JP2019138796A - ゼロフラックス型電流センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】ゼロフラックス型電流センサにおいて、2次電流を発生させる際の消費電力を低減する。【解決手段】磁気コアと、磁気コアに巻かれた2次巻線と、磁気コア内の磁束を検出する磁気センサとを有するゼロフラックス型電流センサであって、磁気センサの検出結果をパルス幅変調するパルス変換部と、パルス幅変調に基づいて動作し、2次巻線に流す2次電流を発生するスイッチング電源部と、を備える。【選択図】図1
Description
本発明は、非接触電流センサに関し、特にゼロフラックス型電流センサにおける消費電力低減技術に関する。
非接触電流センサとして、ゼロフラックス型(磁気平衡型)電流センサが広く用いられている。図3は、従来のゼロフラックス型電流センサ500の構成を示す図である。本図に示すように、ゼロフラックス型電流センサ500は、導体400を流れる電流Iaを非接触で測定する装置であり、磁気コア510、2次巻線520、磁気センサ530、磁気センサ駆動出力部540、ローパスフィルタ(LPF)550、アンプ560、検出抵抗R1を備えている。
磁気コア510を、測定対象電流Iaが流れる導体400を囲んで配置すると、電流Iaの交流成分によって磁気コア510内に発生した磁束を打ち消すように、2次巻線520に2次電流が流れる(カレントトランス動作)。このとき、低周波域は磁束を打ち消しきれずに、磁束が残ることになる。
打ち消しきれない磁束を磁気センサ駆動出力部540により駆動される磁気センサ530で検出し、LPF550を介して接続されたアンプ560で、磁束を打ち消すように2次電流を流す。2次電流Ibは、測定対象の電流Iaに比例し、検出抵抗R1により出力電圧Voとして検出されるため、出力電圧Voに基づいて測定電流Iaを求めることができる。なお、磁気センサ530として、ホール素子やフラックスゲートセンサ等を用いることで直流電流も測定することができる。
上述のように、2次電流Ibは、測定対象電流Iaに比例する。このため、測定対象電流Iaとして大電流を測定する場合には、2次電流Ibも大きくなる。2次電流Ibが大きくなると、2次電流Ibを出力するアンプ560が発熱し、電力損失が大きくなるという問題がある。
そこで、本発明は、ゼロフラックス型電流センサにおいて、2次電流を発生させる際の消費電力を低減することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の1態様であるゼロフラックス型電流センサは、磁気コアと、前記磁気コアに巻かれた2次巻線と、前記磁気コア内の磁束を検出する磁気センサとを有するゼロフラックス型電流センサであって、前記磁気センサの検出結果をパルス幅変調するパルス変換部と、前記パルス幅変調に基づいて動作し、前記2次巻線に流す2次電流を発生するスイッチング電源部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記スイッチング電源部と前記2次巻線との間にローパスフィルタが設けられていてもよい。
また、ゼロフラックス型電流センサは、クランプ型電流センサとすることができる。
ここで、前記スイッチング電源部と前記2次巻線との間にローパスフィルタが設けられていてもよい。
また、ゼロフラックス型電流センサは、クランプ型電流センサとすることができる。
本発明によれば、ゼロフラックス型電流センサにおいて、2次電流を発生させる際の消費電力を低減することができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るゼロフラックス型電流センサ100の構成を示す図である。本図に示すように、ゼロフラックス型電流センサ100は、導体200を流れる測定対象電流Iaを非接触で測定する装置であり、磁気コア110、2次巻線120、磁気センサ130、磁気センサ駆動出力部140、パルス変換部150、スイッチング電源部160、ローパスフィルタ(LPF)170、検出抵抗R1を備えている。
2次巻線120は、磁気コア110に巻かれており、磁気センサ130は、磁気コア110内の磁束を検出する。磁気センサ130としては、例えば、ホール素子、フラックスゲートセンサ等を用いることができる。磁気センサ駆動出力部140は、磁気センサ130を駆動するとともに、検出結果を出力する。
磁気センサ駆動出力部140が出力する検出結果はパルス変換部150に入力される。パルス変換部150は、検出結果をパルス幅変調し、スイッチング電源部160のオンオフを制御する。具体的には、検出される磁気が大きいほどスイッチング電源部160のオンの期間が長くなるようにパルス幅変調する。
スイッチング電源部160は、電源電圧Vが印加されており、オンの期間のみ電圧Vをローパスフィルタ(LPF)170に出力する。このとき、大きな電流が流れるが、スイッチング電源部160には大きな電圧降下は発生しないため消費電力および発熱を小さくすることができる。オフの期間にはスイッチング電源部160の出力は0Vであり、スイッチング電源部160に電流はほとんど流れず、消費電力および発熱は極めて小さい。
ローパスフィルタ(LPF)170は、コイル、コンデンサ、ダイオード等で構成することができ、スイッチング電源部160から流れる電流を平滑化して2次巻線120に流す。
上記構成のゼロフラックス型電流センサ100において、磁気コア110を、測定対象電流Iaが流れる導体200を囲んで配置すると、測定対象電流Iaの交流成分によって磁気コア110内に発生した磁束を打ち消すように、2次巻線120に2次電流が流れる(カレントトランス動作)。このとき、低周波域は磁束を打ち消しきれずに、磁束が残ることになる。
打ち消しきれない磁束を磁気センサ駆動出力部140により駆動される磁気センサ130で検出する。そして、パルス変換部150が、検出結果をパルス幅変調してスイッチング電源部160のオンオフを制御する。
この結果、ローパスフィルタ(LPF)170を介して磁束を打ち消すように2次巻線120に2次電流が流れることになる。2次電流Ibは、測定対象電流Iaに比例し、検出抵抗R1により出力電圧Voとして検出されるため、出力電圧Voに基づいて測定対象電流Iaを求めることができる。
このように、本実施形態に係るゼロフラックス型電流センサ100は、スイッチング電源部160を用いることで2次電流出力部分での発熱が小さくなり、従来のアンプ560で生じていた大きな電力損失を小さくすることができる。よって電源から供給される電力を有効活用することが可能になる。
また、2次電流出力部分での発熱が小さくなることからヒートシンクなども小型化することができ、ゼロフラックス型電流センサ100自体の小型化にも貢献する。
