本發(fā)明涉及自供電式的電流傳感器，尤其涉及具有傳感器部、進(jìn)行蓄電動(dòng)作的蓄電部、進(jìn)行電流檢測(cè)動(dòng)作的電流檢測(cè)部及進(jìn)行電流檢測(cè)部的控制的控制部的自供電式的電流傳感器。

背景技術(shù)：

近年，作為用于對(duì)在交流電力供給用的布線等檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流傳感器，提出了如下不需要更換電池的自供電式的電流傳感器，該自供電式的電流傳感器具有：傳感器部，能夠安裝于電流檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象；蓄電部，進(jìn)行將經(jīng)由傳感器部從檢測(cè)對(duì)象獲得的電力蓄電的蓄電動(dòng)作；電流檢測(cè)部，與傳感器部連接，進(jìn)行檢測(cè)在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流的電流檢測(cè)動(dòng)作；及控制部，進(jìn)行電流檢測(cè)部的控制，該自供電式的電流傳感器利用從檢測(cè)對(duì)象獲得的電力進(jìn)行在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流的檢測(cè)。

關(guān)于以往的自供電式的電流傳感器，專利文獻(xiàn)1等已被公開。以下，關(guān)于以往的自供電式的電流傳感器的構(gòu)成，使用圖10進(jìn)行說明。圖10是表示以往的自供電式的電流傳感器的構(gòu)成的說明圖，示出了專利文獻(xiàn)1所涉及的電流測(cè)定裝置540的構(gòu)成。

如圖10所示，電流測(cè)定裝置540具有蓄電單元550和測(cè)定單元551。蓄電單元550具有第1電流傳感器520(傳感器部)、第1整流電路522及蓄電電路523(蓄電部)。測(cè)定單元551具有第2電流傳感器521(傳感器部)、第2整流電路527、電阻524(檢測(cè)電阻)、集成電路525及通信用的天線526。

第1電流傳感器520具有磁芯520a和線圈520b，能夠?qū)z測(cè)對(duì)象夾入在間隙520c中。第2電流傳感器521具有磁芯521a和線圈521b，能夠?qū)z測(cè)對(duì)象夾入在間隙521c中。

第1電流傳感器520被安裝于檢測(cè)對(duì)象，并將通過在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流而產(chǎn)生的磁力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。第1整流電路522將第1電流傳感器520輸出的電信號(hào)整流并轉(zhuǎn)換為能夠蓄電的電力。蓄電電路523將經(jīng)由第1電流傳感器520、第1整流電路522獲得的電力蓄電，并且對(duì)測(cè)定單元551供給電力。

第2電流傳感器521與第1電流傳感器520同樣地、被安裝于檢測(cè)對(duì)象，并將通過在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流而產(chǎn)生的磁力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。第2整流電路527將第2電流傳感器521輸出的電信號(hào)整流并轉(zhuǎn)換為直流的電信號(hào)。電阻524與第2整流電路527的輸出端子連接，集成電路525進(jìn)行基于電阻524的兩端的電壓對(duì)在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)動(dòng)作、基于檢測(cè)電路的輸出信號(hào)運(yùn)算出在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流的電流值的運(yùn)算動(dòng)作、將所計(jì)算出的電流值經(jīng)由天線526向外部無線發(fā)送的發(fā)送動(dòng)作、及對(duì)檢測(cè)電路、通信電路進(jìn)行控制的控制動(dòng)作。

電流測(cè)定裝置540這樣利用經(jīng)由第1電流傳感器520、第1整流電路522從檢測(cè)對(duì)象獲得的電力進(jìn)行在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流的檢測(cè)。另外，在專利文獻(xiàn)1中雖未公開，但通常對(duì)在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)動(dòng)作，按恒定的檢測(cè)周期來周期性地執(zhí)行。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014－153184號(hào)公報(bào)

