JP7720179B2 - Current sensors and watt-hour meters - Google Patents
Current sensors and watt-hour metersInfo
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Description
本発明は、小型かつ高感度で外部磁界の影響を受けにくい電流センサ及び電力量計に関する。 The present invention relates to a current sensor and watt-hour meter that are small, highly sensitive, and less susceptible to external magnetic fields.
従来、用いられている電流センサとしては、変流器(カレントトランス;CT)や、集磁コアのギャップ部にホール素子などの磁気検出素子を配置した構成のセンサ、また、集磁コアのギャップ部に、巻き線コイルや誘電体基板上にコイルパターンを形成した素子により構成されるセンサなどがある。これらの方法は磁性体を用いるために大電流での飽和防止のために形状が大きくなり、コストが高くなる。 Current sensors that have traditionally been used include current transformers (CTs), sensors that place a magnetic detection element such as a Hall element in the gap of a magnetic core, and sensors that place a wound coil or an element with a coil pattern formed on a dielectric substrate in the gap of a magnetic core. Because these methods use magnetic materials, they tend to be large in size to prevent saturation at large currents, which increases costs.
また、集磁コアを用いずにプリント基板上に形成したコイルパターンのみにより構成する方法もある。これらの方法はプリント基板上に形成したコイルパターンのみで構成するために、小型化、安価といった利点がある。 There are also methods that use only a coil pattern formed on a printed circuit board without using a magnetic core. These methods have the advantage of being small and inexpensive, as they are constructed using only a coil pattern formed on a printed circuit board.
特許文献1では、測定電流から生じる磁束を検出するために、回路基板の両面にそれぞれ複数ターンの導電パターンにより形成した一対の表裏対称な形状をした第1コイルC1と、かつ、測定配線を配置する位置に対して前記第1コイルと線対称に配置された第2コイルC2とで構成される。そして、測定配線の位置に対して上下対称にコイルを配置した構造とすることにより、測定配線に対して上下対称に配置されたコイルが測定配線の周囲の磁束を検出し、電流測定の際に回路の配線を切断・変更することなく測定対象に近付けることにより電流を測定する。 In Patent Document 1, to detect the magnetic flux generated by the measurement current, a pair of first coils C1, each formed with a multi-turn conductive pattern on both sides of a circuit board and shaped symmetrically on the front and back, and a second coil C2, arranged symmetrically to the first coil with respect to the position where the measurement wiring is placed, are used. By arranging the coils symmetrically above and below the position of the measurement wiring, the coils arranged symmetrically above and below the measurement wiring detect the magnetic flux around the measurement wiring, and the current can be measured by bringing the coil close to the measurement target without cutting or changing the circuit wiring.
ところで、特許文献1における電流センサは、10μs程度のパルス幅の比較的高周波な信号を測定することを想定しており、例えば、この構成を電力量計などに搭載される電流センサに適用する場合、周波数が50Hz~60Hz程度と低い周波数のために電流検出感度が不足するといった問題が生じる。この対策には、コイル面積を大きくしてコイルのターン数を多くする方法があるが、十分な感度を得るためにはセンサが大型化するといった問題が生じる。また、別の方法として、特許文献1のような両面基板ではなく、多層基板を用いてコイルのターン数を多くする方法があるが、第一のコイルと第二のコイルの接続位置、第一のコイル及び第二のコイルのそれぞれの各層の接続位置によっては外来ノイズ(外部磁界)の影響を受けやすくなるといった問題が生じる。 The current sensor in Patent Document 1 is designed to measure relatively high-frequency signals with a pulse width of approximately 10 μs. For example, if this configuration is applied to a current sensor installed in a power meter or the like, the low frequency of approximately 50 Hz to 60 Hz can result in insufficient current detection sensitivity. One solution to this problem is to increase the coil area and the number of coil turns, but this creates the problem of the sensor becoming larger in order to achieve sufficient sensitivity. Another method is to use a multi-layer board rather than a double-sided board as in Patent Document 1 to increase the number of coil turns, but this can create problems such as increased susceptibility to external noise (external magnetic fields) depending on the connection positions of the first and second coils and the connection positions of each layer of the first and second coils.