JPH09257835A - 電流検出装置 - Google Patents
電流検出装置Info
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- JPH09257835A JPH09257835A JP8065586A JP6558696A JPH09257835A JP H09257835 A JPH09257835 A JP H09257835A JP 8065586 A JP8065586 A JP 8065586A JP 6558696 A JP6558696 A JP 6558696A JP H09257835 A JPH09257835 A JP H09257835A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コイルの巻数及び電流を増加させることなく大
きな電流の検出に対応でき、しかも小形化する。 【解決手段】導体1に電流Im が流れると、環状鉄心2
に磁束φが発生して空隙部2aに磁界が発生し、その一
部が磁電素子3に加えられ、磁電素子3から磁界の強さ
に対応した電気信号Es が出力される。制御部9はこの
電気信号Es に応じて励磁巻線5に励磁電流Ic を供給
し、励磁巻線5に生じる磁界が磁電素子3に加えられた
磁界を打ち消すように作用する。この励磁電流Ic が磁
束φに比例するので励磁電流Ic から導体1に流れる電
流Im を検出することができる。
きな電流の検出に対応でき、しかも小形化する。 【解決手段】導体1に電流Im が流れると、環状鉄心2
に磁束φが発生して空隙部2aに磁界が発生し、その一
部が磁電素子3に加えられ、磁電素子3から磁界の強さ
に対応した電気信号Es が出力される。制御部9はこの
電気信号Es に応じて励磁巻線5に励磁電流Ic を供給
し、励磁巻線5に生じる磁界が磁電素子3に加えられた
磁界を打ち消すように作用する。この励磁電流Ic が磁
束φに比例するので励磁電流Ic から導体1に流れる電
流Im を検出することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電流検出装置に係
り、特に、環状鉄心を貫通する導体に流れる電流を検出
する電流検出装置に関する。
り、特に、環状鉄心を貫通する導体に流れる電流を検出
する電流検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の電流検出装置として、図4に示
すものが用いられている。図4において、導体1は環状
鉄心2を貫通するように配設され、環状鉄心2には空隙
部2aが設けられ、この空隙部2aには磁界を電気信号
に変換するホール素子などでなる磁電素子3が配設され
ている。環状鉄心2にはコイル(巻線)5が卷回され、
導体1に電流Im が図示のように流れると、電流Im に
比例した磁束φが図示のように環状鉄心2に励起され、
空隙部2aには磁束φによる磁界が発生する。この磁界
により磁電素子3から磁束φの強さに比例した電気信号
Es が出力される。増幅器4はこの電気信号Es に比例
した励磁電流Ic を出力して、コイル5と抵抗器6の直
列回路に供給する。この励磁電流Ic によりコイル5は
図示のように磁束φを打ち消す方向に磁束φ´を励起
し、環状鉄心2の磁束はφ−φ´に低減し磁電素子3に
加わる磁界も低減する。この場合、磁束φ−φ´から励
起磁束φ´に至る伝達経路のループゲインをAとすると
(φ−φ´)A=φ´となるので、環状鉄心2の磁束φ
に対する磁束(φ−φ´)はほぼ1/Aに低減され、増
幅器4の増幅率を大きくしループゲインAを大きく設定
すると励起磁束φ´は磁束φとほぼ同じ値となり、磁束
φに追従して変化する。磁束φは導体1に流れる電流I
m に比例し、励起磁束φ´は励磁電流Ic とコイル5の
巻数比Nとの積に比例し、励磁電流Ic は導体1に流れ
る電流Im に比例するので、励磁電流Icにコイル5の
巻数比Nを乗じることにより導体1に流れる電流Im を
求めることができる。従って、抵抗器6に生じる電圧降
下V0 から導体1に流れる電流Imを検出することがで
きる。
すものが用いられている。図4において、導体1は環状
鉄心2を貫通するように配設され、環状鉄心2には空隙
部2aが設けられ、この空隙部2aには磁界を電気信号
に変換するホール素子などでなる磁電素子3が配設され
ている。環状鉄心2にはコイル(巻線)5が卷回され、
導体1に電流Im が図示のように流れると、電流Im に
比例した磁束φが図示のように環状鉄心2に励起され、
空隙部2aには磁束φによる磁界が発生する。この磁界
により磁電素子3から磁束φの強さに比例した電気信号
Es が出力される。増幅器4はこの電気信号Es に比例
した励磁電流Ic を出力して、コイル5と抵抗器6の直
列回路に供給する。この励磁電流Ic によりコイル5は
図示のように磁束φを打ち消す方向に磁束φ´を励起
し、環状鉄心2の磁束はφ−φ´に低減し磁電素子3に
加わる磁界も低減する。この場合、磁束φ−φ´から励
起磁束φ´に至る伝達経路のループゲインをAとすると
(φ−φ´)A=φ´となるので、環状鉄心2の磁束φ
に対する磁束(φ−φ´)はほぼ1/Aに低減され、増
幅器4の増幅率を大きくしループゲインAを大きく設定
すると励起磁束φ´は磁束φとほぼ同じ値となり、磁束
φに追従して変化する。磁束φは導体1に流れる電流I
m に比例し、励起磁束φ´は励磁電流Ic とコイル5の
巻数比Nとの積に比例し、励磁電流Ic は導体1に流れ
る電流Im に比例するので、励磁電流Icにコイル5の
巻数比Nを乗じることにより導体1に流れる電流Im を
求めることができる。従って、抵抗器6に生じる電圧降
下V0 から導体1に流れる電流Imを検出することがで
きる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電流検出装置では、導体1に流れる電流Im が大き
くなるとコイル5に供給する励磁電流Ic も大きくな
り、増幅器の電流容量が大きくなって電力損失が増加し
温度が上昇するという問題があり、励磁電流Ic を小さ
くするためにコイルの巻数を増やすとインダクタンスが
増加しコイルが大きくなって、検出応答が遅くなり装置
が大形化するという問題が生じる。
来の電流検出装置では、導体1に流れる電流Im が大き
くなるとコイル5に供給する励磁電流Ic も大きくな
