JP3155596B2 - Current detector - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁電変換素子を用いた電
流検出装置に関するものであって、詳しくはホール素子
などの磁電変換素子を用いた磁気平衡式電流検出装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device using a magnetoelectric transducer, and more particularly, to a magnetic balance type current detecting device using a magnetoelectric transducer such as a Hall element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】まず、ホール素子などの磁電変換素子を
用いた磁気平衡式電流検出装置の動作原理を図３２で説
明する。１次巻線あるいは導線１を流れる１次電流Ｉ1
により周回コア２に磁束が起生する。ギャップ３におけ
る磁束密度を、ホール素子などの磁電変換素子４によっ
て測定する。磁電変換素子４の出力は２次導線５に対し
電源装置として機能する増幅器６へ供給される。すなわ
ち、電源装置６から周回コア２に巻回された２次導線５
に２次電流Ｉ2 を供給して周回コア２の磁束を消去させ
て磁気平衡状態にする。この磁気平衡状態では、１次側
の起磁力の大きさと２次側の起磁力の大きさは等しいと
いう等アンペアターン則に従って、増幅器６と２次導線
５との間に配置された電流計１２により２次電流Ｉ2 を
測定することにより、１次電流Ｉ1 を測定できる。2. Description of the Related Art First, the principle of operation of a magnetic balance type current detecting device using a magnetoelectric conversion element such as a Hall element will be described with reference to FIG. Primary current I 1 flowing through primary winding or conductor 1
As a result, magnetic flux is generated in the orbiting core 2. The magnetic flux density in the gap 3 is measured by a magneto-electric conversion element 4 such as a Hall element. The output of the magnetoelectric conversion element 4 is supplied to an amplifier 6 functioning as a power supply for the secondary conductor 5. That is, the secondary conductor 5 wound around the circling core 2 from the power supply device 6
The secondary current I 2 is supplied to the magnetic core to eliminate the magnetic flux of the orbiting core 2 to bring the magnetic core into a magnetically balanced state. In the magnetic balance condition, in accordance with equal ampere-turn law that is equal to the size and magnitude of the electromotive force of the secondary side of the primary side magnetomotive force, arranged ammeter between the amplifier 6 and the secondary conductor 5 The primary current I 1 can be measured by measuring the secondary current I 2 according to FIG.
【０００３】この磁気平衡式電流検出装置は直流電流も
交流電流も非接触かつ比較的高い精度で計測できること
から、インバータ制御装置などの分野において多用され
ている。[0003] This magnetic balance type current detecting device is widely used in the field of inverter control devices and the like because it can measure both direct current and alternating current in a non-contact manner and with relatively high accuracy.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は高周波特性が良好でないという難点があった。つまり
周波数の高い交流では計測精度が悪化する。However, the conventional device has a disadvantage that the high frequency characteristics are not good. That is, the measurement accuracy is deteriorated with an alternating current having a high frequency.
【０００５】特に、近年のインバータ制御装置ではスイ
ッチング速度の増加が欲求され、高周波特性の良好な交
直両用型の電流検出装置が望まれている。たとえば、Ｐ
ＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏ
ｎ）制御で見られる矩形波の計測において、図３３に示
されるように２次電流Ｉ2 に応答遅れが発生し、波形歪
や波高値誤差により電流計測精度が悪化する。これは電
流検出装置の高周波特性が良好でないために、１次電流
Ｉ1 の矩形波に含まれる高調波成分が２次電流Ｉ2 では
消失するからである。In particular, in recent inverter control devices, an increase in switching speed has been demanded, and an AC / DC type current detecting device having good high-frequency characteristics has been desired. For example, P
WM (Pulse Width Modulatio
In the measurement of the square wave seen in n) control, the response delay is generated in the secondary current I 2 as shown in FIG. 33, current measurement accuracy is deteriorated by the waveform distortion or the peak value errors. This is because the high-frequency characteristics of the current detection device are not good, and the harmonic components included in the rectangular wave of the primary current I 1 disappear in the secondary current I 2 .
【０００６】本発明者らは上記の応答遅れを検討の結
果、その原因は周回コア２のギャップ３が磁気抵抗を増
大させて漏洩磁束が増大することによって起ることに着
眼して本発明を完成した。The inventors of the present invention have examined the above-mentioned response delay, and as a result, have focused on the fact that the gap 3 of the orbiting core 2 is caused by an increase in magnetic reluctance and an increase in leakage magnetic flux. completed.
【０００７】従来、電流検出装置の改良は種々の提案が
知られているが、完全な性能の電流検出装置はいまだ開
発されていない。たとえば図３５，図３６および図３７
に示されるように、単に周回コア２に分散配置させたギ
ャップ３に磁電変換素子４を対応して配置し、これらギ
ャップ３のまわりにボビン９に収容した２次導線５をそ
れぞれ配置した電流検出装置は、直流または低周波交流
の精度向上、特に１次導線の形状や位置（周回コア２内
の中心または隅など）の変化による誤差の回避には有効
であるが、周波数特性の向上には効果が薄い。Hitherto, various proposals have been made for improving the current detection device, but a current detection device having perfect performance has not yet been developed. For example, FIGS. 35, 36 and 37
As shown in the figure, the current detection in which the magneto-electric conversion elements 4 are simply arranged corresponding to the gaps 3 dispersedly arranged in the orbiting core 2, and the secondary conductors 5 housed in the bobbins 9 are arranged around these gaps 3. The device is effective for improving the accuracy of direct current or low frequency alternating current, especially for avoiding errors due to changes in the shape and position of the primary conductor (center or corner in the circulating core 2), but for improving frequency characteristics. The effect is thin.
【０００８】また、図３８，図３９および図４０に示さ
れるように、コア２の一部に設けたギャップ３に磁電変
換素子４を埋込んだ電流検出装置、１次導線とギャップ
レス・コアとの磁気的結合を用いた電流検出装置あるい
は図３４に示されるようにボビン９において２次導線５
内にヨークまたはシールド１３を設けた電流検出装置は
応答遅れは改善されるものの、１次電流の大幅かつ急峻
な変化に際しては減衰振動（リンギング）が発生し、整
定時間の増大を起生させ、波形歪や波高値誤差は意に反
して悪化する。Further, as shown in FIGS. 38, 39 and 40, a current detecting device in which a magnetoelectric conversion element 4 is embedded in a gap 3 provided in a part of a core 2, a primary conductor, a gapless core, Or a current detecting device using magnetic coupling of the secondary conductor 5 in the bobbin 9 as shown in FIG.
Although the current detection device provided with the yoke or the shield 13 therein has improved response delay, when the primary current changes greatly and steeply, damped oscillation (ringing) occurs, causing an increase in settling time, The waveform distortion and the peak value error worsen unexpectedly.
【０００９】従って、本発明の第１の目的は、１次導線
を流れる矩形状の大きなパルス電流を高速で忠実に検出
することのできる磁気平衡式電流検出装置を提供するこ
とにある。Accordingly, a first object of the present invention is to provide a magnetically balanced current detecting device capable of accurately detecting a large rectangular pulse current flowing through a primary conductor at high speed.