但是，在以往的電流傳感器中，使用多個(gè)具有磁芯及線圈的電磁感應(yīng)式的較重的傳感器作為傳感器部，而成為阻礙小型·輕量化的主要原因。為了使電流傳感器小型·輕量化，將蓄電部和電流檢測(cè)部這兩者與1個(gè)傳感器部連接來減少傳感器部的數(shù)量是有效的，但在將1個(gè)傳感器部與蓄電部和電流檢測(cè)部這兩者連接的情況下，有可能受到在電流檢測(cè)部側(cè)流動(dòng)的電流對(duì)應(yīng)于蓄電部的蓄電狀態(tài)的變化而變化等的從蓄電部對(duì)電流檢測(cè)部的影響，使電流檢測(cè)部中的電流的檢測(cè)精度降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)際情況而做出的，其目的在于，提供容易小型·輕量化且容易提高電流的檢測(cè)精度的自供電式的電流傳感器。

為了解決該課題，技術(shù)方案1所述的自供電式的電流傳感器，具備：傳感器部，能夠安裝于電流檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象；蓄電部，進(jìn)行將經(jīng)由上述傳感器部從上述檢測(cè)對(duì)象獲得的電力蓄電的蓄電動(dòng)作；電流檢測(cè)部，與上述傳感器部連接，進(jìn)行對(duì)在上述檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)動(dòng)作；及控制部，進(jìn)行上述電流檢測(cè)部的控制，該自供電式的電流傳感器的特征在于，還具備介于上述傳感器部與上述蓄電部之間的切換電路部，上述切換電路部能夠?qū)⑸鲜鰝鞲衅鞑颗c上述蓄電部的連接狀態(tài)，切換為上述蓄電部與上述傳感器部連接的第1連接狀態(tài)和上述蓄電部從上述傳感器部斷開的第2連接狀態(tài)。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，能夠在蓄電部與電流檢測(cè)部之間共用1個(gè)傳感器部，并且能夠在蓄電動(dòng)作時(shí)將傳感器部與蓄電部的連接狀態(tài)切換為第1連接狀態(tài)而成為能夠蓄電的狀態(tài)，能夠在電流檢測(cè)動(dòng)作時(shí)將傳感器部與蓄電部的連接狀態(tài)切換為第2連接狀態(tài)而將蓄電部從傳感器部、電流檢測(cè)部斷開。因此，能夠減少傳感器部的數(shù)量而使電流傳感器小型·輕量化、或者能夠?qū)㈦娏鳈z測(cè)動(dòng)作時(shí)的從蓄電部對(duì)電流檢測(cè)部的影響切斷而防止電流的檢測(cè)精度的降低。其結(jié)果，此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器成為容易小型·輕量化且容易提高電流的檢測(cè)精度的自供電式的電流傳感器。

技術(shù)方案2所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述切換電路部能夠切換上述傳感器部和上述蓄電部和上述電流檢測(cè)部的連接狀態(tài)，在上述第1連接狀態(tài)下，上述蓄電部與上述傳感器部連接并且上述電流檢測(cè)部從上述傳感器部斷開，在上述第2連接狀態(tài)下，上述蓄電部從上述傳感器部斷開并且上述電流檢測(cè)部與上述傳感器部連接。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，不僅能夠?qū)㈦娏鳈z測(cè)動(dòng)作時(shí)的從蓄電部對(duì)電流檢測(cè)部的影響切斷而防止電流的檢測(cè)精度的降低，還能夠防止在蓄電動(dòng)作時(shí)電流從傳感器部向電流檢測(cè)部側(cè)流動(dòng)而抑制不必要的電力消耗，提高蓄電部的蓄電效率。

技術(shù)方案3所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，還具備能夠進(jìn)行對(duì)上述蓄電部的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)動(dòng)作的電壓檢測(cè)部，基于上述電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的上述蓄電部的輸出電壓，上述切換電路部動(dòng)作。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，切換電路部基于電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的蓄電部的輸出電壓而動(dòng)作，從而能夠與蓄電部的蓄電狀態(tài)一致地進(jìn)行蓄電動(dòng)作或進(jìn)行電流檢測(cè)動(dòng)作。其結(jié)果，易于防止伴隨蓄電部的不充分蓄電的電流檢測(cè)部的誤動(dòng)作。

