特開 2022-189076 電流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189076

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/18 20060101AFI20221215BHJP

【ＦＩ】

G01R15/18 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097432

(22)【出願日】2021-06-10

(71)【出願人】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柄澤 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】中沢 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】池田 健太

(72)【発明者】

【氏名】山岸 君彦

【テーマコード（参考）】

2G025

【Ｆターム（参考）】

2G025AA00

2G025AB14

2G025AC01

(57)【要約】

【課題】周波数帯域の広い電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサ１０は、第二磁気コア３５を励磁する励磁信号７０が入力されるとともに、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す検出信号を出力する励磁検出巻線４０を備える。電流センサ１０は、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す補助信号３０６を出力する補助巻線５４を備える。電流センサ１０は、第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５に巻かれ、検出信号（振幅変調信号７７）から作られた信号が入力されるとともに、第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５の磁束を打ち消すように巻かれる帰還巻線３０を備える。電流センサ１０は、被測定電流１６に応じて帰還巻線３０が出力する信号を、補助信号３０６から作られた補正信号８２に基づいて修正することにより被測定電流１６の大きさを示す出力信号９６を出力する回路を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定電流が通流する被測定対象物を囲む第一磁気コアと、
前記第一磁気コアに配置される第二磁気コアと、
前記第二磁気コアに巻かれ、前記第二磁気コアを励磁する励磁信号が入力されるとともに、前記第二磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す検出信号を出力する励磁検出巻線と、
前記第二磁気コアに巻かれ、前記第二磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す補助信号を出力する補助巻線と、
前記第一磁気コア及び前記第二磁気コアに巻かれ、前記検出信号から作られた信号が入力されるとともに、前記第一磁気コアの磁束を打ち消すように巻かれる帰還巻線と、
前記被測定電流に応じて前記帰還巻線が出力する信号を、前記補助信号から作られた補正信号に基づいて修正することにより前記被測定電流の大きさを示す出力信号を出力する回路と、
を備えた電流センサ。

【請求項2】

請求項１に記載の電流センサであって、
前記第二磁気コアは、並んで配置された第三磁気コア及び第四磁気コアで構成され、
前記励磁検出巻線は、
前記第三磁気コアに巻かれ前記第三磁気コアを励磁する第一励磁信号が入力されるとともに前記第三磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す第一検出信号を出力する第一励磁検出巻線と、
前記第四磁気コアに巻かれ前記第四磁気コアを励磁する第二励磁信号が入力されるとともに前記第一励磁検出巻線で生じる磁束を打ち消すように構成され、かつ前記第四磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す第二検出信号を出力する第二励磁検出巻線と、
で構成され、
前記補助巻線は、前記第一励磁検出巻線が巻かれた前記第三磁気コア及び前記第二励磁検出巻線が巻かれた前記第四磁気コアを共に巻く巻線で構成され、
前記帰還巻線は、前記第一検出信号及び前記第二検出信号から作られた信号が入力される、
電流センサ。

【請求項3】

請求項１に記載の電流センサであって、
前記励磁検出巻線は、前記励磁信号が入力される励磁巻線と、前記検出信号を出力する検出巻線とを含んで構成される、
電流センサ。

【請求項4】

請求項２に記載の電流センサであって、
前記第一励磁検出巻線は、前記第一励磁信号が入力される第一励磁巻線と、前記第一検出信号を出力する第一検出巻線とを含んで構成され、
前記第二励磁検出巻線は、前記第二励磁信号が入力される第二励磁巻線と、前記第二検出信号を出力する第二検出巻線とを含んで構成される。
電流センサ。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電流センサであって、
前記回路は、前記補正信号に基づいて前記帰還巻線に入力される信号を調整して前記出力信号を修正する、
電流センサ。

【請求項6】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電流センサであって、
前記回路は、前記補正信号に基づいて前記帰還巻線から出力される信号を補正して前記出力信号を修正する、
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。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、主変流器のコアの内側に補助変流器が設けられた電流センサが開示されている。

【0003】

主変流器のコアには、交流ピックアップ巻線と補償巻線とが巻回されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００８－５１９２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この電流センサにおいて、交流ピックアップ巻線と補償巻線とを同じコアに巻くと、前記巻線同士が近くにあるため、高周波帯域においては、交流ピックアップ巻線と補償巻線との間に容量結合が生じ、周波数帯域が制限されるという課題がある。

