JP4284579B2 - Current detection method, current detection device, and measuring instrument equipped with current detection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流検出方法及び電流検出装置並びに電流検出装置を備えた測定機器に関し、詳しくはシャント抵抗を用いて電流を検出する電流検出方法及び電流検出装置並びに電流検出装置を備えた測定機器の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シャント抵抗を用いた電流の検出は、シャント抵抗に被測定電圧/電流を測定するための電流を通し、そのシャント抵抗の両端間に生じる電位差を測定することによって被測定電圧/電流を測定することは広く行われている測定手法である。
【0003】
このような電流検出部を備えた測定機器は、図4に示すように、被測定電圧/電流を流す負荷を備えた測定部30と、この負荷の両端から測定電流を入力して電流を検出する電流検出部40とから構成されている。その他の構成は省略してある。
【0004】
電流検出部40は、抵抗体としてシャント抵抗43を用いて電流を検出するように構成されており、測定電流Iinを入力する電流入力端子41aとシャント抵抗43を流れた出力電流Ioutを出力する電流出力端子41bと、電流入力端子41aから入力された測定電流Iinを流すシャント抵抗43をモールド42したシャントモールド抵抗体44と、電流入力端子41aと電流出力端子41bとの間であって、シャント抵抗43の両端に接続してある接続線45a、45bのそれぞれと電気的に接続してある入力用導体47a及び出力用導体47bとから構成されている。
【0005】
入力用導体47a及び出力用導体47bは、それぞれ、板部材で構成され、入力用導体47aは、接続線45aと電流入力端子41aとを電気的に接続した構成となっており、また、出力用導体47bは、接続線45bと電流出力端子41bとを電気的に接続した構成となっている。
【0006】
シャントモールド抵抗体44は、モールドされているシャント抵抗43から発生する熱を逃がすためにヒートシンク46上に配置した構成となっている。
【0007】
このような構成からなる測定機器の電流検出部40は、測定部30に入力された外部電源(不図示)から電流入力端子41aへ入力された測定電流Iinを、入力用導体47aを介してシャント抵抗43へ流し、測定電流Ioutとして電流出力端子41bに流れる。この状態でシャント抵抗43の両端の電位差を検出することにより、測定部30に流れている電流/電圧を測定することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の電流検出部においては、測定電流Iinをシャント抵抗43に流すことによりシャント抵抗43自体から発熱及び磁界が発生するという現象が生じる。この現象は、シャント抵抗43や入力用及び出力用導体47a、47bにおける消費電力が大きくなるとその分この現象が大きくなり、大電流測定を行う場合には特に、この発熱及び磁界の発生という現象が大なり小なり、測定に影響を与えるという問題点がある。
【0009】
具体的には、シャント抵抗43の発熱は、シャント抵抗43自体の固有抵抗値を変化させてしまうため、電流測定の誤差要因となってしまう。また、入力用及び出力用導体47a、47b自体の発熱は、ヒートシンク45によるシャント抵抗43の放熱を妨げるだけでなく、シャント抵抗43自体を加熱してしまうため、シャント抵抗43自体の発熱と同様に電流測定の誤差要因となる。
【0010】
更に、シャント抵抗43の周辺における磁界の発生は、シャント抵抗43に誘導電流を生じさせるため、発熱と同様に電流測定の誤差要因となる。
【0011】
また、上述した従来の電流検出部40の構成によれば、電流測定の誤差要因となる発熱の影響を低減すべく、シャント抵抗43で発生する熱を逃がすためにヒートシンク46が設けられているが、シャント抵抗43はシャントモールド42で覆われているため、直接ヒートシンク46に接触させて放熱させることはできない。つまり、ヒートシンク46は、シャント抵抗43とヒートシンク46との間にある程度の熱抵抗が存在する状態で放熱を行っているため、シャント抵抗43の温度上昇を効率よく抑制することが困難であるという問題も存在する。
【0012】
従って、本発明は、これらの問題点を解決するためになされたもので、シャント抵抗を用いる電流検出手法において、シャント抵抗の近傍に設けた導体の放熱効果及び磁界遮蔽効果をあげて電流測定の誤差要因の影響をより小さくすることができる電流検出方法及び電流検出装置並びに電流検出装置を備えている測定機器を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電流検出方法及び電流検出装置並びに電流検出装置を備えた測定機器は、次に示す方法及び構成にすることである。
【0014】
(1)モールドされたシャント抵抗を備えたシャントモールド抵抗体を放熱用ヒートシンクに配置し、該シャント抵抗の両端に接続した2つの接続線のそれぞれと、所望の測定用電流を流すことができる電流入力用端子及び電流出力用端子のそれぞれとの間に、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を有する入力用導体及び又は出力用導体のそれぞれを電気的に接続し、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を有する入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出方法。
(2)前記コ字状に形成した入力用導体の形状は、前記コ字状に形成した出力用導体よりも大きく形成し、該入力用導体のコ字状の内側に前記出力用導体を同じ向きに重ねて配したことを特徴とする(1)記載の電流検出方法。
【0015】
(3)検出対象の測定電流を供給する電流入力端子及び電流出力端子と、該電流入力端子と電流出力端子との間に接続され、モールドされたシャント抵抗を有するシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体を配置して放熱するヒートシンクと、前記電流入力端子及び電流出力端子のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に電気的に接続した入力用導体及び出力用導体と、を有する電流検出装置において、前記入力用導体及び又は出力用導体には、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置。