技術(shù)方案4所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述控制部基于與規(guī)定的電壓值對(duì)應(yīng)的第1閾值和與比上述第1閾值低的電壓值對(duì)應(yīng)的第2閾值，在上述電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的上述輸出電壓達(dá)到上述第1閾值以上時(shí)，上述傳感器部與上述蓄電部的連接狀態(tài)從上述第1連接狀態(tài)切換為上述第2連接狀態(tài)，上述電壓檢測(cè)部檢測(cè)到的上述輸出電壓小于上述第2閾值時(shí)，上述傳感器部與上述蓄電部的連接狀態(tài)從上述第2連接狀態(tài)切換為上述第1連接狀態(tài)。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，切換電路部基于第1閾值和第2閾值這2個(gè)閾值而動(dòng)作，從而能夠與適于電流檢測(cè)動(dòng)作的開始的定時(shí)和結(jié)束的定時(shí)的蓄電狀態(tài)一致地設(shè)定各個(gè)定時(shí)。并且，利用蓄電部的輸出電壓伴隨電流檢測(cè)部的電力消耗而降低所需的時(shí)間，能夠?qū)㈦娏鳈z測(cè)動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間設(shè)定得較長(zhǎng)，所以也能夠使電流檢測(cè)動(dòng)作反復(fù)多次而易于提高電流的檢測(cè)精度。

技術(shù)方案5所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述電壓檢測(cè)部具有放電電路，該放電電路能夠在上述傳感器部與上述蓄電部的連接狀態(tài)從上述第2連接狀態(tài)切換為上述第1連接狀態(tài)時(shí)進(jìn)行放電動(dòng)作，該放電動(dòng)作中將被傳輸上述蓄電部的輸出電壓的負(fù)載側(cè)的電路中所蓄積的電荷放電。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，通過放電電路的放電動(dòng)作，能夠防止電壓檢測(cè)部的電壓檢測(cè)精度受到負(fù)載側(cè)的電路中所蓄積的電荷的影響而降低。其結(jié)果，控制部能夠以更恰當(dāng)?shù)亩〞r(shí)控制切換電路部。

技術(shù)方案6所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述切換電路部構(gòu)成為，具有由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的切換元件。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，成為切換元件的半導(dǎo)體元件與電磁式的繼電器等相比較是小型的，所以與使用電磁式的繼電器等構(gòu)成切換電路部的情況相比較更易于使電流傳感器小型·輕量化。另外，半導(dǎo)體元件不進(jìn)行如電磁式的繼電器那樣的機(jī)械的動(dòng)作，所以與使用電磁式的繼電器構(gòu)成切換電路部的情況相比較能夠迅速地進(jìn)行切換動(dòng)作，易于防止由切換動(dòng)作的定時(shí)的偏移引起的電流檢測(cè)部的誤動(dòng)作。

技術(shù)方案7所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述切換電路部具有分別與被傳輸來自上述傳感器部的電信號(hào)的電流檢測(cè)用的檢測(cè)電阻的兩端連接的一對(duì)切換元件單元，上述切換元件單元使用一對(duì)上述切換元件來構(gòu)成。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，通過使用一對(duì)切換元件構(gòu)成切換元件單元，即使作為切換元件的半導(dǎo)體元件的端子具有極性，也能夠消除切換元件單元的端子的極性。因此，即使對(duì)檢測(cè)電阻輸入交流的電信號(hào)，切換元件單元也不易受到在檢測(cè)電阻的端子產(chǎn)生的電壓的變動(dòng)的影響。其結(jié)果，易于防止對(duì)檢測(cè)電阻輸入了交流的電信號(hào)時(shí)的切換電路部的誤動(dòng)作。