【0006】

本開示は、周波数帯域の広い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】

本開示の電流センサは、被測定電流が通流する被測定対象物を囲む第一磁気コアと、前記第一磁気コアに配置される第二磁気コアと、前記第二磁気コアに巻かれ、前記第二磁気コアを励磁する励磁信号が入力されるとともに、前記第二磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す検出信号を出力する励磁検出巻線と、前記第二磁気コアに巻かれ、前記第二磁気コアに流れる磁束を検出して前記被測定電流を示す補助信号を出力する補助巻線と、前記第一磁気コア及び前記第二磁気コアに巻かれ、前記検出信号から作られた信号が入力されるとともに、前記第一磁気コアの磁束を打ち消すように巻かれる帰還巻線と、前記被測定電流に応じて前記帰還巻線が出力する信号を、前記補助信号から作られた補正信号に基づいて修正することにより前記被測定電流の大きさを示す出力信号を出力する回路と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本開示の電流センサでは、被測定電流に応じた信号を検出する帰還巻線（前記補償巻線に該当する）は、第一磁気コア及び第二磁気コアに巻かれている。また、帰還巻線の出力を修正する際に用いる補助信号を検出する補助巻線（前記交流ピックアップ巻線に該当する）は、第二磁気コアに巻かれている。

【0009】

このため、帰還巻線と補助巻線とが同一のコアに巻かれた場合と比較して、高周波帯域における帰還巻線と補助巻線との間に生じる容量結合を小さくできる。これにより、周波数帯域の制限が抑えられる。

【0010】

したがって、周波数帯域の広い電流センサの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、第一実施形態に係る電流センサを示す斜視図である。

【図2】図２は、第一実施形態に係る電流センサの内部を示す図であり、第一磁気コアが除かれた状態を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、図１のIII－III断面図である。

【図4】図４は、第一実施形態に係る電流センサの回路図である。

【図5】図５は、第二実施形態に係る電流センサの回路図である。

【図6】図６は、第三実施形態に係る電流センサの回路図である。

【図7】図７は、第四実施形態に係る電流センサの回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜第一実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第一実施形態に係る電流センサ１０について説明する。図１は、第一実施形態に係る電流センサ１０を示す斜視図である。図２は、第一実施形態に係る電流センサ１０の内部を示す図であり、第一磁気コア３２が除かれた状態を示す分解斜視図である。図３は、図１のIII－III断面図である。

【0013】

図１に示すように、電流センサ１０のセンサ本体１２は、円形のリング状に形成されている。センサ本体１２の中央部には、円形の挿通部１４が形成されている。センサ本体１２は、被測定電流１６が通流する被測定対象物１８を囲むように配置され、センサ本体１２は、挿通部１４を挿通した被測定対象物１８において、挿通部１４を貫通する方向に流れる被測定電流１６を測定する。

【0014】

被測定対象物１８は、被測定電流１６が流れる導体を含んで構成される。被測定対象物１８は、導体が露出したバスバー又は導線が被覆で覆われた電線が挙げられ、本実施形態では、一例として被測定対象物１８が電線で構成されている。

【0015】

電流センサ１０は、被測定対象物１８の周囲を囲んだ状態で被測定対象物１８に流れる被測定電流の大きさを測定する貫通型電流センサである。

【0016】

センサ本体１２は、被測定電流１６の測定時において被測定対象物１８を囲むように配置されればよい。

【0017】

例えば、リング状のセンサ本体１２を周方向に分離可能に接続する接続部を設け、センサ本体１２を接続部で分離可能とする。そして、センサ本体１２を接続部で分離してリング状のセンサ本体１２に開口部分を形成し、この開口部分から被測定対象物１８を挿通部１４へ挿入可能とする。これにより、測定時において、被測定対象物１８を囲むようにセンサ本体１２を配置してもよい。

【0018】

センサ本体１２の外面は、合成樹脂製のカバー２０で構成されている。カバー２０は、円形のリング状である。カバー２０は、センサ本体１２の厚み方向に分割された第一カバー２２と第二カバー２４とを備える。第一カバー２２及び第二カバー２４は、断面Ｕ字状に形成され（図３参照）、第一カバー２２と第二カバー２４との間に、空間が形成される。

