JPH05256877A - 電流検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被測定電流の誘起する磁界を磁気センサを用い
て検出することによって被測定電流路から電気的に絶縁
状態で電流信号を検知する装置において、ヒステリシス
特性の影響を除去する。 【構成】被測定電流の通電する巻線２を巻回するボビン
１内に磁心を設けることなく、強磁性磁気抵抗素子など
の磁気センサ３を配置する。 【効果】巻線２に被測定電流が流れることによって、ボ
ビン内部に生じる磁界を磁気センサ３が検出する。この
時、磁心が存在しないため、磁心の磁性によるヒステリ
シス特性が現れず、微弱な被測定電流をも高確度で検知
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被測定電流路から電
気的に絶縁状態で電流信号を検知する電流検知装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】被測定電流路から電気的に絶縁状態で電
流を検知する電流検知装置は、たとえば電話機やファク
シミリなど電話回線に接続される機器におけるフック信
号を検出する回路などに用いられている。

【０００３】上記電流検知装置としては、巻線を巻回し
たギャップ付き磁心と磁気検出素子とを組み合わせたも
のが用いられている。その例を図６に示す。図６におい
て１１，１１はコの字型の磁心、１２は二つの磁心１
１，１１の支持部に設けたボビン、１３はボビン１２に
巻回した巻線である。二つの磁心１１，１１を組み合わ
せた状態で一方の対向部にギャップが形成され、そのギ
ャップ部にホール素子などの磁気センサ１４を配置して
いる。この磁気センサ１４は、具体的には回路基板の端
部付近に実装されていて、磁心１１，１１が回路基板と
ともに磁気センサ１４を挟み込む形態で回路基板などに
保持されている。

【０００４】また、図８に示すように、磁気センサとし
て強磁性磁気抵抗素子を磁心のギャップ部に配置したも
の（特願平２−２７４７１７号など）を本願出願人は既
に提案している。図８に示す構造の電流検知装置は、強
磁性磁気抵抗素子１５を回路基板上に実装し、この強磁
性磁気抵抗素子１５を磁心１１，１１のギャップ部で挟
み込むように磁心１１，１１および巻線１３を巻回した
ボビン１２を回路基板上に実装する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６および
図８に示した構造の電流検知装置では、磁性材料からな
る磁心により磁気回路を形成し、被測定電流の誘起する
磁界を磁心のギャップ部に集中させ、そのギャップ部に
磁気センサを配置したため、電流検知の特性は磁心材料
とその形状に大きく依存し、特に磁心の設計条件（用い
ることのできる磁心材料）に制約がある場合、磁心のヒ
ステリシス特性が問題となる。すなわち、図６に示した
ように磁気センサにホール素子を用いたものでは、巻線
に流れる電流とホール素子の出力端子間に生じる電圧は
全体に略比例関係を示すが、被測定電流量の低い領域で
はホール素子に印加される磁界と被測定電流量との間に
ヒステリシスが生じるため、被測定電流とホール素子の
出力との間には図７に示すようなヒステリシス特性が生
じる。また、図８に示したように、磁気センサとして強
磁性磁気抵抗素子を用いたものでは、磁化の非飽和領域
において強磁性磁気抵抗素子を用いた磁界検出回路の出
力が、巻線に流れる被測定電流の絶対値に応じて変化す
るが、被測定電流に対する磁心のギャップ部に生じる磁
界のヒステリシス特性に応じて、強磁性磁気抵抗素子を
用いた磁界検出回路の出力と被測定電流との間には図９
に示すようなヒステリシス特性が生じる。

【０００６】このように従来の電流検知装置では、微弱
な電流を測定する場合に、上記ヒステリシスの影響で、
被測定電流の検知確度が低いという問題があった。

【０００７】この発明の目的は、磁心によるヒステリシ
スの影響をなくし、微弱な電流を高確度で検知すること
のできる電流検知装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、被測定電流
により誘起される磁界を磁気センサを用いて検出する電
流検知装置において、被測定電流の通電する巻線を巻回
するボビン内に磁心を設けることなく磁気センサを配置
したことを特徴とする。