(4)前記コ字状に形成した入力用導体の形状は、前記コ字状に形成した出力用導体よりも大きく形成し、該入力用導体のコ字状の内側に前記出力用導体を同じ向きに重ねて配したことを特徴とする(3)記載の電流検出装置。
【0016】
(5)1次側に入力される被測定用電流に応じて2次側に2次電流の測定電流を発生するカレントトランスと、該2次電流を流すモールドしたシャント抵抗を備えたシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体を配置して放熱するヒートシンクと、前記カレントトランスの2次側の両端のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に電気的に接続する入力用導体及び出力用導体と、を有する電流検出装置において、前記入力用導体及び又は出力用導体には、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置。
(6)前記コ字状に形成した入力用導体の形状は、前記コ字状に形成した出力用導体よりも大きく形成し、該入力用導体のコ字状の内側に前記出力用導体を同じ向きに重ねて配したことを特徴とする(5)記載の電流検出装置。
【0017】
(7)被測定電圧/電流を測定する電流検出手段を備えた測定機器であって、前記電流検出手段は、検出対象の測定電流を供給する電流入力端子及び電流出力端子と、該電流入力端子と電流出力端子との間に接続され、モールドされたシャント抵抗を有するシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体配置すると共に放熱するヒートシンクと、前記電流入力端子及び電流出力端子のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に、電気的に接続すると共に放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体とを備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置を備えた測定機器。
(8)前記コ字状に形成した入力用導体の形状は、前記コ字状に形成した出力用導体よりも大きく形成し、該入力用導体のコ字状の内側に前記出力用導体を同じ向きに重ねて配したことを特徴とする(7)記載の電流検出装置を備えた測定機器。
【0018】
(9)被測定電圧/電流を測定する電流検出手段を備えた測定機器であって、前記電流検出手段は、1次側に入力される検出対象の電流に応じて2次側に2次電流を発生させるカレントトランスと、該2次側で発生した2次電流を流すシャント抵抗を備えたシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体を配置して放熱するヒートシンクと、前記カレントトランスの2次側の両端のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に電気的に接続すると共に放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体とを備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置を備えた測定機器。
(10)前記コ字状に形成した入力用導体の形状は、前記コ字状に形成した出力用導体よりも大きく形成し、該入力用導体のコ字状の内側に前記出力用導体を同じ向きに重ねて配したことを特徴とする(9)記載の電流検出装置を備えた測定機器。
【0019】
このように、電流検出装置に用いられるシャント抵抗に、電気的に直接接続され且つ電流を供給するための導体に放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を設けたことにより、導体がシャント抵抗に直結した放熱器として機能し、シャント抵抗から発生する熱を逃がすことが可能となり、シャント抵抗自体の温度上昇を抑制することができる。また、入力用及び出力用導体の2つを重ねることにより、シャント抵抗を流れる電流ループ面積が小さくすることができるため、入力される電流により発生する磁界がシャント抵抗へ与える影響を小さくすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電流検出方法及び電流検出装置並びに電流検出装置を備えた測定機器の実施形態について、電流検出部を備えた測定機器として、図面を参照して説明する。
【0021】
本発明に係る第1の実施形態の電流検出部を備えた測定機器は、図1に示すように、電源電圧/電流を負荷Zに流して測定する測定部10と、負荷Zから分流した測定電流をシャント抵抗に供給して、その電位差を検出して電源電圧/電流を測定する電流検出部11とから構成されている。
【0022】
電流検出部11は、図1及び図2に示すように、従来技術と同様に抵抗体としてシャント抵抗3を用いて電流を検出するように構成されており、測定電流Iinを入力する電流入力端子1aとシャント抵抗3を流れた出力電流Ioutを出力する電流出力端子1bと、電流入力端子1aから入力された測定電流Iinを流すシャント抵抗3をモールド2したシャントモールド抵抗体4と、電流入力端子1aと電流出力端子1bとの間に、シャント抵抗3の両端に接続してある接続線5a、5bのそれぞれと電気的に接続してある入力用導体7a及び出力用導体7bとから構成されている。
【0023】
入力用導体7a及び出力用導体7bは、それぞれ、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えたものであり、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配した構造となっている。このような構造からなる入力用導体7aは、接続線5aと電流入力端子1aとの間に設けられ、それぞれと電気的に接続した構成となっており、また、出力用導体47bは、接続線5bと電流出力端子1bとの間に設けられ、それぞれと電気的に接続した構成となっている。ここで、入力用導体7aが接続する部位は、コ字状に形成した起立部分の側壁面であり、また接続線5aが接続する部位は、入力用導体7aが接続するコ字状に形成した起立部分の反対側の起立部分の側壁面である。一方、出力用導体7bも同じく、その接続する部位は、コ字状に形成した起立部分の側壁面であり、また接続線5bが接続する部位は、入力用導体7bが接続するコ字状に形成した起立部分の反対側の起立部分の側壁面である。
【0024】
また、コ字型形状に形成した入力用導体7aは、同じくコ字型形状に形成した出力用導体7bに比べて大きく形成し、この入力用導体7aのコ字状の内側であって底面部分に絶縁体8を介在させて出力用導体7bを同じ向きに重ねて配した構成となっている。
【0025】
