电流检测装置及功率转换装置的制作方法

文档序号:19734331发布日期:2020-01-18 04:17阅读:205来源:国知局
电流检测装置及功率转换装置的制作方法

本发明涉及电流检测装置及功率转换装置。



背景技术:

日本专利特开2016-65736号公报(专利文献1)公开了一种电流检测装置,该电流检测装置包括:对流过导体的电流进行检测的磁检测元件、搭载有磁检测元件的电路基板、以及将导体、磁检测元件以及电路基板包围的磁屏蔽件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2016-65736号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

然而,专利文献1所公开的电流检测装置的尺寸很大。本发明鉴于上述技术问题而得以完成,其目的在于提供一种小型且具有高电流检测精度的电流检测装置。本发明另一目的在于提供一种具备小型且具有高电流检测精度的电流检测装置的功率转换装置。

解决技术问题的技术方案

本发明的电流检测装置包括:电路基板、一个以上的磁场检测元件以及一个以上的磁屏蔽件。电路基板具有:第一主面、第一主面相反侧的第二主面、以及与第一主面及第二主面相连的侧面。电路基板包含一个以上的突出部。一个以上的突出部从侧面中分别与一个以上的突出部邻接的多个侧面部分突出。一个以上的磁场检测元件搭载于第一主面上。一个以上的磁场检测元件分别搭载于一个以上的突出部上。一个以上的磁场检测元件构成为分别能检测出由流过一个以上的导电部件的电流所生成的磁场。一个以上的导电部件沿着与第一主面相交的第一方向延伸。一个以上的导电部件分别与一个以上的突出部的前端部分相对。一个以上的磁屏蔽件分别与一个以上的突出部相对配置。一个以上的磁屏蔽件分别包含一个以上的第一板部分、一个以上的第二板部分以及一个以上的第三板部分。一个以上的第二板部分分别与一个以上的第一板部分相对。一个以上的第三板部分分别将一个以上的第一板部分与一个以上的第二板部分相连接。一个以上的第一板部分、一个以上的第二板部分以及一个以上的第三板部分与一个以上的突出部的侧面相对。在俯视第一主面时,一个以上的突出部、一个以上的磁场检测元件以及一个以上的导电部件分别被一个以上的磁屏蔽件所包围。

本发明的功率转换装置包括:本发明的电流检测装置、一个以上的功率模块。一个以上的功率模块分别包含半导体开关元件。一个以上的功率模块分别与一个以上的导电部件相连接。

发明效果

本发明的电流检测装置中,一个以上的磁屏蔽件的一个以上的第一板部分、一个以上的第二板部分以及一个以上的第三板部分与一个以上的突出部的侧面相对。在俯视第一主面时,一个以上的突出部、一个以上的磁场检测元件以及一个以上的导电部件分别被一个以上的磁屏蔽件所包围。因此,本发明的电流检测装置能小型化。此外,在俯视第一主面时,一个以上的磁场检测元件以及一个以上的导电部件分别被一个以上的磁屏蔽件所包围。本发明的电流检测装置具有高电流检测精度。

根据本发明的功率转换装置,能够提供一种具备小型且具有高电流检测精度的电流检测装置的功率转换装置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置的简要分解立体图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置的简要局部放大俯视图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置的简要局部剖视图。

图4是表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置的简要局部剖视图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置的简要局部剖视图。

图6是表示本发明的实施方式1的变形例所涉及的电流检测装置所包含的电路基板的简要立体图。

图7是示出表示本发明的实施方式1所涉及的电流检测装置中使磁场检测元件移位时的磁场检测元件的输出变化的曲线图的图。

图8是表示本发明的实施方式2所涉及的电流检测装置的简要局部放大俯视图。

图9是表示本发明的实施方式3所涉及的电流检测装置的简要局部放大俯视图。

图10是表示本发明的实施方式3所涉及的电流检测装置的简要分解立体图。

图11是表示本发明的实施方式4所涉及的电流检测装置的简要局部放大俯视图。

图12是表示本发明的实施方式4所涉及的电流检测装置的简要局部放大分解立体图。

图13是表示本发明的实施方式4所涉及的电流检测装置的简要局部放大分解立体图。

图14是表示本发明的实施方式4所涉及的电流检测装置的简要局部放大分解立体图。

图15是表示本发明的实施方式5所涉及的功率转换装置的简要立体图。

图16是表示本发明的实施方式5所涉及的功率转换装置的简要分解立体图。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行说明。此外,对相同结构标注相同参照编号,省略重复说明。

实施方式1

参照图1至图7,对实施方式1所涉及的电流检测装置1进行说明。本实施方式的电流检测装置1例如可以组装至电动汽车或混动车,对电动汽车或混动车的电池所流出的电流进行测定。本实施方式的电流检测装置1例如也可以组装至机床,对流入机床马达的电流进行测定。

本实施方式的电流检测装置1主要包括:电路基板30、一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c以及一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c。本实施方式的电流检测装置1也可以进一步具备:多个第一支撑部件17、第二支撑部件25以及壳体10。

