JPH0723751Y2 - Current sensor - Google Patents
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- JPH0723751Y2 JPH0723751Y2 JP4848290U JP4848290U JPH0723751Y2 JP H0723751 Y2 JPH0723751 Y2 JP H0723751Y2 JP 4848290 U JP4848290 U JP 4848290U JP 4848290 U JP4848290 U JP 4848290U JP H0723751 Y2 JPH0723751 Y2 JP H0723751Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電流センサに関し、更に詳しくいえば、各種
電源の過電流検出用、モータコントロール用、バッテリ
の充電器、計測器、DC電源のブレーカ用など、多くの分
野で使用され、特に、被検出電流経路（導体）と電流検
出回路（センサ側）との間を絶縁した状態（非接触）
で、直流の大電流が検出できるようにした電流センサに
関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial field of application] The present invention relates to a current sensor, more specifically, for detecting overcurrent of various power sources, for motor control, for battery chargers, measuring instruments, and for DC power sources. It is used in many fields such as for breakers, and in particular the state where the current path to be detected (conductor) and the current detection circuit (sensor side) are insulated (non-contact)
The present invention relates to a current sensor capable of detecting a large DC current.
第５図は、従来の電流センサを示した図であり、図中、
１はコア、２はホール素子、３は導体、４は信号処理回
路、OUTは出力端子、Ｉは被検出電流、Ｈは磁界を示
す。FIG. 5 is a diagram showing a conventional current sensor. In the diagram,
1 is a core, 2 is a Hall element, 3 is a conductor, 4 is a signal processing circuit, OUT is an output terminal, I is a detected current, and H is a magnetic field.
従来、被検出電流の流れる導体と、電流検出回路（セン
サ側）との間を電気的に絶縁した状態で、直流電流を検
出する電流センサとしては、例えば第５図に示したよう
なものが知られている。Conventionally, as a current sensor for detecting a direct current in a state where a conductor through which a current to be detected flows and a current detection circuit (sensor side) are electrically insulated, for example, a current sensor as shown in FIG. 5 is used. Are known.
この電流センサは、導体３の周囲にコア１を設け、該コ
ア１の一部に設けたギャップ内にホール素子２を配置
し、このホール素子２に信号処理回路４を接続したもの
である。In this current sensor, a core 1 is provided around a conductor 3, a Hall element 2 is arranged in a gap provided in a part of the core 1, and a signal processing circuit 4 is connected to the Hall element 2.
このようにすると、導体３に被検出電流Ｉが図示方向に
流れると、その周囲には図示矢印方向に磁界Ｈが発生す
る。In this way, when the detected current I flows through the conductor 3 in the direction shown in the drawing, a magnetic field H is generated around the detected current I in the direction shown by the arrow.
この時、コア１には、上記被検出電流Ｉに応じた磁束が
通り、ホール素子２により変換される。At this time, the magnetic flux corresponding to the detected current I passes through the core 1 and is converted by the Hall element 2.
ホール素子２により変換された信号は、信号処理回路４
で処理された後、出力端子OUTからセンサ出力を得る。The signal converted by the hall element 2 is sent to the signal processing circuit 4
Then, the sensor output is obtained from the output terminal OUT.
上記のような従来のものにおいては次のような欠点があ
った。The conventional device as described above has the following drawbacks.
（１）ホール素子は温度特性が悪いため（温度ドリフト
が大）、温度補償回路が複雑となる。従って、電流セン
サが高価となる。(1) Since the Hall element has poor temperature characteristics (large temperature drift), the temperature compensation circuit becomes complicated. Therefore, the current sensor becomes expensive.
（２）直流電圧を処理するため、信号処理回路のドリフ
トが大きい。(2) Since the DC voltage is processed, the drift of the signal processing circuit is large.
（３）ホール素子は、リニアリティの悪い特性であり、
センサ出力のリニアリティも悪い。(3) Hall element has a characteristic of poor linearity,
The linearity of the sensor output is also bad.