り、増幅器の電流容量が大きくなって電力損失が増加し
温度が上昇するという問題があり、励磁電流Ic を小さ
くするためにコイルの巻数を増やすとインダクタンスが
増加しコイルが大きくなって、検出応答が遅くなり装置
が大形化するという問題が生じる。
【0004】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするは、コイルの巻数及び電流を増加さ
せることなく大きな電流の検出に対応でき、しかも小形
化した電流検出装置を提供することにある。
で、その目的とするは、コイルの巻数及び電流を増加さ
せることなく大きな電流の検出に対応でき、しかも小形
化した電流検出装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電流検出装置
は、磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対応した電
気信号を出力する磁電素子と、該磁界を打ち消す方向に
相殺磁界を発生する励磁巻線とを一体として環状鉄心の
空隙部に配設し、前記環状鉄心を貫通する導体に流れる
電流により前記環状鉄心に磁束が発生して前記磁電素子
に磁界が加えられたとき、前記磁電素子から出力される
電気信号に応じて前記励磁巻線に励磁電流を供給する制
御部を備え、この励磁電流から前記導体に流れる電流を
検出する。(請求項1) 更に、前記制御部は、前記電気信号を比例積分増幅して
励磁電流として出力する増幅器を備え、前記励磁巻線に
生じる相殺磁界により前記磁電素子に加わる磁界を打ち
消す。(請求項2) 更に、前記制御部は、前記電気信号をディジタル信号に
変換するA/D変換手段と、このディジタル信号に基づ
いて第3ディジタル信号を出力するマイクロコンピュー
タと、この第3ディジタル信号を第3アナログ信号に変
換するD/A変換手段と、前記第3アナログ信号に基づ
いて前記電気信号に応じた励磁電流を供給する増幅器を
備える。(請求項3) 更に、前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出
し、この電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信
号に変換するD/A変換手段を備え、前記マイクロコン
ピュータが前記第2ディジタル信号に基づいて前記導体
に流れる電流の検出信号を出力する。(請求項4) また、磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対応した
電気信号を出力する検出感度の異なる複数の磁電素子
と、該磁界を打ち消す方向に相殺磁界を発生する励磁巻
線とを一体として環状鉄心の空隙部に配設し、前記環状
鉄心を貫通する導体に流れる電流により前記環状鉄心に
磁束が発生して各磁電素子に磁界が加えられたとき、い
ずれか一つの磁電素子から出力される電気信号に応じて
前記励磁巻線に励磁電流を供給する制御部を備え、この
励磁電流から前記導体に流れる電流を検出する。(請求
項5) 更に、前記制御部は、いずれか一つの磁電素子を指定す
るための切替信号を決定する設定部と、前記切替信号に
基づいて選択信号と倍率信号を出力する切替部と、前記
選択信号に基づいて検出感度の異なる複数の磁電素子の
いずれか一つの磁電素子の検出信号を選択出力するスイ
ッチ部と、前記倍率信号に基づいて選択された磁電素子
の検出信号を増幅する増幅部を備え、前記増幅部の出力
に基づいて前記励磁巻線に励磁電流を供給し、磁電素子
が切換えられてもループゲインを一定に保つ。(請求項
6) 更に、前記切替部は、前記切替信号に基づいて前記選択
信号と倍率信号を出力すると共に第2倍率信号を出力
し、前記制御部は、前記励磁電流の検出信号を前記第2
倍率信号に基づいて増幅して前記導体に流れる電流の検
出信号として出力する第2増幅器を備え、選択された磁
電素子の検出感度に応じて検出信号のフルスケールレン
ジを変える。(請求項7) 更に、前記磁電素子と前記励磁巻線と前記磁電素子の周
囲温度を検出する温度検出器とを一体として環状鉄心の
空隙部に配設し、前記制御部は、周囲温度の検出信号に
基づいて温度補正信号を出力する関数発生部と、励磁電
流の検出信号を前記温度補正信号に基づいて補正し前記
導体に流れる電流の検出信号を出力する第2増幅器を備
え、温度補償を行う。(請求項8) 更に、前記制御部は、周囲温度の検出信号に基づいて検
出感度の異なる複数の磁電素子のいずれか一つの磁電素
子の温度補正信号を出力する関数発生部と、励磁電流の
検出信号を前記温度補正信号に基づいて補正し前記導体
に流れる電流の検出信号を出力する第2増幅器を備え、
温度補償を行う。(請求項9) 更に、前記制御部は、検出感度の異なる複数の磁電素子
のいずれか一つの磁電素子から出力される電気信号をデ
ィジタル信号に変換するA/D変換手段と、このディジ
タル信号に基づいて第3ディジタル信号を出力するマイ
クロコンピュータと、この第3ディジタル信号を第3ア
ナログ信号に変換するD/A変換手段と、前記第3アナ
ログ信号に基づいて前記電気信号に応じた励磁電流を供
給する増幅器を備える。(請求項10) 更に、前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出
し、この電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信
号に変換すると共に前記温度検出信号を第9ディジタル
信号に変換するD/A変換手段を備え、前記マイクロコ
ンピュータが前記第2ディジタル信号と第9ディジタル
信号とに基づいて前記導体に流れる電流の検出信号を出
力する。(請求項11)
は、磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対応した電
気信号を出力する磁電素子と、該磁界を打ち消す方向に
相殺磁界を発生する励磁巻線とを一体として環状鉄心の
空隙部に配設し、前記環状鉄心を貫通する導体に流れる
電流により前記環状鉄心に磁束が発生して前記磁電素子
に磁界が加えられたとき、前記磁電素子から出力される
電気信号に応じて前記励磁巻線に励磁電流を供給する制
御部を備え、この励磁電流から前記導体に流れる電流を
検出する。(請求項1) 更に、前記制御部は、前記電気信号を比例積分増幅して
励磁電流として出力する増幅器を備え、前記励磁巻線に