电路基板30具有:第一主面30a、第一主面30a相反侧的第二主面30b、以及与第一主面30a及第二主面30b相连的侧面30s。在俯视第一主面30a时,第一主面30a沿着第二方向(例如为y方向)以及与第二方向正交的第三方向(例如为x方向)延伸。

电路基板30包含一个以上的突出部36a、36b、36c。一个以上的突出部36a、36b、36c也可以是多个突出部36a、36b、36c。一个以上的突出部36a、36b、36c从侧面30s中的多个侧面部分37a、38a、37b、38b、37c、38c沿第二方向(例如为y方向)突出,该多个侧面部分37a、38a、37b、38b、37c、38c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c相邻接。具体而言,突出部36a从侧面30s中与突出部36a相邻接的侧面部分37a、38a沿第二方向(例如为y方向)突出。突出部36b从侧面30s中与突出部36b相邻接的侧面部分37b、38b沿第二方向(例如为y方向)突出。突出部36c从侧面30s中与突出部36c相邻接的侧面部分37c、38c沿第二方向(例如为y方向)突出。

电路基板30的侧面30s也可以形成有多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的突出部36a、36b、36c分别设置于多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c之间。如图1及图2所示,突出部36a可以设置于宽度均小的一对缺口部34a、35a之间,突出部36b可以设置于宽度均小的一对缺口部34b、35b之间,突出部36c设置于宽度均小的一对缺口部34c、35c之间。如图1及图2所示,相邻的两个突出部36a、36b之间可以形成有两个缺口部35a、34b,相邻的两个突出部36b、36c之间可以形成有两个缺口部35b、34c。

如图6所示,突出部36a可以设置于宽度均大的一对缺口部64a、64b之间,突出部36b可以设置于宽度均大的一对缺口部64b、64c之间,突出部36c设置于宽度均大的一对缺口部64c、64d之间。如图6所示,相邻的两个突出部36a、36b之间可以形成有一个缺口部64b,相邻的两个突出部36b、36c之间也可以形成有一个缺口部64c。

如图1所示,电路基板30可以包含第一控制部43。第一控制部43与一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c电连接。第一控制部43经由电路基板30所包含的一条以上的布线45a、45b、45c与一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c电连接。具体而言,第一控制部43经由布线45a与磁场检测元件40a电连接。第一控制部43经由布线45b与磁场检测元件40b电连接。第一控制部43经由布线45c与磁场检测元件40c电连接。

第一控制部43可以包含用于使电流检测装置1动作的电源。第一控制部43例如可以通过调整对一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别施加的电压或电流,从而控制一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c的增益。第一控制部43可以根据一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别检测出的磁场,分别计算流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c。第一控制部43可以获取来自一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c的输出信号,根据该输出信号来控制其它电子设备(例如图16所示的功率模块12a、12b、12c)或其它控制部(例如图15及图16所示的第二控制部80a、80b、80c)。

电路基板30可以包含一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c。一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c例如可以是电阻器、电容器及电感器中的任意一种。一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c配置于第一控制部43与多个磁场检测元件40a、40b、40c之间。具体而言,阻抗匹配部件48a配置于第一控制部43与磁场检测元件40a之间。阻抗匹配部件48b配置于第一控制部43与磁场检测元件40b之间。阻抗匹配部件48c配置于第一控制部43与磁场检测元件40c之间。

一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c通过调整多个磁场检测元件40a、40b、40c各自与第一控制部43之间的电气路径的电阻值、静电容值以及电感值中的至少一个,从而使得多个磁场检测元件40a、40b、40c各自与第一控制部43之间的阻抗匹配。一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c使得多个磁场检测元件40a、40b、40c各自与第一控制部43之间的电气路径中的迁移特性的偏差减小。一个以上的阻抗匹配部件48a、48b、48c例如抑制多个磁场检测元件40a、40b、40c分别输出的信号波形钝化、以及抑制该信号的相位发生偏差。由此,本实施方式的电流检测装置1能以高精度检测流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c(参照图3至图5)。

一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c搭载于第一主面30a上。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c也可以是多个磁场检测元件40a、40b、40c。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c并没有特别限定,例如可以是具有霍尔效应的半导体元件,也可以是磁阻元件。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别搭载于一个以上的突出部36a、36b、36c上。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c构成为分别能够检测出流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c所生成的磁场。具体而言,磁场检测元件40a构成为能够检测出流过导电部件20a的电流60a所生成的磁场。磁场检测元件40b构成为能够检测出流过导电部件20b的电流60b所生成的磁场。磁场检测元件40c构成为能够检测出流过导电部件20c的电流60c所生成的磁场。

一个以上的导电部件20a、20b、20c沿着与第一主面30a相交的第一方向(例如为z方向)延伸。特定地,一个以上的导电部件20a、20b、20c沿着与第一主面30a的法线平行的第一方向(例如为z方向)延伸。一个以上的导电部件20a、20b、20c也可以是多个导电部件20a、20b、20c。一个以上的导电部件20a、20b、20c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c的前端部分39a、39b、39c相对。一个以上的导电部件20a、20b、20c也可以具有板状。一个以上的导电部件20a、20b、20c也可以分别具有一个以上的主面20m。一个以上的主面20m也可以面对一个以上的突出部36a、36b、36c的侧面30s。一个以上的主面20m也可以分别面对一个以上的突出部36a、36b、36c的前端部分39a、39b、39c。一个以上的导电部件20a、20b、20c例如也可以由铜或铜合金这样的金属材料制成。

