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公開番号2025132029
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-10
出願番号2024029331
出願日2024-02-29
発明の名称電流センサおよび電力変換装置
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250903BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】コアレスの電流センサにおいて、高温異常の抑制、検出精度の向上を図る。
【解決手段】電流センサは、電力変換装置の導体1の電流を検出する。収納部材2は、導体1の一端と他端との間の一部の外周を包覆する。収納部材2には、導体1の一方の面が露出するように第1開放部2aが形成される。基板4には導体1の電流を検出する検知部5が実装される。検知部5が実装された基板4は、第1開放部2a内に配置される。断熱材3は、第1開放部2a内、かつ、検知部5と導体1の間に配置される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電力変換装置の導体の電流を検出する電流センサであって、
前記導体の一端と他端との間の一部の外周を包覆し、前記導体の一方の面が露出するように第１開放部が形成された収納部材と、
前記第１開放部内に配置され、前記導体の電流を検出する検知部が実装された基板と、
前記第１開放部内、かつ、前記検知部と前記導体の間に配置された断熱材と、
を備えたことを特徴とする電流センサ。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
電力変換装置の導体の電流を検出する電流センサであって、
前記導体の一端と他端との間の一部の外周を包覆し、前記導体の一方の面が露出するように第１開放部が形成され、前記導体の他方の面が露出するように第２開放部が形成された収納部材と、
前記第１開口部内に配置され、前記導体の電流を検出する検知部が実装された基板と、
前記第２開口部内に配置された熱伝導材と、
を備え、
前記熱伝導材を介して前記導体が前記電力変換装置の筐体と接触することを特徴とする電流センサ。
【請求項３】
前記収納部材は、前記導体の他方の面が露出するように第２開放部が形成され、
前記第２開放部内に配置された熱伝導材を備え、
前記熱伝導材を介して前記導体が前記電力変換装置の筐体と接触することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項４】
前記収納部材は、複数の前記導体の一端と他端の間の一部の外周を包覆し、複数の前記導体の一方の面が露出するように前記第１開放部が形成されたことを特徴とする請求項１または２記載の電流センサ。
【請求項５】
請求項１または２記載の前記電流センサを備えたことを特徴とする電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電流センサの熱マネジメント（放熱、断熱）の技術に係り、特に、電流センサの構成部品を導体の熱煽りから守る技術に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータは、直流電力を交流電力に変換してモータなどの負荷に給電する電力変換装置である。
【０００３】
インバータの出力電流を測定する方法として、従来コア有りのＨＣＴ（ホール電流検出器）モジュールが主に使用されてきた。出力側の導体とＨＣＴモジュールが別体で組立の際に一体となる構成が一般的である。また、ＨＣＴモジュールは、コア及びセンサＩＣを実装した基板を樹脂ケースに内蔵した構成が多い。
【０００４】
特に、電流センサの使用環境（使用温度）は、センサＩＣを含む電子部品により制限される。電子部品の自己発熱もあるがその影響は小さく、大部分はコア及び導体からの熱煽り（もらい熱）に起因する。
【０００５】
そのため、既存の熱対策としては、樹脂ケースまたは導体に熱伝導シート等のＴＩＭ材（ＴｈｅｒｍａｌＩｎｔｅｒｆａｃｅＭａｔｅｒｉａｌ：熱伝導材料）を介してインバータの筐体（ケース）へ放熱を行う方法をとっていた。図１がこの電流センサ構造の一例である。この構造では３相の導体１の各々にコア１０およびセンサＩＣ（図示省略）が設けられ、樹脂ケース１１で一体化している。
【０００６】
近年、電流検出の方法として、集磁用のコアを用いないコアレスの電流センサが出始めている。この構成の先行技術として特許文献１が開示されている。コアレスの電流センサは、従来、電流センサ体積の大部分を占めていたコアを使用しないため小型化が可能になった。その反面、集磁やクロストーク対策のためこれまで以上にセンサと導体を近くに配置する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－１６２４１６号公報
【非特許文献】
【０００８】
株式会社エフ・シー・シー、技術・開発、抄紙・新素材技術、［online、令和６年２月１４日検索］、インターネット＜URL https://www.fcc-net.co.jp/tech/papermaking/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
インバータの小型化（高出力密度）実現において、個々の構成部品のダウンサイジング及び発熱が課題となる。
【００１０】
以前からあるコア有りの電流センサの多くは、センサ部分（基板）は樹脂ケースに覆われており、導体１からの熱の煽りを直接うける構成ではなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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