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公開番号2024140730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023052036
出願日2023-03-28
発明の名称電流検出回路
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20241003BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電流の検出精度を向上させること。
【解決手段】基板35は、各シャント抵抗31の第1端子32に対応して1つずつ設けられるとともに各第1端子32に電気的に接続される複数の第1接続パターン42と、複数のシャント抵抗31の並設方向X1に延びて各第1接続パターン42を集約するとともに第1センスパターン40の第1端に電気的に接続され、且つ、第1センスパターン40のパターン幅P11よりも広いパターン幅P1を有する第1集約パターン43と、各シャント抵抗31の第2端子33に対応して1つずつ設けられるとともに各第2端子33に電気的に接続される複数の第2接続パターン44と、並設方向X1に延びて各第2接続パターン44を集約するとともに第2センスパターン41の第1端に電気的に接続され、且つ、第2センスパターン41のパターン幅P12よりも広いパターン幅P2を有する第2集約パターン45と、を有している。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電パターン及び第２導電パターンを有する基板と、
前記第１導電パターンに電気的に接続される第１端子、及び前記第２導電パターンに電気的に接続される第２端子を有するシャント抵抗と、
前記第１端子と前記第２端子との間で発生する電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記基板には、前記シャント抵抗が複数実装されており、
前記複数のシャント抵抗は、一方向に並んだ状態で並列接続されており、
前記基板は、
第１端が前記第１端子に電気的に接続されるとともに第２端が前記電圧検出部に電気的に接続される第１センスパターンと、
第１端が前記第２端子に電気的に接続されるとともに第２端が前記電圧検出部に電気的に接続される第２センスパターンと、を有している電流検出回路であって、
前記基板は、
前記各シャント抵抗の前記第１端子に対応して１つずつ設けられるとともに前記各第１端子に電気的に接続される複数の第１接続パターンと、
前記複数のシャント抵抗の並設方向に延びて前記各第１接続パターンを集約するとともに前記第１センスパターンの第１端に電気的に接続され、且つ、前記第１センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有する第１集約パターンと、
前記各シャント抵抗の前記第２端子に対応して１つずつ設けられるとともに前記各第２端子に電気的に接続される複数の第２接続パターンと、
前記並設方向に延びて前記各第２接続パターンを集約するとともに前記第２センスパターンの第１端に電気的に接続され、且つ、前記第２センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有する第２集約パターンと、を有していることを特徴とする電流検出回路。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記第１導電パターンは、電流を入力する入力部を有し、
前記第２導電パターンは、電流を出力する出力部を有し、
前記入力部及び前記出力部は、前記複数のシャント抵抗のうち、前記並設方向の中央寄りに配置されているシャント抵抗と前記並設方向に対して直交する方向で対向する位置に配置されており、
前記第１センスパターンは、前記第１集約パターンにおける前記並設方向の中央部に接続されており、
前記第２センスパターンは、前記第２集約パターンにおける前記並設方向の中央部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路。
【請求項３】
前記第１導電パターンは、電流を入力する入力部を有し、
前記第２導電パターンは、電流を出力する出力部を有し、
前記入力部及び前記出力部は、前記複数のシャント抵抗のうち、前記並設方向の一方寄りに配置されているシャント抵抗と前記並設方向に対して直交する方向で対向する位置に配置されており、
前記第１センスパターンは、前記第１集約パターンにおける前記並設方向の他方寄りの部分に接続されており、
前記第２センスパターンは、前記第２集約パターンにおける前記並設方向の他方寄りの部分に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電流検出回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出回路に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１のように、シャント抵抗を用いて電流を検出する電流検出回路が従来から知られている。このような電流検出回路は、基板と、シャント抵抗と、電圧検出部と、電流検出部と、を備えている。基板は、第１導電パターン及び第２導電パターンを有している。シャント抵抗は、基板に実装されている。シャント抵抗は、第１端子及び第２端子を有している。第１端子は、第１導電パターンに電気的に接続されている。第２端子は、第２導電パターンに電気的に接続されている。
【０００３】
そして、例えば、第１導電パターンから第１端子及び第２端子を経由して第２導電パターンへ電流が流れると、第１端子と第２端子との間で電圧が発生する。電圧検出部は、第１端子と第２端子との間で発生する電圧を検出する。電流検出部は、電圧検出部により検出された電圧に基づいて電流を検出する。
【０００４】
ところで、シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧を、電圧検出部によって正確に検出することは、電流検出部において、電流の検出精度を高めるために重要である。そこで、電流検出回路では、周知の４端子法（ケルビン接続）を採用することで、シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧を検出することが従来から行われている。４端子法が採用されている電流検出回路では、基板は、第１センスパターンと、第２センスパターンと、を有している。第１センスパターンは、第１端がシャント抵抗の第１端子に電気的に接続されるとともに第２端が電圧検出部に電気的に接続されている。第２センスパターンは、第１端がシャント抵抗の第２端子に電気的に接続されるとともに第２端が電圧検出部に電気的に接続されている。