本考案は、このような従来の欠点を解消し、直流の大電
流を高精度で検出できるようにすると共に、安価で、し
かも安定したセンサ出力が得られるようにすることを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to eliminate such conventional drawbacks, to detect a large DC current with high accuracy, and to obtain an inexpensive and stable sensor output.
本考案は、上記の目的を達成するため、次のようにした
ものである。The present invention has the following features to attain the object mentioned above.
（１）センサコイルをそれぞれトランジスタのコレクタ
負荷とした無安定マルチバイブレータを備え、上記セン
サコイルに、被検出電流による磁界を与えた際の、上記
トランジスタに流れる電流変化を検出することにより、
直流電流を非接触で検出する電流センサにおいて、 上記センサコイルとして、フェライトコア入りコイルを
用いると共に、該フェライトコア入りコイルにバイアス
磁界を与えるバイアス用マグネットを設け、このバイア
ス用マグネットを、上記の被検出電流による磁界と、バ
イアス用マグネットによる磁界が、一方のフェライトコ
ア入りコイルでは同方向となるように、また他方のフェ
ライトコア入りコイルでは逆方向となるような極性で配
置した。(1) An astable multivibrator in which each sensor coil is a collector load of a transistor is provided, and by detecting a change in current flowing through the transistor when a magnetic field due to a current to be detected is applied to the sensor coil,
In a current sensor for detecting a direct current in a non-contact manner, a ferrite core-containing coil is used as the sensor coil, and a bias magnet for providing a bias magnetic field to the ferrite core-containing coil is provided. The magnetic field generated by the detected current and the magnetic field generated by the bias magnet are arranged in the same direction in one ferrite core-containing coil and in the opposite direction in the other ferrite core-containing coil.
（２）上記（１）記載の電流センサにおいて、フェライ
トコア入りコイルに、それぞれバイアス用マグネットを
固着した。(2) In the current sensor described in (1) above, a bias magnet is fixed to each of the ferrite core-containing coils.
（３）上記（１）記載の電流センサにおいて、 バイアス用マグネットの磁束をフェライトコア入りコイ
ルへ導くためのバイアス用コアを、バイアス用マグネッ
ト及びフェライトコア入りコイルを取り囲むように設
け、 上記バイアス用コアにより、磁気シールドを行った。(3) In the current sensor described in (1) above, a biasing core for guiding the magnetic flux of the biasing magnet to the ferrite core-containing coil is provided so as to surround the biasing magnet and the ferrite core-containing coil. The magnetic shield was performed.
本考案は上記のようにしたので、次のような作用があ
る。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
（１）被検知電流が流れると、その周辺部には磁界が発
生する。この磁界は、一方のフェライトコア入りコイル
でバイアス用マグネットによる磁界と同方向となり、他
方のフェライトコア入りコイルで、バイアス用マグネッ
トによる磁界と逆方向になる。(1) When the detected current flows, a magnetic field is generated in the peripheral portion. This magnetic field has the same direction as the magnetic field of the bias magnet in one ferrite core-containing coil, and has the opposite direction of the magnetic field of the bias magnet in the other ferrite core-containing coil.
このためフェライトコア入りコイルのインダクタンス
は、一方で小さくなり、他方で大きくなる。その結果、
無安定マルチバイブレータの一方のトランジスタではコ
レクタ電流が大きくなり、他方のトランジスタでコレク
タ電流が小さくなる。しかも、このコレクタ電流は、被
検出電流の大きさに応じて変化する。Therefore, the inductance of the ferrite core-containing coil becomes small on the one hand and becomes large on the other hand. as a result,
One of the transistors of the astable multivibrator has a large collector current, and the other transistor has a small collector current. Moreover, this collector current changes according to the magnitude of the detected current.
従って、このコレクタ電流の変化を取り出すことによ
り、電流の検出ができる。このようにすると、被検出電
流が極めて大きな直流電流であっても、容易に高精度で
検出できる。Therefore, the current can be detected by extracting the change in the collector current. By doing so, even if the detected current is a very large direct current, it can be easily detected with high accuracy.