如图1及图3至图5所示,一个以上的导电部件20a、20b、20c可以分别包含沿着第一方向(例如为z方向)延伸的一个以上的第一导电部分22a、22b、22c以及沿着第二方向(例如为y方向)延伸的一个以上的第二导电部分23a、23b、23c。一个以上的导电部件20a、20b、20c也可以分别具有l字形。一个以上的第二导电部分23a、23b、23c分别与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c相连。可以通过弯折一个以上的导电部件20a、20b、20c,从而形成一个以上的第一导电部分22a、22b、22c以及一个以上的第二导电部分23a、23b、23c。一个以上的第二导电部分23a、23b、23c可以分别是与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c不同的导体。一个以上的第二导电部分23a、23b、23c可以分别通过焊料或焊接与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c相连。分别流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c也可以分别从一个以上的第二导电部分23a、23b、23c分别流过一个以上的第一导电部分22a、22b、22c(参照图3至图5),也可以分别从一个以上的第一导电部分22a、22b、22c分别流过一个以上的第二导电部分23a、23b、23c。

俯视第一主面30a时,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c可以分别与一个以上的第二导电部分23a、23b、23c重叠。因此,一个以上的第二导电部分23a、23b、23c分别在一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处形成的磁场的方向与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c分别在一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处形成的磁场的方向实质相同。在一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处,一个以上的第一导电部分22a、22b、22c各自形成的磁场分别与一个以上的第二导电部分23a、23b、23c各自形成的磁场相互增强。本实施方式的电流检测装置1能以高精度检测流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c。

俯视第一主面30a时,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别在第二方向(例如为y方向)远离一个以上的导电部件20a、20b、20c。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别具有沿第二方向(例如为y方向)的第一磁场灵敏度以及沿第三方向(例如为x方向)的第二磁场灵敏度。第二磁场灵敏度可以比第一磁场灵敏度要大。因此,对于流过一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如磁场检测元件40b)所对应的一个以上导电部件20a、20b、20c中的一个(例如导电部件20b)的电流(例如电流60b)所生成的磁场,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如磁场检测元件40b)具有高磁场灵敏度,并且对于流过其它导电部件(例如导电部件20a、20c)的电流(例如电流60a、60c)所生成的磁场,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如磁场检测元件40b)具有低磁场灵敏度。

具体而言,磁场检测元件40b中流过导电部件20b的电流60b所生成的磁场的方向主要为第三方向(例如为x方向)。与此相对,磁场检测元件40b中流过其它导电部件20a、20c的电流60a、60c所生成的磁场的方向主要为第二方向(例如为y方向)。磁场检测元件40b的第二磁场灵敏度比磁场检测元件40b的第一磁场灵敏度要大,因此磁场检测元件40b对于流过导电部件20b的电流60b所生成的磁场具有相对较高的灵敏度,对于流过其它导电部件20a、20c的电流60a、60c所生成的磁场具有相对较低的灵敏度。与磁场检测元件40b相同的部分也适用于磁场检测元件40a、40c。因此,本实施方式的电流检测装置1能以高精度检测流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c。

一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c相对配置。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以是多个磁屏蔽件50a、50b、50c。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以由磁性材料制成。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c遮蔽外部磁场及电磁噪声,抑制外部磁场及电磁噪声分别泄漏至一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。例如,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如磁场检测元件40b)所对应的一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c中的一个(例如为磁屏蔽件50b)遮蔽流过一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如磁场检测元件40b)所对应的一个以上的导电部件20a、20b、20c中的一个(例如为导电部件20b)以外的其它导电部件(例如为导电部件20a、20c)的电流60a、60c所生成的大部分磁场。

此外,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别将流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c所生成的磁场封闭,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c能分别使得该磁场集中于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。具体而言,磁屏蔽件50a将流过导电部件20a的电流60a所生成的磁场封闭,能使得该磁场集中于磁场检测元件40a。磁屏蔽件50b将流过导电部件20b的电流60b所生成的磁场封闭,能使得该磁场集中于磁场检测元件40b。磁屏蔽件50c将流过导电部件20c的电流60c所生成的磁场封闭,能使得该磁场集中于磁场检测元件40c。因此,本实施方式的电流检测装置1能以高精度检测流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c。

一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别包含一个以上的第一板部分51a、51b、51c、一个以上的第二板部分52a、52b、52c以及一个以上的第三板部分53a、53b、53c。一个以上的第二板部分52a、52b、52c分别与一个以上的第一板部分51a、51b、51c相对。一个以上的第三板部分53a、53b、53c分别将一个以上的第一板部分51a、51b、51c与一个以上的第二板部分52a、52b、52c相连接。具体而言,磁屏蔽件50a包含:第一板部分51a、与第一板部分51a相对的第二板部分52a、将第一板部分51a与第二板部分52a相连接的第三板部分53a。磁屏蔽件50b包含:第一板部分51b、与第一板部分51b相对的第二板部分52b、将第一板部分51b与第二板部分52b相连接的第三板部分53b。磁屏蔽件50c包含:第一板部分51c、与第一板部分51c相对的第二板部分52c、将第一板部分51c与第二板部分52c相连接的第三板部分53c。

