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公開番号2024061961
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-09
出願番号2022169635
出願日2022-10-24
発明の名称電流センサ
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01R 15/00 20060101AFI20240430BHJP(測定;試験)
要約【課題】低コストな構成で故障の高精度な検知が可能な電流センサを提供する。
【解決手段】第1のシャント抵抗器110を、測定対象MOを含む回路において、測定対象MOと直列に接続し、第2のシャント抵抗器130と、電流制限回路140と、電源150と、を含む直列回路の一端を、第1のシャント抵抗器110の一端に接続し、当該直列回路の他端を、第1のシャント抵抗器110の他端とに接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１のシャント抵抗器と、
第２のシャント抵抗器と、
電流制限回路と、
電源と、を有し、
前記第１のシャント抵抗器は、測定対象を含む回路において、前記測定対象と直列に接続され、
前記第２のシャント抵抗器と、前記電流制限回路と、前記電源と、は、直列に接続され、前記第２のシャント抵抗器と、前記電流制限回路と、前記電源と、を含む直列回路の一端は、前記第１のシャント抵抗器の一端に接続され、当該直列回路の他端は、前記第１のシャント抵抗器の他端に接続されている、電流センサ。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値および前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値が入力される制御部をさらに有し、
前記制御部は、前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値と前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値との比に基づいて、前記電流センサの故障を検知する、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記制御部は、前記測定対象に電流が流れていないときに、前記電源による電力の供給を行い、前記電流センサの故障の検知を行う、請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値および前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値が入力される制御部をさらに有し、
前記制御部は、
前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値に基づいて、前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値を測定し、
前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値に基づいて、前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値を測定し、
前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値とに基づいて、前記電流センサの故障を検知する、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値の少なくともいずれかが異常値であるときに、前記電流センサは故障していると判定する、請求項４に記載の電流センサ。
【請求項６】
切替部をさらに有し、
前記制御部は、
第１の制御部と、
第２の制御部と、を有し、
前記切替部は、前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値を前記第１の制御部に入力し、前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値を前記第２の制御部に入力する第１の状態と、前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧の値を前記第２の制御部に入力し、前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値を前記第１の制御部に入力する前記第２の状態と、の間で切り替わり、
前記第１の制御部は、
前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧が入力されたならば、当該入力された第１のシャント抵抗器にかかる電圧に基づいて、前記第１のシャント抵抗器を流れる電流を測定し、
前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧が入力されたならば、当該入力された第２のシャント抵抗器にかかる電圧に基づいて、前記第２のシャント抵抗器を流れる電流を測定し、
前記第２の制御部は、
前記第１のシャント抵抗器にかかる電圧が入力されたならば、当該入力された第１のシャント抵抗器にかかる電圧に基づいて、前記第１のシャント抵抗器を流れる電流を測定し、
前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧が入力されたならば、当該入力された第２のシャント抵抗器にかかる電圧に基づいて、前記第２のシャント抵抗器を流れる電流を測定する、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項７】
前記制御部は、
前記切替部の状態ごとに前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値および前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値を測定し、
前記切替部の状態ごとに測定された前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値および前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値に基づいて、前記第１のシャント抵抗器、前記第２のシャント抵抗器、前記第１の制御部、および前記第２の制御部の故障を検知する、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項８】
前記制御部は、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第１の制御部は故障していると判定し、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第２の制御部は故障していると判定し、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第１のシャント抵抗器は故障していると判定し、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第２のシャント抵抗器は故障していると判定し、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第１のシャント抵抗器と前記第１の制御部は故障していると判定し、
前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第２のシャント抵抗器と前記第２の制御部が故障していると判定し、
前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値が正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第２のシャント抵抗器と前記第１の制御部は故障していると判定し、
前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値は正常値であり、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第１の状態であるときに測定される前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値と、前記切替部が前記第２の状態であるときに測定される前記第１のシャント抵抗器を流れる電流の値と、が異常値であるならば、前記第１のシャント抵抗器と前記第２の制御部は故障していると判定する、請求項７に記載の電流センサ。
【請求項９】
前記制御部は、
前記第２のシャント抵抗器にかかる電圧の値に基づいて、前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値を測定し、
前記第２のシャント抵抗器を流れる電流の値を基づいて、前記第１のシャント抵抗器のキャリブレーションを行う、請求項２に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記測定対象に電流が流れていないときに、前記電源による電力の供給を行い、前記第１のシャント抵抗器のキャリブレーションを行う、請求項９に記載の電流センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、シャント抵抗器を用いた電流センサの故障を検知する技術を開示している。特許文献１に開示された技術では、バッテリ２１から印可される第１試験電圧と、シャント抵抗１１にから制御手段３０に入力される第１入力電圧と、に基づいて、電流センサ（電流検出手段１０）の故障を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５８８２６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術において、電流センサの故障の検知は、バッテリ２１から印可される第１試験電圧に基づいており、この第１試験電圧の変動に影響を受けてしまう。近年、二次電池の充放電を測定するための電流センサは、電池残量の正確な把握のために高精度化が進んでおり、電流センサの故障をより高い精度で検知する技術が求められている。
【０００５】
電流センサの故障を高い精度で検知する技術として、例えば、図６に示すように、高精度な電流センサ２つを用いた技術がある。この技術では、２つの電流センサによる測定値に差が生じたときに、２つの電流センサのいずれかに故障が生じたと判定をする。しかしながら、この技術は、２つの高精度な電流センサを使用するため、高コストな技術である。また、この技術では、シャトン抵抗器の故障であるのか、シャント抵抗器にかかる電圧からシャント抵抗器を流れる電流の値を測定する制御回路の故障であるのかを判定することできない。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストな構成で故障の高精度な検知が可能な電流センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態に係る電流センサは、第１のシャント抵抗器と、第２のシャント抵抗器と、電流制限回路と、電源と、を有し、前記第１のシャント抵抗器は、測定対象を含む回路において、前記測定対象と直列に接続され、前記第２のシャント抵抗器と、前記電流制限回路と、前記電源と、は、直列に接続され、前記第２のシャント抵抗器と、前記電流制限回路と、前記電源と、を含む直列回路の一端は、前記第１のシャント抵抗器の一端に接続され、当該直列回路の他端は、前記第１のシャント抵抗器の他端に接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、低コストな構成で故障の高精度な検知が可能な電流センサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。
故障検知閉回路を流れる電流を説明する図である。
第１の制御部１２１、第２の制御部１２２、切替部１６０を有する電流センサ１００を示す図である。
切替部１６０の２つの状態を説明する図である。
第１のシャント抵抗器１１０、第２のシャント抵抗器１３０、第１の制御部１２１、第２の制御部１２２の故障と、切替部１６０の状態ごとの第１のシャント抵抗器１１０、第２のシャント抵抗器１３０を流れる電流の値と、の関係を示す図である。
２つの電流センサを用いる従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜電流センサ１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。電流センサ１００は、第１のシャント抵抗器１１０と、制御部１２０と、を有する。電流センサ１００は、測定対象ＭＯを流れる電流を測定する。測定対象ＭＯは、例えば、バッテリなどの電源であっても良いし、抵抗器、コンデンサ、インダクタなどの電気部品であっても良いし、配線部分であっても良い。
（【００１１】以降は省略されています）

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