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型かつ高感度で外部磁界の影響を受けにくい電流センサ及び電力量計を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above, and aims to provide a current sensor and watt-hour meter that are small, highly sensitive, and less susceptible to external magnetic fields.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、電流を流す電流バーの周囲に形成される磁界を検出して前記電流バーに流れる電流信号を検出する電流センサであって、多層プリント基板上に前記磁界を検出する第1のコイルと第2のコイルとが形成され、前記第1のコイルの一端と前記第2のコイルの一端とは前記多層プリント基板の表面と裏面とを接続する第1のビアによって接続され、前記第1のコイルの他端又は前記第2のコイルの他端の一方は同一面内で外部接続端子に接続され、他方は前記多層プリント基板の表面と裏面とを接続する第2のビアを介して外部接続端子に接続され、前記第1のビアと前記第2のビアとは、前記第1のコイルの中心軸と前記第2のコイルの中心軸とを通る中心面に対して異なる側に配置され、前記第1のコイルの層間を接続する層間接続ビアのうちの前記第1のコイルの外周側に配置された第1の層間接続ビアと、前記第2のコイルの層間を接続する層間接続ビアのうちの前記第2のコイルの外周側に配置された第2の層間接続ビアとは、前記中心面に対して異なる側に配置されることを特徴とする。 To solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides a current sensor that detects a magnetic field formed around a current bar through which a current flows and detects a current signal flowing through the current bar, wherein a first coil and a second coil that detect the magnetic field are formed on a multilayer printed circuit board, one end of the first coil and one end of the second coil are connected by a first via that connects the front and back surfaces of the multilayer printed circuit board, one of the other ends of the first coil or the second coil is connected to an external connection terminal within the same plane, and the other is connected to an external connection terminal via a second via that connects the front and back surfaces of the multilayer printed circuit board, the first via and the second via are located on different sides of a central plane that passes through the central axes of the first coil and the second coil, and a first interlayer connection via that is located on the outer periphery of the first coil among the interlayer connection vias that connect the layers of the first coil and a second interlayer connection via that is located on the outer periphery of the second coil among the interlayer connection vias that connect the layers of the second coil are located on different sides of the central plane.
また、本発明は、上記の発明において、前記多層プリント基板は、4層以上の層で構成され、各層にコイルパターンが形成されていることを特徴とする。 Furthermore, in the above invention, the present invention is characterized in that the multilayer printed circuit board is composed of four or more layers, and a coil pattern is formed on each layer.
また、本発明は、上記の発明において、前記第1のコイルと前記第2のコイルとは、前記電流バーに流れる電流が生成する磁界によって生じる誘導電圧を強め合うように直列接続されることを特徴とする。 Furthermore, in the above invention, the present invention is characterized in that the first coil and the second coil are connected in series so as to reinforce the induced voltages generated by the magnetic field generated by the current flowing through the current bar.
また、本発明は、上記の発明のいずれか一つに記載した電流センサが検出した電流信号と電圧センサが検出した電圧信号とをもとに前記電流バーを流れる電力量を算出することを特徴とする。 The present invention is also characterized in that the amount of power flowing through the current bar is calculated based on the current signal detected by the current sensor and the voltage signal detected by the voltage sensor described in any one of the above inventions.
本発明によれば、多層プリント基板に形成したコイルパターンによりターン数を多くすることで、小型で商用周波数の電流を高感度に計測することができ、外来ノイズ(外部磁場)の影響を相殺するように2つのコイルを接続することで、その影響を受けにくい高精度な電流センサを提供することができる。 According to the present invention, by increasing the number of turns in a coil pattern formed on a multilayer printed circuit board, it is possible to measure commercial frequency currents with high sensitivity in a compact device, and by connecting two coils in a way that cancels out the effects of external noise (external magnetic fields), it is possible to provide a high-precision current sensor that is less susceptible to such effects.