一个以上的第一板部分51a、51b、51c、一个以上的第二板部分52a、52b、52c以及一个以上的第三板部分53a、53b、53c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c的侧面30s相对。具体而言,第一板部分51a、第二板部分52a及第三板部分53a与突出部36a的侧面30s相对。第一板部分51b、第二板部分52b及第三板部分53b与突出部36b的侧面30s相对。第一板部分51c、第二板部分52c及第三板部分53c与突出部36c的侧面30s相对。

如图2所示,在俯视第一主面30a时,一个以上的突出部36a、36b、36c、一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c以及一个以上的导电部件20a、20b、20c分别被一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c所包围。具体而言,在俯视第一主面30a时,突出部36a、磁场检测元件40a以及导电部件20a被磁屏蔽件50a所包围。在俯视第一主面30a时,突出部36b、磁场检测元件40b以及导电部件20b被磁屏蔽件50b所包围。在俯视第一主面30a时,突出部36c、磁场检测元件40c以及导电部件20c被磁屏蔽件50c所包围。

如图1所示,多个第一支撑部件17对第一主面30a及第二主面30b中的至少一个进行支撑。本实施方式中,多个第一支撑部件17对第二主面30b进行支撑。例如,多个第一支撑部件17可以分别具有柱状的形状。电路基板30的第一主面30a及第二主面30b中的至少一个固定于多个第一支撑部件17。本实施方式中,第二主面30b被固定于多个第一支撑部件17。因此,即使本实施方式的电流检测装置1受到振动,仍能防止电路基板30朝第二方向(例如为y方向)及第三方向(例如为x方向)移位。本实施方式的电流检测装置1例如在组装至汽车或机床时,该振动可能是由于引擎或马达而产生的。

如图7所示,磁场检测元件40a、40b、40c在朝第二方向(例如为y方向)移位时其输出的变化比磁场检测元件40a、40b、40c在朝第一方向(例如为z方向)移位时其输出的变化要大。本实施方式的电流检测装置1中,电路基板30朝第二方向(例如为y方向)以及第三方向(例如为x方向)移位的情况得以抑制。因此,即使本实施方式的电流检测装置1受到振动,电路基板30在第一方向(例如为z方向)发生振动,本实施方式的电流检测装置1仍能以高精度检测出流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c。

一个以上的导电部件20a、20b、20c沿着第一方向(例如为z方向)延伸,因此流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c所形成的磁场的沿着第一方向(例如为z方向)的第一分量与该磁场的沿着第二方向(例如为y方向)的第二分量以及该磁场的沿着第三方向(例如为x方向)的第三分量相比非常小。即使电流检测装置1受到振动,电路基板30在第一方向(例如为z方向)发生振动,电路基板30振动的方向也与磁场检测元件40a、40b、40c移位时磁场检测元件40a、40b、40c的输出变化小的方向实质相一致。因此,如图7所示,认为磁场检测元件40a、40b、40c在朝第一方向(例如为z方向)移位时其输出的变化比磁场检测元件40a、40b、40c在朝第二方向(例如为y方向)移位时其输出的变化要小。

多个第一支撑部件17固定于壳体10。多个第一支撑部件17也可以与壳体10形成为一体。电路基板30可以通过多个第一支撑部件17固定于壳体10。具体而言,电路基板30利用多个螺钉32固定于多个第一支撑部件17。电路基板30形成有多个贯通孔31,该多个贯通孔31分别被多个螺钉32插入。

如图1及图3至图5所示,第二支撑部件25对一个以上的导电部件20a、20b、20c进行支撑。具体而言,一个以上的导电部件20a、20b、20c分别与一个以上的总线21a、21b、21c相连。第二支撑部件25对一个以上的总线21a、21b、21c进行支撑。一个以上的总线21a、21b、21c被安装于第二支撑部件25。由此,一个以上的导电部件20a、20b、20c经由一个以上的总线21a、21b、21c被支撑于第二支撑部件25。一个以上的总线21a、21b、21c可以例如由铜或铜合金这样的金属材料制成。第二支撑部件25固定于壳体10。第二支撑部件25例如可以是端子台。第二支撑部件25可以与壳体10形成为一体。

一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以被支撑于第二支撑部件25。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以安装于第二支撑部件25。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以分别安装于一个以上的导电部件20a、20b、20c。具体而言,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以分别利用螺钉(未图示),安装于一个以上的导电部件20a、20b、20c。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以分别经由一个以上的导电部件20a、20b、20c,安装于第二支撑部件25。