生じる相殺磁界により前記磁電素子に加わる磁界を打ち
消す。(請求項2) 更に、前記制御部は、前記電気信号をディジタル信号に
変換するA/D変換手段と、このディジタル信号に基づ
いて第3ディジタル信号を出力するマイクロコンピュー
タと、この第3ディジタル信号を第3アナログ信号に変
換するD/A変換手段と、前記第3アナログ信号に基づ
いて前記電気信号に応じた励磁電流を供給する増幅器を
備える。(請求項3) 更に、前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出
し、この電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信
号に変換するD/A変換手段を備え、前記マイクロコン
ピュータが前記第2ディジタル信号に基づいて前記導体
に流れる電流の検出信号を出力する。(請求項4) また、磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対応した
電気信号を出力する検出感度の異なる複数の磁電素子
と、該磁界を打ち消す方向に相殺磁界を発生する励磁巻
線とを一体として環状鉄心の空隙部に配設し、前記環状
鉄心を貫通する導体に流れる電流により前記環状鉄心に
磁束が発生して各磁電素子に磁界が加えられたとき、い
ずれか一つの磁電素子から出力される電気信号に応じて
前記励磁巻線に励磁電流を供給する制御部を備え、この
励磁電流から前記導体に流れる電流を検出する。(請求
項5) 更に、前記制御部は、いずれか一つの磁電素子を指定す
るための切替信号を決定する設定部と、前記切替信号に
基づいて選択信号と倍率信号を出力する切替部と、前記
選択信号に基づいて検出感度の異なる複数の磁電素子の
いずれか一つの磁電素子の検出信号を選択出力するスイ
ッチ部と、前記倍率信号に基づいて選択された磁電素子
の検出信号を増幅する増幅部を備え、前記増幅部の出力
に基づいて前記励磁巻線に励磁電流を供給し、磁電素子
が切換えられてもループゲインを一定に保つ。(請求項
6) 更に、前記切替部は、前記切替信号に基づいて前記選択
信号と倍率信号を出力すると共に第2倍率信号を出力
し、前記制御部は、前記励磁電流の検出信号を前記第2
倍率信号に基づいて増幅して前記導体に流れる電流の検
出信号として出力する第2増幅器を備え、選択された磁
電素子の検出感度に応じて検出信号のフルスケールレン
ジを変える。(請求項7) 更に、前記磁電素子と前記励磁巻線と前記磁電素子の周
囲温度を検出する温度検出器とを一体として環状鉄心の
空隙部に配設し、前記制御部は、周囲温度の検出信号に
基づいて温度補正信号を出力する関数発生部と、励磁電
流の検出信号を前記温度補正信号に基づいて補正し前記
導体に流れる電流の検出信号を出力する第2増幅器を備
え、温度補償を行う。(請求項8) 更に、前記制御部は、周囲温度の検出信号に基づいて検
出感度の異なる複数の磁電素子のいずれか一つの磁電素
子の温度補正信号を出力する関数発生部と、励磁電流の
検出信号を前記温度補正信号に基づいて補正し前記導体
に流れる電流の検出信号を出力する第2増幅器を備え、
温度補償を行う。(請求項9) 更に、前記制御部は、検出感度の異なる複数の磁電素子
のいずれか一つの磁電素子から出力される電気信号をデ
ィジタル信号に変換するA/D変換手段と、このディジ
タル信号に基づいて第3ディジタル信号を出力するマイ
クロコンピュータと、この第3ディジタル信号を第3ア
ナログ信号に変換するD/A変換手段と、前記第3アナ
ログ信号に基づいて前記電気信号に応じた励磁電流を供
給する増幅器を備える。(請求項10) 更に、前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出
し、この電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信
号に変換すると共に前記温度検出信号を第9ディジタル
信号に変換するD/A変換手段を備え、前記マイクロコ
ンピュータが前記第2ディジタル信号と第9ディジタル
信号とに基づいて前記導体に流れる電流の検出信号を出
力する。(請求項11)
【0006】
【発明の実施の形態】本発明による電流検出装置の請求
項1〜4に対応する実施の形態を図1に示す。同図にお
いて、環状鉄心2の空隙部2aには、磁界の強さに応じ
た電気信号を出力するホール素子などでなる磁電素子3
と、磁電素子3に加わる磁界を打ち消すための相殺磁界
を発生させる励磁巻線(コイル)5が磁電素子3を取り
囲んで卷回され、モールド樹脂などで一体に形成されて
配設される。増幅器4は磁電素子3から出力される電気
信号Es を増幅し電圧信号E1 を出力する。増幅器7は
抵抗器6に生じる電圧降下Vf を増幅し電圧信号E2 を
出力する。A/D変換器8は増幅器4と7から出力され
る電圧(アナログ)信号E1 、E2 をそれぞれディジタ
ル信号S1 、S2 に変換する。マイクロコンピュータ9
はA/D変換器8から入力されるディジタル信号S1 、
S2 を処理してディジタル信号S3 を出力すると共に電
流検出信号S4 を出力する。D/A変換器10はマイク
ロコンピュータ9から与えられるディジタル信号S3 を
電圧(アナログ)信号E3 に変換する。増幅器11は電
圧信号E3 を増幅してコイル5に励磁電流Ic を供給す
る。その他は従来(図5)と同じもので構成することが
できる。
項1〜4に対応する実施の形態を図1に示す。同図にお
いて、環状鉄心2の空隙部2aには、磁界の強さに応じ
た電気信号を出力するホール素子などでなる磁電素子3
と、磁電素子3に加わる磁界を打ち消すための相殺磁界
を発生させる励磁巻線(コイル)5が磁電素子3を取り
囲んで卷回され、モールド樹脂などで一体に形成されて
配設される。増幅器4は磁電素子3から出力される電気
信号Es を増幅し電圧信号E1 を出力する。増幅器7は
抵抗器6に生じる電圧降下Vf を増幅し電圧信号E2 を
出力する。A/D変換器8は増幅器4と7から出力され
る電圧(アナログ)信号E1 、E2 をそれぞれディジタ
ル信号S1 、S2 に変換する。マイクロコンピュータ9
はA/D変換器8から入力されるディジタル信号S1 、
S2 を処理してディジタル信号S3 を出力すると共に電
流検出信号S4 を出力する。D/A変換器10はマイク
ロコンピュータ9から与えられるディジタル信号S3 を
