JP2024507137A

JP2024507137A - 電流センシング装置

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Publication number: JP2024507137A
Application number: JP2023548551A
Authority: JP
Inventors: ボクリージェオン; チューオンキムドン; ファキムドン
Original assignee: スマートエレクトロニクスインク
Priority date: 2021-02-17
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2024-02-16
Also published as: KR20220117539A; CN116868065A; WO2022177247A1; KR102602873B1; EP4296695A1; US20240133926A1

Abstract

本発明は、電流センシング装置に関するものであって、抵抗部を挟んで分離された複数の低抵抗金属部を含むバスバーと、バスバーの下に配された印刷回路ボードと、バスバーの金属部に接合されて、バスバーを印刷回路ボード上に固定し、金属部と印刷回路ボードとの間に電流経路を提供する複数の固定ピンと、少なくとも１つのホールセンサーモジュールと、を含む。バスバーの低抵抗金属部のうち少なくとも１つに形成されたセンサーホールにホールセンサーモジュールの少なくとも一部が挿入される。

Description

本発明は、デュアルセンサーを利用した電流センシング装置に関する。

多様な産業分野で電流センサーが用いられている。電流センサーは、抵抗検出タイプと磁界検出タイプとが代表的である。シャント（ｓｈｕｎｔ）センサーは、シャント抵抗による電圧降下を電流に変換して電流を測定する。ホール（ｈａｌｌ）センサーは、電流が流れる導体の周辺でホール効果によって電流の直角方向に発生する電位差（ホール電圧）と磁場とが発生し、ホール電圧を増幅して、そのホール電圧に比例する電流を測定する。

シャントセンサーとホールセンサーは、長所と短所が異なる。例えば、シャントセンサーは、設置が簡単かつ安価である一方、シャント抵抗で電力消失が発生し、発熱が発生する。一方、ホールセンサーの場合、非接触センサーであるために、電力損失が少ないが、導体周辺に比較的大きなコアが設けられればならないので、シャント抵抗よりもさらに大きい。シャントセンサーとホールセンサーは、環境によって測定値の正確度で差がある。例えば、シャント抵抗は、高電流測定時にシャント抵抗の発熱によって電流測定値が変わって正確度が低くなる。

本発明は、前述した必要性及び／または問題点を解決することを目的とする。

特に、本発明は、デュアルセンサーを用いて電流測定値の正確度を高め、小型化が可能な電流センシング装置を提供する。

本発明の課題は、前述した課題に限定されず、言及されていないさらに他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明の一実施形態による電流センシング装置は、抵抗部を挟んで分離された複数の低抵抗金属部を含むバスバーと、前記バスバーの下に配された印刷回路ボードと、前記バスバーの金属部に接合されて、前記バスバーを前記印刷回路ボード上に固定し、前記金属部と前記印刷回路ボードとの間に電流経路を提供する複数の固定ピンと、少なくとも１つのホールセンサーモジュールとを含む。

前記バスバーの低抵抗金属部のうち少なくとも１つは、センサーホール２０１ｃ、２０１ｄを含む。前記ホールセンサーモジュールの少なくとも一部が、前記センサーホール２０１ｃ、２０１ｄ内に挿入される。

本発明は、シャントセンサーの抵抗とホールセンサーとを統合した電流センシング装置を具現して電流測定の正確度を向上させうる。

本発明は、バスバーに形成されたセンサーホールにホールセンサーのＩＣチップを配置してバスバーを取り囲む別途の金属遮蔽缶（ｍｅｔａｌｓｈｉｅｌｄｃａｎ）なしにバスバー上でホールセンサーの電流測定の正確度を向上させうる。

本発明は、シャントセンサーの抵抗が過熱される時、ホールセンサーの電流測定値を選択して電流測定値の正確度を保持することができる。

本発明は、高電圧（４００～８００Ｖ）の高電圧が印加されるバッテリの正極（Ｈｉｇｈｓｉｄｅ）の電流を高い正確度で測定することができる。本発明は、バッテリの正極（Ｈｉｇｈｓｉｄｅ）及び／または負極（ＬｏｗＳｉｄｅ）のうち少なくとも一電極と連結されたバスバー上で流れる電流を苛酷な環境でも高い正確度で測定することができる。

