电流传感器以及具备其的电力变换装置的制作方法

文档序号:15235784发布日期:2018-08-24 04:01阅读:222来源:国知局

本发明涉及电流传感器以及具备其的电力变换装置,涉及通过测定对应于被测定电流产生的磁场来检测被测定电流的值的电流传感器以及具备其的电力变换装置。



背景技术:

作为公开电流传感器的构成的现有文献,有特开2007-78418号公报(专利文献1)。在专利文献1记载的电流传感器中,集成芯片以被汇流条所构成的平行的2根电线夹着的形式配设。集成芯片被配设到设于2根电线之间的级差空间,电线位于表侧,另一电线位于背侧。由搭载于集成芯片的磁检测元件个别检测以在2根电线流过电流(各电线都是同一方向的电流)为起因产生的相反的方向的磁矢量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:jp特开2007-78418号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在专利文献1的图8记载的电流传感器中,集成芯片与电线垂直配置,由于上下方向上集成芯片从2根电线突出,因此阻碍了电流传感器的低高度化。在专利文献1的图2记载的电流传感器中,集成芯片与电线平行配置,由于磁检测元件检测与芯片表面平行的磁,因此在流过汇流条即1次导体的电流是交流的情况下,随着电流的频率变高,电流传感器的输出的上升时间变长,电流传感器的测定误差变大。

本发明鉴于上述的问题点而提出,目的在于,提供具有良好的频率特性的低高度的电流传感器以及具备其的电力变换装置。

用于解决课题的手段

基于本发明的第1局面的电流传感器具备:导体,其流过测定对象的电流,包含表面以及背面,具有长度方向、与上述长度方向正交的宽度方向以及与上述长度方向和上述宽度方向正交的厚度方向;第1磁传感器以及第2磁传感器,其检测由流过导体的上述电流产生的磁场的强度;和基板,其安装第1磁传感器以及第2磁传感器。导体在上述长度方向上的中途包含上述电流分流流过的第1流路部以及第2流路部。从上述厚度方向观察,第1流路部和第2流路部位于在上述宽度方向上相互空开间隙的位置。从上述宽度方向观察形成了被第1流路部和第2流路部包围的区域。从上述宽度方向观察,基板的至少一部分位于上述区域的内部,且与第1流路部以及第2流路部的至少一方相对。第1磁传感器以及第2磁传感器配置在上述间隙。

在本发明的一个形态基础上,第1磁传感器安装在基板的一方的主面。第2磁传感器安装在基板的另一方的主面。

在本发明的一个形态基础上,从上述宽度方向观察,第1流路部向导体的表面侧鼓出。

在本发明的一个形态基础上,从上述宽度方向观察,第2流路部向导体的背面侧鼓出。

在本发明的一个形态基础上,第1流路部以及第2流路部各自具有上述长度方向上的一端和另一端。上述长度方向上的第1流路部的一端和第1流路部的另一端在上述厚度方向上的位置相互不同。上述长度方向上的第2流路部的一端和第2流路部的另一端在上述厚度方向上的位置相互不同。上述长度方向上的第1流路部的一端和第2流路部的一端在上述厚度方向上的位置相互相等。上述长度方向上的第1流路部的另一端和第2流路部的另一端在上述厚度方向上的位置相互相等。第1流路部包含将上述厚度方向上的第1流路部的一端的位置和第1流路部的另一端的位置连起来的曲折部。第2流路部包含将上述厚度方向上的第2流路部的一端的位置和第2流路部的另一端的位置连起来的曲折部。第1流路部的曲折部和第2流路部的曲折部位于在上述长度方向上相互空开间隔的位置。

在本发明的一个形态基础上,从上述宽度方向观察,第1磁传感器与第1流路部的至少一部分重叠。从上述宽度方向观察,第2磁传感器与第2流路部的至少一部分重叠。

在本发明的一个形态基础上,从上述厚度方向观察,第1磁传感器以及第2磁传感器相互重叠。

在本发明的一个形态基础上,在上述宽度方向上,第1磁传感器与第1流路部之间的间隔和第2磁传感器与第2流路部之间的间隔相等。从上述厚度方向观察,第1磁传感器和第2磁传感器位于在上述长度方向上相互错开的位置。

在本发明的一个形态基础上,电流传感器还具备算出部,其通过运算第1磁传感器的检测值和第2磁传感器的检测值来算出上述电流的值。关于由流过1次导体的上述电流产生的磁场的强度,第1磁传感器的检测值的相位和第2磁传感器的检测值的相位是反相。算出部是减法运算器或差动放大器。

在本发明的一个形态基础上,电流传感器还具备:算出部,其通过运算第1磁传感器的检测值和第2磁传感器的检测值来算出上述电流的值。关于由流过1次导体的上述电流产生的磁场的强度,第1磁传感器的检测值的相位和第2磁传感器的检测值的相位是同相。算出部是加法运算器或加法运算放大器。

在本发明的一个形态基础上,算出部安装在基板的一方的主面以及基板的另一方的主面的至少一方。算出部在上述厚度方向上与第1流路部以及第2流路部的至少一方重叠。

在本发明的一个形态基础上,第1磁传感器以及第2磁传感器各自具有霍尔元件。

在本发明的一个形态基础上,第1磁传感器以及第2磁传感器各自具有磁阻元件。

基于本发明的第2局面的电力变换装置具备上述任一项所述的电流传感器。

发明的效果

根据本发明,电流传感器中使频率特性良好并能谋求低高度化。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的构成的分解立体图。

图4是从图3的iv方向观察本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件中所含的基板的立体图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的筐体的外观的立体图。

图6是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的截面图,是从图1的vi-vi线箭头方向进行观察的图。

图7是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。

图8是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。

图9是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时产生的磁场的截面图。

图10是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时围绕拱状部的磁场的截面图。

图11是表示比较例所涉及的电流传感器的输入电流与输出电压的关系的图表。

图12是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的输入电流与输出电压的关系的图表。

图13是表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器中用布线将安装于基板的多个电子部件相互连接而构成电路的状态的俯视图。