【００１０】本発明の他の目的は、たとえば１００アン
ペア程度以上の電流検出の場合にも１次導線を流れる矩
形状の大きなパルス電流を高速で忠実に検出することの
できる磁気平衡式電流検出装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a magnetically balanced current detection device capable of accurately detecting a large rectangular pulse current flowing through a primary conductor at high speed even in the case of detecting a current of, for example, about 100 amperes or more. Is to provide.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に係る本発明は、強磁性体で構成さ
れた周回コアと、前記周回コアを貫通する１次導線と、
前記周回コアを遮断しない開口空隙形状の複数ギャップ
であって、前記周回コアにそれぞれ互いに対称関係に配
置されたギャップと、それぞれが互いに対称関係に前記
周回コアのまわりに巻回された複数の２次導線と、前記
ギャップのうちの少なくともひとつに配置され、かつ前
記少なくともひとつのギャップにおける磁界を検出する
少なくともひとつの磁電変換素子とを具備したものであ
る。To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a circulating core made of a ferromagnetic material, a primary conductor penetrating the circulating core,
A plurality of gaps each having an open gap shape that does not block the orbiting core, the gaps being arranged in the orbiting core in a symmetric relationship with each other, and a plurality of gaps wound around the orbiting core in a symmetrical relationship with each other. A secondary wire, and at least one magnetoelectric conversion element disposed in at least one of the gaps and detecting a magnetic field in the at least one gap.
【００１２】ここで、前記周回コアを複数の積層強磁性
体板の積層構造とすることができる。Here, the orbiting core may have a laminated structure of a plurality of laminated ferromagnetic plates.
【００１３】前記周回コアを環状リング形または楕円リ
ングの形とすることができる。[0013] The orbiting core may be in the form of an annular ring or an elliptical ring.
【００１４】あるいはまた、磁電変換素子はホール素子
または磁気抵抗素子とすることができる。[0014] Alternatively, the magnetoelectric conversion element can be a Hall element or a magnetoresistive element.
【００１５】また、請求項２に係る本発明は、強磁性体
で構成され少なくとも２組の対向する腕を備えた周回コ
アであって、１次導線が少なくとも前記少なくとも２組
の対向する腕で構成された環に挿入される周回コアと、
前記周回コアを貫通する１次導線と、前記周回コアを遮
断しない開口空隙形状の偶数のギャップであって、前記
周回コアの対向する腕にそれぞれ互いに対称関係に配置
されたギャップと、偶数の２次導線であって、それぞれ
が互いに対称関係にある位置で前記周回コアの対向する
腕に巻回されている２次導線と、少なくとも前記ギャッ
プのひとつに配置され、少なくともひとつの前記ギャッ
プにおける磁界を検出する少なくともひとつの磁電変換
素子とを具備したものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a orbiting core made of a ferromagnetic material and provided with at least two sets of opposed arms, wherein a primary conductor is formed by at least the at least two sets of opposed arms. A revolving core inserted into the configured ring,
A first conductive wire penetrating the orbiting core, an even gap having an open gap shape that does not block the orbiting core, and a gap disposed in a symmetric relationship with each of the opposing arms of the orbiting core; A secondary conductor wound around opposing arms of the circulating core at positions symmetrical to each other, and disposed at least in one of the gaps, and a magnetic field in at least one of the gaps. And at least one magnetoelectric element to be detected.
【００１６】ここで、周回コアは複数の積層した強磁性
体板を含む積層構造をもつことができる。Here, the orbiting core may have a laminated structure including a plurality of laminated ferromagnetic plates.
【００１７】周回コアは、偶数個の隅をもつ多角形の環
または矩形の環とすることができる。The orbiting core can be a polygonal ring or a rectangular ring having an even number of corners.
【００１８】多角形の環は長方形の環とすることができ
る。The polygonal ring can be a rectangular ring.
【００１９】腕のそれぞれに、ひとつの２次導線または
少なくとも２つの２次導線を配置することができる。One or at least two secondary wires can be arranged on each of the arms.
【００２０】ここで、磁電変換素子はホール素子または
磁気抵抗素子とすることができる。Here, the magnetoelectric conversion element can be a Hall element or a magnetoresistance element.
【００２１】[0021]
【作用】本発明では、高周波特性を悪化させて応答速度
を遅くする主因はコアの漏洩磁束であることに着目して
周回コアの抵抗を下げることを図ったが、コアのうちホ
ール素子などの磁電変換素子を挿入する部分にはギャッ
プまたは開口空隙が不可欠のため、磁気抵抗の増大は避
けられない。そこで、本発明の電流検出装置では、周回
コアの一部に磁電変換素子が挿入されても、閉磁路をな
すべき周回コアの磁気抵抗を増大させないように適切に
構成する。According to the present invention, the resistance of the orbiting core is reduced by focusing on the fact that the main factor for deteriorating the high-frequency characteristics and slowing the response speed is the leakage magnetic flux of the core. Since a gap or an opening is indispensable in a portion where the magnetoelectric conversion element is inserted, an increase in magnetoresistance is inevitable. Therefore, the current detection device of the present invention is appropriately configured so that the magnetic resistance of the orbiting core that forms a closed magnetic path does not increase even if the magnetoelectric conversion element is inserted into a part of the orbiting core.
【００２２】本発明では、まず、図４０に示した従来例
のように、ギャップ３が周回コア２を完全にしゃ断せ
ず、ギャップ３と連続部７を周回コアに残すように形成
した開口空隙とする。この構造において、応答速度、つ
まり、２次電流Ｉ2 が所定値の９０％に達するまでの所
要時間は短縮して、高周波応答特性は改善された。しか
し、しゃ断されていない開口空隙形状のエアギャップを
もつこの構造の場合には減衰振動が起生した。[0022] In the present invention, first, as in the conventional example shown in FIG. 40, the gap 3 is not completely brought off the circulation core 2 was formed so as to leave a gap 3 and consecutive parts 7 in the circumferential core opening Make it a void. In this structure, response speed, that is, the time required for the secondary current I 2 reaches 90% of the predetermined value is reduced, the high frequency response characteristics are improved. However, in the case of this structure having an air gap in the form of an open air gap that has not been cut off, damped vibration occurred.
【００２３】そこで、応答速度の高速化に付随する減衰
振動と過渡スパイク雑音の回避が本発明の中心課題とな
り、次の実験をヒントにして打開策が見出された。すな
わち、図３８〜図４０で１次導線の位置を周回コア２の
中心とそれ以外とに変化させた場合に減衰振動の整定時
間、つまり、２次電流Ｉ2 が所定値の９５％あるいは１
０５％に達するまでの所要時間が上記位置に応じて増減
することを見出し、減衰振動は１次導線と２次導線によ
るコアの実効的な磁束密度の分布が局所的に偏っていて
均一でない場合に起生していることが判った。Therefore, avoidance of damped oscillation and transient spike noise accompanying an increase in response speed has become a central subject of the present invention, and a breakthrough has been found using the following experiment as a hint. That is, the settling time of the damped oscillation in the case of changing to the other and the center position of the orbiting core 2 of the primary conductor in FIGS. 38 to 40, that is, 95% of the secondary current I 2 is the predetermined value or 1
It has been found that the time required to reach 05% increases or decreases according to the above-mentioned position, and the damped oscillation is caused when the distribution of the effective magnetic flux density of the core by the primary conductor and the secondary conductor is locally biased and not uniform. Was found to have occurred.
