerfassungsvorrichtung 30 zeigt, und 11 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Stromerfassungsvorrichtung 30. 11 ist eine Draufsicht auf die Stromerfassungsvorrichtung 30. Die Konfigurationen dieser Ausführungsform, die nicht im Einzelnen beschrieben werden, sind die gleichen wie bei der Ausführungsform, die unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben wurde, so dass ihre redundante Beschreibung weggelassen wird. In den 10 und 11 ist ein Teil der Stromerfassungsvorrichtung 30 weggelassen.
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In dieser Ausführungsform sind der erste Schlitz 16 und der erste Schlitz 17 verbunden. Mit anderen Worten, der erste Schlitz 16 und der erste Schlitz 17 sind miteinander verbunden. Mit anderen Worten kann man auch sagen, dass der erste Schlitz 16 von der Elektrode 6 bis zur Elektrode 7 ausgebildet ist und die zweiten Schlitze 26, 27 mit beiden Enden des ersten Schlitzes 16 verbunden sind. Es kann auch gesagt werden, dass der erste Schlitz 17 von der Elektrode 7 zur Elektrode 6 verläuft und die zweiten Schlitze 26, 27 mit beiden Enden des ersten Schlitzes 17 verbunden sind.
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In einer Ausführungsform, wie in 12 gezeigt, kann die Elektrode 6 einen zusätzlichen Spannungserfassungsabschnitt 22 aufweisen, der in dem Erfassungsbereich 24b angeordnet ist, und die Elektrode 7 kann einen zusätzlichen Spannungserfassungsabschnitt 23 aufweisen, der in dem Erfassungsbereich 25b angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird die Spannung von zwei Paaren von Spannungserfassungsabschnitten erfasst. In einer weiteren Ausführungsform, wie in 13 dargestellt, kann die Elektrode 6 einen Spannungserfassungsabschnitt 20 aufweisen, der in dem Erfassungsbereich 24a angeordnet ist, und die Elektrode 7 kann den Spannungserfassungsabschnitt 23 aufweisen, der in dem Erfassungsbereich 25b angeordnet ist. In dieser Ausführungsform wird die Spannung des Widerstandselements 5 auf einer diagonalen Linie über die ersten Schlitze 16 und 17 gemessen.
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Die unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschriebenen Ausführungsformen können auch die gleichen Effekte erzielen wie die oben unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen. Die unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschriebenen Ausführungsformen und die unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen Spannungserfassungsanschlüsse 50, 51, 52 und 53 können auf die unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden.
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Die obigen Ausführungsformen werden zum Zweck der Durchführung der vorliegenden Erfindung durch eine Person mit gewöhnlicher Fachkenntnis auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, beschrieben. Obwohl bevorzugte Ausführungsformen im Detail oben beschrieben worden sind, sollte es verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern es können viele Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden, ohne von den angehängten Ansprüchen abzuweichen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stromerfassungsvorrichtung, insbesondere eine Stromerfassungsvorrichtung, die einen Shunt-Widerstand verwendet.
- 1
- Shunt-Widerstand
- 5
- Widerstandselement
- 5a,5b
- beide Enden (beide seitlichen Anschlussflächen)
- 5c
- Oberfläche
- 6,7
- Elektrode
- 6a,7a
- Kontaktfläche
- 6b,7b
- Oberfläche
- 8,9
- Befestigungsloch
- 12,13
- Schlitz
- 16,17
- erster Schlitz
- 16a,16b,17a,17b
- Seitenwand
- 18,19
- Stufe
- 20,21,22,23
- Spannungserfassungsabschnitt
- 24a,24b,25a,25b
- Erfassungsbereich
- 26,27
- zweiter Schlitz
- 30
- Stromerfassungsvorrichtung
- 31
- Leiterplatte
- 33
- Plattenkörper
- 36a,36b,36c,36d
- Erfassungselement
- 38a,38b,38c,38d
- Durchgangsloch
- 40,41
- Leitungen
- 50,51,52,53
- Spannungserfassungsanschluss