シャントモールド抵抗体4は、モールドされているシャント抵抗3から発生する熱を逃がすためにヒートシンク6上に配置した構成となっている。
【0026】
上記構成において、入力用導体及び出力用導体7a、7bは、従来使用されていた一枚板部材をそのまま使用した導体と比較して、次に示すように形状が変更されていることにより様々な効果を有する。
【0027】
(1)入力用及び出力用導体7a、7bをコ字状の形状にすることにより、一枚板に比べ面積が広くとれると共にシャント抵抗3までの距離を短くすること、即ち、太く、短くすることができる。これにより、入力用及び出力用導体7a、7b自体の電力損失を一枚板に比べて少なくなり、入力用及び出力用導体7a、7b自体の発熱量が小さくなる。従って、入力用及び出力用導体7a、7bの発熱がシャント抵抗3の温度を上昇させる要因となることを防止することができる。
【0028】
(2)入力用及び出力用導体7a、7bの形状をコの字型にすることにより、表面積、体積を大きくすることができるため、入力用及び出力用導体7a、7b自体の放熱を大きくすることができる。ここで入力用及び出力用導体7a、7bは接続線5a、5bを介して直接シャント抵抗3に接続されているので、入力用及び出力用導体7a、7bからシャント抵抗3で発生する熱を放出することができるため、シャント抵抗3の温度上昇を抑制することができる。
【0029】
(3)入力用及び出力用導体7a、7bが上下に重なる部分、具体的にはコ字型形状に形成した底面部分を重ねて配した構造としたことにより、電流入力端子1a→シャント抵抗3→電流出力端子1bという電流ループの面積が小さくなるため、入力電流(測定電流Iin)により発生する磁界がシャント抵抗3に与える影響を小さくすることができる。また、重なり部分が静電シールドの働きをするので、シャント抵抗3に入ってくる静電的ノイズを減少させることもできる。
【0030】
(4)入力用及び出力用導体7a、7bの上下距離を短くし、且つ重なり面積を大きくする。これにより、上記(3)の効果を更に増すことが可能となる。
【0031】
このように、重複した説明になるが、入力用導体7a及び又は出力用導体7bの形状を変更することにより、入力用及び出力用導体7a、7bがシャント抵抗3に直結した放熱器として働き、シャント抵抗3で発生する熱を逃がすことができるため、シャント抵抗3の温度上昇を抑制する。また、入力用及び出力用導体7a、7bを重ねることにより、シャント抵抗3を流れる電流ループ面積が小さくなるため、入力される電流により発生する磁界がシャント抵抗3へ与える影響をも小さくなる。すなわち、電流測定の誤差要因の影響をより小さくすることができ、従来と比較して、熱による誤差を減少させた電流測定を簡単且つ低コストな方法で実現することができる。
【0032】
より具体的には、例えば、電流検出用の1mΩのシャント抵抗3に対し、次の2種類の入力用及び出力用導体7a、7bを用意する。
【0033】
▲1▼L × W × t = 50mm × 10mm × 1mm (従来型)
▲2▼L × W × t = 50mm × 20mm × 1mm (改善型)
【0034】
ここで、改善型の入力用及び出力用導体7a、7bは、従来型の入力用及び出力用導体の半分の抵抗値を有し、2倍の体積を有する。これらの入力用及び出力用導体7a、7bを用いてシャント抵抗3の温度上昇試験を行ったところ、従来型の温度上昇が17.9℃となり、改善型の温度上昇が16.2℃となった。すなわち、改善型の入力用及び出力用導体7a、7bは、幅を2倍に太くした(広くした)ことにより、1.7℃温度を下げたことになり、これは従来型の温度上昇の約10%の改善にあたる。また、例えば、このシャント抵抗3の温度係数が200ppm/℃である場合、シャント抵抗3の発熱による抵抗値の上昇は、従来型が0.00358mΩ、改善型が0.00324mΩとなり、改善型は従来型と比較して340ppmの温度によるずれを抑制したことになる。
【0035】
このように、入力用及び出力用導体7a、7bの体積を2倍にすることにより、シャント抵抗3の温度変化を改善できるのである。
【0036】
すなわち、本実施形態によれば、入力用及び出力用導体7a、7bの形状を、コの字型にして表面積を大きくし、また両方の入力用及び出力用導体7a、7bを重ね合わせることができる形状とすることにより、シャント抵抗3の温度上昇を抑制するとともに、電流測定の誤差要因であるシャント抵抗3の発熱および発生磁界による影響をより小さくすることができる。従って、従来と比較して、発熱による誤差を減少させた電流測定を簡単且つ低コストな方法で実現することができる。
【0037】
次に、第2の実施形態の電流検出装置を備えた測定機器について、図3を参照して説明する。この測定機器は、シャント抵抗で電流を検出する手法を同じくして、カレントトランスを用いて測定電流を入力する電流検出部を備えている。
【0038】
カレントトランスにより測定電流を得る測定機器は、図3に示すように、電源電圧/電流I1をカレントトランスCTに流して測定電流I2を生成する測定部10aと、カレントトランスCTで得られた測定電流I2→Iinをシャント抵抗3に供給して、その電位差を検出して電源電圧/電流を測定する電流検出部11とから構成されている。この電流検出部11は、上述した第1の実施形態の測定機器の電流検出部と同じであるため、同一符号を付与してその説明は省略する。
【0039】
カレントトランス31は、入力電流I1を流す一次側コイルL1、ある決まった比率で作成されている二次側コイルL2から構成され、二次側コイルL2の両端が電流検出部の電流入力端子1a及び電流出力端子1bに接続した構成となっている。
【0040】
このような構成からなる測定機器において、外部から一次側コイルL1に入力した入力電流I1は、カレントトランス31を介して、例えば入力電流の500分の1の大きさに変流され、二次側コイルL2に2次電流I2を発生させる。2次電流I2は、測定電流Iinとして、電流入力端子1a及び入力用導体7aを通過してシャント抵抗3に流れ、出力用導体7bを通して電流出力端子1bを通過して出力電流Ioutとして出力する。従って、シャント抵抗3の両端に発生する電位差を検出することにより2次電流I2の値を測定することができる。従って、カレントトランス31の特性を用いることにより、結果として入力電流I1を測定して電源電圧/電流を測定することができるのである。
【0041】
又、カレントトランスCTによる変流が行われているので、2次電流I2の電流値は小さい。このとき、小さい電流を検出するためには、比較的大きな抵抗値を有するシャント抵抗3が必要になるため、シャント抵抗3における消費電力・発熱も大きくなる。従って、従来は、カレントトランスCTを介してシャント抵抗3で電流を検出する場合においても、シャント抵抗3の温度上昇が電流測定の誤差要因になっていた。