【0019】

リング状のカバー２０の外周部には、帰還巻線３０がトロイダル方向に沿うようにポロイダル方向に巻かれている。帰還巻線３０は、カバー２０の全周にわたって巻かれている。

【0020】

なお、図１には、電流センサ１０の構成の理解を容易にするために、帰還巻線３０の一部のみが示されている。

【0021】

図２及び図３に示すように、カバー２０の第一カバー２２と第二カバー２４との間には、第一磁気コア３２と（図３参照）、第一磁気コア３２の内側に配置されたフラックスゲートセンサ３４とが設けられている。

【0022】

これにより、カバー２０に巻かれた帰還巻線３０は、第一磁気コア３２の外側に巻かれている。また、帰還巻線３０は、後述する第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５に巻かれている。帰還巻線３０は、入力された信号で発生する磁束によって第一磁気コア３２の磁束を打ち消すように動作する。第一磁気コア３２の磁束を打ち消すための磁束を発生させる為の具体的構成は、帰還巻線３０が巻かれる方向と帰還巻線３０に入力する信号の位相との関係で定める。

【0023】

なお、図２には、電流センサ１０の内部の構成の理解を容易にするために、第一磁気コア３２が除かれた状態が示されている。

【0024】

第一磁気コア３２は、円形のリング状に形成されている。第一磁気コア３２は、測定時において、被測定対象物１８を囲むように配置される。

【0025】

図３に示すように、第一磁気コア３２は、内側第一磁気コア３６と外側第一磁気コア３８とを備える。各第一磁気コア３６、３８は、断面がＵ字状の部材で構成されている。各第一磁気コア３６、３８は、一例としてパーマロイ材（鉄ニッケル軟質磁性材料）で構成される。

【0026】

内側第一磁気コア３６は、外側第一磁気コア３８より小さい。内側第一磁気コア３６は、フラックスゲートセンサ３４を挿入可能な開口部３６ａを有する。内側第一磁気コア３６は、フラックスゲートセンサ３４を収容する。

【0027】

外側第一磁気コア３８は、内側第一磁気コア３６を挿入可能な開口部３８ａを有する。外側第一磁気コア３８は、内側第一磁気コア３６を収容し、外側第一磁気コア３８の底部に近い方向に内側第一磁気コア３６の開口部３６ａが位置する。

【0028】

外側第一磁気コア３８は、内側第一磁気コア３６を収容した状態で、内側第一磁気コア３６の開口部３６ａを閉塞する。これにより、フラックスゲートセンサ３４は、第一磁気コア３２に収容される。

【0029】

フラックスゲートセンサ３４は、第二磁気コア３５と、第二磁気コア３５に巻かれた励磁検出巻線４０とを含む。これにより、フラックスゲートセンサ３４を構成する第二磁気コア３５は、第一磁気コア３２に配置される。

【0030】

励磁検出巻線４０は、第二磁気コア３５を励磁する励磁信号が入力される。励磁検出巻線４０は、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す検出信号を出力する。第二磁気コア３５は、円形のリング状に形成されている。第二磁気コア３５は、測定時において、被測定対象物１８を囲むように配置される。

【0031】

ここで、本実施形態では、第二磁気コア３５が円形のリング状に形成された場合について説明するが、第二磁気コア３５は、この形状に限定されるものではない。例えば、第一磁気コア３２の中途部に第二磁気コア３５を設けたり（例えば特開２０１２－８３２４１号公報参照）、第一磁気コア３２の周方向に離間して第二磁気コア３５を複数設けたり（例えば特開２０１４－２１５１０３号公報）してもよい。

【0032】

フラックスゲートセンサ３４は、隣接して並んで配置された第一フラックスゲートセンサ４２と第二フラックスゲートセンサ４４とを備える。

【0033】

第一フラックスゲートセンサ４２は、第二磁気コア３５を構成する円形のリング状の第三磁気コア４６と、第三磁気コア４６に巻かれた励磁検出巻線４０を構成する第一励磁検出巻線５０とを含む。第一励磁検出巻線５０は、リング状の第三磁気コア４６に対してトロイダル方向に沿うようにポロイダル方向に巻かれている。