以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態である電流センサ3の概要構成を示す図であり、図1(a)は、電流センサ3の側面図を示し、図1(b)は、電流センサ3の斜視図を示している。図1に示すように、電流センサ3は、測定対象の電流が流れる電流バー1の近傍に配置される。電流センサ3は、多層プリント基板上にパターンコイルである第1のコイル2a及び第2のコイル2bを配置している。第1のコイル2a及び第2のコイル2bは同じサイズの4層構造であり、位置は電流バー1を中心として、左右均等の位置に配置している。 Figure 1 shows the general configuration of a current sensor 3 according to an embodiment of the present invention, with Figure 1(a) showing a side view of the current sensor 3 and Figure 1(b) showing a perspective view of the current sensor 3. As shown in Figure 1, the current sensor 3 is placed near a current bar 1 through which the current to be measured flows. The current sensor 3 has a first coil 2a and a second coil 2b, which are pattern coils, placed on a multi-layer printed circuit board. The first coil 2a and the second coil 2b have a four-layer structure of the same size and are positioned at equal positions on the left and right of the current bar 1.
図2は、電流センサ3の平面図である。また、図3は、電流センサ3の各層のパターン構成を示す図である。図2に示すように、外部接続端子22a,22bは、図示しない信号処理回路と接続するための端子である。 Figure 2 is a plan view of the current sensor 3. Figure 3 is a diagram showing the pattern configuration of each layer of the current sensor 3. As shown in Figure 2, external connection terminals 22a and 22b are terminals for connecting to a signal processing circuit (not shown).
第1のコイル2a及び第2のコイル2bは、電流バー1に流れる電流Iにより発生する磁界を検出するものであり、電流および周波数に応じた誘導電圧を発生させる。電流バー1を介して左右均等な位置に第1のコイル2a及び第2のコイル2bが配置されており、第1のコイル2a及び第2のコイル2bは、電流Iにより発生する向きの異なる磁束Φを検出することになる。第1のコイル2a及び第2のコイル2bは、それぞれのコイルで発生した誘導電圧が足し合わされるように直列接続される。そして、この誘導電圧を信号処理回路により積分処理することで電流Iに比例した検出信号を出力するものである。 The first coil 2a and second coil 2b detect the magnetic field generated by the current I flowing through the current bar 1, and generate an induced voltage according to the current and frequency. The first coil 2a and second coil 2b are positioned at equal left and right positions across the current bar 1, and detect the magnetic flux Φ of different directions generated by the current I. The first coil 2a and second coil 2b are connected in series so that the induced voltages generated in each coil are added together. This induced voltage is then integrated by a signal processing circuit to output a detection signal proportional to the current I.
誘導電圧はコイルの面積が大きく、ターン数が多いほど出力が大きくなる。そのため、商用周波数50Hz~60Hzのような低い周波数では発生する誘導電圧が小さく、そのため、コイル面積を大きくする、もしくは、ターン数を増やす方法で感度を確保する。コイルの面積を大きくする方法では電流センサの大型化を招くため、限られた面積でターン数を増やす方が望ましい。ただし、プリント基板上に形成したコイルパターンは配線間隔、導体幅が製造上限られているため、より多くのターン数を確保するためにはプリント基板の層数を増やして検出感度を確保することが望ましい。このため、本実施の形態では、4層、10mm四方程度の面積、配線の導体幅および間隔が0.1mmでコイルパターンを形成した場合は、2つのコイルの加算値で、おおよそ0.1mV/A(50Hz)の誘導電圧を得ることができる。 The larger the coil area and the more turns, the greater the induced voltage output. Therefore, the induced voltage generated is small at low frequencies, such as commercial frequencies of 50 Hz to 60 Hz. Therefore, sensitivity can be ensured by increasing the coil area or the number of turns. Increasing the coil area results in an increase in the size of the current sensor, so it is preferable to increase the number of turns within a limited area. However, since the wiring spacing and conductor width of coil patterns formed on printed circuit boards are subject to manufacturing limits, it is desirable to increase the number of layers on the printed circuit board to ensure a greater number of turns and ensure detection sensitivity. For this reason, in this embodiment, if a coil pattern is formed with four layers, an area of approximately 10 mm square, and a wiring conductor width and spacing of 0.1 mm, an induced voltage of approximately 0.1 mV/A (50 Hz) can be obtained, calculated as the sum of the two coils.