技術(shù)方案8所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，上述切換元件單元構(gòu)成為，具有n溝道型的一對(duì)mosfet元件和肖特基勢(shì)壘型的二極管元件，上述mosfet元件的源極端子彼此互相連接，上述mosfet元件的漏極端子成為分別與其他的元件連接的切換端子，上述mosfet元件的柵極端子彼此互相連接而成為供切換控制用的切換信號(hào)輸入的輸入端子，上述二極管元件的陽極端子與上述mosfet元件的源極端子連接，上述二極管元件的陰極端子與上述mosfet元件的柵極端子連接。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，通過使用n溝道型的一對(duì)mosfet元件，能夠容易地構(gòu)成切換元件單元。另外，通過將mosfet元件的源極端子彼此互相連接并將漏極端子分別作為切換端子，能夠容易地消除切換端子的極性。另外，通過在mosfet元件的源極端子與柵極端子之間連接肖特基勢(shì)壘型的二極管元件，能夠防止源極端子的電壓與柵極端子的電壓的逆轉(zhuǎn)，更易于防止切換電路部的誤動(dòng)作。

技術(shù)方案9所述的自供電式的電流傳感器，其特征在于，對(duì)上述2個(gè)切換元件單元的輸入端子，輸入從上述傳感器部對(duì)上述檢測(cè)電阻傳輸?shù)碾娦盘?hào)的最大電壓的1.5倍至3倍的電壓的上述切換信號(hào)。

在此構(gòu)成的自供電式的電流傳感器中，能夠?qū)⒈葟膫鞲衅鞑?0對(duì)檢測(cè)電阻31傳輸?shù)碾娦盘?hào)的最大電壓充分高的電壓的切換信號(hào)輸入至切換元件單元的輸入端子，即使對(duì)檢測(cè)電阻輸入交流的電信號(hào)，切換元件單元也更不易受到在檢測(cè)電阻的端子產(chǎn)生的電壓的變動(dòng)的影響。因此，更易于防止對(duì)檢測(cè)電阻輸入了交流的電信號(hào)時(shí)的切換電路部的誤動(dòng)作。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供容易小型·輕量化且容易提高電流的檢測(cè)精度的自供電式的電流傳感器。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的電路構(gòu)成的說明圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的蓄電部的電路構(gòu)成的說明圖。

圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流檢測(cè)部的電路構(gòu)成的說明圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電壓檢測(cè)部的電路構(gòu)成的說明圖。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電壓檢測(cè)電路的電路構(gòu)成的說明圖。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的動(dòng)作步驟的流程圖。

圖7是與本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器的動(dòng)作定時(shí)有關(guān)的說明圖。

圖8是表示本發(fā)明的第1變形例所涉及的電流傳感器的電路構(gòu)成的說明圖。

圖9是表示本發(fā)明的第2變形例所涉及的電流傳感器的電路構(gòu)成的說明圖。

圖10是表示以往的電流傳感器的構(gòu)成的說明圖。

具體實(shí)施方式

以下，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，參照?qǐng)D1至圖9進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器1的電路構(gòu)成的說明圖。圖2是將本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的蓄電部20的電路構(gòu)成與切換電路部40的切換元件單元41一起表示的說明圖。圖3是將本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流檢測(cè)部30的電路構(gòu)成與切換電路部40的切換元件單元42一起表示的說明圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電壓檢測(cè)部50的電路構(gòu)成的說明圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電壓檢測(cè)電路51及電壓檢測(cè)電路52的電路構(gòu)成的說明圖，圖5(a)表示電壓檢測(cè)電路51的電路構(gòu)成，圖5(b)表示電壓檢測(cè)電路52的電路構(gòu)成。

圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器1的動(dòng)作步驟的流程圖。圖7是與本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器1的動(dòng)作定時(shí)有關(guān)的說明圖。圖7(a)是表示切換動(dòng)作和蓄電動(dòng)作和電流檢測(cè)動(dòng)作和無線發(fā)送動(dòng)作的動(dòng)作定時(shí)的時(shí)序圖。圖7(b)是表示蓄電部20的輸出電壓vch的時(shí)間變化的說明圖。在圖7中，t1是傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)成為第1連接狀態(tài)的時(shí)間，t2是傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)成為第2連接狀態(tài)的時(shí)間，ts是將t1與t2加在一起得到的時(shí)間，也即電流檢測(cè)的檢測(cè)周期。圖8是表示本發(fā)明的第1變形例所涉及的電流傳感器101的電路構(gòu)成的說明圖。圖9是表示本發(fā)明的第2變形例所涉及的電流傳感器201的電路構(gòu)成的說明圖。

首先，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器1的構(gòu)成，使用圖1至圖5進(jìn)行說明。本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電流傳感器1是利用從交流電力供給用的布線等檢測(cè)對(duì)象獲得的電力檢測(cè)在檢測(cè)對(duì)象中流動(dòng)的電流的自供電式的電流傳感器，如圖1所示，還具備傳感器部10、蓄電部20、電流檢測(cè)部30、切換電路部40、電壓檢測(cè)部50、恒壓電路部60、無線發(fā)送部70、控制部80。

傳感器部10是能夠安裝于電流檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象90的電磁感應(yīng)式的傳感器，如圖1所示，具有由鐵磁性體的金屬等構(gòu)成的磁芯11、卷繞于磁芯11的線圈12及分別連接于線圈12的兩端的輸出端子13。磁芯11以包圍檢測(cè)對(duì)象90的方式安裝于檢測(cè)對(duì)象90。線圈12利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生與檢測(cè)對(duì)象90中流動(dòng)的電流的大小對(duì)應(yīng)的交流的電信號(hào)。線圈12產(chǎn)生的電信號(hào)從輸出端子13輸出。以下，將在檢測(cè)對(duì)象90中流動(dòng)的電流的大小略稱為電流值is，將從2個(gè)輸出端子13的一方輸出的電信號(hào)略稱為輸出信號(hào)sa，將從2個(gè)輸出端子13的另一方輸出的電信號(hào)略稱為輸出信號(hào)sb進(jìn)行說明。

蓄電部20如圖2所示，具有整流電路21和蓄電元件22。整流電路21構(gòu)成為，具有橋接的4個(gè)二極管元件21a。經(jīng)由切換電路部40從傳感器部10對(duì)整流電路21輸入輸出信號(hào)sa和輸出信號(hào)sb，整流電路21對(duì)這些電信號(hào)進(jìn)行整流而轉(zhuǎn)換為能夠蓄電的電信號(hào)。作為蓄電元件22，使用數(shù)百μf至數(shù)mf程度的大電容的電容元件。蓄電元件22用于將整流電路21的輸出信號(hào)蓄積為對(duì)其他的電路供給的電力。

蓄電部20這樣進(jìn)行將經(jīng)由傳感器部10從檢測(cè)對(duì)象90獲得的電力蓄電的蓄電動(dòng)作。另外，蓄積于蓄電部20的電力經(jīng)由電壓檢測(cè)部50和恒壓電路部60被供給至控制部80，從控制部80進(jìn)一步供給至電流檢測(cè)部30和無線發(fā)送部70。以下，將從蓄電部20對(duì)控制部80側(cè)供給電力時(shí)的蓄電部20的輸出電壓略稱為蓄電部20的輸出電壓vch進(jìn)行說明。

電流檢測(cè)部30如圖3所示，具有電流檢測(cè)用的檢測(cè)電阻31和信號(hào)放大用的放大電路32。在檢測(cè)電阻31的兩端，經(jīng)由切換電路部40從傳感器部10輸入輸出信號(hào)sa和輸出信號(hào)sb。放大電路32是在差動(dòng)放大用的放大器ic32a上連接電阻元件、電容元件而成的差動(dòng)放大電路，從控制部80傳輸電源電壓vcc、基準(zhǔn)電壓vref并將檢測(cè)電阻31的兩端的電壓放大，作為與電流值is的大小對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)si被輸出。電流檢測(cè)部30這樣與傳感器部10連接并進(jìn)行對(duì)在檢測(cè)對(duì)象90中流動(dòng)的電流進(jìn)行檢測(cè)的電流檢測(cè)動(dòng)作。電流檢測(cè)部30輸出的檢測(cè)信號(hào)si被傳輸至控制部80。