【0034】

第一励磁検出巻線５０には、第三磁気コア４６を励磁する第一励磁信号が入力される。第一励磁検出巻線５０は、第三磁気コア４６に流れる磁束を検出して被測定電流１６（図１参照）を示す第一検出信号を出力する。

【0035】

第二フラックスゲートセンサ４４は、第二磁気コア３５を構成する円形のリング状の第四磁気コア４８と、第四磁気コア４８に巻かれた励磁検出巻線４０を構成する第二励磁検出巻線５２とを含む。第二励磁検出巻線５２は、リング状の第四磁気コア４８に対してトロイダル方向に沿うようにポロイダル方向に巻かれている。

【0036】

第二励磁検出巻線５２には、第四磁気コア４８を励磁する第二励磁信号が入力される。第二励磁検出巻線５２に入力された第二励磁信号によって発生する磁束は、第一励磁検出巻線５０に入力された第一励磁信号によって発生する磁束を打ち消すように作用する。第二励磁検出巻線５２は、第四磁気コア４８に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す第二検出信号を出力する。

【0037】

第三磁気コア４６と第四磁気コア４８とは、並んで配置されている。第三磁気コア４６及び第四磁気コア４８のそれぞれは、一例としてパーマロイ材（鉄ニッケル軟質磁性材料）で構成される。

【0038】

なお、第三磁気コア４６と第四磁気コア４８とをパーマロイ材が内層に挿入された多層基板で構成してもよい。この場合、パターン配線を多層基板の外周面に沿って螺旋状に形成することで、パターン配線で励磁検出巻線を構成することができる。

【0039】

フラックスゲートセンサ３４の外側には、補助巻線５４が巻かれている。補助巻線５４は、第一励磁検出巻線５０が巻かれた第三磁気コア４６と、第二励磁検出巻線５２が巻かれた第四磁気コア４８とを共に巻く。補助巻線５４は、リング状のフラックスゲートセンサ３４に対してトロイダル方向に沿うようにポロイダル方向に巻かれている。

【0040】

補助巻線５４は、第三磁気コア４６及び第四磁気コア４８を有する第二磁気コア３５に巻かれる。補助巻線５４（図４参照）は、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６（図１参照）を示す補助信号を出力する。

【0041】

第二磁気コア３５に流れる磁束は、第一励磁検出巻線５０からの磁束と第二励磁検出巻線５２からの磁束とで相殺できなかった磁束を含む。相殺できなかった磁束は、漏磁束となる。補助巻線５４は、フラックスゲートセンサ３４の第二磁気コア３５から漏れる漏磁束を含んだ補助信号を出力する。

【0042】

そして、補助巻線５４は、隣接する巻線間に隙間ができないように密に巻かれる。なお、内側第一磁気コア３６及び外側第一磁気コア３８は一体であってもよい。

【0043】

図４は、第一実施形態に係る電流センサ１０の回路図であり、センサ回路６０が示されている。

【0044】

センサ回路６０は、磁束検出部６２と、帰還部６４と、補正信号生成部６６とを備える。

【0045】

磁束検出部６２は、被測定対象物１８を流れる被測定電流１６のうち比較的周波数が低い被測定電流１６を主に検出する。比較的周波数が低い被測定電流１６は、一例として、周波数が１ｋＨｚ以下であって直流（ＤＣ）までの被測定電流１６が挙げられる。

【0046】

磁束検出部６２は、交流信号を発生する発振器６８を備える。発振器６８は、励磁信号７０と検波用信号７２とを出力する。検波用信号７２の周波数２ｆは、励磁信号７０の周波数ｆの二倍である。励磁信号７０の周波数ｆは、一例として、１０ＫＨｚである。

【0047】

発振器６８は、励磁信号７０を第二励磁検出巻線５２の一端に出力する。第二励磁検出巻線５２に入力される励磁信号７０は、第二励磁信号を示す。第二励磁検出巻線５２は、励磁信号７０によって第四磁気コア４８を励磁する。

【0048】

また、発振器６８は、励磁信号７０を反転回路７４へ出力する。反転回路７４は、励磁信号７０の位相を反転した反転励磁信号７６を第一励磁検出巻線５０の一端に出力する。第一励磁検出巻線５０に入力される反転励磁信号７６は、第一励磁信号を示す。第一励磁検出巻線５０は、反転励磁信号７６によって第三磁気コア４６を励磁する。