図3に示すように、4層の各層L1,L2,L3,L4は、それぞれ表面、第1内層、第2内層、裏面である。第1のコイル2a及び第2のコイル2bのそれぞれは、同一面積のコイルパターンが各層L1,L2,L3,L4に配置されている。各層L1,L2,L3,L4の誘導電圧が足し合わされるように、同一の巻き線方向でコイルパターンが形成されている。 As shown in Figure 3, the four layers L1, L2, L3, and L4 are the front surface, first inner layer, second inner layer, and back surface, respectively. The first coil 2a and second coil 2b each have a coil pattern of the same area arranged on each layer L1, L2, L3, and L4. The coil patterns are formed in the same winding direction so that the induced voltages of each layer L1, L2, L3, and L4 are added together.
第1のコイル2aは、外部接続端子22aから第1のコイルの端部P0を介してビアa1,b1,c1,d1の順に接続される。ここで、層L4のビアd1の下部位置は、第1のコイル2aの端部P1である。層L1のビアd1は、層L1において第2のコイル2bの端部P2に接続され、第2のコイル2bは、ビアa2,b2,c2,d2の順に接続されて外部接続端子22bに接続される。ここで、層L4のビアd2の下部位置は、第2のコイル2bの端部P3である。そして、第1のコイル2aの端部P1と第2のコイル2bの端部P2とが接続されることによって、第1のコイル2aの誘導電圧と第2のコイル2bの誘導電圧とは加算されるようになる。 The first coil 2a is connected to the external connection terminal 22a via end P0 of the first coil through vias a1, b1, c1, and d1 in that order. Here, the lower position of via d1 on layer L4 is end P1 of the first coil 2a. Via d1 on layer L1 is connected to end P2 of the second coil 2b on layer L1, and the second coil 2b is connected to the external connection terminal 22b through vias a2, b2, c2, and d2 in that order. Here, the lower position of via d2 on layer L4 is end P3 of the second coil 2b. Then, by connecting end P1 of the first coil 2a and end P2 of the second coil 2b, the induced voltage of the first coil 2a and the induced voltage of the second coil 2b become additive.
ビアa1、c1は、第1のコイル2aの中心軸C10に配置され、ビアb1、d1は、第1のコイル2aの外周に配置される。同様に、ビアa2,c2は、第2のコイル2bの中心軸C11に配置され、ビアb2、d2は、第2のコイル2bの外周に配置される。ビアa1,c1,b1は、第1のコイル2aの層間接続ビアであり、ビアa2,c2,b2は、第2のコイル2bの層間接続ビアである。また、ビアd1は、第1のコイル2aの端部P1と第2のコイル2bの端部P2とを接続するビアである。また、ビアd2は、第2のコイル2bの端部P3と外部接続端子22bとを接続するビアである。 Vias a1 and c1 are arranged on the central axis C10 of the first coil 2a, and vias b1 and d1 are arranged on the outer periphery of the first coil 2a. Similarly, vias a2 and c2 are arranged on the central axis C11 of the second coil 2b, and vias b2 and d2 are arranged on the outer periphery of the second coil 2b. Vias a1, c1, and b1 are interlayer connection vias for the first coil 2a, and vias a2, c2, and b2 are interlayer connection vias for the second coil 2b. Via d1 connects end P1 of the first coil 2a to end P2 of the second coil 2b. Via d2 connects end P3 of the second coil 2b to the external connection terminal 22b.
すなわち、第1のコイル2aの端部P1と第2のコイル2bの端部P2とは多層プリント基板の表面(層L1)と裏面(層L4)とを接続するビアd1によって接続され、第1のコイルの他の端部P0は、表面において外部接続端子22aに接続され、第2のコイル2bの他の端部P3は多層プリント基板の表面と裏面とを接続するビアd2を介して外部接続端子22bに接続される。そして、ビアd1とビアd2とは、第1のコイル2aの中心軸C10と第2のコイル2bの中心軸C11とを通る中心面LCに対して異なる側に配置される。 That is, end P1 of the first coil 2a and end P2 of the second coil 2b are connected by via d1, which connects the front surface (layer L1) and back surface (layer L4) of the multilayer printed circuit board; the other end P0 of the first coil is connected to external connection terminal 22a on the front surface; and the other end P3 of the second coil 2b is connected to external connection terminal 22b via via d2, which connects the front surface and back surface of the multilayer printed circuit board. Vias d1 and d2 are located on different sides of a central plane LC, which passes through the central axis C10 of the first coil 2a and the central axis C11 of the second coil 2b.
