JP2011174741A - 電流センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電流センサは、被測定電流からの誘導磁界の印加により特性が変化する磁気センサ素子を含み、誘導磁界に応じた電圧差を生じる2つの出力を備えるブリッジ回路22、及び磁気センサ素子の近傍に配置され、誘導磁界を相殺するキャンセル磁界を発生するフィードバックコイル21を含む磁気平衡式電流センサ2A,2Bと、被測定電流を通流する電流線に対して磁気平衡式電流センサ2A,2Bと直列に接続されたシャント抵抗1と、シャント抵抗1の電圧差をセンサ出力とするシャント抵抗式検出、及び、誘導磁界に応じた電圧差によりフィードバックコイル21に通電して誘導磁界とキャンセル磁界とが相殺される平衡状態となったときのフィードバックコイル21に流れる電流をセンサ出力する磁気平衡式検出を切り替えるスイッチ回路37と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態に係る電流センサを示す回路図である。本実施の形態においては、図1に示す電流センサは、被測定電流が流れる電流線の近傍に配設される。電流センサは、一対の磁気平衡式電流センサ2A,2Bと、電流線に対して磁気平衡式電流センサ2A,2Bと直列に接続されたシャント抵抗1とから主に構成されている。シャント抵抗1には、大電流時に電流をバイパスするためのダイオード10,11が並列に接続されている。ダイオード10,11は、互いに逆極性に接続され、シャント抵抗1にかかる電圧がいずれかのダイオードの順方向の閾値電圧を超えると電流をバイパスしてシャント抵抗1での電力消費を低減する。また、磁気平衡式電流センサ2A,2Bは、それぞれのセンサ出力の差動出力を増幅する差動アンプ20に接続されている。
本発明の電流センサを用いたバッテリーは、電流線を備えたバッテリー本体と、この電流線に取り付けられた電流センサとを具備する。このような構成を有するバッテリーにおいて充放電制御を行ってバッテリーのマネジメントを行う場合(バッテリーマネジメントシステム)について説明する。
2A,2B 磁気平衡式電流センサ
3 制御部
10,11 ダイオード
20,31,36 差動アンプ
21 フィードバックコイル
22 ブリッジ回路
32,34 差動・電流アンプ
33,35 I/Vアンプ
37 スイッチ回路
Claims (8)
- 被測定電流からの誘導磁界により特性が変化する磁気センサ素子と前記磁気センサ素子の近傍に配置され、前記誘導磁界を相殺するキャンセル磁界を発生するフィードバックコイルとを含む磁気平衡式センサと、
前記被測定電流を通流する電流線に直列に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗の電圧差をセンサ出力とするシャント抵抗式検出、及び、前記誘導磁界に応じて前記フィードバックコイルに通電して前記誘導磁界と前記キャンセル磁界とが相殺される平衡状態となったときの前記フィードバックコイルに流れる電流をセンサ出力する磁気平衡式検出とを切り替える切り替え手段と、
を具備することを特徴とする電流センサ。 - 前記被測定電流を通流する電流線を挟んで2つの磁気平衡式センサが配置されており、前記2つの磁気平衡式センサにおけるそれぞれの磁気センサ素子の感度軸方向が同じであることを特徴とする請求項1記載の電流センサ。
- 前記磁気センサ素子が磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電流センサ。
- 前記切り替え手段は、前記磁気平衡式検出の消費電力PMと前記シャント抵抗式検出の消費電力PSとが等しくなる被測定電流Ieqで前記シャント抵抗式検出から前記磁気平衡式検出に切り替えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記被測定電流Ieqにおいて、前記シャント抵抗式検出の消費電力PSがシャント抵抗の定格電力PSmaxよりも小さいことを特徴とする請求項4記載の電流センサ。
- 前記磁気抵抗効果素子がGMR素子であり、前記被測定電流Ieqによる磁場が前記GMR素子の飽和磁場よりも小さくなるように、前記被測定電流Ieqが設定されていることを特徴とする請求項4記載の電流センサ。
- 前記切り替え手段は、前記被測定電流Ieqよりも少ない電流値を閾値として前記フィードバック電流のON/OFFを行うことを特徴とする請求項4記載の電流センサ。
- 電流線を備えたバッテリー本体と、前記電流線に取り付けられ、請求項1から請求項7のいずれかに記載の電流センサと、を具備することを特徴とするバッテリー。
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