切換電路部40介于傳感器部10與蓄電部20之間及傳感器部10與電流檢測(cè)部30之間，進(jìn)行切換傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)的切換動(dòng)作。切換電路部40如圖1所示，構(gòu)成為，具有用于切換傳感器部10與蓄電部20的連接狀態(tài)的2個(gè)切換元件單元41、用于切換傳感器部10與電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)的2個(gè)切換元件單元42。

切換元件單元41如圖2所示，具有一對(duì)切換元件41a。在本實(shí)施方式中，切換元件41a是n溝道型的mosfet元件。并且，作為切換元件41a的mosfet元件的源極端子彼此互相連接，漏極端子成為分別與其他的元件連接的切換端子，柵極端子彼此互相連接而成為被輸入切換控制用的切換信號(hào)vsw1的輸入端子。切換信號(hào)vsw1接受控制部80的指示并從未圖示的信號(hào)傳輸電路被傳輸。另外，切換元件單元41還具有肖特基勢(shì)壘型的二極管元件41b。并且，二極管元件41b的陽極端子與前述的mosfet元件的柵極端子連接，二極管元件41b的陰極端子與前述的mosfet元件的源極端子連接，防止源極端子的電壓與柵極端子的電壓的逆轉(zhuǎn)(源極端子的電壓變得比柵極端子的電壓高)。

切換元件單元42如圖3所示，具有一對(duì)切換元件42a。在本實(shí)施方式中，切換元件42a是n溝道型的mosfet元件。并且，作為切換元件42a的mosfet元件的源極端子彼此互相連接，漏極端子成為分別與其他的元件連接的切換端子，柵極端子彼此互相連接而成為被輸入切換控制用的切換信號(hào)vsw2的輸入端子。作為切換信號(hào)vsw2，使用從傳感器部10對(duì)檢測(cè)電阻31傳輸?shù)碾娦盘?hào)的最大電壓的1.5倍至3倍的電壓的切換信號(hào)，接收控制部80的指示并從未圖示的信號(hào)傳輸電路被傳輸。另外，切換元件單元42還具有肖特基勢(shì)壘型的二極管元件42b。并且，二極管元件42b的陽極端子與前述的mosfet元件的柵極端子連接，二極管元件42b的陰極端子與前述的mosfet元件的源極端子連接，防止源極端子的電壓與柵極端子的電壓的逆轉(zhuǎn)(源極端子的電壓變得比柵極端子的電壓高)。

并且，切換電路部40，對(duì)應(yīng)于切換信號(hào)vsw1與切換信號(hào)vsw2，將傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)切換為蓄電部20與傳感器部10連接并且電流檢測(cè)部30從傳感器部10斷開的第1連接狀態(tài)和蓄電部20從傳感器部10斷開并且電流檢測(cè)部30與傳感器部10連接的第2連接狀態(tài)。另外，在本實(shí)施方式中，在未從控制部80發(fā)出規(guī)定的指示時(shí)，傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)成為第1連接狀態(tài)，在從控制部80發(fā)出了規(guī)定的指示時(shí)，傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)從第1連接狀態(tài)切換為第2連接狀態(tài)。

電壓檢測(cè)部50如圖4所示，構(gòu)成為具有電壓檢測(cè)電路51、電壓檢測(cè)電路52、切換元件53、切換元件54、延遲用的電容元件55、電阻元件56及電阻元件57。