電圧(アナログ)信号E3 に変換する。増幅器11は電
圧信号E3 を増幅してコイル5に励磁電流Ic を供給す
る。その他は従来(図5)と同じもので構成することが
できる。
【0007】上記構成において、導体1に電流Im が流
れ、環状鉄心2に電流Im に比例した磁束φが励起され
ると、環状鉄心2の空隙部2aに磁界が発生し、その一
部の磁界が磁電素子3に加わり、磁電素子3から磁束φ
の強さに対応した電気信号Es が出力される。この電気
信号Es は増幅器4で増幅され、A/D変換器8でディ
ジタル信号S1 に変換され、マイクロコンピュータ9に
入力される。マイクロコンピュータ9はディジタル信号
S1 に基づいて比例積分等の処理を行いディジタル信号
S3 を出力し、D/A変換器10を介して磁束φの強さ
に対応した電気信号E3 を出力する。増幅器11は電気
信号E3 を増幅しコイル5に磁束φの強さに対応した励
磁電流Ic を供給する。コイル5に励磁電流Ic が流れ
ると、磁電素子3に加わる磁界を打ち消す方向にコイル
5から励磁電流Ic に比例した相殺磁界が発生し、磁電
素子3に加わる磁界を減少させるように作用する。磁電
素子3に加わる磁界から相殺磁界に至るループゲインを
大きく設定することにより相殺磁界は磁束φにより生じ
る磁界とほぼ等しくなり、励磁電流Ic は導体1に流れ
る電流Im に比例する。従って、マイクロコンピュータ
9は抵抗器6に生じる電圧降下Vf として入力されるデ
ィジタル信号S2 に基づいて励磁電流Ic を求め、コイ
ル5の巻数比で決まる定数を励磁電流Ic に乗じて、導
体1に流れる電流Im を検出することができる。本実施
例によれば、環状鉄心2の磁束φにより空隙部2aに生
じる磁界の一部の磁界が磁電素子3に加わるようにし
て、相殺磁界は一部の磁界のみを打ち消すように作用さ
せ、コイル5を小さくすることができる。また、コイル
5のインダクタンスが小さくなるので検出応答時間を早
くすることができる。
れ、環状鉄心2に電流Im に比例した磁束φが励起され
ると、環状鉄心2の空隙部2aに磁界が発生し、その一
部の磁界が磁電素子3に加わり、磁電素子3から磁束φ
の強さに対応した電気信号Es が出力される。この電気
信号Es は増幅器4で増幅され、A/D変換器8でディ
ジタル信号S1 に変換され、マイクロコンピュータ9に
入力される。マイクロコンピュータ9はディジタル信号
S1 に基づいて比例積分等の処理を行いディジタル信号
S3 を出力し、D/A変換器10を介して磁束φの強さ
に対応した電気信号E3 を出力する。増幅器11は電気
信号E3 を増幅しコイル5に磁束φの強さに対応した励
磁電流Ic を供給する。コイル5に励磁電流Ic が流れ
ると、磁電素子3に加わる磁界を打ち消す方向にコイル
5から励磁電流Ic に比例した相殺磁界が発生し、磁電
素子3に加わる磁界を減少させるように作用する。磁電
素子3に加わる磁界から相殺磁界に至るループゲインを
大きく設定することにより相殺磁界は磁束φにより生じ
る磁界とほぼ等しくなり、励磁電流Ic は導体1に流れ
る電流Im に比例する。従って、マイクロコンピュータ
9は抵抗器6に生じる電圧降下Vf として入力されるデ
ィジタル信号S2 に基づいて励磁電流Ic を求め、コイ
ル5の巻数比で決まる定数を励磁電流Ic に乗じて、導
体1に流れる電流Im を検出することができる。本実施
例によれば、環状鉄心2の磁束φにより空隙部2aに生
じる磁界の一部の磁界が磁電素子3に加わるようにし
て、相殺磁界は一部の磁界のみを打ち消すように作用さ
せ、コイル5を小さくすることができる。また、コイル
5のインダクタンスが小さくなるので検出応答時間を早
くすることができる。
【0008】本発明による電流検出装置の請求項5〜7
に対応する実施の形態を図2に示す。この実施例は、環
状鉄心2の空隙部2aに配設される磁電素子として検出
感度の異なる複数個の磁電素子を設け、用途に応じてフ
ルスケールレンジの切り替えを行えるようにしたもの
で、図2(a) は2個の磁電素子を用いる場合の構成例を
示したものである。同図において、3a、3bは検出感
度の異なる磁電素子、5は磁電素子3a、3bを取り囲
んで卷回され、磁電素子3a、3bに加わる磁界を打ち
消すための相殺磁界を発生させる励磁巻線(コイル)
で、モールド樹脂などで磁電素子3a、3bと一体に形
成され、図1と同じ環状鉄心2の空隙部2aに配設され
る。4a、4bは磁電素子3a、3bから出力される電
気信号を増幅し電圧信号E1a、E1bを出力する増幅器、
8は電圧(アナログ)信号E1a、E1b及びE2 をディジ
タル信号S1a、S1b及びS2 に変換するA/D変換器、
12はフルスケールレンジの切り替えを行うための切替
信号S5 を出力する設定部であり、マイクロコンピュー
タ9はディジタル信号S1a、S1b、S2 と切替信号S5
を取り込み、図2(b) に示す処理を行って、ディジタル
信号S3 と電流検出信号S4 を出力する機能を有してい
る。その他は図1と同様であり同符号で示している。
に対応する実施の形態を図2に示す。この実施例は、環
状鉄心2の空隙部2aに配設される磁電素子として検出
感度の異なる複数個の磁電素子を設け、用途に応じてフ
ルスケールレンジの切り替えを行えるようにしたもの
で、図2(a) は2個の磁電素子を用いる場合の構成例を
示したものである。同図において、3a、3bは検出感
度の異なる磁電素子、5は磁電素子3a、3bを取り囲
んで卷回され、磁電素子3a、3bに加わる磁界を打ち
消すための相殺磁界を発生させる励磁巻線(コイル)
で、モールド樹脂などで磁電素子3a、3bと一体に形
成され、図1と同じ環状鉄心2の空隙部2aに配設され
る。4a、4bは磁電素子3a、3bから出力される電
気信号を増幅し電圧信号E1a、E1bを出力する増幅器、
8は電圧(アナログ)信号E1a、E1b及びE2 をディジ
タル信号S1a、S1b及びS2 に変換するA/D変換器、
12はフルスケールレンジの切り替えを行うための切替
信号S5 を出力する設定部であり、マイクロコンピュー
タ9はディジタル信号S1a、S1b、S2 と切替信号S5
を取り込み、図2(b) に示す処理を行って、ディジタル
信号S3 と電流検出信号S4 を出力する機能を有してい
る。その他は図1と同様であり同符号で示している。
【0009】磁電素子は磁界と電気信号の比例関係を補