（２）また、フェライトコア入りコイルにバイアス用マ
グネットを固着した場合にも、フェライトコア入りコイ
ルには、上記（１）と同じ極性のバイアス用磁界を与え
るようにする。(2) Further, even when the bias magnet is fixed to the ferrite core-containing coil, the bias magnetic field having the same polarity as the above (1) is applied to the ferrite core-containing coil.
そして、被検出電流の変化を、フェライトコア入りコイ
ルのインダクタンス変化とし、このインダクタンス変化
をトランジスタのコレクタ電流の変化とした後、センサ
出力を得る。Then, the change in the current to be detected is taken as the change in the inductance of the coil containing the ferrite core, the change in the inductance is taken as the change in the collector current of the transistor, and then the sensor output is obtained.
この場合は、バイアス用マグネットとフェライトコア入
りマグネットが最も接近して配置されるから、効率よく
バイアス磁界が与えられる。また、実装スペースを有効
利用できる。In this case, since the bias magnet and the magnet containing the ferrite core are arranged closest to each other, the bias magnetic field can be efficiently provided. Moreover, the mounting space can be effectively used.
（３）バイアス用コアを設けた場合には、バイアス用マ
グネットからの磁束がバイアス用コア内を通る。このた
め、外部への漏洩磁束がほとんど無くなる。(3) When the bias core is provided, the magnetic flux from the bias magnet passes through the bias core. Therefore, there is almost no leakage magnetic flux to the outside.
また、外部磁界が発生すると、この磁界による磁束がバ
イアス用コア内を通るため、フェライトコア入りコイル
や、バイアス用マグネットには影響を与えない。従っ
て、外部の磁界（ノイズ成分）に対して安定した動作が
可能となる。Further, when an external magnetic field is generated, the magnetic flux due to this magnetic field passes through the bias core, and thus does not affect the ferrite core-containing coil or the bias magnet. Therefore, stable operation is possible with respect to the external magnetic field (noise component).
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は、本考案の１実施例の電流センサを示した図で
あり、図中、10はコア、11は導体、12は無安定マルチバ
イブレータ、13は比較回路、、LPF1及びLPF2はローパス
フィルタ、L1、L2はフェライトコア入りコイル（センサ
コイル）、M1、M2はバイアス用マグネット、C1〜C4はコ
ンデンサ、R1〜R8は抵抗、OPはオペアンプ、OUTは出力
端子、Ｈは磁界、Ｉは被検出電流、Vcは電源電圧、T
r1、Tr2はトランジスタを示す。FIG. 1 is a diagram showing a current sensor according to an embodiment of the present invention, in which 10 is a core, 11 is a conductor, 12 is an astable multivibrator, 13 is a comparison circuit, LPF 1 and LPF 2 Is a low pass filter, L 1 and L 2 are coils with ferrite core (sensor coil), M 1 and M 2 are bias magnets, C 1 to C 4 are capacitors, R 1 to R 8 are resistors, OP is an operational amplifier, OUT Is an output terminal, H is a magnetic field, I is a detected current, Vc is a power supply voltage, T
r 1 and Tr 2 are transistors.
無安定マルチバイブレータ12は、トランジスタTr1、T
r2、コンデンサC1、C2、抵抗R1、R2、センサコイルとし
てのフェライトコア入りコイルL1、L2（市販の小型固定
コイル）、バイアス用マグネットM1、M2で構成され、ロ
ーパスフィルタLPF1は抵抗R3とコンデンサC3で構成さ
れ、ローパスフィルタLPF2は、抵抗R4とコンデンサC4で
構成される。The astable multivibrator 12 includes transistors Tr 1 and T
r 2, is constituted by a capacitor C 1, C 2, resistors R 1, R 2, ferrite cored coil L 1 as a sensor coil, L 2 (a small commercial fixed coil), the bias magnet M 1, M 2, The low pass filter LPF 1 is composed of a resistor R 3 and a capacitor C 3 , and the low pass filter LPF 2 is composed of a resistor R 4 and a capacitor C 4 .
また、比較回路13は、オペアンプOP1と抵抗R5〜R8で構
成される。The comparison circuit 13 is composed of an operational amplifier OP 1 and resistors R 5 to R 8 .