【0042】
しかし、本発明により改良したコ字型形状の入力用導体7a及び出力用導体7bを用いることにより、入力用及び出力用導体7a、7bがシャント抵抗3に直結した放熱器として機能することになり、積極的にシャント抵抗3で発生する熱を逃がすことができるので、従来の手法と比較して入力用及び出力用導体7a、7b自体の温度上昇を抑制することができ、電流測定時の誤差要因としての温度上昇の影響を小さくすることができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シャント抵抗に直結した導体に放熱手段及び又は電磁遮蔽手段を備えたことにより、電流測定の誤差要因の影響をより小さくすることができ、従来と比較して、発熱を抑制して電流測定誤差を減少させる手法を簡単且つ低コストで実現することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施形態の電流検出部を備えた測定機器の概略構成を示す断面図である。
【図2】同電流検出部の概略構成を示す説明図である。
【図3】第2の実施形態のカレントトランスを用いて電流検出を行う電流検出部を備えた測定機器の概略構成を示す説明図である。
【図4】従来の電流入力部に採用されている電流検出装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
1a 電流入出力端子
1b 電流出力端子
2 モールド
3 シャント抵抗
4 シャントモールド抵抗体
5a 接続線
5b 接続線
6 ヒートシンク
7a 入力用導体
7b 出力用導体
8 絶縁体
10 測定部
10a 測定部
11 電流検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a current detection method, a current detection device, and a measurement device including the current detection device, and more particularly, a current detection method, a current detection device, and a measurement device including the current detection device that detect current using a shunt resistor. Regarding improvement.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, current detection using a shunt resistor is performed by passing a current for measuring the voltage / current to be measured through the shunt resistor, and measuring the voltage / current to be measured by measuring a potential difference between both ends of the shunt resistor. Doing is a widely used measurement technique.
[0003]
As shown in FIG. 4, a measuring instrument equipped with such a current detection unit detects a current by inputting a measurement current from both ends of the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional current detection unit as described above, a phenomenon occurs in which heat and a magnetic field are generated from the
[0009]
Specifically, the heat generation of the
[0010]
Furthermore, the generation of a magnetic field around the
[0011]
In addition, according to the configuration of the conventional
[0012]
Therefore, the present invention has been made to solve these problems. In the current detection method using a shunt resistor, the heat radiation effect and the magnetic field shielding effect of a conductor provided in the vicinity of the shunt resistor are increased. It is an object of the present invention to provide a current detection method, a current detection device, and a measurement device including the current detection device that can reduce the influence of an error factor.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a current detection method, a current detection device, and a measuring instrument equipped with the current detection device according to the present invention have the following method and configuration.
[0014]