また、第1のコイル2aの層間を接続する層間接続ビアのうちのビアa1,c1は、中心軸C10近傍を通り、ビアb1は第1のコイル2aの外周側に配置される。同様に、第2のコイル2bの層間を接続する層間接続ビアのうちのビアa2,c2は、中心軸C11近傍を通り、ビアb2は第2のコイル2bの外周側に配置される。そして、ビアb1とビアb2とは、中心面LCに対して異なる側に配置される。 Furthermore, of the interlayer connection vias connecting the layers of the first coil 2a, vias a1 and c1 pass near the central axis C10, and via b1 is located on the outer periphery of the first coil 2a. Similarly, of the interlayer connection vias connecting the layers of the second coil 2b, vias a2 and c2 pass near the central axis C11, and via b2 is located on the outer periphery of the second coil 2b. Vias b1 and via b2 are located on different sides of the central plane LC.
このようなコイル間接続及びビア配置とすることによって外部磁場の影響を抑えることができる。図4は、本実施の形態と他の接続例A,Bとの外部磁場の影響を解析した結果を示す図である。他の接続例Aは、ビアd1,d2を無くし、コイル間接続を表面上あるいは裏面上で直接に接続したものである。したがって、他の接続例Aにおける第1のコイル2aと第2のコイル2bとは同じ巻線方向になる。また、他の接続例Bは、ビアb1,d1とビアb2,d2とを中心面LCに対して同じ側に配置したものである。 By using such inter-coil connections and via arrangements, the effects of external magnetic fields can be suppressed. Figure 4 shows the results of an analysis of the effects of external magnetic fields on this embodiment and other connection examples A and B. In other connection example A, vias d1 and d2 are eliminated, and the inter-coil connections are made directly on the front or back surface. Therefore, the first coil 2a and second coil 2b in other connection example A have the same winding direction. In addition, in other connection example B, vias b1 and d1 and vias b2 and d2 are arranged on the same side of the center plane LC.
解析結果では、他の接続例AがZ方向の外来磁場の影響を受け、他の接続例BがX方向の外来磁場の影響を受けているが、本実施の形態では、どの方向からの外部磁場の影響を受けていない。 The analysis results show that connection example A is affected by an external magnetic field in the Z direction, and connection example B is affected by an external magnetic field in the X direction, but in this embodiment, there is no effect from any external magnetic field.
Z方向の外部磁場については、図5(a)、図5(b)に示すように、本実施の形態では、ビアa1,b1,c1側からビアd1に向かって流れる誘導電流方向と、ビアa2,b2,c2側からビアd2に向かって流れる誘導電流方向とが異なる方向であり、互いの流れを打ち消す方向となるように接続されていることで、誘導電圧が相殺されるためである。一方、他の接続例Aでは、図5(c)、図5(d)に示すように、ビアb1,b2に流れる電流方向が異なり、互いの流れと重なる方向となるように接続されていることで、ループR1が形成され、Z方向の外部磁場を検出してしまうからである。 As for the external magnetic field in the Z direction, as shown in Figures 5(a) and 5(b), in this embodiment, the direction of the induced current flowing from vias a1, b1, and c1 toward via d1 is different from the direction of the induced current flowing from vias a2, b2, and c2 toward via d2, and the connections are such that the currents flow in these directions cancel each other out, thereby canceling out the induced voltage. On the other hand, in another connection example A, as shown in Figures 5(c) and 5(d), the currents flowing in vias b1 and b2 are different and are connected so that the currents flow in these directions overlap, forming a loop R1 and causing an external magnetic field in the Z direction to be detected.