コア10は、コの字形に形成されており、導体11を取り囲
むように配置される。このコア10の解放端側は、フェラ
イトコア入りコイルL1及びL2に近接して配置され、バイ
アス用マグネットM1及びM2もフェライトコア入りコイル
L2、L2に近接して配置されるが、この場合、被検出電流
Ｉによって発生する磁界Ｈと、バイアス用マグネット
M1、M2による磁界とは、一方のフェライトコア入りコイ
ルで同方向、他方のフェライトコア入りコイルで逆方向
となる極性で配置する。The core 10 is formed in a U shape and is arranged so as to surround the conductor 11. The open end side of this core 10 is arranged close to the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 , and the bias magnets M 1 and M 2 are also ferrite core-containing coils.
It is arranged close to L 2 and L 2 , but in this case, the magnetic field H generated by the detected current I and the bias magnet
The magnetic fields generated by M 1 and M 2 are arranged in the same direction in one ferrite core-containing coil and in the opposite direction in the other ferrite core-containing coil.
例えば図示のように被検出電流Ｉが流れると、磁界Ｈは
図示方向となる（磁束はコア10内を通る）。For example, when the detected current I flows as shown in the figure, the magnetic field H becomes in the direction shown in the figure (the magnetic flux passes through the core 10).
この時、バイアス用マグネットM1、M2を、互いにフェラ
イトコア入りコイルL1、L2側がＮ極となるように配置す
ると、フェライトコア入りコイルL1では同方向の磁場が
加わり、フェライトコア入りコイルL2では逆方向の磁場
が加わることになる。なお、バイアス用マグネットの向
きを上記と逆方向にするか、または被検出電流の向きを
逆にすれば、フェライトコア入りコイルL1で逆方向の磁
場が加わり、フェライトコア入りコイルL2で同方向の磁
場が加わる。At this time, if the biasing magnets M 1 and M 2 are arranged such that the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 sides are the N poles, a magnetic field in the same direction is applied to the ferrite core-containing coil L 1 and the ferrite core-containing coil L 1 A reverse magnetic field is applied to the coil L 2 . If the direction of the bias magnet is reversed or the direction of the detected current is reversed, the coil L 1 with a ferrite core applies a magnetic field in the opposite direction, and the coil L 2 with a ferrite core has the same direction. Directional magnetic field is applied.
上記のセンサコイルとしてのフェライトコア入りコイル
L1及びL2は、無安定マルチバイブレータ12を構成するト
ランジスタTr1、Tr2のコレクタ負荷として挿入されてお
り、上記のような磁界が加わることにより、その磁気特
性が変化し、そのインダクタンスが一方で小さくなり、
他方で大きくなる。Coil with ferrite core as the above sensor coil
L 1 and L 2 are inserted as collector loads of the transistors Tr 1 and Tr 2 that form the astable multivibrator 12, and when the magnetic field as described above is applied, their magnetic characteristics change and their inductance changes. On the other hand,
On the other hand it grows.
このようなインダクタンスの変化を利用してトランジス
タのコレクタ電流を変化させ、被検出電流を検出する。The collector current of the transistor is changed by utilizing such a change in the inductance, and the detected current is detected.
ローパスフィルタLPF1、LPF2は、それぞれ抵抗R3とコン
デンサC3、抵抗R4とコンデンサC4で構成されるが、これ
らの抵抗R3、R4は、トランジスタTr1、Tr2に流れる電流
を制限するのに必要な抵抗値に選定すると共に、コンデ
ンサC3、C4は、無安定マルチバイブレータ12の発振周波
数に対して十分低インピーダンスであり、かつ被検出電
流Ｉの変化に対しては十分高インピーダンスとなるよう
な値に選定する。このようにして、ローパスフィルタLP
F1、LPF2は、トランジスタTr1、Tr2のエミッタ抵抗と、
出力側に接続すべきローパスフィルタを兼用している。Lowpass filter LPF 1, LPF 2 are each resistor R 3 and capacitor C 3, is composed of the resistor R 4 and the capacitor C 4, the resistors R 3, R 4, a current flowing through the transistor Tr 1, Tr 2 In addition to selecting the resistance value necessary to limit the voltage, the capacitors C 3 and C 4 have sufficiently low impedance with respect to the oscillation frequency of the astable multivibrator 12, and are resistant to changes in the detected current I. Select a value that provides a sufficiently high impedance. In this way, the low-pass filter LP
F 1 and LPF 2 are the emitter resistances of the transistors Tr 1 and Tr 2 ,
It also serves as a low-pass filter that should be connected to the output side.