償する範囲が検出感度によって異なり、例えば、磁電素
子3aが高感度、磁電素子3bが低感度とした場合、変
換精度を補償する磁界の強さは、磁電素子3aの方が小
さく、磁電素子3bの方が大きくなる。従って、導体1
に流れる電流Im の検出精度を補償する最大値は磁電素
子3aの方が小さく、磁電素子3bの方が大きくなり、
磁電素子を切り替えることにより、電流検出のフルスケ
ールレンジを切り替えて検出精度を補償することができ
る。
償する範囲が検出感度によって異なり、例えば、磁電素
子3aが高感度、磁電素子3bが低感度とした場合、変
換精度を補償する磁界の強さは、磁電素子3aの方が小
さく、磁電素子3bの方が大きくなる。従って、導体1
に流れる電流Im の検出精度を補償する最大値は磁電素
子3aの方が小さく、磁電素子3bの方が大きくなり、
磁電素子を切り替えることにより、電流検出のフルスケ
ールレンジを切り替えて検出精度を補償することができ
る。
【0010】上記構成において、設定部12で電流検出
のフルスケールレンジの小さい方を選択する切替信号S
5 を設定すると、マイクロコンピュータ9は図2(b) に
示すように、切換部23から選択信号S6 を出力してス
イッチ21を閉路し、磁電素子3aによるディジタル信
号S1aをS1 として増幅部24に入力する。同時に磁電
素子3aの検出感度で定められる倍率信号S7 、S8 を
出力し、増幅部24、25に入力する。増幅部24は倍
率信号S7 の倍率に基づいて信号S1 を増幅し励磁電流
Ic となる信号S3 を出力し、増幅部25は倍率信号S
8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅し、電流検出信号S
4 のフルスケールレンジを磁電素子3aの検出精度を補
償する最大値に合わせる。これにより、励磁電流Ic を
供給するループゲインを所定のゲインとし、小さい電流
でフルスケールの信号を出力し、検出精度を補償するこ
とができる。
のフルスケールレンジの小さい方を選択する切替信号S
5 を設定すると、マイクロコンピュータ9は図2(b) に
示すように、切換部23から選択信号S6 を出力してス
イッチ21を閉路し、磁電素子3aによるディジタル信
号S1aをS1 として増幅部24に入力する。同時に磁電
素子3aの検出感度で定められる倍率信号S7 、S8 を
出力し、増幅部24、25に入力する。増幅部24は倍
率信号S7 の倍率に基づいて信号S1 を増幅し励磁電流
Ic となる信号S3 を出力し、増幅部25は倍率信号S
8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅し、電流検出信号S
4 のフルスケールレンジを磁電素子3aの検出精度を補
償する最大値に合わせる。これにより、励磁電流Ic を
供給するループゲインを所定のゲインとし、小さい電流
でフルスケールの信号を出力し、検出精度を補償するこ
とができる。
【0011】また、設定部12で電流検出のフルスケー
ルレンジの大きい方を選択する切替信号S5 を設定する
と、マイクロコンピュータ9は、切換部23から選択信
号S6 を出力してスイッチ22を閉路し、磁電素子3b
によるディジタル信号S1bをS1 として増幅部24に入
力する。同時に磁電素子3bの検出感度で定められる倍
率信号S7 、S8 を出力し、増幅部24、25に入力す
る。増幅部24は倍率信号S7 の倍率に基づいて信号S
1 を増幅し励磁電流Ic となる信号S3 を出力し、増幅
部25は倍率信号S8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅
し、電流検出信号S4 のフルスケールレンジを磁電素子
3aの検出精度を補償する最大値に合わせる。これのよ
り、励磁電流Ic を供給するループゲインを所定のゲイ
ンとし、磁電素子の検出感度が切り替えられても検出応
答時間を一定とすることができ、大きい電流でフルスケ
ールの信号を出力し、検出精度を補償することができ
る。この場合、フルスケールとなる電流で環状鉄心2の
磁束が飽和しないように選定することはいうまでもな
い。
ルレンジの大きい方を選択する切替信号S5 を設定する
と、マイクロコンピュータ9は、切換部23から選択信
号S6 を出力してスイッチ22を閉路し、磁電素子3b
によるディジタル信号S1bをS1 として増幅部24に入
力する。同時に磁電素子3bの検出感度で定められる倍
率信号S7 、S8 を出力し、増幅部24、25に入力す
る。増幅部24は倍率信号S7 の倍率に基づいて信号S
1 を増幅し励磁電流Ic となる信号S3 を出力し、増幅
部25は倍率信号S8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅
し、電流検出信号S4 のフルスケールレンジを磁電素子
3aの検出精度を補償する最大値に合わせる。これのよ
り、励磁電流Ic を供給するループゲインを所定のゲイ
ンとし、磁電素子の検出感度が切り替えられても検出応
答時間を一定とすることができ、大きい電流でフルスケ
ールの信号を出力し、検出精度を補償することができ
る。この場合、フルスケールとなる電流で環状鉄心2の
磁束が飽和しないように選定することはいうまでもな
い。
【0012】本発明による電流検出装置の請求項8〜1
1に対応する実施の形態を図3に示す。この実施例は、
磁電素子の検出特性が周囲温度によって変化する場合の
温度補償を行う場合の例を示したもので、図3(a) に示
すように、磁電素子3a、3b及びコイル5とともに、
磁電素子の周囲温度を検出する温度検出器13を設け、
これらをモールド樹脂などで一体に形成して図1と同じ
環状鉄心2の空隙部2aに配設される。温度検出器13
から出力される温度検出信号は増幅器14で増幅され電
圧信号E4 とされ、A/D変換器8を介してディジタル
信号S9 に変換され、マイクロコンピュータ9に入力さ
れる。マイクロコンピュータ9はディジタル信号S1a、
S1b、S2 、S9 と切替信号S5 を取り込み、図3(b)
に示す処理を行って、ディジタル信号S3 と電流検出信
号S4 を出力する機能を有している。その他は図2(b)
と同様であり同符号で示している。
1に対応する実施の形態を図3に示す。この実施例は、
磁電素子の検出特性が周囲温度によって変化する場合の
温度補償を行う場合の例を示したもので、図3(a) に示