图14是本发明的实施方式1的第2变形例所涉及的电流传感器的截面图。

图15是本发明的实施方式1的第3变形例所涉及的电流传感器的俯视图。

图16是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器运用到3相3线式的布线的状态的截面图。

图17是示意表示在本发明的实施方式2所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。

图18是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。

图19是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器的截面图。

图20是示意表示在本发明的实施方式3所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。

图21是表示本发明的实施方式4所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图22是表示本发明的实施方式4所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。

图23是表示从箭头xxiii方向观察图22的1次导体的侧视图。

图24是表示本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图25是从箭头xxv方向观察图24的电流传感器的侧视图。

图26是从表面侧观察本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的基板的图。

图27是从背面侧观察本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的基板的图。

图28是表示本发明的实施方式5所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图29是表示本发明的实施方式5所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。

图30是从箭头xxx方向观察图29的1次导体的侧视图。

图31是从箭头xxxi方向观察图29的1次导体的俯视图。

图32是从箭头xxxii方向观察图29的1次导体的主视图。

图33是表示本发明的实施方式6所涉及的电力变换装置的构成的电路图。

具体实施方式

以下参考附图来说明本发明的各实施方式所涉及的电流传感器以及具备其的电力变换装置。在以下的实施方式的说明中,对图中的相同或相当部分标注相同标号,不再重复其说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的外观的立体图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的构成的分解立体图。图4是从图3的iv方向观察本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件中所含的基板的立体图。图5是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的筐体的外观的立体图。图6是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的截面图,是从图1的vi-vi线箭头方向进行观察的图。在图1、2、6中,将后述的1次导体110的宽度方向图示为x轴方向,将1次导体110的长度方向图示为y轴方向,将1次导体110的厚度方向图示为z轴方向。在图6中,在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上,将穿过后述的第1磁传感器120a的中心的中心线用c1表示,将穿过后述的第2磁传感器120b的中心的中心线用c2表示。

如图1~6所示那样,本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100具备:测定流过测定对象的电流的导体即1次导体110;检测由流过1次导体110的测定对象的电流产生的磁场的强度的第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b;和安装第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130。具体地,1次导体110包含表面以及背面,具有长度方向(y轴方向)、与长度方向(y轴方向)正交的宽度方向(x轴方向)以及与长度方向(y轴方向)和宽度方向(x轴方向)正交的厚度方向(z轴方向)。1次导体110是板状。

设置1次导体110,使得测定对象的电流被分流成2条流路,从而如箭头1所示那样在1次导体110的长度方向(y轴方向)上流动。具体地,1次导体110包含在长度方向(y轴方向)上的中途分流流过测定对象的电流的第1流路部以及第2流路部。

1次导体110包含拱状部111,其弯曲成在1次导体110的厚度方向(z轴方向)的一方突出,并在长度方向(y轴方向)上延伸,是构成2条流路当中的1条流路的第1流路部。即,从宽度方向(x轴方向)观察,第1流路部向1次导体110的表面侧鼓出。在1次导体110设置在1次导体110的长度方向(y轴方向)上延伸的狭缝115。狭缝115在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上与拱状部111相邻。通过设置狭缝115,从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,2条流路当中另1条流路和拱状部111位于在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上相互空开间隙的位置。即,该间隙的1次导体110的宽度方向(x轴方向)的宽度是狭缝115内的间隙的宽度。

1次导体110还包含倒拱状部116,其在与狭缝115的拱状部111侧相反侧相邻,弯曲成在1次导体110的厚度方向(z轴方向)的另一方突出,并在1次导体110的长度方向(y轴方向)上延伸,是构成另1条流路的第2流路部。即,从宽度方向(x轴方向)观察,第2流路部向1次导体110的背面侧鼓出。倒拱状部116在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上与拱状部111并排。狭缝115位于被拱状部111和倒拱状部116所夹的位置。即,狭缝115设置在拱状部111与倒拱状部116之间。狭缝115在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上位于1次导体110的中央。在拱状部111以及倒拱状部116的内侧形成开口部110h。即,从宽度方向(x轴方向)观察,形成被第1流路部和第2流路部包围的区域即开口部110h。

如图2所示那样,在本实施方式中,拱状部111由第1突出部112以及第2突出部113和延伸部114构成,其中第1突出部112以及第2突出部113相互空开间隔,突出成与次导体110的主面正交,延伸部114在1次导体110的长度方向(y轴方向)上延伸,将第1突出部112和第2突出部113连起来。倒拱状部116由第3突出部117以及第4突出部118和延伸部119构成,其中第3突出部117以及第4突出部118相互空开间隔,突出成与1次导体110的主面正交,延伸部119在1次导体110的长度方向(y轴方向)上延伸,将第3突出部117和第4突出部118连起来。

但拱状部111以及倒拱状部116各自的形状并不限于此,例如也可以从1次导体110的宽度方向(x轴方向)观察具有c字状或半圆状的形状。拱状部111和倒拱状部116相互具有相同形状。即,第1流路部和第2流路部相互具有点对称的形状。另外,也可以在1次导体110中取代倒拱状部116而设置1次导体110的主面平坦地连续的平坦部。在本实施方式中,1次导体110由1个导体构成,但也可以由多个导体构成。

在本实施方式中,1次导体110由电阻低、加工性卓越的铜构成。更具体地,1次导体110由耐热性卓越的无氧铜构成。但1次导体110的材料并不限定于此,也可以是银、铝或铁等金属,或者是包含这些金属的合金。

1次导体110可以被实施表面处理。例如可以在1次导体110的表面设置镍、锡、银或铜等金属、或包含这些金属的合金所构成的至少1层镀覆层。

在本实施方式中,通过压制加工形成1次导体110。但1次导体110的形成方法并不限于此,可以通过切削加工或铸造等形成1次导体110。

如图3所示那样,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自和传感器以及无源元件等多个电子部件140a、140b一起安装在基板130。在多个电子部件140a以及多个电子部件140b的至少一方包含作为后述的算出部发挥功能的电子部件。另外,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b也可以安装在不同的基板。即,电流传感器100可以具有多个基板。

在本实施方式中,第1磁传感器120a安装在基板130的一方的主面。第2磁传感器120b安装在基板130的另一方的主面。从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b相互重叠。优选地,从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,第1磁传感器120a的中心和第2磁传感器120b的中心相互重叠。即,中心线c1和中心线c2位于同一直线上。

