[發明專利]電流檢測器

在審

• 申請號: 201910730892.3
• 申請日: 2019-08-08
• 公開（公告）號: CN110873818A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 森田清孝
• 申請（專利權）人: 株式會社田村制作所
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R15/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 田喜慶

一種電流檢測器(100)，包括：磁體芯(104)，使因被檢測電流(IP)的導通而產生的磁場匯聚；霍爾元件(108)，輸出與匯聚于磁體芯(104)的磁場的強度相應的檢測信號；以及反饋電路(116)，基于來自霍爾元件(108)的檢測信號對二次繞組(118)施加反饋電流來進行磁平衡。進而，電流檢測器(100)包括耦合電路(124)，該耦合電路(124)經由電容元件(C1、C2)使到達反饋電路(116)的直流電源(122)的供給路徑(123、124)與向二次繞組(118)施加反饋電流的施加路徑(117)耦合。

技術領域

本發明涉及電流檢測器，尤其涉及磁平衡式電流檢測器。

背景技術

例如，在日本專利局發行的出版物(JP2014-228418A1)中公開了磁平衡式電流檢測器。該電流檢測器通過設置于磁體芯的反饋線圈產生反向的磁場，使用通過被檢測電流的導通而產生的磁場被抵消的大小的反饋電流獲得輸出信號。特別地，該現有技術包括將來自磁檢測元件的檢測信號放大的數字放大器，通過將設置于數字放大器的輸出濾波器兼用作反饋線圈，從而實現了整個設備的小型化。

在上述現有技術中看到的電流檢測器的小型化不僅能夠實現作為產品的廉價化、發熱量的減少，而且還提高了配置設備時的自由度。因此，可以說“電流檢測器的小型化”這一主題本身指向了期望的技術開發方向。

但是，在其另一方面，當著眼于電流檢測器的內部時，伴隨著小型化，內部能夠確保的絕緣距離也受到制約，因此不能否認在各處出現了其它的影響。作為一例，這種影響會表現為伴隨著被檢測電流的急劇變化而來自電流檢測器的輸出信號出現紊亂。

發明內容

本發明的一個目的是提供減少輸出信號的紊亂的技術。為了達到該目的，本發明采用以下解決方案。

本發明的電流檢測器經由電容元件使對磁平衡電路供給電源的供給路徑和對繞組(反饋線圈)施加電流的施加路徑耦合。

本發明所關注的輸出信號的紊亂可考慮例如是伴隨著被檢測電流的高速切換(急劇變化)的高頻分量成為噪聲并對輸出電流造成不利影響而產生的。通常，被檢測電流頻繁地進行高速切換，不易考慮到僅憑此會對輸出信號產生直接影響，但本發明的發明人注意到了在電流檢測器內部兩者發生了電容耦合。

即，電流檢測器通常包括例如磁體芯、設置于磁體芯的磁檢測元件、反饋用的繞組、磁平衡電路以及其它包含控制IC、驅動電路等在內的電子部件之類的元件，并且電流檢測器處于在這些元件被容納在樹脂殼體內的狀態下其內部被樹脂制的填充材料密封的狀態。此時，在設備內部，使被檢測電流導通的一次導體與磁體芯及其它電子部件隔開必要的距離而絕緣，因此，在它們之間產生寄生電容，不可避免地使它們彼此電容耦合。為此，上述高頻噪聲分量通過寄生電容干擾輸出信號，表現為不利影響。

本發明的發明人想到了：如果是這種高頻噪聲分量通過寄生電容產生影響，則可以將其通過其它電容元件主動地釋放到與輸出信號不同的路徑，來減少不利影響的發生。

本發明的電流檢測器包括的耦合電路正是基于上述構思而發揮功能。耦合電路通過將在被檢測電流的高速切換時可能產生的噪聲分量釋放到電源的供給路徑，從而能夠最大限度地抑制對反饋電流的施加路徑、甚至是輸出信號產生不利影響。

本發明中的耦合電路的構思包括多個方面。

(1)第一方面是：耦合電路具有比存在于使被檢測電流導通的一次導體與將施加到繞組的反饋電流作為信號輸出的導體(傳感器輸出線)之間的電容大的電容元件。

(2)第二方面是：耦合電路具有基于使被檢測電流導通的一次導體與將施加到繞組的反饋電流作為信號輸出的導體(傳感器輸出線)之間的絕緣距離而確定的大小的電容元件。