すように、磁電素子3a、3b及びコイル5とともに、
磁電素子の周囲温度を検出する温度検出器13を設け、
これらをモールド樹脂などで一体に形成して図1と同じ
環状鉄心2の空隙部2aに配設される。温度検出器13
から出力される温度検出信号は増幅器14で増幅され電
圧信号E4 とされ、A/D変換器8を介してディジタル
信号S9 に変換され、マイクロコンピュータ9に入力さ
れる。マイクロコンピュータ9はディジタル信号S1a、
S1b、S2 、S9 と切替信号S5 を取り込み、図3(b)
に示す処理を行って、ディジタル信号S3 と電流検出信
号S4 を出力する機能を有している。その他は図2(b)
と同様であり同符号で示している。
【0013】上記構成において、切換部23は、図2
(b) の場合と同様に、設定部12で設定された切替信号
S5 に基づいて選択信号S6 と倍率信号S7 、S8 を出
力し、選択信号S6 に基づいてスイッチ21か22のい
ずれかが閉路し、磁電素子3a、3bの検出信号S1a、
S1bのいずれかがS1 として増幅部24に入力される。
関数発生部26は、各磁電素子3a、3bに対する温度
特性を予め測定して各磁電素子3a、3b毎に周囲温度
に対する温度補償のデータを保有し、選択信号S6 で指
定された磁電素子に対する温度補償信号S10をディジタ
ル信号(温度検出信号)S9 に基づいて出力する。増幅
部24は倍率信号S7 の倍率に基づいて信号S1 を増幅
しディジタル信号S3 を出力し、増幅部25は倍率信号
S8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅し、電流検出信号
S4 のフルスケールレンジを選択された磁電素子の検出
精度を補償する最大値に合わせると共に、温度補償信号
S10に基づいて増幅された値に対して補正倍率を乗じて
温度補償を行う。この実施例によれば、周囲温度が変化
する場合でも検出精度を補償することが可能となる。
(b) の場合と同様に、設定部12で設定された切替信号
S5 に基づいて選択信号S6 と倍率信号S7 、S8 を出
力し、選択信号S6 に基づいてスイッチ21か22のい
ずれかが閉路し、磁電素子3a、3bの検出信号S1a、
S1bのいずれかがS1 として増幅部24に入力される。
関数発生部26は、各磁電素子3a、3bに対する温度
特性を予め測定して各磁電素子3a、3b毎に周囲温度
に対する温度補償のデータを保有し、選択信号S6 で指
定された磁電素子に対する温度補償信号S10をディジタ
ル信号(温度検出信号)S9 に基づいて出力する。増幅
部24は倍率信号S7 の倍率に基づいて信号S1 を増幅
しディジタル信号S3 を出力し、増幅部25は倍率信号
S8 の倍率に基づいて信号S2 を増幅し、電流検出信号
S4 のフルスケールレンジを選択された磁電素子の検出
精度を補償する最大値に合わせると共に、温度補償信号
S10に基づいて増幅された値に対して補正倍率を乗じて
温度補償を行う。この実施例によれば、周囲温度が変化
する場合でも検出精度を補償することが可能となる。
【0014】
【発明の効果】本発明の電流検出装置によれば、コイル
の巻数及び電流を増加させることなく大きな電流の検出
に対応でき、しかも小形化することができ、検出電流の
最大値を切換えたときも所定の検出精度を維持すること
ができ、周囲温度が変化する場合でも検出精度を補償す
ることができる。
の巻数及び電流を増加させることなく大きな電流の検出
に対応でき、しかも小形化することができ、検出電流の
最大値を切換えたときも所定の検出精度を維持すること
ができ、周囲温度が変化する場合でも検出精度を補償す
ることができる。
【図1】本発明の電流検出器の請求項1〜4に対応する
実施例の構成図。
実施例の構成図。
【図2】本発明の電流検出器の請求項5〜7に対応する
実施例で、(a) は構成図、(b) はマイクロコンピュータ
9の要部機能の構成図。
実施例で、(a) は構成図、(b) はマイクロコンピュータ
9の要部機能の構成図。
【図3】本発明の電流検出器の請求項8〜11に対応す
る実施例で、(a) は構成図、(b) はマイクロコンピュー
タ9の要部機能の構成図。
る実施例で、(a) は構成図、(b) はマイクロコンピュー
タ9の要部機能の構成図。
【図4】従来の電流検出器の構成図。
1…導体 2…環状鉄心 2a…空隙部 3、3a、3b
…磁電素子 4、4a、4b、7、14…増幅器 5…励磁巻線
(コイル) 6…抵抗器 8…A/D変換
器 9…マイクロコンピュータ 10…D/A変換
器 11…増幅器 12…設定部 13…温度検出器 21、22…スイッチ 23…切換部 24、25…増幅部 26…関数発生
部
…磁電素子 4、4a、4b、7、14…増幅器 5…励磁巻線
(コイル) 6…抵抗器 8…A/D変換
器 9…マイクロコンピュータ 10…D/A変換
器 11…増幅器 12…設定部 13…温度検出器 21、22…スイッチ 23…切換部 24、25…増幅部 26…関数発生
部
Claims (11)
- 【請求項1】磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対
応した電気信号を出力する磁電素子と、該磁界を打ち消
す方向に相殺磁界を発生する励磁巻線とを一体として環
状鉄心の空隙部に配設し、前記環状鉄心を貫通する導体
に流れる電流により前記環状鉄心に磁束が発生して前記
磁電素子に磁界が加えられたとき、前記磁電素子から出
力される電気信号に応じて前記励磁巻線に励磁電流を供
給する制御部を備え、この励磁電流から前記導体に流れ
る電流を検出することを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、前記電気信号を比例積分増幅して励磁電
流として出力する増幅器を備え、前記励磁巻線に生じる
相殺磁界により前記磁電素子に加わる磁界を打ち消すこ
とを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、前記電気信号をディジタル信号に変換す
るA/D変換手段と、このディジタル信号に基づいて第
3ディジタル信号を出力するマイクロコンピュータと、
この第3ディジタル信号を第3アナログ信号に変換する
D/A変換手段と、前記第3アナログ信号に基づいて前
記電気信号に応じた励磁電流を供給する増幅器を備える