对本实施方式的电流检测装置1的效果进行说明。

本实施方式的电流检测装置1具备:电路基板30、一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c、以及一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c。电路基板30具有:第一主面30a、第一主面30a相反侧的第二主面30b、以及将第一主面30a与第二主面30b相连接的侧面30s。电路基板30包含一个以上的突出部36a、36b、36c。一个以上的突出部36a、36b、36c从侧面30s中与一个以上的突出部36a、36b、36c分别相邻接的多个侧面部分37a、38a、37b、38b、37c、38c突出。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c搭载于第一主面30a上。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别搭载于一个以上的突出部36a、36b、36c上。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别构成为能检测流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c所生成的磁场。一个以上的导电部件20a、20b、20c沿着与第一主面30a相交的第一方向延伸。一个以上的导电部件20a、20b、20c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c的前端部分39a、39b、39c相对。

一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c相对配置。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别包含一个以上的第一板部分51a、51b、51c、一个以上的第二板部分52a、52b、52c以及一个以上的第三板部分53a、53b、53c。一个以上的第二板部分52a、52b、52c分别与一个以上的第一板部分51a、51b、51c相对。一个以上的第三板部分53a、53b、53c分别将一个以上的第一板部分51a、51b、51c与一个以上的第二板部分52a、52b、52c相连接。一个以上的第一板部分51a、51b、51c、一个以上的第二板部分52a、52b、52c以及一个以上的第三板部分53a、53b、53c分别与一个以上的突出部36a、36b、36c的侧面30s相对。在俯视第一主面30a时,一个以上的突出部36a、36b、36c、一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c以及一个以上的导电部件20a、20b、20c分别被一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c所包围。

本实施方式的电流检测装置1中,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c的一个以上的第一板部分51a、51b、51c、一个以上的第二板部分52a、52b、52c以及一个以上的第三板部分53a、53b、53c与一个以上的突出部36a、36b、36c的侧面30s相对。在俯视第一主面30a时,一个以上的突出部36a、36b、36c、一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c以及一个以上的导电部件20a、20b、20c分别被一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c所包围。因此,本实施方式的电流检测装置1能得以小型化。

此外,在俯视第一主面30a时,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c以及一个以上的导电部件20a、20b、20c分别被一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c所包围。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c遮蔽外部磁场及电磁噪声,防止外部磁场及电磁噪声分别泄漏至一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。此外,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别将流过一个以上的导电部件20a、20b、20c的电流60a、60b、60c所生成的磁场封闭,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c能分别使磁场集中于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。因此,本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

本实施方式的电流检测装置1中,一个以上的突出部36a、36b、36c可以是多个突出部36a、36b、36c,一个以上的导电部件20a、20b、20c可以是多个导电部件20a、20b、20c,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c可以是多个磁场检测元件40a、40b、40c,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c可以是多个磁屏蔽件50a、50b、50c。本实施方式的电流检测装置1中,多个磁场检测元件40a、40b、40c设置于一个电路基板30上,并且多个导电部件20a、20b、20c以及多个磁屏蔽件50a、50b、50c与一个电路基板30相邻配置。因此,本实施方式的电流检测装置1能得以小型化。

本实施方式的电流检测装置1中,电路基板30包含控制部(第一控制部43)。控制部(第一控制部43)与多个磁场检测元件40a、40b、40c电连接。本实施方式的电流检测装置1中,控制多个磁场检测元件40a、40b、40c的控制部(第一控制部43)设置于一个电路基板30上。因此,本实施方式的电流检测装置1能得以小型化。

本实施方式的电流检测装置1中,电路基板30包含一个以上的阻抗匹配器件48a、48b、48c。一个以上的阻抗匹配器件48a、48b、48c配置于控制部(第一控制部43)与多个磁场检测元件40a、40b、40c之间。一个以上的阻抗匹配器件48a、48b、48c使得多个磁场检测元件40a、40b、40c各自与控制部(第一控制部43)之间的电气路径中的迁移特性的偏差减少。因此,本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

本实施方式的电流检测装置1中,在俯视第一主面30a时,第一主面30a沿着第二方向(例如为y方向)以及与第二方向正交的第三方向(例如为x方向)延伸。在俯视第一主面30a时,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c在第二方向(例如为y方向)分别与一个以上的导电部件20a、20b、20c相分离。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别具有沿着第二方向(例如为y方向)的第一磁场灵敏度以及沿着第三方向(例如为x方向)的第二磁场灵敏度。第二磁场灵敏度比第一磁场灵敏度要大。

因此,对于流过一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如为磁场检测元件40b)所对应的一个以上的导电部件20a、20b、20c中的一个(例如为导电部件20b)的电流(例如为电流60b)所生成的磁场,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如为磁场检测元件40b)具有高磁场灵敏度,并且对于流过其它导电部件(例如为导电部件20a、20b)的电流(例如为电流60a、60c)所生生成的磁场,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c中的一个(例如为磁场检测元件40b)具有低磁场灵敏度。本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