多个电子部件140a安装在基板130的一方的主面。从第1磁传感器120a观察,多个电子部件140a位于1次导体110的宽度方向(x轴方向)的一方侧。多个电子部件140b安装在基板130的另一方的主面。从第2磁传感器120b观察,多个电子部件140b位于1次导体110的宽度方向(x轴方向)的另一方侧。

通过将基板130固定在有电绝缘性的筐体150内来构成磁传感器组件160。即,第1磁传感器120a、第2磁传感器120b、电子部件140a、140b以及基板130各自收容在筐体150。

基板130是印刷布线板,由玻璃环氧或氧化铝等基材、和对设于基材的表面上的铜等的金属箔进行图案形成而形成的布线构成。

筐体150具有大致长方体状的外形,由下部筐体151和上部筐体152构成。在下部筐体151设置嵌合部151c,其在与倒拱状部116的延伸部119的表面接触的状态下与倒拱状部116嵌合。在上部筐体152设置嵌合部152c以及与基板130连接的线束的取出口152p,其中嵌合部152c在与拱状部111的延伸部114的背面接触的状态下与拱状部111嵌合。

筐体150用pps(聚苯硫醚)、pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂)、lcp(液晶聚合物)、聚氨酯或尼龙等工程塑料构成。pps由于耐热性高,因此在考虑1次导体110的发热的情况下,优选作为筐体150的材料。

作为将基板130固定在筐体150的方法,能使用基于螺丝的连结、基于树脂的热熔敷、或基于粘结剂的接合等。在用螺丝将基板130和筐体150连结的情况下,为了不出现磁场的紊乱,优选使用非磁性的螺丝。

在由拱状部111和倒拱状部116形成的开口部110h插入磁传感器组件160。具体地,在使磁传感器组件160相对于1次导体110的主面倾斜的状态下以嵌合部152c侧为排头,斜向插入开口部110h内,在筐体150的中心与开口部110h的中心大致一致的时间点,以筐体150的中心为旋转中心使磁传感器组件160旋转。

其结果,上部筐体152的嵌合部152c在与拱状部111的延伸部114的背面接触的状态下与拱状部111嵌合,下部筐体151的嵌合部151c在与倒拱状部116的延伸部119的表面接触的状态与倒拱状部116嵌合。即,筐体150装配在1次导体110,嵌入拱状部111的内侧。筐体150装配在1次导体110,嵌入倒拱状部116的内侧。由此磁传感器组件160被装配到1次导体110。

在本实施方式中,通过让上部筐体152中与嵌合部152c的上表面垂直的壁面与拱状部111的延伸部114接触,在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上,磁传感器组件160相对于1次导体110定位。

在磁传感器组件160装配在1次导体110的状态下,基板130的一方的主面在拱状部111的内侧与拱状部111的延伸部114的背面相互相对。基板130的另一方的主面与倒拱状部116的延伸部119的表面相互相对。即,从1次导体110的宽度方向(x轴方向)观察,基板130位于上述区域的内部,且与第1流路部以及第2流路部的两方相对。但基板130的配置并不限于上述,从1次导体110的宽度方向(x轴方向)观察,基板130的至少一部分位于上述区域的内部,且与第1流路部以及第2流路部的至少一方相对即可。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b配置在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上的拱状部111与倒拱状部116之间的间隙。在本实施方式中,在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上,第1磁传感器120a与拱状部111的延伸部114之间的间隔l1和第2磁传感器120b与倒拱状部116的延伸部119之间的间隔l2相等。但间隔l1和间隔l2也可以不同。

从1次导体110的宽度方向(x轴方向)观察,第1磁传感器120a与拱状部111的延伸部114的至少一部分重叠。从1次导体110的宽度方向(x轴方向)观察,第2磁传感器120b与倒拱状部116的延伸部119的至少一部分重叠。

多个电子部件140a各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与倒拱状部116的延伸部119重叠。多个电子部件140b各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与拱状部111的延伸部114重叠。

图7是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。图8是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。在图7中,将1次导体110的宽度方向图示为x轴方向,将1次导体110的长度方向图示为y轴方向,将1次导体110的厚度方向图示为z轴方向。另外,在图7中未图示筐体150。在图7中,在与图6同一截面观察下进行图示。

如图7所示那样,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自检测1次导体110的厚度方向(z轴方向)的磁场。具体地,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自具有朝向1次导体110的厚度方向(z轴方向)的检测轴2。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自具有奇函数输入输出特性,在检测到朝向检测轴2的一方向的磁场的情况下以正的值进行输出,且在检测到朝向与检测轴2的一方向相反方向的磁场的情况下以负的值进行输出。

如图8所示那样,在本实施方式所涉及的电流传感器100,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自具有霍尔元件。作为霍尔元件的材料,在本实施方式中使用si,但也可以使用gaas、inas或insb等。

但第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自也可以取代霍尔元件而具有磁阻元件。霍尔元件以及磁阻元件等磁元件可以进行树脂封装,或者可以用硅树脂或环氧树脂等进行灌封。

在将多个磁元件封装的情况下,可以将多个磁元件封装成1个,也可以分别封装多个磁元件的各自。另外,也可以在将多个磁元件和电子部件集成的状态下封装成1个。

如图8所示那样,电流传感器100还具备算出部190,其通过运算第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值来算出流过1次导体110的测定对象的电流的值。在本实施方式中,算出部190是差动放大器。其中算出部190可以是减法运算器。

如图7所示那样,流过1次导体110的测定对象的电流分到穿过拱状部111的第1流路部和穿过倒拱状部116的第2流路部这2条流路而流动。通过在1次导体110中分到2条流路流过电流,能根据所谓的右手螺旋法则产生围绕各流路的磁场。

如图7所示那样,第1磁传感器120a安装在在拱状部111的内侧与拱状部111的延伸部114的背面相互相对的基板130的一方的主面,配置在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上的拱状部111与倒拱状部116之间的间隙,因此对第1磁传感器120a施加围绕延伸部114的磁场114e。

第2磁传感器120b安装在与倒拱状部116的延伸部119的表面相互相对的基板130的另一方的主面,配置在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上的拱状部111与倒拱状部116之间的间隙,因此对第2磁传感器120b施加围绕延伸部119的磁场119e。