【０００９】

【作用】この発明の電流検知装置では、被測定電流の通
電する巻線を巻回するボビン内に磁心が存在せず、磁気
センサが配置されている。したがって巻線に被測定電流
が通電されることによって、ボビン内に、その被測定電
流の電流量に比例した磁界が発生し、磁気センサはその
磁界を検出する。ボビン内には磁心が設けられていない
ため、巻線に流れる電流と生じる磁界との間には、磁心
の磁性に起因するヒステリシスが生じない。そのため、
微弱な測定電流を高確度で検知することが可能となる。

【００１０】

【実施例】この発明の第１の実施例である電流検知装置
の構造を外観斜視図として図１に示す。図１において１
は巻線を巻回するボビン、２はその巻線である。ボビン
１の内部で、巻線２の発生する磁界の最も集中する部分
に磁気センサとして強磁性磁気抵抗素子を配置してい
る。

【００１１】図２は図１に示した電流検知装置の断面図
である。図２において３はボビン１の中央部に配置した
強磁性磁気抵抗素子である。この強磁性磁気抵抗素子３
は、巻線２に被測定電流が通電することによって発生す
る磁界を検知する方向に配置している。この強磁性磁気
抵抗素子３は、ボビン１を樹脂成形する際、一体モール
ド成型によってボビン１内の中央部に埋設している。な
お、図１では巻線２および強磁性磁気抵抗素子３の引出
し端子または引出し線を省略しているが、これらはボビ
ン１の所定箇所に取り出すことが可能である。ボビン１
から引出し端子を突出させることにより、この電流検知
装置を他のリード端子付電子部品と同様に、回路基板上
に実装することが可能となる。

【００１２】図１および図２に示した電流検知装置の特
性を図３に示す。このように、強磁性磁気抵抗素子を用
いた磁気検出回路の出力には、巻線に流れる被測定電流
に対してヒステリシスのない状態で出力される。そのた
め、微弱な直流または交流電流を高確度で検知できるよ
うになる。

【００１３】次に、第２の実施例に係る電流検知装置の
構造を断面図として図４に示す。図４において４はホー
ル素子であり、その磁界検知方向がボビンの中心軸方向
に向くように、ボビン１の中央部に一体モールドしてい
る。このように磁気センサとしてホール素子を用いれ
ば、コイルに流れる被測定電流に対する出力電圧は図５
に示すように比例関係を示し、ヒステリシスの影響を受
けない。

【００１４】

【発明の効果】この発明によれば、被測定電流の誘起す
る磁束の通る磁路に磁心が設けられないため、磁心によ
るヒステリシスの影響を受けず、微弱な被測定電流を確
実に検知できるようになる。また、磁心のギャップ部に
おける設計上の困難性をも回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例に係る電流検知装置の
構造を示す外観斜視図である。

【図２】第１の実施例に係る電流検知装置の断面図であ
る。

【図３】第１の実施例に係る電流検知装置の特性図であ
る。

【図４】第２の実施例に係る電流検知装置の断面図であ
る。

【図５】第２の実施例に係る電流検知装置の特性図であ
る。

【図６】従来の電流検知装置の構造を示す斜視図であ
る。

【図７】図６に示す電流検知装置の特性図である。

【図８】従来の電流検知装置の構造を示す斜視図であ
る。

【図９】図８に示す電流検知装置の特性図である。

【符号の説明】

１−ボビン ２−巻線 ３−強磁性磁気抵抗素子 ４−ホール素子 １１−磁心 １２−ボビン １３−巻線 １４−ホール素子 １５−強磁性磁気抵抗素子

フロントページの続き (72)発明者 中川 卓二 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定電流により誘起される磁界を磁気セ
   ンサを用いて検出する電流検知装置において、 被測定電流の通電する巻線を巻回するボビン内に磁心を
   設けることなく磁気センサを配置したことを特徴とする
   電流検知装置。