(1) A shunt mold resistor having a molded shunt resistor is disposed on a heat sink for heat dissipation, and each of the two connection lines connected to both ends of the shunt resistor and a current that allows a desired measurement current to flow. Electrically connecting each of the input conductor and / or output conductor having heat dissipation means and / or magnetic field shielding means between the input terminal and the current output terminal ;
The input conductor and / or output conductor having the heat radiation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate member formed in the U shape in an insulated state. The current detection method characterized by the above-mentioned .
(2) The input conductor formed in the U-shape is formed larger than the output conductor formed in the U-shape, and the output conductor is the same inside the U-shape of the input conductor. The current detection method according to (1) , wherein the current detection method is arranged so as to overlap in a direction.
[0015]
(3) a current input terminal and a current output terminal for supplying a measurement current to be detected, a shunt mold resistor connected between the current input terminal and the current output terminal and having a molded shunt resistor, and the shunt A heat sink for dissipating heat by disposing a mold resistor; and an input conductor and an output conductor electrically connected between each of the current input terminal and the current output terminal and both ends of the shunt resistor. In the current detection device, the input conductor and / or the output conductor include a heat radiating means and / or a magnetic field shielding means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A current detection device characterized by that .
(4) The input conductor formed in the U-shape is formed larger than the output conductor formed in the U-shape, and the output conductor is the same inside the U-shape of the input conductor. The current detection device according to (3) , wherein the current detection device is arranged so as to overlap in a direction.
[0016]
(5) A shunt mold resistor having a current transformer that generates a measurement current of a secondary current on the secondary side according to the current to be measured input to the primary side, and a molded shunt resistor that passes the secondary current An input conductor and an output electrically connected between each of the secondary ends of the current transformer and both ends of the shunt resistor. In the current detection device having a conductor, the input conductor and / or the output conductor is provided with a heat radiating means and / or a magnetic field shielding means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A current detection device characterized by that .
(6) The input conductor formed in the U-shape is formed larger than the output conductor formed in the U-shape, and the output conductor is the same inside the U-shape of the input conductor. The current detection device according to (5) , wherein the current detection device is arranged so as to overlap in a direction.