【0049】

これにより、第二励磁検出巻線５２に入力された第二励磁信号によって発生する磁束は、第一励磁検出巻線５０に入力された第一励磁信号によって発生する磁束を打ち消すように作用するため、被測定電流１６の検出への影響を抑えることができる。

【0050】

そして、被測定対象物１８に被測定電流１６が流れると、被測定電流１６によって発生した磁界で各励磁検出巻線５０、５２内の磁束が変化する。これに伴い、各励磁検出巻線５０、５２から出力される信号の電圧波形が変化する。

【0051】

第一励磁検出巻線５０と第二励磁検出巻線５２との電圧波形の差分信号は、被測定電流１６の大きさ及び波形に対応した周波数成分を有する振幅変調信号７７を示す。

【0052】

振幅変調信号７７は、第二磁気コア３５に流れる磁束から検出されるとともに被測定電流１６に対応した検出信号を示す。振幅変調信号７７は、第一励磁検出巻線５０で検出された第一検出信号３０２と、第二励磁検出巻線５２で検出された第二検出信号３０４とで構成される。

【0053】

この振幅変調信号７７は、検波回路７８に入力される。検波回路７８では、励磁信号７０に同期しかつ励磁信号７０に対して二倍の周波数２ｆの検波用信号７２で振幅変調信号７７を同期検波する。

【0054】

これにより、検波回路７８において、比較的周波数が低い被測定電流１６に比例した帰還信号８０が得られる。

【0055】

補正信号生成部６６は、フラックスゲートセンサ３４から漏れるとともに、第一磁気コア３２または被測定対象物１８に影響を与え得る磁束に応じた補正信号８２を生成する。具体的に説明すると、フラックスゲートセンサ３４の第一励磁検出巻線５０で作られる磁束と第二励磁検出巻線５２で作られる磁束とにおいて互いに打ち消すことができず、両磁気コア４６、４８から漏れる漏磁束を検出して当該磁束を示す補正信号８２を生成する。

【0056】

補正信号生成部６６は、補助巻線５４から出力された補助信号３０６を取得して増幅する取得回路８６を備える。取得回路８６は、取得して増幅した補助信号３０６を積分回路８８へ出力する。積分回路８８は、補助信号３０６を積分した信号である補正信号８２を生成し出力する。

【0057】

帰還部６４は、磁束検出部６２において、検出信号である振幅変調信号７７から作られた帰還信号８０を修正して修正後の修正帰還信号８１を帰還巻線３０に帰還する。

【0058】

帰還部６４は、磁束検出部６２の検波回路７８からの帰還信号８０を修正する修正部９０を備える。修正部９０は、一例として調整回路で構成され、調整回路は、補正信号８２に基づいて帰還信号８０を調整する。修正部９０で修正された修正帰還信号８１は、増幅回路９２で増幅され、帰還巻線３０の一端に入力される。

【0059】

帰還巻線３０は、被測定対象物１８に流れる比較的周波数が高い被測定電流１６を主に検出する。比較的周波数が高い被測定電流１６の一例としては、周波数が１ｋＨｚ以上の被測定電流１６が挙げられる。

【0060】

この帰還巻線３０の一端には、上記の比較的周波数が低い被測定電流１６に比例した修正帰還信号８１が入力される。これにより、第一磁気コア３２を流れる比較的周波数が低い磁束は打ち消される（ゼロフラックス動作）。また、この帰還巻線３０は、比較的周波数が高い被測定電流１６に比例した信号を検出する。

【0061】

このため、帰還巻線３０の他端は、低い周波数から高い周波数までの被測定電流１６に比例する比例信号９４を出力する。また、電流センサ１０は、帰還巻線３０から電流値として出力された比例信号９４をＩＶ変換回路２１４によって電圧値に変換した出力信号９６を出力する。