【００２４】磁束密度が周回コアで均一に分布しない原
因は、局部的な漏洩磁束によるものであると、判明した
が、この知見に基づいて第２の解決手段、つまり周回コ
アを完全な閉磁路とすることに加えて、少なくとも１組
のギャップおよび少なくとも１組の２次導線などの集中
定数的な構成体を閉磁路において、その閉磁路の中心に
関して対称に配置した。It has been found that the cause of the non-uniform distribution of the magnetic flux density in the orbiting core is due to local leakage magnetic flux. In addition, lumped elements such as at least one set of gaps and at least one set of secondary conductors were placed symmetrically in the closed magnetic path with respect to the center of the closed magnetic path.
【００２５】したがって、本発明の電流検出装置は強磁
性体で形成された周回コアと、環に挿入される１次導線
と、しゃ断されていない開口空隙の形状の複数のギャッ
プであって、ギャップはそれぞれ互いに対称関係に配置
され、周回コアがしゃ断されていない開口空隙でしゃ断
されないギャップと、２つの２次導線がそれぞれ互いに
対称関係に周回コアに巻回されている複数の２次導線
と、少なくともひとつのギャップに配置され少なくとも
ひとつのギャップの磁界を検出する少なくともひとつの
磁電変換素子を具備している。Therefore, the current detecting device of the present invention comprises a plurality of gaps in the form of an orbiting core formed of a ferromagnetic material, a primary conductor inserted into a ring, and an uncut open gap. Are respectively arranged in a symmetrical relationship with each other, a gap that is not interrupted by an open gap in which the orbiting core is not interrupted, and a plurality of secondary wires in which two secondary wires are wound around the orbiting core in a symmetrical relationship with each other, At least one magneto-electric conversion element is provided in at least one gap and detects a magnetic field of at least one gap.
【００２６】「対称関係」とは広い意味で解釈され、２
次導線等と同様にギャップのすべての半径方向と対角線
方向の配置を広く意味している。The term “symmetric relationship” is to be interpreted in a broad sense,
Like the next conductor, all radial and diagonal arrangements of the gap are meant broadly.
【００２７】ここで「対称」とは、磁気回路の磁電係数
に関しての対称を意味する。例えば、ギャップ，２次導
線等の集中定数構成体が、コアのすべての腕の厚さの中
心点、あるいは、２つの中心線の間の交点として定義さ
れた中心点を含む平面上に定義された線に関して対称に
配置されていて、２つの中心線のそれぞれは対向する１
組の腕の中心線として定義される。すなわち、対称を構
成するよう周回コアがリング形状になっている。ここ
で、ギャップと２次導線は上で定義した対称関係に配置
されている。換言すると、上記「対称」とは、磁電回路
の磁電係数（インダクタンス等）に関する対称性を指し
ている。より具体的には、以下に述べる実施例の説明か
ら明らかなように、ギャップ，２次導線等で構成される
集中定数構成体は、周回コアで構成される閉磁路の中心
点に関して対称に配置し、その磁電係数は等価にする。
特に、周回コアで構成される閉磁路が円の場合、ギャッ
プ，２次導線等で構成される集中定数構成体は、周回コ
アで構成される閉磁路の中心点に対して等角度で配置
し、その磁電係数は全て等価にする。 なお、対称位置に
配置された上記集中定数構成体のギャップは、磁電係数
が等しければ周回コアの同一面側もしくは反対面側のい
ずれに開放してもよい。 Here, "symmetric" means symmetry with respect to the magnetoelectric coefficient of the magnetic circuit. For example, lumped elements such as gaps, secondary conductors, etc. are defined on a plane containing the center point of the thickness of all arms of the core, or the center point defined as the intersection between the two center lines. Are arranged symmetrically about the center line, and each of the two center lines is
Defined as the centerline of a pair of arms. That is, the orbiting core has a ring shape so as to form a symmetry. Here, the gap and the secondary conductor are arranged in a symmetric relationship as defined above. In other words, the term “symmetric” refers to a magnetoelectric circuit.
Refers to the symmetry of the magnetoelectric coefficient (inductance, etc.) of
ing. More specifically, the description of the embodiment described below
As can be seen, it consists of gaps, secondary conductors, etc.
The lumped element structure is the center of the closed magnetic circuit composed of the orbiting core.
They are arranged symmetrically with respect to a point, and their magnetoelectric coefficients are made equivalent.
In particular, when the closed magnetic path composed of the
The lumped element structure composed of
Are arranged at an equal angle to the center point of the closed magnetic circuit composed of
And all the magnetoelectric coefficients are made equivalent. In addition,
The gap of the lumped-constant components arranged is the magnetoelectric coefficient
If they are equal, they should be on the same side or the opposite side
You may open it to the gap.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２９】図１では、コア２の４つの腕２Ａ，２Ｂ，
２Ｃおよび２Ｄの厚さの中点を含む平面上に定義された
水平あるいは垂直な中心線ＬV ，ＬH に関して、ギャッ
プ３と８とが対称に配置された本発明の実施例が示され
ている。図２では、垂直なおよび水平な中心線ＬV とＬ
Hとの交点ＰC として定義された中心点に関し、しゃ断
されていない開口空隙形状のギャップ３と８とが対称に
配置された本発明の実施例が示されている。図１と図２
では参照符号７が周回コア２の連続部を示している。さ
らに、図１と図２では、コア２が垂直なあるいは水平な
中心線ＬV ，ＬH あるいは中心点ＰC に関して対称にな
るよう形成される。In FIG. 1, four arms 2A, 2B,
An embodiment of the invention is shown in which gaps 3 and 8 are symmetrically arranged with respect to a horizontal or vertical center line L V , L H defined on a plane containing the midpoint of the thicknesses 2C and 2D. I have. In FIG. 2, vertical and horizontal centerlines L V and L
Relates defined center point as the intersection P C and H, and the gap 3 of the opening gap shape not interrupted 8 is shown an embodiment of the present invention disposed symmetrically. 1 and 2
In the figure, reference numeral 7 indicates a continuous portion of the orbiting core 2. Further, in FIG. 1 and FIG. 2, is formed so that the core 2 are symmetrical with respect to the vertical or horizontal center line L V, L H or central point P C.
【００３０】つまり、本発明では、ギャップ３と８は周
回コア２を切断することなく連続部７をもつように形成
あるいは切欠きされる。少なくともギャップ３と８のう
ちのひとつに磁電変換素子４を挿入するが、同時にギャ
ップ３に関して対称位置にも同等の集中定数的な磁電係
数のギャップ８が配置される必要があるということであ
る。周回コアは強磁性体、例えば、強磁性体板を積層し
て形成し、少なくとも２Ａと２Ｃおよび２Ｂと２Ｄの２
組の腕を持ち、各組は２つの対向する腕２Ａと２Ｃおよ
び２Ｂと２Ｄを持つ。１次導線は、少なくとも２組の腕
２Ａと２Ｃおよび２Ｂと２Ｄにより形成される環に挿入
できる。環は正方形でも矩形でもよい。この積層板は高
い透磁率の物質を圧延してつくられる薄板で形成する。That is, in the present invention, the gaps 3 and 8 are formed or notched so as to have the continuous portion 7 without cutting the orbiting core 2. At least one of the gaps 3 and 8 has the magnetoelectric conversion element 4 inserted therein. At the same time, the gap 8 having the same lumped constant magnetoelectric coefficient needs to be arranged at a symmetric position with respect to the gap 3. The orbiting core is formed by stacking ferromagnetic materials, for example, ferromagnetic plates, and has at least 2A and 2C and 2B and 2D.
