JP6362691B2 - 電流検出装置 - Google Patents
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Description
イブリッド自動車)やEV(電気自動車)等の電力変換装置で大電流検出用として用いられるのに好適な電流検出装置に関する。
れている。導体は上下に短く左右に長い矩形状横断面を有し、磁気シールドは導体の2つの短辺側に配設される2つの短辺側側壁部(側壁部)と、導体の長辺側に配設される1つ
の長辺側側壁部(底壁部)とを有する。磁気シールドは、長辺側側壁部に隙間、切れ込み又は貫通孔等の断面縮小部を有することで、磁気シールドの外面側へ漏れ出る磁束を増大させ、磁気シールドを通す磁束を減少させる。これにより、磁気シールドの飽和磁束の減少を抑制しつつ、検出可能な最大電流を増大させている。
、本実施例に係る電流検出装置の構成図である。図2は、本実施例に係る電流検出装置の上面図である。図3は、本実施例に係る電流検出装置の斜視図である。なお、図1は図3のI−I’断面に相当する。以下の説明において、上下方向は図1に基づいて定義され、電流検出装置の実装状態における上下方向とは関係がない。
本実施例によれば、第一の磁気シールド部材111及び第二の磁気シールド部材112により構成される底部(底部111b及び底部112b)に、隙間131が形成される。隙間131は、磁気シールド底部に形成される磁路を分断し、磁気シールド内部における磁束密度を適度に低下させる。また、隙間131には、磁気シールド間に延在する磁束線の磁束密度も低下させる機能がある。
、磁気シールド111及び112間をシールド側面に対してほぼ垂直に延在して、ホール素子113を貫通する。この結果、ホール素子113は導体121の電流に対して、ほぼ比例する磁束を感知し、この磁束に比例した電圧を出力する。
21との間に隙間が存在する。この隙間は、磁気シールド111及び112内部における磁気飽和が問題ないのであれば、小さくするか、或いは無くすことができる。すなわち、第一の磁気シールド部材111と導体121との間に絶縁体を配置し、導体121の底面に絶縁体を介して第一の磁気シールド部材111を固定しても良い。
、本実施例に係る電流検出装置100を電力変換装置411に搭載した構成を示す図である。図7は、本実施例に係る電流検出装置100で構成した三相電流検出装置を示す模式図である。図7に示す電流検出装置では、図1の電流検出装置と同一の構造である部分については、同一の符号を付けている。同一の構造である部分については説明を省略し、相違点のみ説明する。なお、以下の説明では、一相の電流検出装置及び二相の電流検出装置について説明する。隣接する電流検出装置同士における相互作用は、一相と二相との間だけでなく、二相と三相との間及び三相と一相との間にも同様に存在する。
図7に示すように、この三相電流検出装置425では、左右方向に同様な電流検出装置100A,100B,100Cを配置している。具体的には、図1に示す電流検出装置100を3個(100A,100B,100C)並べて、三相電流検出装置425を構成している。各電流検出装置100A,100B,100Cには、第一の磁気シールド部材111A,111B,111Cと、第二の磁気シールド部材112A,112B,112Cと、導体121A,121B,121Cと、ホール素子113A,113B,113Cとが設けられている。
側壁部の長さ)とが異なる。
。ホール素子113A,113B,113Cを第一の磁気シールド部材111A,111B,111C、第二の磁気シールド部材112A,112B,112C、導体121及び樹脂モールド116からなる組体に後付けとすることで、調整後にホール素子の不具合・損傷等が生じた場合、導体426を含めた電流検出装置100A,100B,100Cを破棄することなく、ホール素子113A,113B,113Cのみの付け替えが可能である。これにより、製造上のコストを削減することができ、有利である。
、ホール素子113を樹脂モールド116の外側に配置してもよい。
、W相の各相の電流を個別に測定するために用いられる。U相には電流検出装置100Aが設けられる。V相には電流検出装置100Bが設けられる。W相には電流検出装置100Cが設けられる。各導体121には導体121の長手方向に向かって電流が流れる。導体121A,121B,121Cには長手方向端部にボルト孔161A,161B,161Cが設けられ、取り付けボルトを用いて、出力端子427(図6参照)に固定される。一方の長手方向端部はパワーモジュール423(図6参照)の出力端子と溶接されることで固定され、導体121,121B,121Cに各相電流の入力部(配線)が接続される
。
,121B,121C)の断面中心を通る直線141(図1参照)上に形成される。したがって、隙間131から漏れる磁束は、電流検出装置100(100A,100B,100C)の下側に向かって漏れ出るので、隣接する電流検出装置への進入を抑制できる。