一方、X方向の外部磁場については、図6(a)~図6(c)に示すように、本実施の形態では、ビアd1,d2が中心面LCに対して異なる側に配置されているため、X方向からみてビアa1,c1とビアd1とによって形成されるループR1と、ビアa2,c2とビアd2とによって形成されるループR2との電流方向が異なるため、誘導電圧が相殺される。これに対し、他の接続例Bでは、図6(d)~図6(f)に示すように、ビアd1,d2´が中心面LCに対して同じ側に配置されているため、X方向からみてビアa1,c1とビアd1とによって形成されるループR3と、ビアa2,c2とビアd2´とによって形成されるループR4との電流方向が同じになるため、誘導電圧を検出してしまうからである。 On the other hand, with regard to the external magnetic field in the X direction, as shown in Figures 6(a) to 6(c), in this embodiment, vias d1 and d2 are arranged on different sides of the central plane LC, so the current directions in loop R1 formed by vias a1, c1 and via d1, as viewed from the X direction, and loop R2 formed by vias a2, c2 and via d2 are different, resulting in the induced voltage being canceled out. In contrast, in other connection example B, as shown in Figures 6(d) to 6(f), vias d1 and d2' are arranged on the same side of the central plane LC, so the current directions in loop R3 formed by vias a1, c1 and via d1, as viewed from the X direction, are the same as those in loop R4 formed by vias a2, c2 and via d2', resulting in the detection of an induced voltage.
なお、上記の実施の形態では、4層のコイル例を示したが、これに限らず、偶数層の層数であればよい。 Note that while the above embodiment shows an example of a four-layer coil, this is not limiting and any even number of layers may be used.
<電力量計>
図7は、実施の形態で示した電流センサを用いた電力量計200の一例を示すブロック図である。この電力量計200は、電源SPと負荷LDとの間の三相電力量を計測するものであり、2電力計法により求めている。なお、図8は、三相電流IR,IS,IT及び三相電圧VR,VS,VT間のベクトル図を示している。
<Power meter>
Fig. 7 is a block diagram showing an example of a watt-hour meter 200 using the current sensor described in the embodiment. This watt-hour meter 200 measures three-phase power between a power source SP and a load LD, and calculates the power using the two-wattmeter method. Fig. 8 shows a vector diagram of the three-phase currents IR, IS, and IT and the three-phase voltages VR, VS, and VT.
図7に示すように、電力量計200は、実施の形態で示した電流センサ3に対応する電流センサ3a,3b、電圧センサ201a,201b、電力量算出部202、出力部203を有する。電流センサ3aは、R相の電流信号を検出する。電流センサ3bは、T相の電流信号を検出する。また、電圧センサ201aは、R相とS相との間の電圧信号を検出する。電圧センサ201bは、T相とS相との間の電圧信号を検出する。 As shown in FIG. 7, the watt-hour meter 200 has current sensors 3a and 3b corresponding to the current sensor 3 described in the embodiment, voltage sensors 201a and 201b, a watt-hour calculation unit 202, and an output unit 203. Current sensor 3a detects the R-phase current signal. Current sensor 3b detects the T-phase current signal. Voltage sensor 201a detects the voltage signal between the R and S phases. Voltage sensor 201b detects the voltage signal between the T and S phases.
電力量算出部202は、電流センサ3aの電流信号と電圧センサ201aの電圧信号とを乗算して瞬時電力信号を生成し、これをローパスフィルタで平滑した有効電力を求めるとともに、電流センサ3bの電流信号と電圧センサ201bの電圧信号とを乗算して瞬時電力信号を生成し、これをローパスフィルタで平滑した有効電力を求め、各有効電力を加算した有効電力を電力量として算出する。出力部203は、この算出された電力量を表示出力あるいは外部出力する。 The power calculation unit 202 multiplies the current signal from current sensor 3a by the voltage signal from voltage sensor 201a to generate an instantaneous power signal, smooths this signal using a low-pass filter to determine the active power, and multiplies the current signal from current sensor 3b by the voltage signal from voltage sensor 201b to generate an instantaneous power signal, smooths this signal using a low-pass filter to determine the active power, and calculates the active power by adding up each active power as the power amount. The output unit 203 displays or outputs the calculated power amount externally.