如图7所示那样,在延伸部114的一方的侧面侧(右侧面侧)的位置和延伸部119的另一方的侧面侧(左侧面侧)的位置,z轴方向的磁通的朝向相互成为相反方向。即,由于作用于第1磁传感器120a的磁通的朝向和作用于第2磁传感器120b的磁通的朝向相反,因此关于因流过1次导体110的测定对象的电流而产生的磁场的强度,第1磁传感器120a的检测值的相位和第2磁传感器120b的检测值的相位反相。因而,若将第1磁传感器120a检测到的磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器120b检测到的磁场的强度成为负的值。

第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值在算出部190运算。具体地,算出部190从第1磁传感器120a的检测值减去第2磁传感器120b的检测值。根据该结果来算出流过1次导体110的测定对象的电流的值。

在本实施方式所涉及的电流传感器100中,由于磁传感器组件160插入开口部110h,因此外部磁场源在物理上不能位于第1磁传感器120a与第2磁传感器120b之间。

为此,从外部磁场源施加到第1磁传感器120a的磁场当中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向、和从外部磁场源施加到第2磁传感器120b的磁场当中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向成为相同朝向。因而若将第1磁传感器120a检测到的外部磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器120b检测到的外部磁场的强度也成为正的值。

其结果,通过算出部190从第1磁传感器120a的检测值减去第2磁传感器120b的检测值,来自外部磁场源的磁场几乎不再被检测到。即,减低了外部磁场的影响。

作为本实施方式的第1变形例,在第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b中,可以使检测值成为正的检测轴的方向相互是相反方向(180°相反)。在该情况下,若将第1磁传感器120a检测的外部磁场的强度设为正的值,则第2磁传感器120b检测的外部磁场的强度成为负的值。

另一方面,关于由流过1次导体110的测定对象的电流产生的磁场的强度,第1磁传感器120a的检测值的相位和第2磁传感器120b的检测值的相位成为同相。

在本实施方式的第1变形例中,作为算出部190,取代差动放大器而使用加法运算器或加法运算放大器。关于外部磁场的强度,通过由加法运算器或加法运算放大器将第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值相加,来减去第1磁传感器120a的检测值的绝对值和第2磁传感器120b的检测值的绝对值。由此,来自外部磁场源的磁场几乎不再被检测到。即,减低了外部磁场的影响。

另一方面,关于由流过1次导体110的电流产生的磁场的强度,通过由加法运算器或加法运算放大器将第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值相加,来算出流过1次导体110的测定对象的电流的值。

如此,可以使第1磁传感器120a和第2磁传感器120b的输入输出特性相互为相反极性,并取代差动放大器而使用加法运算器或加法运算放大器作为算出部。

本实施方式所涉及的电流传感器100能减低外部磁场的影响。在本实施方式所涉及的电流传感器100中,由于拱状部111的电阻值和倒拱状部116的电阻值大致相同,能使在1次导体110流过测定电流而引起的拱状部111的发热量和倒拱状部116的发热量同等。其结果,由于能使第1磁传感器120a的磁元件的周围的温度和第2磁传感器120b的磁元件的周围的温度大致相同,因此能减低磁元件的温度特性引起的电流传感器100的测定值的误差。

本实施方式所涉及的电流传感器100由于具有在1个导体所构成的1次导体110装配收容安装第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130的筐体150的结构,因此电流传感器100的组装容易,另外,与使用多个导体所构成的1次导体的情况相比,能削减部件件数从而谋求低成本化。

在本实施方式所涉及的电流传感器100中,由于配置基板130,使得基板130的安装面和1次导体110的主面成为平行,因此能使电流传感器100低高度化。

在本实施方式所涉及的电流传感器100中,上部筐体152的嵌合部152c在与拱状部111的延伸部114的背面接触的状态下与拱状部111嵌合,下部筐体151的嵌合部151c在与倒拱状部116的延伸部119的表面接触的状态下与倒拱状部116嵌合,由此,磁传感器组件160被装配在1次导体110。另外,通过上部筐体152中与嵌合部152c的上表面垂直的壁面与拱状部111的延伸部114接触,在1次导体110的宽度方向(x轴方向)中,磁传感器组件160相对于1次导体110定位。

由此,能分别减低相对于拱状部111的第1磁传感器120a的位置的偏差以及相对于倒拱状部116的第2磁传感器120b的位置的偏差,从而减低电流传感器100的测定精度的偏差。其结果,能提高电流传感器100的测定再现性以及量产性。另外,能由拱状部111以及倒拱状部116保护磁传感器组件160的构成部件远离外力的影响。

在此说明流过1次导体110的测定对象的电流是频率高的交流的情况下的、本实施方式所涉及的电流传感器100的作用效果。在以下的说明中说明了2条流路当中第1流路部,但关于第2流路部也同样。

图9是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时产生的磁场的截面图。图10是示意表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时围绕拱状部的磁场的截面图。在图9、10中,将流过1次导体的拱状部的测定对象的电流当中在1次导体的宽度方向(x轴方向)上流过一端部的电流用1a示出,将流过中央部的电流用1b示出,将流过另一端部的电流用1c示出。

如图9所示那样,在本实施方式所涉及的电流传感器100的1次导体110的拱状部111中,通过流过电流1a、电流1b以及电流1c而分别产生磁场114ea、磁场114eb以及磁场114ec。通过磁场114ea、磁场114eb以及磁场114ec的产生而引起的电磁感应效应,在1次导体110产生涡电流10a、10b、11b、11c。

具体地,在磁场114ea进入1次导体110的表面的位置产生涡电流10a,产生抵消磁场114ea的磁场20a。在磁场114eb进入1次导体110的表面的位置产生涡电流10b,产生抵消磁场114eb的磁场20b。在磁场114ec进入1次导体110的背面的位置产生涡电流11c,产生抵消磁场114ec的磁场21c。在磁场114eb进入1次导体110的背面的位置产生涡电流11b,产生抵消磁场114eb的磁场21b。