本实施方式的电流检测装置1中,一个以上的导电部件20a、20b、20c分别包含:沿着第一方向(例如为z方向)延伸的一个以上的第一导电部分22a、22b、22c、以及沿着第二方向(例如为y方向)延伸的一个以上的第二导电部分23a、23b、23c。一个以上的第二导电部分23a、23b、23c分别与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c相连接。在俯视第一主面30a时,一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别与一个以上的第二导电部分23a、23b、23c相重叠。因此,一个以上的第二导电部分23a、23b、23c分别在一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处形成的磁场的方向与一个以上的第一导电部分22a、22b、22c分别在一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处形成的磁场的方向实质相同。一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c处,分别由一个以上的第一导电部分22a、22b、22c所形成的磁场与分别由一个以上的第二导电部分23a、23b、23c所形成的磁场相互增强。本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

本实施方式的电流检测装置1还具备:固定了第一主面30a及第二主面30b中的至少一个的多个第一支撑部件17、以及固定有多个第一支撑部件17的壳体10。电路基板30经由多个第一支撑部件17固定于壳体10。因此,即使电流检测装置1受到振动,电路基板30在第一主面30a内及第二主面30b内发生移位的情况也得以抑制。另外,在电流检测装置1受到振动的情况下,电路基板30可能在第一方向(例如为z方向)发生振动,但电路基板30振动的方向与磁场检测元件40a、40b、40c移位时磁场检测元件40a、40b、40c的输出变化小的方向实质相一致。本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

实施方式2﹒

参照图8,说明实施方式2所涉及的电流检测装置1b。本实施方式的电流检测装置1b与实施方式1的电流检测装置1具有相同结构,主要有如下不同点。

本实施方式的电流检测装置1b中,一个以上的第一板部分51a、51b、51c分别包含一个以上的第一端部56a、56b、56c。一个以上的第二板部分52a、52b、52c分别包含一个以上的第二端部57a、57b、57c。一个以上的第一端部56a、56b、56c与一个以上的第二端部57a、57b、57c与多个侧面部分37a、38a、37b、38b、37c、38c抵接。具体而言,如图8所示,磁屏蔽件50a的第一端部56a与侧面部分37a相抵接。磁屏蔽件50a的第二端部57a与侧面部分38a相抵接。磁屏蔽件50b的第一板部分51b的第一端部56b及磁屏蔽件50b的第二板部分52b的第二端部57b分别与侧面部分37b及侧面部分38b相抵接。磁屏蔽件50c的第一板部分51c的第一端部56c及磁屏蔽件50c的第二板部分52c的第二端部57c分别与多个侧面部分37c及侧面部分38c相抵接。

本实施方式的电流检测装置1b在起到实施方式1的电流检测装置1的效果的基础上,还起到如下效果。

本实施方式的电流检测装置1b中,一个以上的第一板部分51a、51b、51c分别包含一个以上的第一端部56a、56b、56c。一个以上的第二板部分52a、52b、52c分别包含一个以上的第二端部57a、57b、57c。一个以上的第一端部56a、56b、56c及一个以上的第二端部57a、57b、57c与多个侧面部分37a、38a、37b、38b、37c、38c抵接。因此,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别在第二方向(例如为y方向)定位于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c相对于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c分别朝第二方向(例如为y方向)移位的情况得以防止。本实施方式的电流检测装置1具有高电流检测精度。

实施方式3﹒

参照图9及图10,对实施方式3所涉及的电流检测装置1c进行说明。本实施方式的电流检测装置1c与实施方式2的电流检测装置1b具有相同结构,主要有如下不同点。

本实施方式的电流检测装置1c中,在电路基板30的侧面30s形成有多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的突出部36a、36b、36c分别设置于多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c之间。一个以上的第一板部分51a、51b、51c与一个以上的第二板部分52a、52b、52c被压入多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。具体而言,突出部36a设置于缺口部34a与缺口部35a之间。磁屏蔽件50a的第一板部分51a及第二板部分52a分别被压入缺口部34a及缺口部35a。突出部36b设置于缺口部34b与缺口部35b之间。磁屏蔽件50b的第一板部分51b及第二板部分52b分别被压入缺口部34b及缺口部35b。突出部36c设置于缺口部34c与缺口部35c之间。磁屏蔽件50c的第一板部分51c及第二板部分52c分别被压入缺口部34c及缺口部35c。

如图10所示,本实施方式的电流检测装置1c还具备对一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c进行支撑的第二支撑部件25、以及固定有第二支撑部件25的壳体10。电路基板30经由一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c以及第二支撑部件25固定于壳体10。本实施方式的电流检测装置1c中,也可以省略实施方式1及实施方式2中的第一支撑部件17、多个螺钉32以及多个贯通孔31。

本实施方式的电流检测装置1c在起到实施方式2的电流检测装置1b的效果的基础上,还起到如下效果。

本实施方式的电流检测装置1c中,在电路基板30的侧面30s形成有多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的突出部36a、36b、36c分别设置于多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c之间。一个以上的第一板部分51a、51b、51c与一个以上的第二板部分52a、52b、52c被压入多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。因此,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别在第二方向(例如为y方向)及第三方向(例如为x方向)定位于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c分别在第二方向(例如为y方向)及第三方向(例如为x方向)相对于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c移位的情况得以防止。本实施方式的电流检测装置1c具有高电流检测精度。