その結果、無安定マルチバイブレータ12の駆動周波数成
分は、ローパスフィルタLPF1、LPF2で除去されると共
に、被検出電流成分については、コンデンサC3、C4が十
分大きなインピーダンスとなっているから比較回路13へ
送られる。この場合、ローパスフィルタLPF1、LPF2の出
力（トランジスタTr1、Tr2のエミッタ出力）には、大き
な電圧が生じるから、この電圧を比較回路13に入力して
比較する。As a result, the drive frequency component of the astable multivibrator 12 is removed by the low-pass filters LPF 1 and LPF 2 and the detected current component is compared with the capacitors C 3 and C 4 having sufficiently large impedance. Sent to circuit 13. In this case, since a large voltage is generated at the outputs of the low-pass filters LPF 1 and LPF 2 (emitter outputs of the transistors Tr 1 and Tr 2 ), this voltage is input to the comparison circuit 13 for comparison.
次に、上記実施例の動作を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described.
導体11に被検出電流Ｉ（直流）が図示の方向で流れたと
すると、導体11の周囲には磁界Ｈが図示矢印方向に発生
する。この磁界Ｈと、バイアス用マグネットM1、M2によ
る磁界とがフェライトコア入りコイルL1、L2に加わる。Assuming that the detected current I (direct current) flows through the conductor 11 in the direction shown, a magnetic field H is generated around the conductor 11 in the direction of the arrow shown. This magnetic field H and the magnetic fields generated by the biasing magnets M 1 and M 2 are applied to the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 .
この時、バイアス用マグネットM1、M2の極性をフェライ
トコア入りコイルL1、L2側がＮ極となるように配置して
いると、フェライトコア入りコイルL1では同一方向の磁
界が加わり、フェライトコア入りコイルL2では逆方向の
磁界が加わる。At this time, if the bias magnets M 1 and M 2 are arranged such that the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 are N poles, a magnetic field in the same direction is applied to the ferrite core-containing coil L 1 , A magnetic field in the opposite direction is applied to the coil L 2 containing a ferrite core.
その結果、フェライトコア入りコイルL1のインダクタン
スは小さくなり、フェライトコア入りコイルL2のインダ
クタンスは大きくなる。As a result, the inductance of the ferrite core-containing coil L 1 becomes small, and the inductance of the ferrite core-containing coil L 2 becomes large.
この変化により、トランジスタTr1のコレクタ電流が大
きくなり、トランジスタTr2のコレクタ電流が小さくな
る。この電流の変化は、ローパスフィルタLPF1、LPF2の
抵抗R3、R4で電圧の変化に変換した後、比較回路13に入
力して比較しセンサ出力を得る。This change increases the collector current of the transistor Tr 1 and decreases the collector current of the transistor Tr 2 . This change in current is converted into a change in voltage by the resistors R 3 and R 4 of the low-pass filters LPF 1 and LPF 2 , and then input to the comparison circuit 13 for comparison to obtain a sensor output.
この場合、比較回路13のオペアンプOPには、ローパスフ
ィルタLPF1の出力とローパスフィルタLPF2の出力を図示
極性で入力し、両者の電圧比較を行い、出力端子OUTか
ら検出信号センサ出力）を取り出す。In this case, the output of the low-pass filter LPF 1 and the output of the low-pass filter LPF 2 are input to the operational amplifier OP of the comparison circuit 13 with the polarities shown in the figure, the voltages of both are compared, and the detection signal sensor output is taken out from the output terminal OUT). .