【0062】

（作用及び効果）
次に、本実施形態による作用効果について説明する。

【0063】

本実施形態における電流センサ１０は、被測定電流１６が通流する被測定対象物１８を囲む第一磁気コア３２と、第一磁気コア３２に配置される第二磁気コア３５と、を備える。電流センサ１０は、第二磁気コア３５に巻かれ、第二磁気コア３５を励磁する励磁信号７０が入力されるとともに、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す検出信号（振幅変調信号７７）を出力する励磁検出巻線４０を備える。電流センサ１０は、第二磁気コア３５に巻かれ、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す補助信号３０６を出力する補助巻線５４を備える。電流センサ１０は、第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５に巻かれ、検出信号（振幅変調信号７７）から作られた信号が入力されるとともに、第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５の磁束を打ち消すように巻かれる帰還巻線３０を備える。電流センサ１０は、被測定電流１６に応じて帰還巻線３０が出力する信号（比例信号９４）を、補助信号３０６から作られた補正信号８２に基づいて修正することにより被測定電流１６の大きさを示す出力信号９６を出力する回路（センサ回路６０）を備える。

【0064】

この構成において、被測定電流１６に応じた比例信号９４を検出する帰還巻線３０は、第一磁気コア３２及び第二磁気コア３５に巻かれている。具体的には、帰還巻線３０は、第二磁気コア３５の外側に配置された第一磁気コア３２の外側に巻かれている。

【0065】

一方、比例信号９４を修正する為の補助信号３０６を検出する補助巻線５４は、第二磁気コア３５に巻かれている。具体的には、補助巻線５４は、第一磁気コア３２の内側に配置された第二磁気コア３５に巻かれている。

【0066】

このため、帰還巻線３０と補助巻線５４とが同一のコアに巻かれた場合と比較して、高周波帯域における帰還巻線３０と補助巻線５４との間に生じる容量結合を小さくできる。これにより、周波数帯域の制限が抑えられる。

【0067】

したがって、周波数帯域の広い電流センサの提供が可能となる。

【0068】

また、本実施形態における電流センサ１０において、第二磁気コア３５は、並んで配置された第三磁気コア４６及び第四磁気コア４８で構成されている。励磁検出巻線４０は第一励磁検出巻線５０を備える。第一励磁検出巻線５０は第三磁気コア４６に巻かれ第三磁気コア４６を励磁する第一励磁信号（反転励磁信号７６）が入力されるとともに第三磁気コア４６に流れる励磁磁束を検出して被測定電流１６を示す第一検出信号３０２を出力する。また、励磁検出巻線４０は第二励磁検出巻線５２を備え、第二励磁検出巻線５２は第四磁気コア４８に巻かれ第四磁気コア４８を励磁する第二励磁信号（励磁信号７０）が入力されるとともに第一励磁検出巻線５０で生じる磁束を打ち消すように構成される。第二励磁検出巻線５２は、第四磁気コア４８に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す第二検出信号３０４を出力する。補助巻線５４は、第一励磁検出巻線５０が巻かれた第三磁気コア４６及び第二励磁検出巻線５２が巻かれた第四磁気コア４８を共に巻く巻線で構成されている。帰還巻線３０には、第一検出信号３０２及び第二検出信号３０４から作られた信号（修正帰還信号８１）が入力される。

【0069】

すなわち、第三磁気コア４６と第四磁気コア４８との特性差に起因して、各磁気コア４６、４８に生ずる励磁磁束が異なる場合、両磁気コア４６、４８に生じた励磁磁束を打ち消せない場合がある。この場合、打ち消せない磁束が第一磁気コア３２へ漏れ、第一磁気コア３２の外側に巻かれた帰還巻線３０または被測定対象物１８に影響を与え得る。

【0070】

そこで、この電流センサ１０では、補正信号８２を生成する為の補助信号３０６を出力する補助巻線５４は、第一励磁検出巻線５０が巻かれた第三磁気コア４６と第二励磁検出巻線５２が巻かれた第四磁気コア４８とを共に巻く。

【0071】

このため、補助巻線５４の出力で電流センサ１０の出力を修正することで、ペアとなる第一励磁検出巻線５０と第二励磁検出巻線５２で相殺しきれなかった磁束が電流センサ１０の出力に与える影響を修正することができる。

【0072】

したがって、高精度な測定が可能となる。

【0073】

また、本実施形態における電流センサ１０において、回路（センサ回路６０）は、補正信号８２に基づいて帰還巻線３０に入力される信号（修正帰還信号８１）を調整して出力信号９６を修正する。