ゼロフラックス型電流センサ100は流せる2次電流の大きさで測定可能な電流の大きさが決まる。電力損失がなくなった分を2次電流に回すことができれば、より大きな電流を測定することが可能になる。
図2は、本実施形態のゼロフラックス型電流センサ100をクランプ型電流センサ101に適用した例を示す図である。クランプ型電流センサ101は、測定対象電流が流れる導体200をクランプした状態で電流を測定することができる。測定結果は、オシロスコープ300等で確認することができる。
クランプ型電流センサ101は、本実施形態のゼロフラックス型電流センサ100を適用することで、内部の電流センサ基板からの発熱が少なくなった分小型化、低消費電力化することができ、より大きな電流を測定することが可能となる。
また、低消費電力化されることでオシロスコープや電力計、他製品につないだときの不具合発生を抑制でき、さらにより小型のハンディタイプの測定器へ電流センサをつなぐことも可能になると期待される。
クランプ型電流センサ101では、図1に示した各ブロックはすべてクランプ型電流センサ101の本体内に配置されることになる。このため、2次電流出力部分を始めとした測定回路の発熱量が多いと、センサ内部の温度が上昇して、内部の電子部品に影響が出てしまう。
本実施形態のゼロフラックス型電流センサ100を適用したクランプ型電流センサ101では、2次電流出力部分にアンプ560を用いた従来構造に比較して、消費電力が削減され、内部温度上昇が低減することが実験的に確かめられた。
一般に、ディレーティングを変化させるために放熱シートなどを設けて放熱を行なっているが、測定回路の発熱量を少なくすれば、放熱部品を小型化することができ、センサ自体を小型化することができる。このため、本実施形態のゼロフラックス型電流センサ100は、クランプ型電流センサ101に特に効果的に適用することができる。
100…ゼロフラックス型電流センサ
101…クランプ型電流センサ
110…磁気コア
120…2次巻線
130…磁気センサ
140…磁気センサ駆動出力部
150…パルス変換部
160…スイッチング電源部
170…LPF
200…導体
101…クランプ型電流センサ
110…磁気コア
120…2次巻線
130…磁気センサ
140…磁気センサ駆動出力部
150…パルス変換部
160…スイッチング電源部
170…LPF
200…導体
Claims (3)
- 磁気コアと、前記磁気コアに巻かれた2次巻線と、前記磁気コア内の磁束を検出する磁気センサとを有するゼロフラックス型電流センサであって、
前記磁気センサの検出結果をパルス幅変調するパルス変換部と、
前記パルス幅変調に基づいて動作し、前記2次巻線に流す2次電流を発生するスイッチング電源部と、
を備えたことを特徴とするゼロフラックス型電流センサ。 - 前記スイッチング電源部と前記2次巻線との間にローパスフィルタが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のゼロフラックス型電流センサ。
- クランプ型電流センサであることを特徴とする請求項1または2に記載のゼロフラックス型電流センサ。
Priority Applications (1)
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JP2018023199A JP2019138796A (ja) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | ゼロフラックス型電流センサ |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116609578A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-18 | 深圳柯力三电科技有限公司 | 一种高精度数字电流传感器及其测试方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60205372A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-16 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | クリツプオン電流計 |
DE19642472A1 (de) * | 1996-10-15 | 1998-04-16 | Abb Research Ltd | Flußkompensierter Stromsensor |
JP2006046922A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Hioki Ee Corp | 電流センサ |
JP2014228418A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 株式会社タムラ製作所 | 電流センサ |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60205372A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-16 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | クリツプオン電流計 |
DE19642472A1 (de) * | 1996-10-15 | 1998-04-16 | Abb Research Ltd | Flußkompensierter Stromsensor |
JP2006046922A (ja) * | 2004-07-30 | 2006-02-16 | Hioki Ee Corp | 電流センサ |
JP2014228418A (ja) * | 2013-05-23 | 2014-12-08 | 株式会社タムラ製作所 | 電流センサ |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116609578A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-08-18 | 深圳柯力三电科技有限公司 | 一种高精度数字电流传感器及其测试方法 |
CN116609578B (zh) * | 2023-07-06 | 2024-04-16 | 深圳柯力三电科技有限公司 | 一种高精度数字电流传感器及其测试方法 |
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