Having pairs of arms, each pair has two opposing arms 2A and 2C and 2B and 2D. The primary conductor can be inserted into the ring formed by at least two sets of arms 2A and 2C and 2B and 2D. The ring may be square or rectangular. The laminate is formed from a sheet made by rolling a material having a high magnetic permeability.
【００３１】開口空隙の形の偶数個のギャップが備えら
れる。２つのギャップのそれぞれは１組のギャップが他
の１組のギャップと対称になるように、２つの対向する
腕２Ａと２Ｃおよび２Ｂと２Ｄに配置される。これに対
応して、偶数個の２次導線が備えられる。２つの２次導
線のそれぞれは、１組の２次導線が他の１組の２次導線
と対称になるように２つの対向する腕２Ａと２Ｃおよび
２Ｂと２Ｄ上に巻回される。An even number of gaps in the form of open cavities are provided. Each of the two gaps is arranged on two opposing arms 2A and 2C and 2B and 2D such that one set of gaps is symmetric with the other set of gaps. Correspondingly, an even number of secondary conductors are provided. Each of the two secondary conductors is wound on two opposing arms 2A and 2C and 2B and 2D such that one set of secondary conductors is symmetric with the other set of secondary conductors.
【００３２】少なくともひとつのホール素子等の磁電変
換素子、あるいは磁気抵抗素子が、素子が収納されてい
るギャップの磁界を検出するために備えられる。At least one magneto-electric conversion element such as a Hall element or a magneto-resistance element is provided for detecting a magnetic field in a gap in which the element is housed.
【００３３】ここで、ギャップ３は変換素子４を収納す
るが、一方ギャップ８は変換素子４を収納しない。しか
しすべてのギャップ３と８が対応して変換素子４を収納
できる。Here, the gap 3 accommodates the conversion element 4, while the gap 8 does not accommodate the conversion element 4. However, all the gaps 3 and 8 can accommodate the conversion element 4 correspondingly.
【００３４】ちなみに同等の磁電係数とはギャップの場
合は同一の寸法、形状、また２次導線の場合は同一の導
線径や巻数で構成するのが、一般的に容易な方法の一つ
であることは言うまでもない。Incidentally, the equivalent magnetoelectric coefficient is one of generally easy methods in which a gap is constituted by the same size and shape, and a secondary conductor is constituted by the same conductor diameter and number of turns. Needless to say.
【００３５】また、周回コア２、２次導線５、およびギ
ャップ３および８の対称性は単なる位置や形状だけでな
く磁電係数も含めた対称性をも包含するものとする。The symmetry of the orbiting core 2, the secondary conductor 5, and the gaps 3 and 8 includes not only the position and shape but also the symmetry including the magnetoelectric coefficient.
【００３６】図１および図２に示すように、本発明で
は、周回コア２は完全に囲まれたあるいは一部がしゃ断
された腕をもつほぼ矩形の周回コアの薄板と、それぞれ
が矩形の周回コアの薄板のような断片を形成する腕をも
つ周回コアの薄板の２つか３つの部分を、ギャップ３と
ギャップ８および連続部７を形成するように、矩形に積
層して作る。その具体例として、厚み０．２ｍｍ、腕の
幅３ｍｍあるいは５ｍｍのパーマロイ板を１５層に積層
してコア２を構成する。８層のパーマロイ板の厚さ相当
がギャップ３および８をなし、７層のパーマロイ板の厚
み相当が連続部７を構成した。パーマロイ板の寸法、つ
まり、厚みや幅が上記寸法の場合、連続部７が３層以上
あれば実用上高速応答性は問題なかった。As shown in FIGS. 1 and 2, in the present invention, the orbiting core 2 has a substantially rectangular orifice core having a completely enclosed or partially cut off arm, and a rectangular orbiting core. Two or three portions of the orbiting core lamella with arms forming fragments such as a core lamella are laminated in a rectangular shape to form the gap 3 and the gap 8 and the continuation 7. As a specific example, the core 2 is formed by laminating 15 layers of permalloy plates having a thickness of 0.2 mm and an arm width of 3 mm or 5 mm. The gaps 3 and 8 correspond to the thickness of the eight-layer permalloy plate, and the continuous portion 7 corresponds to the thickness of the seven-layer permalloy plate. In the case where the dimensions of the permalloy plate, that is, the thickness and width are the above dimensions, if the continuous portion 7 has three or more layers, there was no problem in practically high-speed response.
【００３７】２次導線５は複数の（最大で４つ）のボビ
ン９に分散して周回コア２上で対称に配置されている。
２次導線５の巻数はいづれの場合も１台の検出装置当り
合計２５００巻で直列接続としたが、並列接続でも良
い。The secondary conductors 5 are distributed on a plurality of (up to four) bobbins 9 and are symmetrically arranged on the orbiting core 2.
In any case, the number of turns of the secondary conductor 5 is 2,500 in total per one detecting device and the series connection is used.
【００３８】なお、以下に図３〜図１７で具体的実施例
を比較例と共に図示する。ここでは、電源装置は省略し
た。また磁電変換素子４としては、例えばＩｎＳｂ等の
化合物半導体によるホール素子を用いた。ここで周回コ
ア２の開口空隙部８に挿入埋設されたホール素子４と周
回コア２の端面は、できるだけ密着させるのが好まし
い。In the following, specific examples are shown in FIGS. 3 to 17 together with comparative examples. Here, the power supply device is omitted. As the magnetoelectric conversion element 4, a Hall element made of a compound semiconductor such as InSb was used. Here, it is preferable that the Hall element 4 inserted and buried in the opening gap portion 8 of the orbiting core 2 and the end face of the orbiting core 2 be as close as possible.
【００３９】さらに、図１，図２および図３〜図１７で
は、本発明の種々の実施例の説明を簡単化するため、周
回コア２に挿入された１次導線１は省略する。Further, in FIGS. 1, 2 and 3 to 17, the primary conductor 1 inserted in the orbiting core 2 is omitted to simplify the description of various embodiments of the present invention.
【００４０】実施例１ 図３，図４および図５は本発明の第１の実施例を示す。
本実施例ではギャップ３と８を包むように２次導線５を
巻回し、周回コアのギャップ３と８とを垂直な中心線Ｌ
V に関し左右対称に配置している。すなわち、ギャップ
３と８および対応する導線が多角形のコア２の対向する
腕に対向して配置される。Embodiment 1 FIGS. 3, 4 and 5 show a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the secondary conductor 5 is wound so as to cover the gaps 3 and 8, and the gaps 3 and 8 of the orbiting core are perpendicular to the center line L.
It is arranged symmetrically with respect to V. That is, the gaps 3 and 8 and the corresponding conductors are arranged opposite the opposing arms of the polygonal core 2.