本発明は、ノイズに強い差動信号（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓｉｇｎａｌ）で電流を測定し、外部制御器にデジタル信号で電流測定値を提供することができる。

本発明は、１つ以上のシャントセンサーと１つ以上のホールセンサーとのうち少なくとも１つをバックアップ（ｂａｃｋ－ｕｐ）センサーとして活用して電流センサーの安定度を向上させうる。

本発明の効果は、前述した効果に限定されず、言及されていないさらに他の効果は、特許請求の範囲の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明の実施形態による電流センシング装置を互いに異なる角度で示す図面である。本発明の実施形態による電流センシング装置を互いに異なる角度で示す図面である。本発明の実施形態による電流センシング装置を互いに異なる角度で示す図面である。バスバーと固定ピンとの構造を詳しく示す図面である。バスバーと固定ピンとの構造を詳しく示す図面である。電流センシング装置の構成要素が分離された分解斜視図である。ホールセンサーモジュールを他の角度で示す拡大図である。本発明の多様な実施形態による電流センシング装置を示す回路図である。本発明の多様な実施形態による電流センシング装置を示す回路図である。本発明の多様な実施形態による電流センシング装置を示す回路図である。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを果たす方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すると、明確になるであろう。本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態として具現可能であり、単に、実施形態は、本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義される。

本発明の実施形態を説明するための図面に開示された形状、サイズ、比率、角度、個数などは、例示的なものなので、本発明は、図面に示された事項に限定されるものではない。明細書の全体に亘って同じ参照符号は、実質的に同じ構成要素を称する。また、本発明を説明するに当って、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本明細書上で言及された「備える」、「含む」、「有する」、「なされる」などが使われる場合、「～のみ」が使われない以上、他の部分が追加される。構成要素を単数で表現した場合に、特別に明示的な記載事項がない限り、複数として解釈される。

構成要素を解釈するに当って、別途の明示的記載がないとしても、誤差範囲を含むものと解釈する。

位置関係についての説明である場合、例えば、「～上に」、「～上部に」、「～下部に」、「～横に」などに２つの構成要素の間に位置関係が説明される場合、「直ちに」または「直接」が使われないその構成要素の間に１つ以上の他の構成要素が介在される。

構成要素を区分するために、第１、第２などが使われるが、この構成要素は、構成要素前に付いた序数や構成要素の名称であって、その機能や構造が制限されるものではない。

以下の実施形態は、部分的に、または全体として互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動及び駆動が可能である。各実施形態が互いに対して独立して実施可能でも、関連関係で共に実施可能でもある。

以下、添付図面を参照して、本発明の多様な実施形態を詳しく説明する。

図１ａないし図４を参照すれば、本発明の実施形態による電流センシング装置は、バスバー（Ｂｕｓｂａｒ）２００を通じて流れる電流を測定する１つ以上のシャントセンサーと１つ以上のホールセンサーとを含む。

シャントセンサーは、バスバー２００の抵抗付近に連結された複数の固定ピン２０ａ～２０ｄ、及び増幅器を含む。シャントセンサーは、固定ピン２０ａ～２０ｄを通じて流れる電流（分類電流）を測定する。

ホールセンサーは、バスバー２００に流れる電流によって発生する磁場からホール電圧を検出して増幅してバスバー２００に流れる電流を測定する。

シャントセンサーとホールセンサーのそれぞれの出力信号は、アナログ－デジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－ｄｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ、以下、「ＡＤＣ」と称する）を通じてデジタル信号に変換される。ＡＤＣは、シャントセンサーとホールセンサーのそれぞれに独立して連結または共有される。