このように、被検出電流Ｉの変化は、フェライトコア入
りコイルL1、L2のインダクタンスの変化となり、この変
化は、トランジスタTr1、Tr2のコレクタ電流の変化とな
り、更に、比較回路13の入力電圧の変化となる。従っ
て、比較回路の比較出力を取り出せば、被検出電流の検
出信号（センサ出力）が得られる。As described above, the change in the detected current I causes a change in the inductance of the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 , and this change causes a change in the collector currents of the transistors Tr 1 and Tr 2 , and further the comparison circuit 13 The input voltage changes. Therefore, if the comparison output of the comparison circuit is taken out, the detection signal (sensor output) of the detected current can be obtained.
第２図は第２実施例の電流センサを示した図であり、図
中、第１図と同符号は同一のものを示す。この実施例
は、バイアス用マグネットM1、M2の配置を変えた例であ
る。上記のフェライトコア入りコイルL1、L2は、市販の
小型固定コイルを使用するが、このコイルは、フェライ
トコアの周囲にコイルを巻き、全体を樹脂モールドして
ある。FIG. 2 is a diagram showing a current sensor of the second embodiment, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. This embodiment is an example in which the arrangement of the bias magnets M 1 and M 2 is changed. The above-mentioned ferrite core-containing coils L 1 and L 2 are commercially available small fixed coils. The coil is formed by winding a coil around a ferrite core and molding the whole with resin.
そこで、フェライトコア入りコイルL1、L2の樹脂モール
ド体に、バイアス用マグネット（フェライトマグネッ
ト）を貼り付け等により固着したものである。このよう
にすると、バイアス用マグネットとフェライトコア入り
コイルが一体的に配置できる。したがって、この例で
は、バイアス用マグネットの磁界の有効利用と、実装時
のスペースの有効利用ができ、電流センサの小型化が可
能となる。Therefore, a bias magnet (ferrite magnet) is fixed to the resin molded body of the coils L 1 and L 2 containing a ferrite core by pasting or the like. With this configuration, the bias magnet and the coil containing the ferrite core can be integrally arranged. Therefore, in this example, the magnetic field of the bias magnet can be effectively used and the space at the time of mounting can be effectively used, and the size of the current sensor can be reduced.
第３図は、第３実施例の電流センサを示した図であり、
図中、第１図と同符号は同一のものを示す。また、BCは
バイアス用コアを示す。FIG. 3 is a diagram showing a current sensor of the third embodiment,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same elements. BC indicates a biasing core.
この実施例は、第１実施例の電流センサに、バイアス用
マグネットの磁路となるバイアス用コアBCを設けたもの
である。In this embodiment, the current sensor of the first embodiment is provided with a biasing core BC serving as a magnetic path of a biasing magnet.
バイアス用コアBCは、鉄板等の磁性体から成り、例えば
コの字状のものを用いる。このバイアス用コアBCは、バ
イアス用マグネットM1、M2と接するようにするか、また
は貼り付けて配置すると共に、フェライトコア入りコイ
ルL1、L2を取り囲み、更にコの字状のコア10の一部（開
放端側）を外側から取り囲むようにして配置する。The bias core BC is made of a magnetic material such as an iron plate, and has a U-shape, for example. The biasing core BC is placed so as to be in contact with the biasing magnets M 1 and M 2 or is attached to the biasing magnets B, surrounds the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 , and further has a U-shaped core 10. A part (open end side) of is surrounded by the outside.
このようにすると、バイアス用マグネットの磁路として
作用するだけでなく、外部磁界（ノイズ成分）がフェラ
イトコア入りコイルL1、L2やバイアス用マグネットに及
ぼす悪影響を防止できる。By doing so, not only the magnetic path of the bias magnet is acted, but also the adverse effect of the external magnetic field (noise component) on the ferrite core-containing coils L 1 and L 2 and the bias magnet can be prevented.
また、バイアス用マグネットM1、M2が外部の回路等に影
響を与えないように磁気シールドをするものである。Also, the bias magnets M 1 and M 2 are magnetically shielded so as not to affect external circuits and the like.