ことを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項4】請求項3に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出し、この
電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信号に変換
するD/A変換手段を備え、前記マイクロコンピュータ
が前記第2ディジタル信号に基づいて前記導体に流れる
電流の検出信号を出力することを特徴とする電流検出装
置。 - 【請求項5】磁界が加えられたとき、該磁界の強さに対
応した電気信号を出力する検出感度の異なる複数の磁電
素子と、該磁界を打ち消す方向に相殺磁界を発生する励
磁巻線とを一体として環状鉄心の空隙部に配設し、前記
環状鉄心を貫通する導体に流れる電流により前記環状鉄
心に磁束が発生して各磁電素子に磁界が加えられたと
き、いずれか一つの磁電素子から出力される電気信号に
応じて前記励磁巻線に励磁電流を供給する制御部を備
え、この励磁電流から前記導体に流れる電流を検出する
ことを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項6】請求項5に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、いずれか一つの磁電素子を指定するため
の切替信号を決定する設定部と、前記切替信号に基づい
て選択信号と倍率信号を出力する切替部と、前記選択信
号に基づいて検出感度の異なる複数の磁電素子のいずれ
か一つの磁電素子の検出信号を選択出力するスイッチ部
と、前記倍率信号に基づいて選択された磁電素子の検出
信号を増幅する増幅部を備え、前記増幅部の出力に基づ
いて前記励磁巻線に励磁電流を供給し、磁電素子が切換
えられてもループゲインを一定に保つことを特徴とする
電流検出装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の電流検出装置において、
前記切替部は、前記切替信号に基づいて前記選択信号と
倍率信号を出力すると共に第2倍率信号を出力し、前記
制御部は、前記励磁電流の検出信号を前記第2倍率信号
に基づいて増幅して前記導体に流れる電流の検出信号と
して出力する第2増幅器を備え、選択された磁電素子の
検出感度に応じて検出信号のフルスケールレンジを変え
ることを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項8】請求項1又は請求項5のいずれかに記載の
電流検出装置において、前記磁電素子と前記励磁巻線と
前記磁電素子の周囲温度を検出する温度検出器とを一体
として環状鉄心の空隙部に配設し、前記制御部は、周囲
温度の検出信号に基づいて温度補正信号を出力する関数
発生部と、励磁電流の検出信号を前記温度補正信号に基
づいて補正し前記導体に流れる電流の検出信号を出力す
る第2増幅器を備え、温度補償を行うことを特徴とする
電流検出装置。 - 【請求項9】請求項8に記載の電流検出装置において、
前記制御部は、周囲温度の検出信号に基づいて検出感度
の異なる複数の磁電素子のいずれか一つの磁電素子の温
度補正信号を出力する関数発生部と、励磁電流の検出信
号を前記温度補正信号に基づいて補正し前記導体に流れ
る電流の検出信号を出力する第2増幅器を備え、温度補
償を行うことを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項10】請求項8に記載の電流検出装置におい
て、前記制御部は、検出感度の異なる複数の磁電素子の
いずれか一つの磁電素子から出力される電気信号をディ
ジタル信号に変換するA/D変換手段と、このディジタ
ル信号に基づいて第3ディジタル信号を出力するマイク
ロコンピュータと、この第3ディジタル信号を第3アナ
ログ信号に変換するD/A変換手段と、前記第3アナロ
グ信号に基づいて前記電気信号に応じた励磁電流を供給
する増幅器を備えることを特徴とする電流検出装置。 - 【請求項11】請求項8に記載の電流検出装置におい
て、前記制御部は、前記励磁電流を電圧として検出し、
この電圧(第2アナログ信号)を第2ディジタル信号に
変換すると共に前記温度検出信号を第9ディジタル信号
に変換するD/A変換手段を備え、前記マイクロコンピ
ュータが前記第2ディジタル信号と第9ディジタル信号
とに基づいて前記導体に流れる電流の検出信号を出力す
ることを特徴とする電流検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8065586A JPH09257835A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電流検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8065586A JPH09257835A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電流検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09257835A true JPH09257835A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13291268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8065586A Pending JPH09257835A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 電流検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09257835A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6316931B1 (en) | 1998-12-15 | 2001-11-13 | Tdk Corporation | Magnetic sensor apparatus and current sensor apparatus |
US6323634B1 (en) | 1998-10-14 | 2001-11-27 | Tdk Corporation | Magnetic sensor apparatus, current sensor apparatus and magnetic sensor element |