为此,在流过1次导体110的测定对象的电流是频率高的交流的情况下,如图10所示那样,在1次导体110的拱状部111开始流过测定对象的电流时的、磁场114eb的磁通密度,小于磁场114ea以及磁场114ec各自的磁通密度。假设在将第1磁传感器120a配置在磁场114eb所作用的位置的情况下,在1次导体110的拱状部111开始流过测定对象的电流时的第1磁传感器120a的输出变小,随着时间的经过并且涡电流10a、10b、11b、11c的大小变小,第1磁传感器120a的输出变大。在该情况下,电流传感器的输出的上升时间变长。

测定对象的电流的值越大以及测定对象的电流的频率越高,则该电流传感器的输出的上升时间变长的问题越显著。其理由如下那样。在测定对象的电流的值大的(例如500a以上1000a以下)情况下,为了减小1次导体的电阻而加大1次导体的宽度以及厚度(例如宽度10mm以上20mm以下、厚度2mm以上3mm以下)。在测定对象的电流的频率高(例如100khz以上1000khz以下)的情况下,由于因集肤效应让测定对象的电流主要流过1次导体的外周面的近旁,因此为了抑制1次导体的发热,要加大1次导体的宽度以及厚度。在这些情况下,产生涡电流10b、11b的面积变大,并且磁场114eb难以贯通1次导体,在1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时的磁场114eb的磁通密度更加变小。其结果,电流传感器的输出的上升时间显著变长。

在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100中,由于将第1磁传感器120a配置在磁场114ec所作用的位置,因此能抑制在1次导体110的拱状部111开始流过测定对象的电流时的第1磁传感器120a的输出因涡电流的产生而变小。第2磁传感器120b的输出也同样能得到改善。其结果,缩短了电流传感器100的输出的上升时间,从而减低了电流传感器100的测定误差,能使电流传感器100的频率特性良好。电流传感器100的该效果随着测定对象的电流的值变大以及随着测定对象的电流的频率变高而更显著地呈现。

在此,在比较例所涉及的电流传感器和本发明的实施方式1所涉及的电流传感器中,说明对频率特性进行比较的实验结果。比较例所涉及的电流传感器将第1磁传感器120a配置在磁场114eb所作用的位置,第2磁传感器120b也同样配置,仅这点与本发明的实施方式1所涉及的电流传感器不同。

图11是表示比较例所涉及的电流传感器的输入电流与输出电压的关系的图表。图12是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的输入电流与输出电压的关系的图表。在图11、12中,在纵轴示出输入电流iin(a)以及输出电压vout(mv),在横轴示出时间(μs)。

如图11、12所示那样,在比较例所涉及的电流传感器以及本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100的各自中,将100a的输入电流流过1次导体300μs的期间。在比较例所涉及的电流传感器中,在1次导体的拱状部开始流过测定对象的电流时的输出电压是190mv,输出电压的峰值是220mv,到达输出电压的峰值为止的时间是280μs。

在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100中,在1次导体110的拱状部111开始流过测定对象的电流时的输出电压是140mv,输出电压的峰值是140mv,到达输出电压的峰值为止的时间是10μs。

根据上述的实验结果,在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100中,与比较例所涉及的电流传感器比较,虽然输出电压的峰值降低而灵敏度变低若干,但能确认到能缩短电流传感器的输出的上升时间。

即,本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100,能谋求电流传感器100的低高度化并能减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器100的频率特性良好。

另外,在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100中,多个电子部件140a各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与倒拱状部116的延伸部119重叠,多个电子部件140b各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与拱状部111的延伸部114重叠,因此能较高地维持电流传感器100的测定精度。以下说明其理由。

图13是表示在本发明的实施方式1所涉及的电流传感器中用布线将安装在基板的多个电子部件相互连接来构成电路的状态的俯视图。如图13所示那样,在将多个电子部件140a用布线141相互连接来构成电路的情况下,有时由布线141形成环路。假设在施加磁场贯通该环路内的情况下,会产生感应电动势而在电流传感器的输出中包含噪声,由此电流传感器的测定精度降低。

在本实施方式所涉及的电流传感器100中,多个电子部件140a各自配置成在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与倒拱状部116的延伸部119重叠,如图13所示那样,在延伸部119的周围产生的磁场119e向与由布线141形成的环路的中心轴正交的方向行进,不会贯通环路内。对多个电子部件140b也同样。为此,抑制了在电流传感器100的输出中包含噪声,从而能较高地维持电流传感器100的测定精度。

另外,在本实施方式所涉及的电流传感器100中,从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b相互重叠,但也可以相互错开。

图14是本发明的实施方式1的第2变形例所涉及的电流传感器的截面图。在图14中未图示筐体150。在图14中,在与图7同一截面观察下进行图示。

如图14所示那样,在本发明的实施方式1的第2变形例所涉及的电流传感器中,第1磁传感器120a的中心和第2磁传感器120b的中心在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上相互错开。从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b相互不重叠。在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上,第1磁传感器120a与拱状部111的延伸部114之间的间隔l1和第2磁传感器120b与倒拱状部116的延伸部119之间的间隔l2相等。

在本发明的实施方式1的第2变形例所涉及的电流传感器中,也能谋求电流传感器的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器的频率特性良好。

图15是本发明的实施方式1的第3变形例所涉及的电流传感器的俯视图。在图15中未图示筐体150。如图15所示那样,在本发明的实施方式1的第3变形例所涉及的电流传感器中,第1磁传感器120a的中心和第2磁传感器120b的中心在1次导体110的长度方向(y轴方向)上相互错开。从1次导体110的厚度方向(z轴方向)观察,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b相互不重叠。在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上,第1磁传感器120a与拱状部111的延伸部114之间的间隔l1和第2磁传感器120b与倒拱状部116的延伸部119之间的间隔l2相等。

在本发明的实施方式1的第3变形例所涉及的电流传感器中,也能谋求电流传感器的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器的频率特性良好。

如本发明的实施方式1的第3变形例所涉及的电流传感器中说明的那样,本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100由于第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自的配置的自由度高,因此不对第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的配置追求高的位置精度,能容易地制造。

本实施方式所涉及的电流传感器100也可以运用在逆变器等3相3线式的布线中。图16是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器运用在3相3线式的布线中的状态的截面图。在图16中未图示筐体150。在图16中,在与图7同一截面观察下进行图示。