バスバー２００は、直線または長方形の金属バーで製作される。バスバー２００は、ｘ軸方向の長さ、ｙ軸方向の幅、及びｚ軸方向の厚さを有する。

バスバー２００は、図２に示したように、低抵抗金属部２０１と、低抵抗金属部２０１の間に配されて金属部２０１を連結する抵抗部２０２と、を含む。抵抗部２０２は、低抵抗金属部２０１よりも抵抗値が大きな金属で製作されて低抵抗金属部２０１に溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）方法または半田付け（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）方法で接合される。低抵抗金属部２０１は、銅（Ｃｕ）板からなり、抵抗部２０２は、マンガニン（Ｍａｎｇａｎｉｎ）からなるが、これに限定されるものではない。抵抗部２０２の材料、サイズなどを調節して抵抗値を所望の設計値で設定することができる。例えば、抵抗部２０２の抵抗値は、４０～６０μΩの間の値で設定されるが、これに限定されるものではない。

バスバー２００の低抵抗金属部２０１のそれぞれは、接続ホール（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｈｏｌｅ）２０１ａ及び２０１ｂと、センサーホール（ｓｅｎｓｉｎｇｈｏｌｅ）２０１ｃ及び２０１ｄと、を含む。接続ホール２０１ａ、２０１ｂとセンサーホール２０１ｃ、２０１ｄは、金属部２０１を貫通する。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄの位置は、接続ホール２０１ａ、２０１ｂよりも抵抗部２０２にさらに近く設定しうる。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄは、接続ホール２０１ａ、２０１ｂよりも小さなサイズの四角状のホールである。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄは、バッテリの充電・放電時に、両方向の電流流れのボトルネック現象を最小化するために、抵抗部２０２を挟んで対称的に配置することが望ましい。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄによって、シャントセンサーの抵抗部２０２から発生する熱がホールセンサーのＩＣチップにほとんど伝達されない。したがって、抵抗部２０２が発熱されても、ホールセンサーの電流測定の正確度は変わらない。

外部電子機器や電源は、接続ホール２０１ａ、２０１ｂを通じてバスバー２００に連結される。例えば、バッテリ（Ｂａｔｔｅｒｙ）は、第１接続ホール２０１ａを通じてバスバー２００に固定されるボルトでバスバー２００に連結される。外部負荷、例えば、モータ、発電機などは、第２接続ホール２０１ｂを通じてバスバー２００に固定されるボルトでバスバー２００に連結される。

電流センシング装置に１つのホールセンサーが配される場合に、２つの低抵抗金属部２０１のうちの何れか１つの低抵抗金属部２０１のみにセンサーホール２０１ｃまたは２０１ｄが配置される。２つのホールセンサーが必要な場合、低抵抗金属部２０１のそれぞれにセンサーホール２０１ｃ、２０１ｄが配される。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄは、抵抗部２０２と所定の隔離距離を挟んで金属部２０１に配される。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄのうち少なくとも１つにホールセンサーが挿入される。センサーホール２０１ｃ、２０１ｄのサイズは、ホールセンサーとの遊隙が存在するように適切なサイズに設定される。

電流センシング装置は、バスバー２００の下に配された印刷回路ボード（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ、以下、「ＰＣＢ」と称する）１００、バスバー２００をＰＣＢ１００に固定する複数の固定ピン２０ａ～２０ｄ、バスバー２００のセンサーホール２０１ｃ、２０１ｄに一部が挿入される少なくとも１つのホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂを含みうる。

バスバー２００とＰＣＢ１００は、平行に配され、互いに交差する。バスバー２００の長手方向とＰＣＢ１００の長手方向は、垂直に交差する。バスバー２００とＰＣＢ１００とが交差する重畳部分で、固定ピン２０ａ～２０ｄと少なくとも１つのホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂとがＰＣＢ１００上で垂直に立てられる。

