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公開番号2025098322
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214377
出願日2023-12-20
発明の名称電力変換器及び電流検出回路
出願人株式会社豊田自動織機
代理人インフォート弁理士法人
主分類G01R 19/00 20060101AFI20250625BHJP(測定;試験)
要約【課題】電力変換器に備えられるコイルに流れる電流の検出精度を向上させつつ、電力変換器の製造コストを抑える。
【解決手段】平滑コイルLoを備える電力変換器1において、平滑コイルLoに磁気結合されている検出用巻線Ldと、互いに直列接続されているとともに検出用巻線Ldに並列接続されている検出用抵抗Rd及び検出用コンデンサCdを備え、検出用コンデンサCdの両端電圧に基づいて平滑コイルLoに流れる電流を検出する検出回路2とを備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
コイルを備える電力変換器であって、
前記コイルに磁気結合されている検出用巻線と、
互いに直列接続されているとともに前記検出用巻線に並列接続されている検出用抵抗及び検出用コンデンサを備え、前記検出用コンデンサの両端電圧に基づいて前記コイルに流れる電流を検出する検出回路と、
を備える電力変換器。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換器であって、
前記コイルは、前記電力変換器に流れる電流を平滑する平滑コイルである
電力変換器。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換器であって、
前記平滑コイルは、コアを有し、
前記検出用巻線は、前記コアに巻き回されている
電力変換器。
【請求項４】
請求項３に記載の電力変換器であって、
前記コアは、ギャップを有する
電力変換器。
【請求項５】
請求項１に記載の電力変換器であって、
前記コイルの巻き数をＮ１とし、前記検出用巻線の巻き数をＮ２とする場合、Ｎ２／Ｎ１≦１０とする
電力変換器。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換器であって、
互いに直列接続されているとともに定電圧源と前記検出回路の基準電位との間に接続されている２つのオフセット用抵抗を備え、
前記２つのオフセット用抵抗は、前記検出用コンデンサの両端電圧を、前記２つのオフセット用抵抗の接続点の電位と前記検出回路の基準電位との電位差分オフセットさせる
電力変換器。
【請求項７】
請求項２に記載の電力変換器であって、
前記平滑コイルは、前記電力変換器が実装される基板の少なくとも一方の主面に配置され、
前記検出用巻線は、前記平滑コイルに対して前記基板の板厚方向に並んで配置されている
電力変換器。
【請求項８】
請求項７に記載の電力変換器であって、
前記基板は、多層基板であり、
前記検出用巻線は、前記基板の内層に配線パターンとして配置されている
電力変換器。
【請求項９】
電力変換器に備えられるコイルに流れる電流を検出する電流検出回路であって、
前記コイルに磁気結合されている検出用巻線と、
互いに直列接続されているとともに前記検出用巻線に並列接続されている検出用抵抗及び検出用コンデンサを備え、前記検出用コンデンサの両端電圧に基づいて、前記コイルに流れる電流を検出する検出回路と、
を備える電流検出回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換器に備えられるコイルに流れる電流を検出する技術に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
電流検出回路として、電力変換器に備えられるコイルに、互いに直列接続される検出用抵抗及び検出用コンデンサを並列接続し、検出用コンデンサの両端電圧により求められるコイルの直流抵抗成分のドロップ電圧に基づいて、コイルに流れる電流を検出し、検出用コンデンサの両端電圧とドロップ電圧との誤差に基づいて、検出した電流を補正する検出回路を備えるものがある。関連する技術として、特許文献１がある。
【０００３】
しかしながら、上記電流検出回路では、検出用コンデンサがコイルに直接接続されているため、コイルの直流抵抗成分のドロップ電圧に基づいてコイルに流れる電流を検出する際に、検出回路の基準電位を検出用コンデンサの両端電圧に合わせてオフセットさせる、または、検出用コンデンサの両端電圧を検出回路の基準電位に合わせてオフセットさせる必要がある。そのため、検出回路の基準電位または検出用コンデンサの両端電圧をオフセットさせる機能を検出回路に追加する分、製造コストが増大するおそれがある。また、ドロップ電圧は比較的小さい値になるため、検出回路においてドロップ電圧をアナログ値からデジタル値に変換する際に量子化誤差の影響を受け易くなり、電流検出精度が低下するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０００－１９３６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一側面に係る目的は、電力変換器に備えられるコイルに流れる電流の検出精度を向上させつつ、電力変換器の製造コストを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る一つの形態である電力変換器は、コイルを備える電力変換器であって、前記コイルに磁気結合されている検出用巻線と、互いに直列接続されているとともに前記検出用巻線に並列接続されている検出用抵抗及び検出用コンデンサを備え、前記検出用コンデンサの両端電圧に基づいて前記コイルに流れる電流を検出する検出回路とを備える。
【０００７】
このように、検出用巻線がコイルに磁気結合されているため、コイルと検出用コンデンサとを互いに電気的に分離（絶縁）させることができ、検出用コンデンサの基準電位をコイルと独立させて任意に設定することができる。そのため、例えば、検出用コンデンサの基準電位を検出回路の基準電位に接続することにより、検出回路の基準電位または検出用コンデンサの両端電圧をオフセットすることなく、検出用コンデンサの両端電圧に基づいてコイルに流れる電流を検出することができる。これにより、検出回路の基準電位または検出用コンデンサの両端電圧をオフセットさせる機能を備える必要がない分、電力変換器の製造コストの増加を抑えることができる。また、コイルに対する検出用巻線の巻線数比を大きくすることで、検出用コンデンサにかかる電圧を大きくすることができるため、検出回路において検出用コンデンサの両端電圧をアナログ値からデジタル値に変換する際に量子化誤差の影響を受け難くすることができ、電流検出精度を向上させることができる。
【０００８】
また、コイルは、前記電力変換器に流れる電流を平滑する平滑コイルとしてもよい。
【０００９】
また、前記平滑コイルは、コアを有し、前記検出用巻線は、前記コアに巻き回されていてもよい。
【００１０】
また、前記コアは、ギャップを有してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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