也可以如图16所示那样,3个电流传感器100a、100b、100c在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上并排配置,对电流传感器100a的1次导体110输入第1相的电流,对电流传感器100b的1次导体110输入第2相的电流,对电流传感器100c的1次导体110输入第3相的电流。

(实施方式2)

以下说明本发明的实施方式2所涉及的电流传感器。本实施方式所涉及的电流传感器中,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自取代霍尔元件而具有磁阻元件,仅这点与实施方式1所涉及的电流传感器100不同,因此对与实施方式1所涉及的电流传感器100同样的构成不再重复说明。

图17是示意表示在本发明的实施方式2所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。图18是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。在图17中未图示筐体150。在图17中,在与图7同一截面观察下进行图示。

如图17、18所示那样,本发明的实施方式2所涉及的电流传感器200具备第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b。第1磁传感器220a安装在第1基板230a的主面。第2磁传感器220b安装在第2基板230b的主面。第1基板230a安装在基板130的一方的主面。第1基板230a的主面和基板130的一方的主面相互垂直。第2基板230b安装在基板130的另一方的主面。第2基板230b的主面和基板130的另一方的主面相互垂直。第1基板230a以及第2基板230b各自在安装在基板130的状态下在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上,不突出到拱状部111的延伸部114以及倒拱状部116的延伸部119的外侧。

第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自检测1次导体110的厚度方向(z轴方向)的磁场。具体地,第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自具有朝向1次导体110的厚度方向(z轴方向)的检测轴2。

第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自具有由4个amr(anisotropicmagnetoresistance,异向磁阻)元件构成的惠斯登电桥型的桥电路。另外,也可以是,第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自取代amr元件而具有gmr(giantmagnetoresistance,巨磁阻)、tmr(tunnelmagnetoresistance,隧道磁阻)、bmr(ballisticmagnetoresistance,弹道磁阻)、cmr(colossalmagnetoresistance,超巨磁阻)等磁阻元件。

另外可以是,第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自具有由2个磁阻元件构成的半桥电路。此外,作为第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b,能使用具有利用磁阻抗效应的mi(magnetoimpedance,磁阻抗)元件的磁传感器或通量门型磁传感器等。进而可以是,第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自包含感应成磁通在检测轴2的方向上穿过的磁通偏向元件。磁通偏向元件由ni等磁性材料构成,具有使磁通的流动收敛在一定的方向的功能。

在本实施方式中,amr元件通过包含螺旋柱型电极而具有奇函数输入输出特性。具体地,第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自的磁阻元件通过包含螺旋柱型电极而被偏置,在相对于磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向成给定的角度(例如45°)的方向上流过电流。

磁阻膜的磁化方向由磁阻膜的形状各向异性以及偏置磁场的至少一方决定。另外,作为决定amr元件的磁化方向的方法,可以采用如下等的方法:在构成amr元件的磁阻膜的近旁设置永磁体或薄膜磁体的方法;在磁阻膜设置交换耦合或相间耦合的方法;利用设于磁阻膜的近旁的线圈的感应磁场的方法;或利用设于磁阻膜的近旁的磁性体的残留磁通的方法。在采用利用设于磁阻膜的近旁的线圈的感应磁场的方法的情况下,能通过变更流向线圈的电流的大小来适宜调整施加到磁阻膜的偏置磁场的强度。在采用在磁阻膜的近旁设置永磁体的方法的情况下,永磁体由烧结磁体、粘结磁体或薄膜构成。永磁体的种类并没有特别限定,能使用铁氧体磁体、钐钴磁体、铝镍钴磁体或钕磁体等。磁阻膜也可以蜿蜒状折返而形成。

第1磁传感器220a的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向和第2磁传感器220b的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向是同一方向。由此能减小外部磁场的影响引起的输出精度的降低。

对第1磁传感器220a以及第2磁传感器220b各自的桥电路施加的电源电压可以是直流的恒定电压,也可以是交流电压或脉冲电压。

在本发明的实施方式2所涉及的电流传感器200中,也能谋求电流传感器200的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器200的频率特性良好。

(实施方式3)

以下参考附图来说明本发明的实施方式3所涉及的电流传感器。本实施方式所涉及的电流传感器中,第1磁传感器120a、第2磁传感器120b、多个电子部件140a以及多个电子部件140b全都安装在基板130的一方的主面,主要是这点与实施方式1所涉及的电流传感器100不同,因此对与实施方式1所涉及的电流传感器100同样的构成不再重复说明。

图19是本发明的实施方式3所涉及的电流传感器的截面图。在图19中,在与图6同一截面观察下进行图示。如图19所示那样,在本发明的实施方式3所涉及的电流传感器300中,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b安装在基板130的一方的主面。

第1磁传感器120a和第2磁传感器120b位于在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上并排的位置。第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b配置在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上的拱状部111与倒拱状部116之间的间隙。在本实施方式中,在1次导体110的宽度方向(x轴方向)上,第1磁传感器120a与拱状部111的延伸部114之间的间隔l1和第2磁传感器120b与倒拱状部116的延伸部119之间的间隔l2相等。但间隔l1和间隔l2也可以不同。

多个电子部件140a安装在基板130的一方的主面。从第1磁传感器120a观察,多个电子部件140a位于1次导体110的宽度方向(x轴方向)的另一方侧。多个电子部件140b安装在基板130的一方的主面。从第2磁传感器120b观察,多个电子部件140b位于1次导体110的宽度方向(x轴方向)的一方侧。

多个电子部件140a各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与拱状部111的延伸部114重叠。多个电子部件140b各自在1次导体110的厚度方向(z轴方向)上与倒拱状部116的延伸部119重叠。

图20是示意表示在本发明的实施方式3所涉及的电流传感器中因测定对象的电流流过而产生的磁场的截面图。在图20中未图示筐体150。在图20中,在与图19同一截面观察下进行图示。

如图20所示那样,对第1磁传感器120a施加围绕延伸部114的磁场114e。对第2磁传感器120b施加围绕延伸部119的磁场119e。

在本发明的实施方式3所涉及的电流传感器300中,也能谋求电流传感器300的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器300的频率特性良好。