固定ピン２０ａ～２０ｄは、バスバー２００の抵抗部２０２を挟んで配される少なくとも一対の固定ピンを含みうる。固定ピン２０ａ～２０ｄは、抵抗の少ない金属、例えば、銅（Ｃｕ）で製作されるか、銅（Ｃｕ）や銀がメッキされたピンで具現可能である。
バスバー２００の分類電流値が１つのみ必要な場合に、一対の固定ピンであれば、十分であるが、バスバー２００がＰＣＢ１００に安定して固定されるように二対の固定ピンが望ましい。二対の固定ピンは、バスバーの両側辺を通じて流れる分類電流を測定可能にする。例えば、第１固定ピン対２０ａ、２０ｂは、バスバー２００の一側辺を通じて流れる分類電流経路を提供し、第２固定ピン対２０ｃ、２０ｄは、バスバー２００の一側辺を通じて流れる分類電流経路を提供することができる。

第１固定ピン対２０ａ、２０ｂ間の間隔と、第２固定ピン対２０ｃ、２０ｄの間の間隔と、が異なって設定しうる。この場合、バスバー２００とＰＣＢ１００との方向混同なしに両者を組み立てることが容易な長所がある。

固定ピン２０ａ～２０ｄの上端は、直角に折り曲げられてバスバー２００の低抵抗金属部２０１に溶接または半田付けで固定される。固定ピン２０ａ～２０ｄは、下端で小さな幅を有する。固定ピン２０ａ～２０ｄのそれぞれは、ＰＣＢ１００上に形成されたホールに挿入される。したがって、固定ピン２０ａ～２０ｄは、嵌め込みでＰＣＢ１００に固定され、ＰＣＢ１００上で垂直に立てられてバスバー２００を下で支持することができる。

ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂは、センサー基板１１、センサー基板１１上に実装されたホールセンサーチップ１２及び１つ以上のキャパシタ１３を含む。ホールセンサーチップ１２は、センサー基板１１の上端に実装され、キャパシタ１３は、センサー基板１１の中間部分に実装される。ホールセンサーチップ１２は、バスバー２００のセンサーホール２０１ｃ、２０１ｄ内に配されてバスバー２００上の磁場でホール電圧を増幅する。キャパシタ１３は、ホールセンサーチップ１２０の出力信号から高周波ノイズを除去する。

センサー基板１１の下端は、中間部から分かれた多数のピンを含む。センサー基板１１の下端ピンは、ＰＣＢ１００のホールに挿入される。したがって、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂは、嵌め込みでＰＣＢ１００に固定され、ＰＣＢ１００上で垂直に立てられる。ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂの上端に実装されたホールセンサーチップ１２の少なくとも一部が、バスバー２００のセンサーホール２０１ｃ、２０１ｄ内に配される。

ＰＣＢ１００上にＡＤＣ、通信モジュール、トランスフォーマー（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、温度センサーなどの回路素子と、コネクタ（Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）３０と、が実装される。ＰＣＢ１００は、既定のレイアウトの形態で回路素子、固定ピン２０ａ～２０ｄ、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂ、及びコネクタ３０を電気的に連結する配線を含む。

温度センサーは、バイメタル、熱電対（Ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）、サーミスター（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）、抵抗温度センサー、ＰＮ接合を利用した半導体温度センサーのうち少なくとも何れか１つとして具現可能である。

ＰＣＢ１００は、固定ピン２０ａ～２０ｄの下端が挿入される複数の第１ホール１０１ａ～１０１ｄと、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂの下端が挿入される１つ以上の第２ホール１０２ａ、１０２ｂと、を含む。

ＰＣＢ１００に図５ないし図７に示された電流センシング装置の回路が実装される。図３において、第１回路素子１１１は、シャントセンサーとホールセンサーとのアナログ出力信号をデジタル信号に変換するＡＤＣを含むＩＣである。第２回路素子１１２は、有線または無線通信モジュールを含むＩＣである。通信モジュールは、ＡＤＣの出力信号、すなわち、デジタル形態のセンサー出力信号をコネクタ３０を通じて外部電子機器に送信（Ｔｘ）し、外部電子機器からの信号を受信（Ｒｘ）することができる。第３回路素子１１３は、シャントセンサーの増幅器に外部電源を供給するトランスフォーマーを含むＩＣである。