US6411078B1 (en) | 1999-01-21 | 2002-06-25 | Tdk Corporation | Current sensor apparatus |
JP2008514930A (ja) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | ザ・ユニバーシティ・オブ・クイーンズランド | 磁場線量計 |
JP2014029340A (ja) * | 2006-01-20 | 2014-02-13 | Allegro Microsystems Llc | 集積化センサの配列 |
JP2015533420A (ja) * | 2012-11-02 | 2015-11-24 | シエヴァ デー.オー.オー. − ポスロヴナ エノタ イドリヤ | 絶縁型の電流計測装置ならびに絶縁型の電流判定方法 |
WO2019069763A1 (ja) * | 2017-10-06 | 2019-04-11 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
US10935612B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-03-02 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor having multiple sensitivity ranges |
US11567108B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-01-31 | Allegro Microsystems, Llc | Multi-gain channels for multi-range sensor |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8065586A patent/JPH09257835A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6323634B1 (en) | 1998-10-14 | 2001-11-27 | Tdk Corporation | Magnetic sensor apparatus, current sensor apparatus and magnetic sensor element |
US6316931B1 (en) | 1998-12-15 | 2001-11-13 | Tdk Corporation | Magnetic sensor apparatus and current sensor apparatus |
US6411078B1 (en) | 1999-01-21 | 2002-06-25 | Tdk Corporation | Current sensor apparatus |
JP2008514930A (ja) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | ザ・ユニバーシティ・オブ・クイーンズランド | 磁場線量計 |
JP4871281B2 (ja) * | 2004-09-28 | 2012-02-08 | ザ・ユニバーシティ・オブ・クイーンズランド | 磁場線量計 |
US9859489B2 (en) | 2006-01-20 | 2018-01-02 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit having first and second magnetic field sensing elements |
US9082957B2 (en) | 2006-01-20 | 2015-07-14 | Allegro Microsystems, Llc | Arrangements for an integrated sensor |
JP2014029340A (ja) * | 2006-01-20 | 2014-02-13 | Allegro Microsystems Llc | 集積化センサの配列 |
US10069063B2 (en) | 2006-01-20 | 2018-09-04 | Allegro Microsystems, Llc | Integrated circuit having first and second magnetic field sensing elements |
JP2015533420A (ja) * | 2012-11-02 | 2015-11-24 | シエヴァ デー.オー.オー. − ポスロヴナ エノタ イドリヤ | 絶縁型の電流計測装置ならびに絶縁型の電流判定方法 |
WO2019069763A1 (ja) * | 2017-10-06 | 2019-04-11 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
JP2019070563A (ja) * | 2017-10-06 | 2019-05-09 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
CN111094999A (zh) * | 2017-10-06 | 2020-05-01 | 株式会社电装 | 电流传感器 |
US11199563B2 (en) | 2017-10-06 | 2021-12-14 | Denso Corporation | Electric current sensor |
US10935612B2 (en) | 2018-08-20 | 2021-03-02 | Allegro Microsystems, Llc | Current sensor having multiple sensitivity ranges |
US11567108B2 (en) | 2021-03-31 | 2023-01-31 | Allegro Microsystems, Llc | Multi-gain channels for multi-range sensor |
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