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公開番号2025121095
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-19
出願番号2024016313
出願日2024-02-06
発明の名称電流センサ
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01R 15/20 20060101AFI20250812BHJP(測定;試験)
要約【課題】導体の外部に発生した磁場の影響を受けずに、導体を流れる電流を検出できる電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ1は、導体2の第1分岐部21と近接して配置され、検出対象電流Isの第1分岐部21に流れる第1分流Is1に起因して発生する磁界を集磁する第1磁性体111と、導体2の第2分岐部22と近接して配置され、検出対象電流Isの第2分岐部22に流れる第2分流Is2に起因して発生する磁界を集磁する第2磁性体112と、第1分岐部21と第2分岐部22の間の空間20の内部に配置され、第1磁性体111に集磁された磁界を検出する第1磁気センサ121と、空間20の内部に配置され、第2磁性体112に集磁された磁界を検出する第2磁気センサ122を備える。電流センサ1は、第1磁気センサ121の出力と第2磁気センサ122の出力との差分により、検出対象電流Isを検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
導体に流れる検出対象電流を検出する電流センサであって、
前記導体が、空間によって第１分岐部と第２分岐部に分岐された領域を含み、
前記第１分岐部と近接して配置され、前記検出対象電流の前記第１分岐部に流れる第１分流に起因して発生する磁界を集磁する第１磁性体と、
前記第２分岐部と近接して配置され、前記検出対象電流の前記第２分岐部に流れる第２分流に起因して発生する磁界を集磁する第２磁性体と、
前記空間の内部に配置され、前記第１磁性体に集磁された磁界を検出する第１磁気センサと、
前記空間の内部に配置され、前記第２磁性体に集磁された磁界を検出する第２磁気センサと
を備え、
前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力との差分により、前記検出対象電流を検出する、電流センサ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１分流と前記第２分流が同じ大きさになるように前記空間が形成されている、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１磁性体および前記第２磁性体が前記空間の内部に配置されている、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１分岐部から離隔した位置において、前記検出対象電流の流れる第１方向に垂直な第２方向と平行に延伸する前記第１磁性体の端部に対向させて、前記第１磁気センサが配置され、
前記第２分岐部から離隔した位置において、前記第２方向と平行に延伸する前記第２磁性体の端部に対向させて、前記第２磁気センサが配置されている、
請求項１に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１磁性体の前記第１磁気センサに対向する前記端部が、前記第１方向と前記第２方向のそれぞれに垂直な第３方向と平行に前記第１磁気センサに向かって突出する部分を含み、
前記第２磁性体の前記第２磁気センサに対向する前記端部が、前記第３方向と平行に前記第２磁気センサに向かって突出する部分を含む、
請求項４に記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１磁性体と前記第２磁性体のそれぞれが、前記第１方向と前記第２方向のそれぞれに垂直な第３方向において対向する２つの前記端部を含み、
前記第１磁気センサが、前記第１磁性体の２つの前記端部の間に配置され、
前記第２磁気センサが、前記第２磁性体の２つの前記端部の間に配置されている、
請求項４に記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１磁性体の２つの前記端部のそれぞれが、前記第３方向と平行に前記第１磁気センサに向かって突出する部分を含み、
前記第２磁性体の２つの前記端部のそれぞれが、前記第３方向と平行に前記第２磁気センサに向かって突出する部分を含む、
請求項６に記載の電流センサ。
【請求項８】
前記第１磁性体と前記第２磁性体の前記第２方向に沿った間隔を第１間隔Ｄ１とし、
前記第１磁性体および前記第２磁性体の２つの前記端部の前記突出する部分の先端の前記第３方向に沿った間隔を第２間隔Ｄ２としたとき、
Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たす、
請求項７に記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力との差分を用いて前記検出対象電流を算出する演算素子を更に備える、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記演算素子が前記空間の内部に配置されている、請求項９に記載の電流センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電流センサに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
導体を流れる電流を検出するために、電流により発生する磁界を磁気センサで検出する方法が用いられている。例えば、導体に形成した空間の内部に配置した磁気センサにより検出した磁界を用いて、導体に流れる電流を検出する電流センサが提案されている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－１８４２６９号公報
【０００４】
［概要］
導体に形成した空間の内部の磁界は微小なため、磁気センサには高い感度が必要とされる。しかし、高感度の磁気センサは、検出できる磁界の範囲が狭いため、導体の外部に発生した強い磁界（以下にいて「外乱磁場」とも称する。）が生じると出力が飽和する。その結果、磁気センサが、導体に流れる電流により発生する磁界を正確に検出できなくなる。
【０００５】
本開示は、導体の外部に発生した磁場の影響を受けずに、導体を流れる電流を検出できる電流センサを提供することを目的とする。
【０００６】
本開示の一態様は、導体の第１分岐部と近接して配置され、検出対象電流の第１分岐部に流れる第１分流に起因して発生する磁界を集磁する第１磁性体と、導体の第２分岐部と近接して配置され、検出対象電流の第２分岐部に流れる第２分流に起因して発生する磁界を集磁する第２磁性体と、空間の内部に配置され、第１磁性体に集磁された磁界を検出する第１磁気センサと、空間の内部に配置され、第２磁性体に集磁された磁界を検出する第２磁気センサを備える電流センサである。電流センサは、第１磁気センサの出力と第２磁気センサの出力との差分により、検出対象電流を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、実施形態に係る電流センサの構造を示す模式的な平面図である。
図２は、図１のＩＩ－ＩＩ方向に沿った模式的な断面図である。
図３は、空間の内部の垂直磁場の例を示すグラフである。
図４は、第１方向に平行な外乱磁場の例を示す模式図である。
図５は、第３方向に平行な外乱磁場の例を示す模式図である。
図６は、実施形態に係る電流センサの集磁体の構造の例を示す模式的な断面図である。
図７は、実施形態に係る電流センサの集磁体の構造の他の例を示す模式的な断面図である。
図８は、導体の空間のサイズの例を示す模式的な断面図である。
図９は、実施形態に係る電流センサの集磁体の形状の他の例を示す模式的な平面図である。
図１０は、導体の空間の形状の他の例を示す模式的な平面図である。
図１１は、実施形態に係る電流センサの構造の他の例を示す模式的な断面図である。
図１２は、実施形態に係る電流センサの磁気シールドの例を示す模式的な平面図である。
図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ方向に沿った模式的な断面図である。
図１４は、実施形態の第１の変形例に係る電流センサの構造の例を示す模式的な断面図である。
図１５は、実施形態の第１の変形例に係る電流センサの構造の他の例を示す模式的な断面図である。
図１６は、検出対象電流が流れる導体の第１分岐部と第２分岐部の他の例を示す模式的な断面図である。
図１７は、実施形態の第２の変形例に係る電流センサの構造の例を示す模式的な断面図である。
図１８は、実施形態の第２の変形例に係る電流センサの構造の他の例を示す模式的な断面図である。
【０００８】
［詳細な説明］
次に、図面を参照して実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【０００９】
また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置又は方法を例示するものであって、構成部品の形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。この実施形態は、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００１０】
図１に示す本発明の実施形態に係る電流センサ１は、導体２に流れる電流を検出する。導体２は、空間２０によって第１分岐部２１と第２分岐部２２に分岐された領域を含む。図２に示すように、空間２０は、導体２の第１面２０１から第１面２０１の反対側を向く第２面２０２まで導体２を貫通している。言い換えると、第１分岐部２１と第２分岐部２２は、導体２に設けられた空間２０を介して対向する。
（【００１１】以降は省略されています）

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