【0074】

このように、補助巻線５４の出力を帰還巻線３０の前に入力してフィードバックさせることで、電流値を補正できるとともに、周波数領域の平坦性を上げることができる。

【0075】

加えて、補助巻線５４は、フラックスゲートセンサ３４が主に検出する帯域において透磁率が高い第一磁気コア３２の内側に配置されている。このため、フラックスゲートセンサ３４が主に検出する比較的周波数が低い帯域では、第一磁気コア３２が磁気シールドとなり補助巻線５４による被測定電流１６の検出が抑制される。

【0076】

さらに、積分回路８８によるカットオフ周波数を適切に調整することで、帰還巻線３０が変流器として動作する帯域である比較的周波数が高い帯域、例えば数百ｋＨｚ以上の帯域では、補助巻線５４による被測定電流１６の検出が抑制される。

【0077】

このため、フラックスゲートセンサ３４が主に検出する帯域と帰還巻線３０が変流器として動作する帯域の境界の帯域でのみ補助巻線５４による負帰還をかけることができる。したがって、その境界の帯域において漏磁束によって発生する励磁ノイズを低減しつつ、周波数領域の平坦性を上げることができる。

【0078】

＜第二実施形態＞
次に、図面を参照しながら第二実施形態に係る電流センサ２１０について説明する。

【0079】

図５は、第二実施形態に係る電流センサ２１０の回路図である。第二実施形態に係る電流センサ２１０は、第一実施形態と比較して、帰還巻線３０で検出した比例信号９４を補正信号８２に基づいて修正する方法が異なる。本実施形態では、第一実施形態と同一又は同等部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

【0080】

第二実施形態に係る電流センサ２１０のセンサ回路２１２は、磁束検出部６２と、帰還部６４と、補正信号生成部６６と、修正部２１３とを備える。

【0081】

帰還部６４は、磁束検出部６２で取得した帰還信号８０を増幅回路９２で増幅して帰還巻線３０の一端に出力する。

【0082】

修正部２１３は、ＩＶ変換回路２１４と補正回路２１６とを備える。ＩＶ変換回路２１４は、帰還巻線３０から電流値として出力された比例信号９４を電圧値に変換して補正回路２１６へ出力する。

【0083】

補正回路２１６は、ＩＶ変換回路２１４からの比例信号９４を補正信号生成部６６からの補正信号８２に基づいて補正する。

【0084】

これにより、センサ回路２１２は、フラックスゲートセンサ３４からの漏磁束に起因する誤差信号を含んだ比例信号９４から誤差信号を取り除いた出力信号９６を出力する。

【0085】

（作用及び効果）
次に、本実施形態による作用効果について説明する。

【0086】

本実施形態においても、第一実施形態と同様又は同一部分に関しては、同様の作用効果を奏する。

【0087】

また、本実施形態における電流センサにおいて、回路（センサ回路２１２）は、補正信号８２に基づいて帰還巻線３０から出力される信号（比例信号９４）を補正して出力信号９６を修正する。

【0088】

この構成においては、補助巻線５４の出力を帰還巻線３０の後に入力することで、電流値を補正することができる。

【0089】

具体的には、帰還巻線３０で検出した比例信号９４を補助巻線５４から取得した補正信号８２に基づいて補正する。このため、帰還巻線３０に入力される帰還信号８０を調整して出力信号９６を修正する場合と比較して、出力信号９６を調整する制御の簡素化を図ることが可能となる。

【0090】

なお、両実施形態では、第二磁気コア３５を励磁する励磁信号７０が入力されるとともに、第二磁気コア３５に流れる磁束を検出して被測定電流１６を示す検出信号（振幅変調信号７７）を出力する励磁検出巻線４０を例に挙げて説明した。しかし、本態様は、この構造に限定されるものではない。

【0091】

例えば、励磁検出巻線４０を、励磁信号７０が入力される励磁巻線と、検出信号（振幅変調信号７７）を出力する検出巻線とで構成してもよい。

【0092】

また、両実施形態では、第一励磁検出巻線５０が第三磁気コア４６を励磁する第一励磁信号（反転励磁信号７６）を入力するとともに第三磁気コア４６に流れる磁束を検出して第一検出信号３０２を出力する場合を例に挙げて説明した。また、第二励磁検出巻線５２が第四磁気コア４８を励磁する第二励磁信号（励磁信号７０）を入力するとともに第一励磁検出巻線５０で生じる磁束を打ち消すように構成され、第四磁気コア４８に流れる磁束を検出して第二検出信号２０４を出力する場合を説明した。しかし、本態様は、この構成に限定されるものではない。