另外,由于将第1磁传感器120a和第2磁传感器120b安装在基板130的同一的主面,因此能使电流传感器300的结构简易,从而能提升电流传感器300的可靠性,并能减低电流传感器300的组装成本。进而,在保护第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的各自以远离1次导体110的周围产生的电场的影响的情况下,能用1个静电屏蔽板覆盖第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的两方来进行保护。

(实施方式4)

以下说明本发明的实施方式4所涉及的电流传感器。另外,实施方式4所涉及的电流传感器400主要是第1流路部以及第2流路部的形状与实施方式1所涉及的电流传感器100不同,因此对与实施方式1所涉及的电流传感器100同样的构成标注相同参考符号,并不再重复其说明。

图21是表示本发明的实施方式4所涉及的电流传感器的外观的立体图。图22是表示本发明的实施方式4所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。图23是从箭头xxiii方向观察图22的1次导体的侧视图。

如图21~23所示那样,本发明的实施方式4所涉及的电流传感器400具备板状的1次导体410,其流过测定对象的电流,包含表面以及背面,具有长度方向(y轴方向)、与长度方向(y轴方向)正交的宽度方向(x轴方向)以及与长度方向(y轴方向)和宽度方向(x轴方向)正交的厚度方向(z轴方向)。

在本实施方式中,从宽度方向(x轴方向)观察,第1流路部411向1次导体410的表面侧鼓出。从宽度方向(x轴方向)观察,第2流路部416向1次导体410的背面侧鼓出。第2流路部416在1次导体410的宽度方向(x轴方向)上与第1流路部411并排。从宽度方向(x轴方向)观察,形成了被第1流路部411和第2流路部416包围的区域410h。狭缝415在1次导体410的宽度方向(x轴方向)上位于1次导体410的中央。

从1次导体410的宽度方向(x轴方向)观察,第1流路部411以及第2流路部416各自具有半长圆状的形状。第1流路部411由相互空开间隔从1次导体410的表面圆弧状突出的第1突出部412以及第2突出部413、和在1次导体410的长度方向(y轴方向)上延伸并将第1突出部412和第2突出部413连起来的延伸部414构成。第2流路部416由相互空开间隔从1次导体410的背面圆弧状突出的第3突出部417以及第4突出部418、和在1次导体410的长度方向(y轴方向)上延伸并将第3突出部417和第4突出部418连起来的延伸部419构成。

在由第1流路部411和第2流路部416形成的空间插入磁传感器组件460。由此,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b配置在1次导体410的宽度方向(x轴方向)上的第1流路部411与第2流路部416之间的间隙。

在磁传感器组件460装配在1次导体410的状态下,基板130的一方的主面在第1流路部411的内侧与第1流路部411的延伸部414的背面相互相对。基板130的另一方的主面与第2流路部416的延伸部419的表面相互相对。即,从1次导体410的宽度方向(x轴方向)观察,基板130位于上述区域的内部,且与第1流路部411以及第2流路部416两方相对。但基板130的配置并不限于上述,从1次导体410的宽度方向(x轴方向)观察,基板130的至少一部分位于上述区域的内部且与第1流路部411以及第2流路部416的至少一方相对即可。

在本实施方式所涉及的电流传感器400中,也能谋求电流传感器400的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器400的频率特性良好。

另外可以是,磁传感器组件460的一部分配置在由第1流路部411和第2流路部416形成的空间的外侧。图24是表示本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器的外观的立体图。图25是从箭头xxv方向观察图24的电流传感器的侧视图。图26是从表面侧观察本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的基板的图。图27是从背面侧观察本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器所具备的磁传感器组件的基板的图。

如图24、25所示那样,本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器400a具备1次导体410a和磁传感器组件460a。从宽度方向(x轴方向)观察,磁传感器组件460a包含位于区域410h的内部的磁传感器收容部460i、位于区域410h的外侧的电子部件收容部460o和凸缘部460f。

如图26、27所示那样,在位于电子部件收容部460o的内部的部分的基板430的表面上安装电子部件440a、441,在背面上安装电子部件440b、441。电子部件440a、440b、441构成运算电路。在位于磁传感器收容部460i的内部的部分的基板430的表面上安装第1磁传感器120a,在背面上安装第2磁传感器120b。

在凸缘部460f设置未图示的贯通孔。在1次导体410a,在与凸缘部460f的贯通孔对应的位置设置未图示的贯通孔。通过使插通凸缘部460f的贯通孔以及1次导体410a的贯通孔的螺栓470和螺母480螺合,能将磁传感器组件460a和1次导体410a连结。螺栓470以及螺母480各自由非磁性材料构成。

在本发明的实施方式4的变形例所涉及的电流传感器400a中,能通过螺栓470以及螺母480将磁传感器组件460a确实地安装在1次导体410a。另外,通过将构成运算电路的电子部件440a、440b、441配置在区域410h的外侧,能减小区域410h。由于通过减小区域410h,能减小第1流路部411与第1磁传感器120a之间的距离、以及第2流路部416与第2磁传感器120b之间的距离,因此能谋求电流传感器400a的低高度化且进一步减低外部磁场的影响。

(实施方式5)

以下说明本发明的实施方式5所涉及的电流传感器。另外,实施方式5所涉及的电流传感器500主要是第1流路部以及第2流路部的形状与实施方式1所涉及的电流传感器100不同,因此对与实施方式1所涉及的电流传感器100同样的构成标注相同参考符号,并不再重复其说明。

图28是表示本发明的实施方式5所涉及的电流传感器的外观的立体图。图29是表示本发明的实施方式5所涉及的电流传感器所具备的1次导体的外观的立体图。图30是从箭头xxx方向观察图29的1次导体的侧视图。图31是从箭头xxxi方向观察图29的1次导体的侧视图。图32是从箭头xxxii方向观察图29的1次导体的主视图。

如图28~32所示那样,本发明的实施方式5所涉及的电流传感器500具备板状的1次导体510,其流过测定对象的电流,包含表面以及背面,具有长度方向(y轴方向)、与长度方向(y轴方向)正交的宽度方向(x轴方向)以及与长度方向(y轴方向)和宽度方向(x轴方向)正交的厚度方向(z轴方向)。