[0017]
(7) A measuring device including current detection means for measuring a voltage / current to be measured, wherein the current detection means includes a current input terminal and a current output terminal for supplying a measurement current to be detected, and the current input terminal. A shunt mold resistor having a molded shunt resistor, a heat sink that dissipates and dissipates heat, and each of the current input terminal and the current output terminal, and the shunt. Between each of both ends of the resistor, it is provided with an input conductor and an output conductor that are electrically connected and have a heat dissipation means and / or a magnetic field shielding means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A measuring instrument equipped with a current detection device characterized by the above .
(8) The input conductor formed in the U-shape is formed larger than the output conductor formed in the U-shape, and the output conductor is the same inside the U-shape of the input conductor. A measuring instrument comprising the current detecting device according to (7), wherein the measuring device is arranged in a direction.
[0018]
(9) A measuring device including a current detection means for measuring a voltage / current to be measured, wherein the current detection means is a secondary current on the secondary side according to a current to be detected input to the primary side. A shunt mold resistor having a shunt resistor for flowing a secondary current generated on the secondary side, a heat sink for dissipating heat by disposing the shunt mold resistor, and a secondary of the current transformer An input conductor and an output conductor that are electrically connected between each of both ends of the side and each of both ends of the shunt resistor and have a heat dissipating means and / or a magnetic field shielding means ,
The input conductor and output conductor provided with the heat dissipation means and / or magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U-shape and overlapping the plate members formed in the U-shape in an insulated state. A measuring instrument provided with a current detection device characterized by the above .
(10) The shape of the input conductor formed in the U shape is larger than the output conductor formed in the U shape, and the output conductor is the same inside the U shape of the input conductor. A measuring instrument comprising the current detection device according to (9), wherein the measuring device is arranged in a direction.
[0019]
As described above, by providing the heat-dissipating means and / or the magnetic field shielding means to the shunt resistor used in the current detecting device, which is electrically connected directly and supplying the current, the heat dissipating the conductor directly connected to the shunt resistor. It is possible to release heat generated from the shunt resistor and suppress the temperature rise of the shunt resistor itself. Moreover, since the current loop area flowing through the shunt resistor can be reduced by overlapping the input and output conductors, the influence of the magnetic field generated by the input current on the shunt resistor can be reduced. it can.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a current detection method, a current detection device, and a measurement device including the current detection device according to the present invention will be described with reference to the drawings as a measurement device including a current detection unit.
[0021]
As shown in FIG. 1, the measuring device including the current detection unit according to the first embodiment of the present invention includes a
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0023]
Each of the input conductor 7a and the output conductor 7b is provided with a heat radiating means and / or a magnetic field shielding means, and a single plate member is formed in a U shape and the plate member formed in the U shape is insulated. It has a structure that is arranged in layers. The input conductor 7a having such a structure is provided between the
[0024]
Also, the input conductor 7a formed in a U-shape is formed larger than the output conductor 7b, which is also formed in a U-shape. The output conductors 7b are arranged in the same direction with the
[0025]
The shunt mold resistor 4 is configured on the
[0026]
In the above configuration, the input conductors and the output conductors 7a and 7b have various shapes by changing the shape as shown below as compared with a conductor using a single plate member that has been conventionally used as it is. Has an effect.
[0027]
(1) By making the input and output conductors 7a and 7b U-shaped, the area can be increased compared to a single plate and the distance to the shunt resistor 3 can be shortened, that is, thicker and shorter. be able to. As a result, the power loss of the input and output conductors 7a and 7b itself is smaller than that of a single plate, and the amount of heat generated by the input and output conductors 7a and 7b itself is reduced. Therefore, it is possible to prevent the heat generated by the input and output conductors 7a and 7b from becoming a factor that raises the temperature of the shunt resistor 3.
[0028]
(2) Since the surface area and volume can be increased by making the input and output conductors 7a and 7b have U-shapes, the heat radiation of the input and output conductors 7a and 7b themselves is increased. be able to. Here, since the input and output conductors 7a and 7b are directly connected to the shunt resistor 3 via the
[0029]
(3) Since the input and output conductors 7a and 7b overlap each other, specifically, a bottom portion formed in a U-shape, the current input terminal 1a → the shunt resistor 3 → Since the area of the current loop of the
[0030]
(4) The vertical distance between the input and output conductors 7a and 7b is shortened and the overlapping area is increased. Thereby, the effect of (3) can be further increased.