【００４１】実施例２ 図６，図７および図８は本発明の第２の実施例を示す。
本実施例では、２組の２次導線５Ａと５Ｂおよび５Ｃと
５Ｄが、２つの導線の１組５Ａと５Ｂがギャップ３を包
み、別の２つの導線の１組５Ｃと５Ｄがギャップ８を包
むようにボビン９内に配置される。ここで、周回コア２
のギャップ３と８および４つの導線５Ａ〜５Ｄは、垂直
な中心線ＬV に関し対称に配置される。ボビン９を垂直
な中心線ＬH で垂直に２つの上部と下部に分割してホー
ル素子４のリード端子が電源装置と接続し易いようにす
ることをも兼ねて周回コア２の反対側の２つのボビン９
も同じ形状として水平な中心線ＬH で垂直に２つの上部
と下部に分割される。Embodiment 2 FIGS. 6, 7 and 8 show a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, two sets of secondary conductors 5A and 5B and 5C and 5D include a pair of two conductors 5A and 5B surrounding gap 3, and another pair of two conductors 5C and 5D define gap 8. It is arranged inside the bobbin 9 so as to wrap. Here, orbiting core 2
Gap 3 and 8 and four conductors 5A~5D of is symmetric with regard to a vertical center line L V. 2 on the opposite side of the orbiting core 2 also serves to make it easy to connect the lead terminals of the Hall element 4 and the power unit is divided into a lower and two upper vertical bobbin 9 by a vertical center line L H Bobbins 9
It is also divided vertically into two upper and lower horizontal center line L H as the same shape.
【００４２】実施例３ 図９，図１０および図１１は本発明の第３の実施例を示
す。本実施例では第１および第２の実施例とは異なり、
２次導線５が垂直なコアの腕のかわりに水平なコアの腕
を巻回し、水平な中心線ＬH に関し対称に配置される。
一方、ギャップ３と８は垂直な中心線ＬV に関して対称
に配置される。ここでギャップ３と８は導線５で包まれ
ていない。Embodiment 3 FIGS. 9, 10 and 11 show a third embodiment of the present invention. In this embodiment, unlike the first and second embodiments,
Secondary conductor 5 is wound arms horizontal core instead of the arm perpendicular cores are disposed symmetrically about a horizontal center line L H.
On the other hand, the gaps 3 and 8 are arranged symmetrically with respect to the vertical center line L V. Here, the gaps 3 and 8 are not covered by the conductor 5.
【００４３】本発明の実施例での具体的な値を説明す
る。Specific values in the embodiment of the present invention will be described.
【００４４】１）強磁性体周回コア２： （１）透磁率μが１００，０００以上で厚さが０．５ｍ
ｍ以下のパーマロイ等を使用する。1) Ferromagnetic core 2: (1) Permeability μ is 100,000 or more and thickness is 0.5 m
m or less permalloy is used.
【００４５】（２）積層コアは幅３ｍｍ以上であり、全
部のコアの積層板は厚さ３ｍｍ以上である。(2) The laminated core has a width of 3 mm or more, and the laminated plates of all the cores have a thickness of 3 mm or more.
【００４６】２）２次導線５： （１）直径が０．１ｍｍ以上の絶縁被覆導線が使用され
る。2) Secondary conductor 5: (1) An insulated conductor having a diameter of 0.1 mm or more is used.
【００４７】（２）定格１次電流Ｉ1 に対応した２次電
流Ｉ2が２００ｍＡ以下になるように２次導線の巻数が
決められる。(2) The number of turns of the secondary conductor is determined so that the secondary current I 2 corresponding to the rated primary current I 1 becomes 200 mA or less.
【００４８】（３）実施例２で、２つの導線５Ａと５Ｂ
および５Ｃと５Ｄ間の距離は、それぞれ同様にコア２の
断面の最大直径以下である。(3) In the second embodiment, two conductors 5A and 5B
And the distance between 5C and 5D is likewise less than or equal to the maximum diameter of the cross section of the core 2.
【００４９】（４）コア２の回りに互いに対向して配置
された２つの２次導線５の代表的なインダクタンスの比
は０．９〜１．１である。(4) The ratio of the typical inductance of the two secondary wires 5 arranged opposite to each other around the core 2 is 0.9 to 1.1.
【００５０】３）ギャップ３と８： （１）コア２にあるギャップ３あるいは８の端面と磁電
変換素子４の面との間の距離は狭く、この２つの面は保
護膜あるいは樹脂モールドに密着することが望ましい。3) Gap 3 and 8: (1) The distance between the end surface of the gap 3 or 8 in the core 2 and the surface of the magneto-electric conversion element 4 is small, and these two surfaces are in close contact with the protective film or the resin mold. It is desirable to do.
【００５１】（２）中に磁電変換素子４をもつギャップ
３で、非磁性ギャップあるいは開口空隙の全ギャップの
長さは０．５ｍｍ以下である。In the gap 3 having the magnetoelectric conversion element 4 in (2), the length of the non-magnetic gap or the total gap length of the opening is 0.5 mm or less.
【００５２】（３）ギャップ３あるいは８に隣接する連
続部７の断面積はコア２の全体の断面積の２０％〜８０
％である。(3) The sectional area of the continuous portion 7 adjacent to the gap 3 or 8 is 20% to 80% of the entire sectional area of the core 2.
%.
【００５３】４）磁電変換素子４： （１）半導体型のホール素子あるいは強磁性体か半導体
の薄膜型の磁気抵抗素子が使われる。4) Magnetoelectric conversion element 4: (1) A semiconductor type Hall element or a ferromagnetic or semiconductor thin film type magnetoresistance element is used.
【００５４】（２）磁電変換素子４がコア２の２つのギ
ャップ３と８に収納できる場合、磁電変換素子４はギャ
ップ３と８のうちのひとつに収納するように挿入するだ
けで十分である。(2) When the magnetoelectric conversion element 4 can be accommodated in the two gaps 3 and 8 of the core 2, it is sufficient to insert the magnetoelectric conversion element 4 so as to be accommodated in one of the gaps 3 and 8. .
【００５５】上記の３つの実施例から得られた動作性能
を評価するため、以下の比較例を作り本発明の実施例の
動作性能と従来技術すなわち比較例の動作性能とを比較
してゆく。In order to evaluate the operating performance obtained from the above three embodiments, the following comparative example is made and the operating performance of the embodiment of the present invention is compared with the conventional technology, that is, the operating performance of the comparative example.
【００５６】比較例１ 図３５〜図３７は本発明に対する第１の比較例を示す。
本比較例はギャップ部分が切断された状態であり、本発
明の第１の実施例と比較するためのものである。従っ
て、ギャップ３を除く基本構造は、それぞれ図３〜図５
と同じである。Comparative Example 1 FIGS. 35 to 37 show a first comparative example for the present invention.
This comparative example is a state in which the gap is cut, and is for comparison with the first embodiment of the present invention. Accordingly, the basic structure except for the gap 3 is shown in FIGS.
Is the same as
【００５７】比較例２ 図１２，図１３および図１４は本発明に対する第２の比
較例を示す。本比較例もギャップ３がしゃ断された状態
であり、本発明の第２の実施例と比較するためのもので
ある。従って、ギャップ３を除く基本構造はそれぞれ図
６〜図８と同じである。Comparative Example 2 FIGS. 12, 13 and 14 show a second comparative example for the present invention. This comparative example also shows a state in which the gap 3 is cut off, and is for comparison with the second embodiment of the present invention. Therefore, the basic structure except for the gap 3 is the same as that of FIGS.
【００５８】比較例３ 図１５，図１６および図１７は本発明に対する第３の比
較例を示す。本比較例もギャップ３がしゃ断された状態
であり、本発明の第３の実施例と比較するためのもので
ある。従って、ギャップ３を除く基本構造は、それぞれ
図９〜図１１と同じである。Comparative Example 3 FIGS. 15, 16 and 17 show a third comparative example of the present invention. This comparative example also shows a state where the gap 3 is cut off, and is for comparison with the third embodiment of the present invention. Therefore, the basic structure except for the gap 3 is the same as that shown in FIGS.