なお、2電力計法で求める三相電力Pは、
P=VRS・IR+VTS・IT
=(VR-VS)・IR+(VT-VS)・IT
=VR・IR+VS・(-IR-IT)+VT・IT
=VR・IR+VS・IS+VT・IT
となり、各相の電力を合計した電力を求めたことと同じになる。
The three-phase power P calculated using the two-wattmeter method is:
P=VRS・IR+VTS・IT
=(VR-VS)・IR+(VT-VS)・IT
=VR・IR+VS・(-IR-IT)+VT・IT
=VR・IR+VS・IS+VT・IT
This is the same as calculating the total power of each phase.
また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置及び構成要素の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。 Furthermore, the components illustrated in the above embodiments are merely functional schematics and do not necessarily have to be physically configured as shown. In other words, the distribution and integration of each device and component is not limited to that shown, and all or part of them can be functionally or physically distributed and integrated in any unit depending on various usage conditions, etc.
1 電流バー
2a 第1のコイル
2b 第2のコイル
3,3a,3b 電流センサ
22a,22b 外部接続端子
200 電力量計
201a,201b 電圧センサ
202 電力量算出部
203 出力部
a1,a2,b1,b2,c1,c2,d1,d2 ビア
C10,C11 中心軸
I 電流
IR,IS,IT 三相電流
L1,L2,L3,L4 層
LC 中心面
LD 負荷
P 三相電力
P0~P3 端部
R1~R4 ループ
SP 電源
VR,VS,VT 三相電圧
Φ 磁束
1 Current bar 2a First coil 2b Second coil 3, 3a, 3b Current sensor 22a, 22b External connection terminal 200 Watt-hour meter 201a, 201b Voltage sensor 202 Watt-hour calculation unit 203 Output unit a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2 Via C10, C11 Central axis I Current IR, IS, IT Three-phase current L1, L2, L3, L4 Layer LC Central plane LD Load P Three-phase power P0 to P3 End R1 to R4 Loop SP Power supply VR, VS, VT Three-phase voltage Φ Magnetic flux
Claims (4)
各層にコイルパターンが形成されている多層プリント基板上に磁界を検出する第1のコイルと第2のコイルとが形成され、
前記第1のコイルの一端と前記第2のコイルの一端とは前記多層プリント基板の表面と裏面とを接続する第1のビアによって接続され、前記第1のコイルの他端又は前記第2のコイルの他端の一方は同一面内で外部接続端子に接続され、他方は前記多層プリント基板の表面と裏面とを接続する第2のビアを介して外部接続端子に接続され、前記第1のビアと前記第2のビアとは、前記第1のコイルの中心軸と前記第2のコイルの中心軸とを通る中心面に対して異なる側に配置され、
前記第1のコイルの層間を接続する層間接続ビアのうちの前記第1のコイルの外周側に配置された第1の層間接続ビアと、前記第2のコイルの層間を接続する層間接続ビアのうちの前記第2のコイルの外周側に配置された第2の層間接続ビアとは、前記中心面に対して異なる側に配置されることを特徴とする電流センサ。 A current sensor that detects a magnetic field formed around a current bar through which a current flows and detects a current signal flowing through the current bar,
a first coil and a second coil for detecting a magnetic field are formed on a multilayer printed circuit board having a coil pattern formed on each layer ;
one end of the first coil and one end of the second coil are connected by a first via that connects the front and back surfaces of the multilayer printed circuit board, one of the other end of the first coil or the other end of the second coil is connected to an external connection terminal within the same plane, and the other is connected to an external connection terminal through a second via that connects the front and back surfaces of the multilayer printed circuit board, the first via and the second via are arranged on different sides of a central plane that passes through a central axis of the first coil and a central axis of the second coil,
A current sensor characterized in that a first interlayer connection via, among the interlayer connection vias connecting the layers of the first coil, which is arranged on the outer periphery of the first coil, and a second interlayer connection via, among the interlayer connection vias connecting the layers of the second coil, which is arranged on the outer periphery of the second coil, are arranged on different sides of the center plane.
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