[0031]
Thus, although it becomes redundant description, by changing the shape of the input conductor 7a and / or the output conductor 7b, the input and output conductors 7a, 7b work as a radiator directly connected to the shunt resistor 3, Since the heat generated by the shunt resistor 3 can be released, the temperature rise of the shunt resistor 3 is suppressed. In addition, since the current loop area flowing through the shunt resistor 3 is reduced by overlapping the input and output conductors 7a and 7b, the influence of the magnetic field generated by the input current on the shunt resistor 3 is also reduced. That is, the influence of the error factor of the current measurement can be further reduced, and the current measurement in which the error due to heat is reduced can be realized by a simple and low-cost method as compared with the conventional case.
[0032]
More specifically, for example, for the 1 mΩ shunt resistor 3 for current detection, the following two types of input and output conductors 7a and 7b are prepared.
[0033]
(1) L × W × t = 50 mm × 10 mm × 1 mm (conventional type)
(2) L × W × t = 50 mm × 20 mm × 1 mm (improved type)
[0034]
Here, the improved input and output conductors 7a and 7b have a resistance value half that of the conventional input and output conductors, and have twice the volume. When the temperature rise test of the shunt resistor 3 was performed using these input and output conductors 7a and 7b, the temperature rise of the conventional type was 17.9 ° C., and the temperature rise of the improved type was 16.2 ° C. It was. In other words, the improved input and output conductors 7a and 7b have the temperature lowered by 1.7 ° C. by making the width twice as large (widened). This is about 10% improvement. Further, for example, when the temperature coefficient of the shunt resistor 3 is 200 ppm / ° C., the increase in the resistance value due to the heat generation of the shunt resistor 3 is 0.00358 mΩ for the conventional type and 0.00324 mΩ for the improved type, and the improved type is the conventional type. Compared with the mold, the deviation due to the temperature of 340 ppm was suppressed.
[0035]
Thus, the temperature change of the shunt resistor 3 can be improved by doubling the volume of the input and output conductors 7a and 7b.
[0036]
That is, according to the present embodiment, the shape of the input and output conductors 7a and 7b can be made U-shaped to increase the surface area, and both the input and output conductors 7a and 7b can be overlapped. By adopting a shape that can be used, it is possible to suppress the temperature rise of the shunt resistor 3 and to further reduce the influence of heat generation and generated magnetic field of the shunt resistor 3 that is an error factor of current measurement. Therefore, it is possible to realize current measurement with reduced errors due to heat generation by a simple and low-cost method as compared with the conventional case.
[0037]
Next, a measuring instrument provided with the current detection device of the second embodiment will be described with reference to FIG. This measuring device includes a current detection unit that inputs a measurement current using a current transformer in the same manner as that for detecting a current using a shunt resistor.
[0038]
As shown in FIG. 3, the measuring device that obtains the measurement current with the current transformer includes a measurement unit 10a that generates a measurement current I2 by supplying the power supply voltage / current I1 to the current transformer CT, and a measurement current obtained with the current transformer CT. The
[0039]
The current transformer 31 includes a primary side coil L1 that flows an input current I1 and a secondary side coil L2 that is created at a certain ratio. Both ends of the secondary side coil L2 are current input terminals 1a and 1a of the current detection unit. It is configured to be connected to the
[0040]
In the measuring device having such a configuration, the input current I1 input from the outside to the primary coil L1 is transformed to, for example, 1/500 of the input current via the current transformer 31, and the secondary side A secondary current I2 is generated in the coil L2. The secondary current I2 passes through the current input terminal 1a and the input conductor 7a and flows to the shunt resistor 3 as the measurement current Iin, passes through the
[0041]
In addition, since current transformation is performed by the current transformer CT, the current value of the secondary current I2 is small. At this time, in order to detect a small current, the shunt resistor 3 having a relatively large resistance value is required, so that power consumption and heat generation in the shunt resistor 3 also increase. Therefore, conventionally, even when a current is detected by the shunt resistor 3 via the current transformer CT, the temperature rise of the shunt resistor 3 has become an error factor of current measurement.