【0093】

例えば、第一励磁検出巻線５０を、第一励磁信号（反転励磁信号７６）が入力される第一励磁巻線と、第一検出信号３０２を出力する第一検出巻線とで構成する。また、第二励磁検出巻線５２を、第二励磁信号（励磁信号７０）が入力される第二励磁巻線と、第二検出信号２０４を出力する第二検出巻線とで構成してもよい。

【0094】

＜第三実施形態＞
図面を参照しながら第三実施形態に係る電流センサ３１０について説明する。

【0095】

図６は、第三実施形態に係る電流センサ３１０の回路図である。第三実施形態に係る電流センサ３１０は、第一実施形態の変形例である。この電流センサ３１０は、第一実施形態と比較して、フラックスゲートセンサ３４と、センサ回路６０ｂにおける磁束検出部６２ｂとが異なる。

【0096】

具体的に説明すると、フラックスゲートセンサ３４は、第二フラックスゲートセンサ４４のみで構成されている。これに伴って、フラックスゲートセンサ３４の第二磁気コア３５に巻かれる励磁検出巻線４０は、第二励磁検出巻線５２のみで構成される。

【0097】

第三実施形態の磁束検出部６２ｂでは、第一実施形態の反転回路７４（図４参照）が廃止され、第一実施形態の反転回路７４が接続された第一励磁検出巻線５０が廃止されている。

【0098】

（作用及び効果）
本実施形態に係る電流センサ３１０においても、補助巻線５４が、第一磁気コア３２の内側に配置された第二磁気コア３５に巻かれているので、第一実施形態と同等の作用効果を奏することができる。

【0099】

＜第四実施形態＞
図面を参照しながら第四実施形態に係る電流センサ３１０について説明する。

【0100】

図７は、第四実施形態に係る電流センサ４１０の回路図である。第四実施形態に係る電流センサ４１０は、第二実施形態の変形例である。この電流センサ４１０は、第二実施形態と比較して、フラックスゲートセンサ３４と、センサ回路２１２ｂにおける磁束検出部６２ｂとが異なる。

【0101】

具体的に説明すると、第三実施形態と同様に、フラックスゲートセンサ３４は、第二フラックスゲートセンサ４４のみで構成されている。これに伴って、フラックスゲートセンサ３４の第二磁気コア３５に巻かれる励磁検出巻線４０は、第二励磁検出巻線５２のみで構成される。

【0102】

第四実施形態の磁束検出部６２ｂでは、第二実施形態の反転回路７４が廃止され、第二実施形態の反転回路７４が接続された第一励磁検出巻線５０が廃止されている。

【0103】

（作用及び効果）
本実施形態に係る電流センサ４１０においても、補助巻線５４が、第一磁気コア３２の内側に配置された第二磁気コア３５に巻かれているので、第二実施形態と同等の作用効果を奏することができる。

【0104】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0105】

以上の実施形態においては、第一磁気コア３２の内側に第二磁気コア３５を配置していたが、シールド効果は落ちるが第一磁気コア３２と第二磁気コア３５を並んで配置させてもよい。

【符号の説明】

【0106】

１０、２１０、３１０、４１０ 電流センサ
１６ 被測定電流
１８ 被測定対象物
３０ 帰還巻線
３２ 第一磁気コア
３４ フラックスゲートセンサ
３５ 第二磁気コア
４０ 励磁検出巻線
４２ 第一フラックスゲートセンサ
４４ 第二フラックスゲートセンサ
４６ 第三磁気コア
４８ 第四磁気コア
５０ 第一励磁検出巻線
５２ 第二励磁検出巻線
５４ 補助巻線
６０、６０ｂ センサ回路
７０ 励磁信号（第二励磁信号）
７６ 反転励磁信号（第一励磁信号）
８０ 帰還信号
８１ 修正帰還信号
８２ 補正信号
９４ 比例信号
９６ 出力信号
２１４ ＩＶ変換回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】