ＰＣＢ１００上にコネクタ３０が実装される。コネクタ３０を通じてＰＣＢに外部電源が供給され、ＰＣＢから出力されたシャントセンサーとホールセンサーとのデジタル出力信号が有線または無線通信リンクを通じて外部制御器に出力される。また、コネクタ３０を通じて外部制御器からの信号がＰＣＢ１００に受信される。

ＰＣＢ１００は、バッテリの正極電流の測定時に、過電圧と過電流とから回路素子を保護するために、過電圧と過電流とに対して抵抗性を有する絶縁（Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）素子を含みうる。絶縁素子は、トランスフォーマー、絶縁増幅器、アイソレーター（Ｉｓｏｌａｔｏｒ）などを含みうる。

外部制御器は、バッテリ制御システム（ＢａｔｔｅｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍ：ＢＭＳ）であるが、これに限定されるものではない。バッテリ制御システム（ＢＭＳ）は、ＰＣＢ１００に電流センシングを要請することができる。バッテリ制御システム（ＢＭＳ）は、ＰＣＢ１００から受信されたシャントセンサーの出力信号、ホールセンサーの出力信号、及び温度センサーの出力信号に基づいてバッテリセルの電流を判断してバッテリセルの電圧バランシングを制御し、バッテリセルに過負荷を防止することができる。

バッテリ制御システム（ＢＭＳ）は、シャントセンサーの出力信号とホールセンサーの出力信号とのうち何れか１つをさらに正確な電流値を選択してバッテリセルに流れる電流を正確に判断することができる。例えば、シャントセンサーは、高電流で抵抗部２０２の発熱によって電流測定値の正確度が落ちる。バッテリ制御システム（ＢＭＳ）は、温度センサーの出力信号に基づいてシャントセンサーの温度を判断することができる。バッテリ制御システム（ＢＭＳ）は、シャントセンサーの抵抗温度が既定のスレショルド値以上に上昇する時、シャントセンサーの電流測定値を無視し、ホールセンサーの電流測定値を選択して電流測定値の正確度を保持することができる。

本発明の電流センシング装置は、バスバー２００を通じて流れる電流をシャントセンサーとホールセンサーとを利用したデュアルセンシング構造で測定することができる。この電流センシング装置は、バスバー２００を通じてバッテリの正極（Ｈｉｇｈｓｉｄｅ）と負極（ＬｏｗＳｉｄｅ）とのうち少なくとも一電極と連結されたバスバー２００上で流れる電流を測定することができる。また、電流センシング装置は、ノイズに強い差動信号で電流を測定することができ、外部制御器にデジタル信号で電流測定値を提供することができる。

図５ないし図７は、本発明の多様な実施形態による電流センシング装置を示す回路図である。

図５を参照すれば、電流センシング装置は、絶縁増幅器５１、第１トランスフォーマー５２、温度センサー５３、ＩＣ５０、及び通信モジュール５４を含む。

この電流センシング装置は、バッテリ（ＢＡＴ）の正極及び負極のうち１つ以上に連結されたバスバー２００上に配されたシャントセンサーとホールセンサーとを用いてバスバー２００で流れる電流を測定する。

絶縁増幅器５１は、固定ピン２０ａ～２０ｄと連結されて固定ピン２０ａ～２０ｄの電圧を増幅してＩＣ５０に供給する。絶縁増幅器５１は、入力側と出力側との間に絶縁障壁（ｉｓｏｌａｔｉｏｎｂａｒｒｉｅｒ）が存在する。絶縁増幅器５１の入力端子は、固定ピン２０ａ～２０ｄに連結される。絶縁増幅器５１の出力端子は、ＩＣ５０入力端子に連結される。絶縁増幅器５１は、バスバー２００で抵抗部２０２の両端電圧を増幅して差動信号を出力する。