此外,即使本实施方式的电流检测装置1c受到振动,电路基板30在第一方向(例如为z方向)发生振动,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c仍跟随一个以上的突出部36a、36b、36c以及一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c在第一方向(例如为z方向)进行振动。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c相对于一个以上的磁场检测元件40a、40b、40c各自的相对位置发生移位的情况得以抑制。本实施方式的电流检测装置1c具有高电流检测精度。

本实施方式的电流检测装置1c还具备对一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c进行支撑的第二支撑部件25、以及固定有第二支撑部件25的壳体10。电路基板30经由一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c以及第二支撑部件25固定于壳体10。因此,能够省略为了将电路基板30固定至壳体10而使用的实施方式1及实施方式2的第一支撑部件17、多个螺钉32以及多个贯通孔31。本实施方式的电流检测装置1c能够小型化,并具有简化的结构。

实施方式4﹒

参照图11至图14,对实施方式4所涉及的电流检测装置1d进行说明。本实施方式的电流检测装置1d与实施方式3的电流检测装置1c具有相同结构,主要有如下不同点。

本实施方式的电流检测装置1d还具备一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c、一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c。一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c以及一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c例如由聚碳酸酯、聚苯硫醚(pps)或聚苯醚(ppe)这样的树脂材料制成。

一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c分别覆盖一个以上的第一板部分51a、51b、51c。一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c分别覆盖一个以上的第二板部分52a、52b、52c。具体而言,第一树脂部件71a覆盖磁屏蔽件50a的第一板部分51a。第一树脂部件71b覆盖磁屏蔽件50b的第一板部分51b。第一树脂部件71c覆盖磁屏蔽件50c的第一板部分51c。第二树脂部件72a覆盖磁屏蔽件50a的第二板部分52a。第二树脂部件72b覆盖磁屏蔽件50b的第二板部分52b。第二树脂部件72c覆盖磁屏蔽件50c的第二板部分52c。

电路基板30的侧面30s形成有多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的突出部36a、36b、36c分别设置于多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c之间。一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c与一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c被压入多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。具体而言,设置于磁屏蔽件50a的第一树脂部件71a被压入缺口部34a,设置于磁屏蔽件50a的第二树脂部件72a被压入缺口部35a。设置于磁屏蔽件50b的第一树脂部件71b被压入缺口部34b,设置于磁屏蔽件50b的第二树脂部件72b被压入缺口部35b。设置于磁屏蔽件50c的第一树脂部件71c被压入缺口部34c,设置于磁屏蔽件50c的第二树脂部件72c被压入缺口部35c。

一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c与侧面30s、第一主面30a以及第二主面30b相接触。一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c与侧面30s、第一主面30a以及第二主面30b相接触。具体而言,如图12所示,第一树脂部件71a形成有槽75a,第二树脂部件72a形成有槽76a。槽75a及槽76a与突出部36a的侧面30s相对。第一树脂部件71a形成有槽77a,第二树脂部件72a形成有槽78a。槽77a及槽78a分别形成于槽75a及槽76a的相反侧。槽77a及槽78a与突出部36a的侧面30s相反侧的电路基板30的侧面30s相对。槽75a、76a、77a、78a沿着缺口部34a、35a延伸的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75a、76a、77a、78a沿着突出部36a突出的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75a的内壁及槽76a的内壁与突出部36a的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。突出部36a嵌入槽75a及槽76a。槽77a及槽78a与电路基板30的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。电路基板30嵌入槽77a及槽78a。

如图13所示,第一树脂部件71b形成有槽75b,第二树脂部件72b形成有槽76b。槽75b及槽76b与突出部36b的侧面30s相对。第一树脂部件71b形成有槽77b,第二树脂部件72b形成有槽78b。槽77b及槽78b分别形成于槽75b及槽76b的相反侧。槽77b及槽78b与突出部36b的侧面30s相反侧的电路基板30的侧面30s相对。槽75b、76b、77b、78b沿着缺口部34b、35b延伸的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75b、76b、77b、78b沿着突出部36b突出的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75b的内壁及槽76b的内壁与突出部36b的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。突出部36b嵌入槽75b及槽76b。槽77b及槽78b与电路基板30的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。电路基板30嵌入槽77a及槽78a。

如图14所示,第一树脂部件71c形成有槽75c,第二树脂部件72c形成有槽76c。槽75c及槽76c与突出部36c的侧面30s相对。第一树脂部件71c形成有槽77c,第二树脂部件72c形成有槽78c。槽77c及槽78c分别形成于槽75c及槽76c的相反侧。槽77c及槽78c与突出部36c的侧面30s相反侧的电路基板30的侧面30s相对。槽75c、76c、77c、78c沿着缺口部34c、35c延伸的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75c、76c、77c、78c沿着突出部36c突出的第二方向(例如为y方向)延伸。槽75c的内壁及槽76c的内壁与突出部36c的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。突出部36c嵌入槽75c及槽76c。槽77c及槽78c与电路基板30的第一主面30a、第二主面30b以及侧面30s相接触。电路基板30嵌入槽77c及槽78c。