【０００５】
これによれば、シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧を検出するための第１センスパターン及び第２センスパターンが、第１導電パターン及び第２導電パターンに対して分離されている。よって、電圧検出部は、第１導電パターン及び第２導電パターンを流れる電流による電圧降下の影響を受けずに、シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧を検出することができる。その結果、シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧を、電圧検出部によって正確に検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１２－１４９９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、このような電流検出回路においては、比較的高い定格電力を実現するために、基板には、シャント抵抗が複数実装されている場合がある。複数のシャント抵抗は、例えば、一方向に並んだ状態で並列接続されている。この場合、各シャント抵抗を流れる電流のばらつきにより、各シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧にもばらつきが生じる場合がある。このとき、電圧検出部が検出する電圧として、複数のシャント抵抗のうち、第１センスパターン及び第２センスパターンに近い位置に配置されているシャント抵抗での第１端子と第２端子との間で発生する電圧の影響が大きくなる。よって、電流検出部において、電流の検出精度が悪化してしまう虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する電流検出回路は、第１導電パターン及び第２導電パターンを有する基板と、前記第１導電パターンに電気的に接続される第１端子、及び前記第２導電パターンに電気的に接続される第２端子を有するシャント抵抗と、前記第１端子と前記第２端子との間で発生する電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部により検出された電圧に基づいて電流を検出する電流検出部と、を備え、前記基板には、前記シャント抵抗が複数実装されており、前記複数のシャント抵抗は、一方向に並んだ状態で並列接続されており、前記基板は、第１端が前記第１端子に電気的に接続されるとともに第２端が前記電圧検出部に電気的に接続される第１センスパターンと、第１端が前記第２端子に電気的に接続されるとともに第２端が前記電圧検出部に電気的に接続される第２センスパターンと、を有している電流検出回路であって、前記基板は、前記各シャント抵抗の前記第１端子に対応して１つずつ設けられるとともに前記各第１端子に電気的に接続される複数の第１接続パターンと、前記複数のシャント抵抗の並設方向に延びて前記各第１接続パターンを集約するとともに前記第１センスパターンの第１端に電気的に接続され、且つ、前記第１センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有する第１集約パターンと、前記各シャント抵抗の前記第２端子に対応して１つずつ設けられるとともに前記各第２端子に電気的に接続される複数の第２接続パターンと、前記並設方向に延びて前記各第２接続パターンを集約するとともに前記第２センスパターンの第１端に電気的に接続され、且つ、前記第２センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有する第２集約パターンと、を有している。
【０００９】
これによれば、各シャント抵抗の第１端子に印加される電圧が各第１接続パターンを介して第１集約パターンに集約されるとともに、各シャント抵抗の第２端子に印加される電圧が各第２接続パターンを介して第２集約パターンに集約される。そして、第１集約パターンに第１センスパターンの第１端が電気的に接続されるとともに、第２集約パターンに第２センスパターンの第１端が電気的に接続されている。よって、電圧検出部は、第１集約パターンと第２集約パターンとの間で発生する電圧を検出する。したがって、電圧検出部が検出する電圧として、複数のシャント抵抗のうち、第１センスパターン及び第２センスパターンに近い位置に配置されているシャント抵抗に発生する電圧の影響が大きくなってしまうことを回避することができる。よって、各シャント抵抗に流れる電流のばらつきにより、各シャント抵抗において第１端子と第２端子との間で発生する電圧にばらつきが生じても、電流検出部において、電流の検出精度が悪化してしまうことを回避することができる。さらには、第１集約パターンは、第１センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有するとともに、第２集約パターンは、第２センスパターンのパターン幅よりも広いパターン幅を有している。これによれば、第１集約パターン及び第２集約パターンのインピーダンスを低下させることができるため、電圧検出部による電圧の検出精度が向上する。その結果、電流検出部において、電流の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
上記電流検出回路において、前記第１導電パターンは、電流を入力する入力部を有し、前記第２導電パターンは、電流を出力する出力部を有し、前記入力部及び前記出力部は、前記複数のシャント抵抗のうち、前記並設方向の中央寄りに配置されているシャント抵抗と前記並設方向に対して直交する方向で対向する位置に配置されており、前記第１センスパターンは、前記第１集約パターンにおける前記並設方向の中央部に接続されており、前記第２センスパターンは、前記第２集約パターンにおける前記並設方向の中央部に接続されているとよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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