[0042]
However, by using the U-shaped input conductor 7a and output conductor 7b improved according to the present invention, the input and output conductors 7a and 7b function as a heat radiator directly connected to the shunt resistor 3. Since the heat generated by the shunt resistor 3 can be actively released, the temperature rise of the input and output conductors 7a and 7b themselves can be suppressed as compared with the conventional method, and an error in current measurement can be achieved. The influence of temperature rise as a factor can be reduced.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the influence of the current measurement error factor can be reduced by providing the heat radiation means and / or the electromagnetic shielding means on the conductor directly connected to the shunt resistor. Thus, it is possible to obtain an effect that a method of suppressing heat generation and reducing a current measurement error can be realized easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a measuring instrument including a current detection unit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the current detection unit.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a measuring instrument including a current detection unit that performs current detection using a current transformer according to a second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a current detection device employed in a conventional current input unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Current input /
Claims (10)
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を有する入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出方法。A shunt mold resistor having a molded shunt resistor is arranged on a heat sink for heat dissipation, each of two connection lines connected to both ends of the shunt resistor, a current input terminal capable of flowing a desired measurement current, and Electrically connecting each of the input conductor and / or output conductor having the heat dissipation means and / or magnetic field shielding means between each of the current output terminals ;
The input conductor and / or output conductor having the heat radiation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate member formed in the U shape in an insulated state. The current detection method characterized by the above-mentioned.
前記入力用導体及び又は出力用導体には、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置。A current input terminal and a current output terminal for supplying a measurement current to be detected, a shunt mold resistor connected between the current input terminal and the current output terminal and having a molded shunt resistor, and the shunt mold resistor And a heat sink for dissipating heat and an input conductor and an output conductor electrically connected between each of the current input terminal and the current output terminal and both ends of the shunt resistor. In
The input conductor and / or the output conductor are provided with heat radiating means and / or magnetic field shielding means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A current detection device characterized by that.
前記入力用導体及び又は出力用導体には、放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置。A current transformer that generates a measurement current of a secondary current on the secondary side according to a current to be measured input to the primary side, and a shunt mold resistor including a molded shunt resistor that passes the secondary current; A heat sink that dissipates heat by disposing the shunt mold resistor, and an input conductor and an output conductor that are electrically connected between both ends of the secondary side of the current transformer and both ends of the shunt resistor; In a current detection device having:
The input conductor and / or the output conductor are provided with heat radiating means and / or magnetic field shielding means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A current detection device characterized by that.
前記電流検出手段は、検出対象の測定電流を供給する電流入力端子及び電流出力端子と、該電流入力端子と電流出力端子との間に接続され、モールドされたシャント抵抗を有するシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体を配置すると共に放熱するヒートシンクと、前記電流入力端子及び電流出力端子のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に、電気的に接続すると共に放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体とを備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び又は出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置を備えた測定機器。A measuring device having a current detecting means for measuring a voltage / current to be measured,
The current detection means includes a current input terminal and a current output terminal for supplying a measurement current to be detected; a shunt mold resistor connected between the current input terminal and the current output terminal and having a molded shunt resistor; A heat sink for dissipating and dissipating the shunt mold resistor, and electrically connecting and dissipating means and / or magnetic field shielding between each of the current input terminal and current output terminal and both ends of the shunt resistor. An input conductor and an output conductor provided with means ,
The input conductor and / or output conductor provided with the heat dissipation means and / or the magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U shape and overlapping the plate members formed in the U shape in an insulated state. A measuring instrument equipped with a current detection device characterized by the above.
前記電流検出手段は、1次側に入力される検出対象の電流に応じて2次側に2次電流を発生させるカレントトランスと、該2次側で発生した2次電流を流すシャント抵抗を備えたシャントモールド抵抗体と、該シャントモールド抵抗体を配置して放熱するヒートシンクと、前記カレントトランスの2次側の両端のそれぞれと前記シャント抵抗の両端のそれぞれとの間に電気的に接続すると共に放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体とを備え、
前記放熱手段及び又は磁界遮蔽手段を備えた入力用導体及び出力用導体は、1枚板部材をコ字状に形成し、該コ字状に形成した板部材を絶縁した状態で重ねて配したことを特徴とする電流検出装置を備えた測定機器。A measuring device having a current detecting means for measuring a voltage / current to be measured,
The current detection means includes a current transformer that generates a secondary current on the secondary side according to a current to be detected input to the primary side, and a shunt resistor that causes the secondary current generated on the secondary side to flow. And electrically connecting between the shunt mold resistor, the heat sink that dissipates the heat by disposing the shunt mold resistor, and both ends of the secondary side of the current transformer and both ends of the shunt resistor. An input conductor and an output conductor provided with a heat dissipating means and / or a magnetic field shielding means ,
The input conductor and output conductor provided with the heat dissipation means and / or magnetic field shielding means are formed by forming a single plate member in a U-shape and overlapping the plate members formed in the U-shape in an insulated state. A measuring instrument provided with a current detection device characterized by the above.
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