在本实施方式中,第2流路部516在1次导体510的宽度方向(x轴方向)上与第1流路部511并排。从宽度方向(x轴方向)观察,形成了被第1流路部511和第2流路部516包围的区域510h。狭缝515在1次导体510的宽度方向(x轴方向)上位于1次导体510的中央。

第1流路部511具有长度方向(y轴方向)上的一端511a和另一端511b。第2流路部516具有长度方向(y轴方向)上的一端516a和另一端516b。第1流路部511的一端511a和第2流路部516的一端516a在其间夹着狭缝515地在宽度方向(x轴方向)上并排。第1流路部511的另一端511b和第2流路部516的另一端516b在其间夹着狭缝515地在宽度方向(x轴方向)上并排。

长度方向(y轴方向)上的第1流路部511的一端511a和第1流路部511的另一端511b的厚度方向(z轴方向)上的位置相互不同。长度方向(y轴方向)上的第2流路部516的一端516a和第2流路部516的另一端516b的厚度方向(z轴方向)上的位置相互不同。长度方向(y轴方向)上的第1流路部511的一端511a和第2流路部516的一端516a的厚度方向(z轴方向)上的位置相互相等。长度方向(y轴方向)上的第1流路部511的另一端511b和第2流路部516的另一端516b的厚度方向(z轴方向)上的位置相互相等。

第1流路部511包含曲折部513,其将厚度方向(z轴方向)上的第1流路部511的一端511a的位置和第1流路部511的另一端511b的位置连起来。第2流路部516包含曲折部517,其将厚度方向(z轴方向)上的第2流路部516的一端516a的位置和第2流路部516的另一端516b的位置连起来。第1流路部511的曲折部513和第2流路部516的曲折部517位于在长度方向(y轴方向)上相互空开间隔的位置。

在本实施方式中,第1流路部511包含:延伸部514,其从一端511a起在长度方向(y轴方向)上延伸;和曲折部513,其从延伸部514的长度方向(y轴方向)的端部起在厚度方向(z轴方向)上直线状延伸而趋向另一端511b。即,第1流路部511形成为阶梯状。延伸部514与第1流路部511的一端511a相接。曲折部513与第1流路部511的另一端511b相接。另外,曲折部513的形状并不限于上述,可以从宽度方向(x轴方向)观察,在与长度方向(y轴方向)以及厚度方向(z轴方向)各自交叉的方向上直线状延伸,也可以弯曲。

第2流路部516包含:曲折部517,其从一端516a在厚度方向(z轴方向)上直线状延伸;和延伸部519,其从曲折部517的厚度方向(z轴方向)的端部起在长度方向(y轴方向)上延伸而趋向另一端516b。即,第2流路部516形成为阶梯状。延伸部519与第2流路部516的另一端516b相接。曲折部517与第2流路部516的一端516a相接。另外,曲折部517的形状并不限于上述,可以从宽度方向(x轴方向)观察,在与长度方向(y轴方向)以及厚度方向(z轴方向)各自交叉的方向上直线状延伸,也可以弯曲。

在由第1流路部511和第2流路部516形成的空间插入磁传感器组件560。由此,第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b配置在1次导体510的宽度方向(x轴方向)上的第1流路部511与第2流路部516之间的间隙。

在磁传感器组件560装配在1次导体510的状态下,基板130的一方的主面在第1流路部511的内侧与第1流路部511的延伸部514的背面相互相对。基板130的另一方的主面与第2流路部516的延伸部519的表面相互相对。即,从1次导体510的宽度方向(x轴方向)观察,基板130位于上述区域的内部,且与第1流路部511以及第2流路部516两方相对。但基板130的配置并不限于上述,从1次导体510的宽度方向(x轴方向)观察,基板130的至少一部分位于上述区域的内部且与第1流路部511以及第2流路部516的至少一方相对即可。

在本实施方式所涉及的电流传感器500中,也能谋求电流传感器500的低高度化并减低外部磁场的影响,并且能使电流传感器500的频率特性良好。

(实施方式6)

以下参考附图来说明本发明的实施方式6所涉及的电力变换装置。图33是表示本发明的实施方式6所涉及的电力变换装置的构成的电路图。如图33所示那样,本发明的实施方式6所涉及的电力变换装置600具备相互电连接的控制部610、开关驱动部620、开关元件部630、电流传感器640以及输出部650。电流传感器640是实施方式1到实施方式5任意1个实施方式所涉及的电流传感器。电力变换装置600例如是逆变器。输出部650例如是交流电动机。另外可以,电力变换装置600是转换器,输出部650是直流电动机。

通过电力变换装置600具备电流传感器640,能基于电流传感器640的精度高的测定结果来由控制部610控制输出部650的输出,因此能提升电力变换装置600的调整精度。另外,由于电流传感器640被低高度化,因此能使电力变换装置600小型化。

也可以在上述的实施方式的说明中将能组合的构成相互组合。

本次公开的实施方式在全部点上都是例示,而不应认为是限制。本发明的范围不是通过上述的说明而是通过权利要求书示出,意图包含与权利要求的范围等同的意义以及范围内的全部变更。

附图标记的说明

2检测轴

10a、10b、11b、11c涡电流

20a、20b、21b、21c、114e、114ea、114eb、114ec、119e磁场

100、100a、100b、100c、200、300、400、400a、500、640电流传感器

110、410、410a、5101次导体

110h开口部

111拱状部

112、412第1突出部

113、413第2突出部

114、119、414、419、514、519延伸部

115、415、515狭缝

116倒拱状部

117、417第3突出部

118、418第4突出部

120a、220a第1磁传感器

120b、220b第2磁传感器

130、430基板

140a、140b、440a、440b、441电子部件

141布线

150筐体

151下部筐体

151c、152c嵌合部

152上部筐体

152p取出口

160、460、460a、560磁传感器组件

190算出部

230a第1基板

230b第2基板

410h、510h被第1流路部和第2流路部包围的区域

411、511第1流路部

416、516第2流路部

460f凸缘部

460i磁传感器收容部

460o电子部件收容部

470螺栓

480螺母

513、517曲折部

600电力变换装置

610控制部

620开关驱动部

630开关元件部

650输出部

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1