、磁気シールド111及び112間を基板に沿うよう延在する。このため、磁気シールド111及び112近傍を除いて、磁束線における磁束密度は、磁気シールド側面に対して垂直方向では変化量が小さくなる。上述した構成では、ホール素子113は、概ね、隙間131と導体121とを結ぶ直線141上に配置されている。しかし、上述した理由から
、ホール素子113は、直線141上(導体121の中心)に配置する必要がなく、直線141に対してずらした配置としても良い。本実施例は、ホール素子113の配置について限定するものではない。
。しかし、図12に示すように、底部111bの突出し長さと底部112bの突出し長さとが異なるようにしてもよい。この場合、隙間131は直線141(導体121の断面中心)に対して、偏奇して設けられる。なお、底部111bの突出し長さと底部112bの突出し長さとが異なる場合、内側(導体121或いはホール素子113側)に配置される底部111bの突出し長さを外側に配置される底部112bの突出し長さよりも長くすることが好ましい。これにより、隙間131から導体121或いはホール素子113を見通しにくい構造を実現することができる。
。第一の磁気シールド部材111の底部111b及び第二の磁気シールド部材112の底部112bは、導体121,121A,121B,121Cの長辺側に配設される長辺側側壁部を構成する。
。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例又は変更例の構成の一部を他の実施例又は変更例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例又は変更例の構成に他の実施例又は変更例の構成を加えることも可能である。また、各実施例又は変更例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
,111C…第一の磁気シールド部材、111a…第一の磁気シールド部材111の側壁部、111b…第一の磁気シールド部材111の底部、111b−t…低部111bの先端部、111b−tS…低部111bの先端面、112,112A,112B,112C…第二の磁気シールド部、112a…第二の磁気シールド部材112の側壁部、112b…第二の磁気シールド部材112の底部、112b−t…低部112bの先端部、112b−tS…低部112bの先端面、113,113A,113B,113C…ホール素子
、113a…ホール素子113の端子、115…プリント基板(基板部材)、116…樹
脂(樹脂モールド)、117…プリント基板の端子、121,121A,121B,12
1C…導体、131,131A,131B,131C…隙間、161A,161B,161C…ボルト孔、171…外乱となる導体、411…電力変換装置、421…マイコン、422…ドライブ回路、423…パワーモジュール、424…コンデンサ、425…電流検出装置、426…導体、427…端子、428…モータ。
Claims (4)
- 電流センサと、前記電流センサの周囲に配置され内側に導体が配設される領域を有する磁気シールドとを備えた電流検出装置において、
前記磁気シールドは、導体を挟んで配置される第一の磁気シールド部材と第二の磁気シールド部材とを備え、
前記第一の磁気シールド部材は、導体を挟んで前記第二の磁気シールド部材と対向する対向側壁部と、前記対向側壁部から前記第二の磁気シールド部材側に向けて突き出す突出部とを備え、
前記第二の磁気シールド部材は、導体を挟んで前記第一の磁気シールド部材と対向する対向側壁部と、前記対向側壁部から前記第一の磁気シールド部材側に向けて突き出す突出部とを備え、
前記第一の磁気シールド部材の突出部の先端部と前記第二の磁気シールド部材の突出部の先端部とは、突出部の突き出し方向に垂直で且つ導体の延設方向に垂直な方向に離間して隙間が設けられると共に、突出部の突き出し方向にオーバラップし、
前記第一の磁気シールド部材と前記第二の磁気シールド部材との間に延在する磁束線の主要部が前記電流センサを通過し、
前記隙間が設けられたオーバラップ部は前記電流センサ、前記導体、前記オーバラップ部の順に、前記第一の磁気シールド部材の対向側壁部および前記第二の磁気シールド部材の対向側壁部に並行する平面に沿った方向に並んで配置されていることを特徴とする電流検出装置。 - 請求項1に記載の電流検出装置において、
前記前記第一の磁気シールド部材と前記第二の磁気シールド部材とで構成される磁気シールドの内側に導体を備えたことを特徴とする電流検出装置。 - 請求項1に記載の電流検出装置において、
前記第一の磁気シールド部材の突出部は、前記第二の磁気シールド部材の突出部よりも前記導体に近接して配置され、
前記第一の磁気シールド部材の突出部の突き出し長さが、前記第二の磁気シールド部材の突出部の突き出し長さよりも長いことを特徴とする電流検出装置。 - 車載用電力変換装置において、
モータに接続される端子とパワーモジュールとの間に、請求項1に記載の電流検出装置を備えたことを特徴とする車載用電力変換装置。
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