第１トランスフォーマー５２は、直流入力電圧（Ｖｉｎ）が印加される１次側コイルと、絶縁増幅器５１の駆動電圧端子に連結された２次側コイルと、を含む。図面で省略されたレギュレータ（ＬｏｗＤｒｏｐＯｕｔｐｕｔＲｅｇｕｌａｔｏｒ、ＬＤＯ）は、外部電源（ＡｕｘＰＷＲ）の電圧を絶縁増幅器５１と温度センサー５３との駆動が可能な直流電圧に変換して第１トランスフォーマー５２の１次側コイルに印加することができる。第１トランスフォーマー５２の１次側と２次側コイルの巻線数が同じである。したがって、第１トランスフォーマー５２で電圧レベルが変わらず、１次側電圧が２次側電圧に誘導される。

第１及び第２ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂのうち何れか１つは、バックアップ用センサーとして活用されうる。第１及び第２ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂは、バスバー２００上の磁場に基づいて測定されたホール電流を増幅してＩＣ５０の入力端子に出力する。第１及び第２ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂのそれぞれは、測定された電流値を差動信号の形態に出力することができる。

ＩＣ５０は、絶縁増幅器５１、温度センサー５３、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂのそれぞれから差動信号を入力される。

ＩＣ５０は、絶縁増幅器５１の出力信号（差動信号）からバスバー２００上で流れる分類電流を測定し、ＡＤＣを通じて分類電流測定値（シャントセンサーの電流測定値）をデジタル信号に変換して出力する。ＩＣ５０は、温度センサー５３の出力信号（差動信号）から温度測定値を導出し、この温度測定値をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換する。ＩＣ５０は、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂの出力信号（差動信号）からバスバー２００上で流れる電流を測定し、この電流測定値をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換する。ＩＣ５０からデジタル信号に出力されたシャントセンサーの電流測定値、ホールセンサーの電流測定値、及び温度測定値は、有線または無線通信モジュール５４を通じて出力される。

通信モジュール５４は、標準有線または無線通信インターフェースを通じてＩＣ５０から出力されたデジタル信号を外部制御器に伝送する。通信モジュール５４が有線通信インターフェースを通じてデータを出力する場合、通信モジュール５４の出力端子は、コネクタ３０を通じて外部制御器に連結される。通信モジュール５４が無線通信インターフェースを通じてデータを出力する場合、コネクタ３０を経由せず、無線信号でデータを外部制御器に送出することができる。通信モジュール５４は、有線または無線通信インターフェースを通じて外部制御器からの信号、例えば、電流センシング要請信号をＩＣ５０に伝送しうる。

ＩＣ５０は、図６に示したように、第１ＩＣ５０１及び第２ＩＣ５０２に分けられる。第１ＩＣ５０１は、絶縁増幅器５１の出力信号をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換して出力する。第１ＩＣ５０１は、第１温度センサー５３１の出力信号をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換して出力することができる。

第２ＩＣ５０２は、ホールセンサーモジュール１０ａ、１０ｂの出力信号をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換して出力する。第２ＩＣ５０２は、第２温度センサー５３２の出力信号をＡＤＣを通じてデジタル信号に変換して出力することができる。

通信モジュール５４は、省略される。例えば、ＩＣ５０、５０１、５０２から出力されるデジタル信号は、図７に示された第２及び第３トランスフォーマー７１、７２とコネクタ３０とを通じて外部制御器に伝送することができる。第２トランスフォーマー７１は、第１ＩＣ５０１の出力端子とコネクタ３０との間に連結される。第３トランスフォーマー７２は、第２ＩＣ５０２の出力端子とコネクタ３０との間に連結される。

第２及び第３トランスフォーマー７１、７２のそれぞれは、ＩＣ５０、５０１、５０２の出力端子に連結された１次側コイルと、コネクタ３０に連結された２次側コイルと、を含む。第２及び第３トランスフォーマー７１、７２の１次側と２次側コイルの巻線数が同じである。したがって、第２及び第３トランスフォーマー７１、７２で電圧レベルが変わらず、１次側電圧が２次側電圧に誘導される。

絶縁増幅器５１とトランスフォーマー５２、７１、７２は、入力側と出力側との間に絶縁体が存在するために、過電流、過電圧から回路素子を保護する絶縁経路を提供する。ＰＣＢ１００上でグラウンド面が絶縁経路を挟んで分離される。