【００５９】比較例４ 図３８〜図４０は本発明に対する第４の比較例を示す。
本比較例は、周回コア２をしゃ断することなく形成され
た連続部をもち変換素子４を収納するギャップ３を持つ
が、ギャップ３がただひとつしかなく、それゆえこのギ
ャップ対称性はなく、また、２次導線５も局在して対称
性がない。Comparative Example 4 FIGS. 38 to 40 show a fourth comparative example for the present invention.
This comparative example has a gap 3 for accommodating the conversion element 4 having a continuous portion formed without interrupting the orbiting core 2, but has only one gap 3 and therefore does not have this gap symmetry. The secondary conductor 5 is also localized and has no symmetry.
【００６０】以上の実施例と比較例を総合すると表１に
示す性能となった。このデータは、矩形の直流２００Ａ
パルス電流を１次電流Ｉ1 として流した場合の２次電流
Ｉ2の応答状況を２現象オシロスコープで測定したもの
である。The performance shown in Table 1 was obtained by combining the above Examples and Comparative Examples. This data is a rectangular DC 200A
The response status of the secondary current I 2 in passing a pulsed current as the primary current I 1 was measured at 2 oscilloscope.
【００６１】[0061]
【表１】 [Table 1]
【００６２】つまり、図１８から図２４は、１次電流Ｉ
1 の波形と２次電流Ｉ2 の波形を示す。上記表１のデー
タはこれらの波形から得たものである。図１８から図２
０は、それぞれ本発明の第１，第２，第３の実施例の波
形例であり、また、図２１，図２２，図２３および図２
４は、それぞれ本発明に対する第１，第２，第３，第４
の比較例の波形例である。こあれら波形図の横軸は時間
を示し、スケールはいずれも５μｓ／ｄｉＶである。That is, FIGS. 18 to 24 show primary current I
Shows a first waveform and the secondary current I 2 waveform. The data in Table 1 above was obtained from these waveforms. 18 to 2
0 is a waveform example according to the first, second, and third embodiments of the present invention, respectively.
4 are the first, second, third and fourth elements respectively corresponding to the present invention.
7 is a waveform example of the comparative example. In these waveform diagrams, the horizontal axis represents time, and the scale is 5 μs / diV in all cases.
【００６３】なお、１次電流Ｉ1 の巻数をＮ1 、また、
２次電流Ｉ2 の巻数をＮ2 と置けば等アンペアターン則
Ｉ1 ×Ｎ1 ＝Ｉ2 ×Ｎ2 からＩ2＝（Ｎ1 ／Ｎ2 ）×Ｉ1
となり、この場合Ｎ1 ＝１，Ｎ2 ＝２５００，Ｉ1 ＝
２００ＡであるからＩ2 ＝８０ｍＡつまり、２次電流Ｉ
2 は波高値が所定値８０ｍＡの矩形波である。The number of turns of the primary current I 1 is N 1 ,
If the number of turns of the secondary current I 2 is set to N 2 , the equal ampere-turn rule I 1 × N 1 = I 2 × N 2 leads to I 2 = (N 1 / N 2 ) × I 1
In this case, N 1 = 1, N 2 = 2500, I 1 =
Since the current is 200 A, I 2 = 80 mA, that is, the secondary current I
2 is a rectangular wave having a peak value of 80 mA.
【００６４】以上の実験結果をまとめると、以下の結論
が得られる。The following conclusions are obtained by summarizing the above experimental results.
【００６５】（１）比較例１〜４の結果から従来技術の
装置では、１次導線を流れる矩形状の大きなパルス電流
を高速で忠実に検出することはできず、応答遅れによる
応答時間の増大，減衰振動の発生による整定時間の増
大、さらに過渡的なスパイク雑音の発生による波高値が
過大または過小となる。(1) From the results of Comparative Examples 1 to 4, in the prior art device, a large rectangular pulse current flowing through the primary conductor cannot be accurately detected at high speed, and the response time increases due to a response delay. , The settling time increases due to the occurrence of damped vibration, and the peak value due to the occurrence of transient spike noise becomes excessively large or small.
【００６６】（２）実施例１〜３の結果から、本発明の
電流検出装置は良好な特性を示し、前述した本発明の所
期の目的である高速かつ忠実な大パルス電流の検出が達
成できる。(2) From the results of Examples 1 to 3, the current detecting device of the present invention shows good characteristics, and the high speed and faithful detection of the large pulse current, which is the intended object of the present invention, is achieved. it can.
【００６７】（３）１次導線の位置や形状の変化による
影響から誤差が発生することを回避するために、ギャッ
プ３および磁電変換素子４を周回コア２上に複数個配置
する図３５〜図３７（比較例１）に示した先行技術に対
して、本発明によれば１個の磁電変換素子４で優れた性
能を発揮できる。もちろん複数個の変換素子４をギャッ
プ３と８のそれぞれに収納することも可能である。(3) A plurality of gaps 3 and magneto-electric conversion elements 4 are arranged on the orbiting core 2 in order to avoid an error from being caused by a change in the position or shape of the primary conductor. Compared to the prior art shown in 37 (Comparative Example 1), according to the present invention, one magnetoelectric conversion element 4 can exhibit excellent performance. Of course, a plurality of conversion elements 4 can be accommodated in each of the gaps 3 and 8.
【００６８】（４）本発明に使われる周回コア２は、た
とえば図２の構造とすることにより、同じ形状の強磁性
体板を積層して構成できるため、組立が容易、かつ部品
点数が少ないなどの利点がある。(4) The orbiting core 2 used in the present invention can be formed by stacking ferromagnetic plates of the same shape by, for example, adopting the structure shown in FIG. 2, so that assembly is easy and the number of parts is small. There are advantages such as.
【００６９】（５）従来使われてきたギャップ３がコア
をすなわちコアの磁気回路をしゃ断した形状の周回コア
２は、ギャップ３の間隔が増大して磁電変換素子４の見
かけ感度が低下することを防止したり、逆に減少して磁
電変換素子４を劣化や破損させることを防ぐために、ギ
ャップ３の部分でコア端面を固定する器具を別途組込ん
だが、本発明によれば、周回コア２のギャップ３および
８の部分に必ず連続部７が設けられているので、積層さ
れた強磁性体板を互いに接着や溶着などで固定すれば、
器具を組込むことが必要ないので、前記の難点は回避で
きる。(5) In the conventionally used orbiting core 2 in which the gap 3 cuts off the core, that is, the magnetic circuit of the core, the gap between the gaps 3 increases and the apparent sensitivity of the magnetoelectric conversion element 4 decreases. In order to prevent the deterioration and damage of the magnetoelectric conversion element 4 due to the decrease in the size of the core 4 at the gap 3, a device for fixing the core end face is separately incorporated. Since the continuous portion 7 is always provided at the gaps 3 and 8 of the above, if the laminated ferromagnetic plates are fixed to each other by bonding or welding,
Since there is no need to incorporate an instrument, the difficulties described above can be avoided.