第４図は、上記実施例の電流センサを用いて測定した実
測データ例であり、図の横軸は被測定電流（Ａ）、縦軸
はセンサ出力（Ｖ）を示す。FIG. 4 is an example of actual measurement data measured using the current sensor of the above-described embodiment, in which the horizontal axis represents the measured current (A) and the vertical axis represents the sensor output (V).
この実測データは、直流電流を、数Ａの小電流から、10
0Aを超える大電流まで、広範囲にわたって変化させた際
のセンサ出力電圧の変化を読み取ったものである。This measured data shows that the direct current is 10
This is a reading of the change in the sensor output voltage when changing over a wide range up to a large current exceeding 0A.
図示のように、小電流から大電流までの広範囲にわた
り、センサ出力のリニアリティは極めて良好となってい
る。As shown in the figure, the linearity of the sensor output is extremely good over a wide range from a small current to a large current.
なお、バイアス用マグネットM1、M2による磁界を、50〜
500Oeに選ぶことにより、上記のような良好なリニアリ
ティが得られる（例えば１％以内）。The magnetic field generated by the bias magnets M 1 and M 2 is
By selecting 500 Oe, the above good linearity can be obtained (for example, within 1%).
以上実施例について説明したが、本考案は上記の例に限
らず次のようにしても実施可能である。Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned examples, and can be implemented as follows.
（１）無安定マルチバイブレータを構成するトランジス
タは、バイポーラ型トランジスタに限らず、電界効果型
トランジスタ等でもよい。(1) The transistor forming the astable multivibrator is not limited to the bipolar transistor, but may be a field effect transistor or the like.
（２）比較回路は、上記実施例の回路に限らず、他の回
路（例えばオペアンプを用いない回路）でもよい。ま
た、比較回路を用いなくても、無安定マルチバイブレー
タのトランジスタに流れる電流変化を取り出せる回路な
らば他の回路を用いてもよい。(2) The comparison circuit is not limited to the circuit of the above embodiment, and may be another circuit (for example, a circuit that does not use an operational amplifier). Further, even if the comparison circuit is not used, another circuit may be used as long as it is a circuit that can take out the change in the current flowing through the transistor of the astable multivibrator.
（３）バイアス用マグネットは、フェライトマグネット
に限らず、他のマグネットを用いてもよい。このマグネ
ットは、フェライトコア入りコイルにバイアス用磁界を
与えるマグネットならばどのようなものでも使用可能で
ある。(3) The magnet for bias is not limited to the ferrite magnet, and other magnets may be used. As this magnet, any magnet can be used as long as it gives a magnetic field for bias to a coil containing a ferrite core.
以上説明したように、本考案によれば次のような効果が
ある。As described above, the present invention has the following effects.
（１）フェライトコア入りコイルとして、市販の小型固
定コイルを用いることができ、極めて安価にできる。(1) As the coil containing the ferrite core, a commercially available small fixed coil can be used, which can be made extremely inexpensive.
（２）センサ出力のリニアリティが極めて良好である。(2) The linearity of the sensor output is extremely good.
（３）被検出電流経路（導体）と、電流検出回路（セン
サ側）との間が絶縁された状態（非接触）で直流の大電
流（例えば100A程度）が検出できる。(3) A large DC current (for example, about 100 A) can be detected in a state where the current path to be detected (conductor) and the current detection circuit (sensor side) are insulated (non-contact).
（４）温度特性が優れている。(4) Excellent temperature characteristics.
（５）バイアス用マグネットをフェライトコア入りコイ
ルに固着した場合には、より一層小型化が可能となる。
……（請求項２に対応） （６）バイアス用コアを設けた場合には、外部磁界（ノ
イズ部分）に対して安定した動作ができる。……（請求
項３に対応）(5) When the bias magnet is fixed to the coil containing the ferrite core, the size can be further reduced.