以上で解決しようとする課題、課題の解決手段、効果に記載した明細書の内容が、請求項の必須的な特徴を特定するものではないので、請求項の権利範囲は、明細書の内容に記載の事項によって制限されるものではない。

以上、添付図面を参照して、本発明の実施形態をさらに詳細に説明したが、本発明は、必ずしもこのような実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を外れない範囲内で多様に変形実施される。したがって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって、本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。したがって、前述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解せねばならない。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって解釈されねばならず、それと同等な範囲内にあるあらゆる技術思想は、本発明の権利範囲に含まれていると解釈されねばならない。

本発明は、電流センサーが用いられる多様な産業分野の機器に適用されて電流測定の正確度を向上させうる。本発明は、シャントセンサーとホールセンサーとを統合する時、別途の金属遮蔽缶が必要なしに電流測定の正確度を向上させうる。

本発明は、ノイズに強い差動信号で電流を測定し、外部制御器にデジタル信号で電流測定値を提供することができる。

本発明は、１つ以上のシャントセンサーと１つ以上のホールセンサーとのうち少なくとも１つをバックアップセンサーとして活用して電流センサーの安定度を向上させうる。

Claims

抵抗部を挟んで分離された複数の低抵抗金属部を含むバスバーと、
前記バスバーの下に配された印刷回路ボードと、
前記バスバーの金属部に接合されて、前記バスバーを前記印刷回路ボード上に固定し、前記金属部と前記印刷回路ボードとの間に電流経路を提供する複数の固定ピンと、
少なくとも１つのホールセンサーモジュールと、を含み、
前記バスバーの低抵抗金属部のうち少なくとも１つは、センサーホールを含み、前記ホールセンサーモジュールの少なくとも一部が、前記センサーホール内に挿入される、電流センシング装置。
前記バスバーと前記印刷回路ボードとが平行に配され、互いに交差する重畳部分で、前記固定ピンと前記ホールセンサーモジュールとが前記印刷回路ボード上で垂直に立てられた、請求項１に記載の電流センシング装置。
前記印刷回路ボードは、
前記固定ピンの下端が挿入される複数の第１ホールと、
前記ホールセンサーモジュールの下端が挿入される１つ以上の第２ホールと、
を含む、請求項２に記載の電流センシング装置。
前記印刷回路ボードは、
コネクタをさらに含み、
前記コネクタを通じて前記印刷回路ボードに外部電源が供給され、前記印刷回路ボードから出力されるデジタル信号が外部制御器に伝送される、請求項３に記載の電流センシング装置。
前記印刷回路ボードは、
前記固定ピンと連結された絶縁増幅器と、
前記絶縁増幅器に外部電源を供給する第１トランスフォーマーと、
温度センサーと、
前記絶縁増幅器、前記ホールセンサーモジュール、及び前記温度センサーのそれぞれのアナログ出力信号をデジタル信号に変換して出力する集積回路と、
を含む、請求項３に記載の電流センシング装置。
前記印刷回路ボードは、
有線または無線通信インターフェースを通じて前記集積回路から出力されるデジタル信号を外部制御器に伝送する前記外部制御器から受信される信号を前記集積回路に伝送する通信モジュールをさらに含む、請求項５に記載の電流センシング装置。
前記集積回路は、
前記絶縁増幅器の出力信号をデジタル信号に変換して出力する第１集積回路と、
前記ホールセンサーモジュールの出力信号をデジタル信号に変換して出力する第２集積回路と、
を含む、請求項５に記載の電流センシング装置。
前記印刷回路ボードは、
前記集積回路とコネクタとの間に連結されたトランスフォーマーをさらに含む、請求項５または７に記載の電流センシング装置。
前記バスバーがバッテリの正極と負極とのうち１つ以上に連結される、請求項１から請求項８のうち何れか一項に記載の電流センシング装置。
前記外部制御器は、バッテリ制御システムを含む、請求項４に記載の電流センシング装置。