【００７０】また、本発明における周回コア２の連続部
７は、ギャップ３および８の部分でコア２の磁気回路の
中心軸を固定して中心軸の軸ずれを防止する役目もあ
る。すなわち、強磁性体板が積層された時に固定手段と
して機能する連続部７により、磁気回路の軸ずれは防止
される。それらを総合して本発明による電流検出装置は
長時間に及んで高性能を保持する信頼性が高い。Further, the continuous portion 7 of the orbiting core 2 in the present invention also has a role of fixing the center axis of the magnetic circuit of the core 2 at the gaps 3 and 8 to prevent the center axis from being shifted. That is, the axial deviation of the magnetic circuit is prevented by the continuous portion 7 functioning as a fixing means when the ferromagnetic plates are stacked. Taken together, the current detection device according to the present invention is highly reliable for maintaining high performance for a long time.
【００７１】（６）図３５に示されるように従来の構造
は、磁電変換素子４のリード端子を引出す際に２次導線
５の中で折曲げる必要があったが、本発明では図６〜図
１１に示されるように磁電変換素子４をギャップ３に取
付ける手間や磁電変換素子４への結線の作業性が大きく
向上し、リードの破損やリード端子間の短絡等の不良要
因を除去して電流検出装置の信頼性を向上させることが
できる。(6) As shown in FIG. 35, in the conventional structure, the lead terminal of the magnetoelectric conversion element 4 had to be bent in the secondary conductor 5 when the lead terminal was pulled out. As shown in FIG. 11, the work of attaching the magneto-electric conversion element 4 to the gap 3 and the workability of connecting to the magneto-electric conversion element 4 are greatly improved, and failure factors such as lead breakage and short-circuit between lead terminals are eliminated. The reliability of the current detection device can be improved.
【００７２】図２５から図３１では、上記実施例の種々
の変形例が示される。FIGS. 25 to 31 show various modifications of the above embodiment.
【００７３】図２５と図２６は、六角形と八角形の形を
したコアを示す。FIGS. 25 and 26 show hexagonal and octagonal shaped cores.
【００７４】図２５では、１組の２次導線５が２本の対
向する腕に巻回される。図２６では、２組の２次導線５
が２組の２本の対向する腕に巻回される。In FIG. 25, a set of secondary wires 5 is wound around two opposing arms. In FIG. 26, two sets of secondary wires 5
Is wound around two sets of two opposing arms.
【００７５】図２７から図２９では、２組のギャップ３
と８が対向されて配置された実施例を示す。図２７で
は、ただ１組の２次導線５がギャップ３と８を含む対向
するコアの腕に巻回される。図２８では、２組の２次導
線５がギャップ３と８を含む２組の対向するコアの腕に
それぞれ巻回される。図２９では、図２８に示した２次
導線５が、それぞれ２次導線５Ａと５Ｂ、５Ｃと５Ｄ、
５Ｅと５Ｆ、および５Ｇと５Ｈの４つの組に分割され、
ギャップ３と８が各２次導線の組５Ａと５Ｂ、５Ｃと５
Ｄ、５Ｅと５Ｆ、および５Ｇと５Ｈの間に配置される。27 to 29, two sets of gaps 3
And 8 show an embodiment in which they are arranged facing each other. In FIG. 27, only one set of secondary wires 5 is wound around the opposing core arm including gaps 3 and 8. In FIG. 28, two sets of secondary wires 5 are wound around two sets of opposing core arms including gaps 3 and 8, respectively. In FIG. 29, the secondary wires 5 shown in FIG. 28 are the secondary wires 5A and 5B, 5C and 5D, respectively.
Divided into four sets of 5E and 5F, and 5G and 5H,
The gaps 3 and 8 correspond to the respective sets of secondary wires 5A and 5B, 5C and 5
D, 5E and 5F, and 5G and 5H.
【００７６】図３０では、コア２の中心に関して、環状
リング形状のコア２に沿って半径方向に等角度で配置さ
れたギャップ３を備えた実施例を示す。この実施例で
は、２次導線５がそれぞれのギャップ３に巻回される。
さらに、環状リング形状のコア２の場合、偶数個と奇数
個のギャップ３および２次導線５が配置できる。FIG. 30 shows an embodiment in which a gap 3 is arranged at an equal angle in the radial direction along the annular ring-shaped core 2 with respect to the center of the core 2. In this embodiment, a secondary conductor 5 is wound around each gap 3.
Furthermore, in the case of the annular ring-shaped core 2, even and odd gaps 3 and secondary conductors 5 can be arranged.
【００７７】図３１は、周回コア２が楕円リング状の形
の実施例を示す。２つのギャップ３が対向して配置さ
れ、また２つのギャップ８も対向して配置される。２次
導線５はギャップ３と８に巻回される。FIG. 31 shows an embodiment in which the orbiting core 2 has an elliptical ring shape. Two gaps 3 are arranged facing each other, and two gaps 8 are also arranged facing each other. The secondary wire 5 is wound around the gaps 3 and 8.
【００７８】本発明を、好ましい実施例に関し詳細に述
べてきたが、当業者は、本発明を上述した実施例を変更
して実施でき、それらの変更は特許請求の範囲に記載の
発明の範囲内にあるものとする。Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will recognize that the invention may be practiced with modification of the above-described embodiments, and that such modifications will fall within the scope of the appended claims. It is assumed that
【００７９】[0079]
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、周回コアの漏洩磁束を減少させることができ、以て
高周波特性を改良することができるので、１次導線を流
れる矩形状の大きなパルス電流を高速で忠実に検出する
ことのできる磁気平衡式電流検出装置を提供することが
できる。As is apparent from the above, according to the present invention, it is possible to reduce the leakage magnetic flux of the orbiting core and to improve the high frequency characteristics. It is possible to provide a magnetically balanced current detection device capable of accurately detecting a large pulse current at high speed.
【００８０】しかも、本発明によれば、たとえば１００
アンペア程度以上の電流検出の場合にも１次導線を流れ
る矩形状の大きなパルス電流を高速で忠実に検出するこ
とのできる磁気平衡式電流検出装置を提供することがで
きる。Further, according to the present invention, for example, 100
It is possible to provide a magnetically balanced current detection device capable of accurately detecting a large rectangular pulse current flowing through the primary conductor at high speed even in the case of detecting a current of about amperes or more.
【００８１】加えて、本発明による電流検出装置は長時
間に及んで高性能を保持する信頼性が高い。しかも、本
発明によれば、磁電変換素子をギャップに取付ける手間
や磁電変換素子への結線の作業性が大きく向上し、リー
ドの破損やリード端子間の短絡等の不良要因を除去して
電流検出装置の信頼性を向上させることができる。In addition, the current detection device according to the present invention has high reliability for maintaining high performance for a long time. Moreover, according to the present invention, the time required for attaching the magneto-electric conversion element to the gap and the workability of connecting to the magneto-electric conversion element are greatly improved, and current detection is performed by eliminating defective factors such as lead breakage and short-circuit between lead terminals. The reliability of the device can be improved.
【図１】本発明の電流検出装置で使われる周回コアの実
施例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a circling core used in a current detection device of the present invention.
【図２】本発明の電流検出装置で使われる周回コアの別
の実施例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing another embodiment of the orbiting core used in the current detection device of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the first embodiment of the present invention.
【図４】図３に示した実施例の左断面図である。FIG. 4 is a left sectional view of the embodiment shown in FIG. 3;
【図５】図３に示した実施例の右断面図である。5 is a right sectional view of the embodiment shown in FIG.