本实施方式的电流检测装置1d在起到实施方式3的电流检测装置1c的效果的基础上,还起到如下效果。

本实施方式的电流检测装置1d还具备一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c、一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c。一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c分别覆盖一个以上的第一板部分51a、51b、51c。一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c分别覆盖一个以上的第二板部分52a、52b、52c。电路基板30的侧面30s形成有多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的突出部36a、36b、36c分别设置于多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c之间。一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c与一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c被压入多个缺口部34a、35a、34b、35b、34c、35c。一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c与侧面30s、第一主面30a以及第二主面30b相接触。一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c与侧面30s、第一主面30a以及第二主面30b相接触。

因此,一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c以及一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c以更大的面积与电路基板30相接触。一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c经由一个以上的第一树脂部件71a、71b、71c以及一个以上的第二树脂部件72a、72b、72c更牢固地固定于电路基板30。本实施方式的电流检测装置1d具有高可靠性及长寿命。

实施方式5﹒

参照图15及图16,对实施方式5所涉及的功率转换装置5进行说明。本实施方式的功率转换装置5主要具备实施方式1的电流检测装置1以及一个以上的功率模块12a、12b、12c。本实施方式中,实施方式1的电流检测装置1适用于功率转换装置5。实施方式2~4的电流检测装置1b、1c、1d中的任一个均可适用于功率转换装置5。

一个以上的功率模块12a、12b、12c可以分别包含半导体开关元件。半导体开关元件例如可以是绝缘栅双极型晶体管(igbt)或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。半导体开关元件可以由硅(si)、碳化硅(sic)或氮化镓(gan)这样的半导体材料形成。一个以上的功率模块12a、12b、12c也可以分别连接于一个以上的导电部件20a、20b、20c。本实施方式中,电流检测装置1例如对分别从一个以上的功率模块12a、12b、12c输出的电流进行检测。

一个以上的功率模块12a、12b、12c通过夹具15按压至壳体10并进行安装。第一支撑部件17的一部分也可以设置于夹具15。第一支撑部件17的一部分也可以与夹具15形成为一体。

电路基板30可以包含一个以上的第二控制部80a、80b、80c。一个以上的第二控制部80a、80b、80c分别与一个以上的功率模块12a、12b、12c电连接。一个以上的第二控制部80a、80b、80c分别控制一个以上的功率模块12a、12b、12c。第一控制部43与一个以上的第二控制部80a、80b、80c电连接。第一控制部43经由电路基板30所包含的一条以上的布线46a、46b、46c与一个以上的第二控制部80a、80b、80c电连接。具体而言,第一控制部43经由布线46a与第二控制部80a电连接。第一控制部43经由布线46b与第二控制部80b电连接。第一控制部43经由布线46c与第二控制部80c电连接。

本实施方式的功率转换装置5中,一个以上的磁屏蔽件50a、50b、50c也可以不固定于第一支撑部件17及第二支撑部件25,而固定于一个以上的功率模块12a、12b、12c。

本实施方式的功率转换装置5也可以与电动机这样的负载85相连接。负载85是搭载于各种电气设备的电动机,并不限于特定用途。负载85例如可以用作为混合电动车、电动汽车、铁道车辆、电梯或空调机用的电动机。

对本实施方式的功率转换装置5的效果进行说明。

本实施方式的功率转换装置5具备实施方式1~4的电流检测装置1、1b、1c、1d中的任一个以及一个以上的功率模块12a、12b、12c。一个以上的功率模块12a、12b、12c分别连接于一个以上的导电部件20a、20b、20c。因此,本实施方式的功率转换装置5具备小型且具有高电流检测精度的电流检测装置1、1b、1c、1d。

本发明公开的实施方式1~5应当认为在所有方面均是例示而非限制。在不存在矛盾的情况下,可以将本发明所公开的实施方式1~5中的至少两个相组合。本发明的范围由权利要求的范围来表示,而并非由上述说明来表示,本发明的范围还包括与权利要求的范围等同的含义及范围内的所有变更。

标号说明

1,1b,1c,1d电流检测装置、5功率转换装置、10壳体、12a,12b,12c功率模块、15夹具、17第一支撑部件、20a,20b,20c导电部件、20m主面、21a,21b,21c总线、22a,22b,22c第一导电部分、23a,23b,23c第二导电部分、25第二支撑部件、30电路基板、30a第一主面、30b第二主面、30s侧面、31贯通孔、32螺钉、34a,34b,34c,35a,35b,35c,64a,64b,64c,64d缺口部、36a,36b,36c突出部、37a,37b,37c,38a,38b,38c侧面部分、39a,39b,39c前端部分、40a,40b,40c磁场检测元件、43第一控制部、45a,45b,45c,46a,46b,46c布线、48a,48b,48c阻抗匹配部件、50a,50b,50c磁屏蔽件、51a,51b,51c第一板部分、52a,52b,52c第二板部分、53a,53b,53c第三板部分、56a,56b,56c第一端部、57a,57b,57c第二端部、60a,60b,60c电流、71a,71b,71c第一树脂部件、72a,72b,72c第二树脂部件、75a,75b,75c,76a,76b,76c,77a,77b,77c,78a,78b,78c槽、80a,80b,80c第二控制部、85负载。

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