(Corresponding to claim 2) (6) When the biasing core is provided, stable operation can be performed against an external magnetic field (noise portion). …… (corresponding to claim 3)
第１図は本考案の第１実施例の電流センサを示した図、 第２図は第２実施例の電流センサを示した図、 第３図は第３実施例の電流センサを示した図、 第４図は実施例の実測データ例、 第５図は従来の電流センサを示した図である。 10…コア 11…導体 12…無安定マルチバイブレータ 13…比較回路 L1、L2…フェライトノコア入りコイル M1、M2…バイアス用マグネット Tr1、Tr2…トランジスタ C1〜C4…コンデンサ R1〜R8…抵抗 OP…オペアンプ OUT…出力端子 LPF1、LPF2…ローパスフィルタFIG. 1 is a diagram showing a current sensor of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a current sensor of a second embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing a current sensor of a third embodiment. FIG. 4 is an example of actual measurement data of the embodiment, and FIG. 5 is a view showing a conventional current sensor. 10 ... Core 11 ... Conductor 12 ... Astable multivibrator 13 ... Comparison circuit L 1 , L 2 … Coil with ferrite core M 1 , M 2 … Bias magnet Tr 1 , Tr 2 … Transistors C 1 to C 4 … Capacitor R 1 to R 8 … Resistance OP… Op Amp OUT… Output terminals LPF 1 , LPF 2 … Low-pass filter
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 3/30 Ｄ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area H03K 3/30 D
Claims (3)
1、Tr2）のコレクタ負荷とした無安定マルチバイブレー
タを備え、 上記センサコイルに、被検出電流による磁界を与えた際
の、上記トランジスタに流れる電流の変化を検出するこ
とにより、直流電流を非接触で検出する電流センサにお
いて、 上記センサコイルとして、フェライトコア入りコイル
（L1、L2）を用いると共に、該フェライトコア入りコイ
ル（L1、L2）にバイアス磁界を与えるバイアス用マグネ
ット（M1、M2）を設け、 このバイアス用マグネットを、上記の被検出電流による
磁界と、バイアス用マグネットによる磁界が、一方のフ
ェライトコア入りコイルでは同方向となるように、また
他方のフェライトコア入りコイルでは逆方向となるよう
な極性で配置したことを特徴とする電流センサ。1. A sensor coil is a transistor (Tr
1, includes a astable multivibrator with collector load of Tr 2), to the sensor coil, when given a magnetic field due to the current to be detected, by detecting a change in current flowing through the transistor, a direct current non In a current sensor that detects by contact, a ferrite core-containing coil (L 1 , L 2 ) is used as the sensor coil, and a bias magnet (M 1 ) that applies a bias magnetic field to the ferrite core-containing coil (L 1 , L 2 ). 1 ), M 2 ), and set the bias magnet so that the magnetic field generated by the current to be detected and the magnetic field generated by the bias magnet are in the same direction in one ferrite core-containing coil and in the other ferrite core. A current sensor characterized in that the coils are arranged so that the polarities are in opposite directions.
アス用マグネット（M1、M2）を固着したことを特徴とす
る電流センサ。2. The current sensor according to claim 1 , wherein the magnets (M 1 , M 2 ) for bias are fixed to the coils (L 1 , L 2 ) containing a ferrite core.
コア入りコイル（L1、L2）へ導くためのバイアス用コア
（BC）を、 上記バイアス用マグネット及びフェライトコア入りコイ
ルを取り囲むように設け、 上記バイアス用コアにより、磁気シールドを行ったこと
を特徴とする電流センサ。3. The current sensor according to claim 1 , wherein the bias core (BC) guides the magnetic flux of the bias magnet (M 1 , M 2 ) to the coil (L 1 , L 2 ) containing a ferrite core. Is provided so as to surround the bias magnet and the coil containing the ferrite core, and the magnetic core is shielded by the bias core.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4848290U JPH0723751Y2 (en) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | Current sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4848290U JPH0723751Y2 (en) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | Current sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048978U JPH048978U (en) | 1992-01-27 |
| JPH0723751Y2 true JPH0723751Y2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=31565326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4848290U Expired - Fee Related JPH0723751Y2 (en) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | Current sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723751Y2 (en) |
-
1990
- 1990-05-09 JP JP4848290U patent/JPH0723751Y2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH048978U (en) | 1992-01-27 |
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