【図６】本発明の第２の実施例の正面図である。FIG. 6 is a front view of a second embodiment of the present invention.
【図７】図６に示した実施例の左断面図である。7 is a left sectional view of the embodiment shown in FIG. 6;
【図８】図６に示した実施例の右断面図である。8 is a right sectional view of the embodiment shown in FIG.
【図９】本発明の第３の実施例の正面図である。FIG. 9 is a front view of a third embodiment of the present invention.
【図１０】図９に示した実施例の左断面図である。FIG. 10 is a left sectional view of the embodiment shown in FIG. 9;
【図１１】図９に示した実施例の右断面図である。FIG. 11 is a right sectional view of the embodiment shown in FIG. 9;
【図１２】本発明の第２の比較例の基本的な構造を示す
正面図である。FIG. 12 is a front view showing a basic structure of a second comparative example of the present invention.
【図１３】図１２に示した比較例の左断面図である。13 is a left sectional view of the comparative example shown in FIG.
【図１４】図１２に示した比較例の右断面図である。FIG. 14 is a right sectional view of the comparative example shown in FIG.
【図１５】本発明の第３の比較例の基本的な構造を示す
正面図である。FIG. 15 is a front view showing a basic structure of a third comparative example of the present invention.
【図１６】図１５に示した比較例の左断面図である。16 is a left sectional view of the comparative example shown in FIG.
【図１７】図１５に示した比較例の右断面図である。FIG. 17 is a right sectional view of the comparative example shown in FIG.
【図１８】本発明の第１の実施例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing primary and secondary current waveforms according to the first embodiment of the present invention.
【図１９】本発明の第２の実施例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing primary and secondary current waveforms according to the second embodiment of the present invention.
【図２０】本発明の第３の実施例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing primary and secondary current waveforms according to the third embodiment of the present invention.
【図２１】本発明の第１の比較例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing primary and secondary current waveforms of the first comparative example of the present invention.
【図２２】本発明の第２の比較例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing primary and secondary current waveforms of a second comparative example of the present invention.
【図２３】本発明の第３の比較例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing primary and secondary current waveforms of a third comparative example of the present invention.
【図２４】本発明の第４の比較例の１次，２次電流波形
を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing primary and secondary current waveforms of a fourth comparative example of the present invention.
【図２５】本発明の周回コアの別の実施例を示す図であ
る。FIG. 25 is a view showing another embodiment of the orbiting core of the present invention.
【図２６】本発明の４つのギャップの実施例を示す図で
ある。FIG. 26 illustrates a four gap embodiment of the present invention.
【図２７】本発明の４つのギャップの実施例を示す図で
ある。FIG. 27 illustrates a four gap embodiment of the present invention.
【図２８】本発明の４つのギャップの実施例を示す図で
ある。FIG. 28 illustrates a four gap embodiment of the present invention.
【図２９】本発明の４つのギャップの実施例を示す図で
ある。FIG. 29 illustrates a four gap embodiment of the present invention.
【図３０】周回コアがリング状の形の場合の実施例を示
す図である。FIG. 30 is a diagram showing an embodiment in the case where the orbiting core has a ring shape.
【図３１】周回コアがリング状の形の場合の実施例を示
す図である。FIG. 31 is a view showing an embodiment in the case where the orbiting core has a ring shape.
【図３２】従来の電流検出器の基本構造図である。FIG. 32 is a basic structural diagram of a conventional current detector.
【図３３】従来の電流検出器の入出力信号波形を示す図
である。FIG. 33 is a diagram showing input / output signal waveforms of a conventional current detector.
【図３４】別の従来例の断面図である。FIG. 34 is a sectional view of another conventional example.
【図３５】本発明の第１の比較例の基本的な構造を示す
正面図である。FIG. 35 is a front view showing a basic structure of a first comparative example of the present invention.
【図３６】図３５に示した比較例の左断面図である。FIG. 36 is a left sectional view of the comparative example shown in FIG. 35;
【図３７】図３５に示した比較例の右断面図である。FIG. 37 is a right sectional view of the comparative example shown in FIG. 35;
【図３８】本発明の第４の比較例の基本的な構造を示す
正面図である。FIG. 38 is a front view showing a basic structure of a fourth comparative example of the present invention.
【図３９】図３８に示した比較例の左断面図である。FIG. 39 is a left sectional view of the comparative example shown in FIG. 38;
【図４０】図３８に示した比較例の右断面図である。40 is a right sectional view of the comparative example shown in FIG. 38.
１ １次導線 ２ 強磁性周回コア ３ ギャップ ４ 磁電変換素子 ５ ２次導線 ６ 電源装置 ７ 周回コア連続部 ８ 周回コア空隙開口部 ９ ボビン １２ 電流計 １３ ヨークまたはシールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary conductor 2 Ferromagnetic winding core 3 Gap 4 Magnetoelectric conversion element 5 Secondary wiring 6 Power supply 7 Looping core continuous part 8 Looping core gap opening 9 Bobbin 12 Ammeter 13 Yoke or shield
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/00 - 17/22 G01R 33/00 - 33/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 15/00-17/22 G01R 33/00-33/18
Claims (2)
であって、前記周回コアにそれぞれ互いに対称関係に配
置されたギャップと、 それぞれが互いに対称関係に前記周回コアのまわりに巻
回された複数の２次導線と、 前記ギャップのうちの少なくともひとつに配置され、か
つ前記少なくともひとつのギャップにおける磁界を検出
する少なくともひとつの磁電変換素子とを具備したこと
を特徴とする電流検出装置。An orbiting core made of a ferromagnetic material, a primary conductor penetrating through the orbiting core, and a plurality of gaps having an open void shape that does not block the orbiting core, and each of which is symmetric with respect to the orbiting core. Gaps disposed in relation to each other; a plurality of secondary conductors each wound around the circulating core in a symmetrical relationship with each other; and a magnetic field disposed in at least one of the gaps and in the at least one gap. A current detection device comprising at least one magnetoelectric conversion element for detecting a current.
向する腕を備えた周回コアであって、１次導線が少なく
とも前記少なくとも２組の対向する腕で構成された環に
挿入される周回コアと、 前記周回コアを貫通する１次導線と、 前記周回コアを遮断しない開口空隙形状の偶数のギャッ
プであって、前記周回コアの対向する腕にそれぞれ互い
に対称関係に配置されたギャップと、 偶数の２次導線であって、それぞれが互いに対称関係に
ある位置で前記周回コアの対向する腕に巻回されている
２次導線と、 少なくとも前記ギャップのひとつに配置され、少なくと
もひとつの前記ギャップにおける磁界を検出する少なく
ともひとつの磁電変換素子とを具備したことを特徴とす
る電流検出装置。2. A circulating core comprising a ferromagnetic material and having at least two sets of opposing arms, wherein a primary conductor is inserted into a ring formed by at least the at least two sets of opposing arms. A core, a primary wire penetrating the orbiting core, and an even-numbered gap having an open gap shape that does not block the orbiting core, and a gap disposed in a symmetric relationship with each of the opposing arms of the orbiting core; a secondary conductor of the even, symmetrical relationship respectively with each other
A secondary wire wound around an arm of the circling core at a certain position ; and at least one magnetoelectric conversion element disposed in at least one of the gaps and detecting a magnetic field in at least one of the gaps. A current detection device characterized by the above-mentioned.
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| JP3-9202 | 1991-01-29 | ||
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