電壓檢測(cè)電路51構(gòu)成為，具有比較器51a、基準(zhǔn)電壓生成用的二極管元件51b(恒壓二極管)、信號(hào)處理電路51c及電阻元件等。并且，對(duì)電壓檢測(cè)電路51的輸入端子施加蓄電部20的輸出電壓vch，對(duì)于輸出端子經(jīng)由電容元件55和電阻元件56施加蓄電部20的輸出電壓vch。并且，設(shè)定為，在蓄電部20的輸出電壓vch為第1閾值v1以上時(shí)輸出端子成為接地狀態(tài)，蓄電部20的輸出電壓vch小于第1閾值v1時(shí)輸出端子成為開放狀態(tài)。第1閾值v1被設(shè)定為，與蓄電部20蓄電了充分的電力的狀態(tài)的蓄電部20的輸出電壓vch對(duì)應(yīng)的閾值。

電壓檢測(cè)電路52構(gòu)成為，具有比較器52a、基準(zhǔn)電壓生成用的二極管元件52b(恒壓二極管)、信號(hào)處理電路52c及電阻元件等。并且，對(duì)電壓檢測(cè)電路52的輸入端子經(jīng)由切換元件53施加蓄電部20的輸出電壓vch，對(duì)輸出端子經(jīng)由切換元件53和電阻元件57施加蓄電部20的輸出電壓vch。并且，設(shè)定為，蓄電部20的輸出電壓vch為第2閾值v2以上時(shí)輸出端子成為開放狀態(tài)，蓄電部20的輸出電壓vch小于第2閾值v2時(shí)輸出端子成為接地狀態(tài)。第2閾值v2被設(shè)定為，與蓄電部20的電力沒有富余的狀態(tài)的蓄電部20的輸出電壓vch，即比第1閾值v1低的電壓對(duì)應(yīng)的閾值。

切換元件53是p溝道型的mosfet元件，切換元件54是n溝道型的mosfet元件。切換元件53與切換元件54，對(duì)應(yīng)于電壓檢測(cè)電路51的輸出端子的狀態(tài)和電壓檢測(cè)電路52的輸出端子的狀態(tài)，進(jìn)行切換電壓檢測(cè)部50的電路狀態(tài)的切換動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，通過切換元件53的切換動(dòng)作和切換元件54的切換動(dòng)作，在蓄電部20的輸出電壓vch從小于第1閾值v1成為第1閾值v1以上時(shí)，蓄電部20與恒壓電路部60連接，并維持到蓄電部20的輸出電壓vch小于第2閾值v2為止，在蓄電部20的輸出電壓vch從第2閾值v2以上成為小于第2閾值v2時(shí)蓄電部20與恒壓電路部60被斷開，并維持到蓄電部20的輸出電壓vch再次為第1閾值v1以上為止。

恒壓電路部60，經(jīng)由電壓檢測(cè)部50與蓄電部20連接，將蓄電部20的輸出電壓vch轉(zhuǎn)換為規(guī)定的電源電壓vcc傳輸至控制部80。另外，在本實(shí)施方式中，電阻元件57與電壓檢測(cè)電路52也成為進(jìn)行將恒壓電路部60的輸入端子中所蓄積的電荷放電的放電動(dòng)作的放電電路。即，在蓄電部20的輸出電壓vch從第2閾值v2以上成為小于第2閾值v2時(shí)，蓄電部20與恒壓電路部60被斷開，同時(shí)，電壓檢測(cè)電路52的輸出端子成為接地狀態(tài)，恒壓電路部60的輸入端子中所蓄積的電荷通過電阻元件57被放電。并且，通過這種放電動(dòng)作，防止電壓檢測(cè)部50的電壓檢測(cè)精度受到恒壓電路部60中所蓄積的電荷的影響而降低。

無線發(fā)送部70具有發(fā)送用天線71，將通過電流檢測(cè)部30檢測(cè)到的電流的檢測(cè)結(jié)果經(jīng)由發(fā)送用天線71對(duì)外部進(jìn)行無線發(fā)送。

控制部80是被稱為mcu(microcntrollerunit；微控制器單元)的控制用的集成電路，進(jìn)行各種運(yùn)算動(dòng)作、各種控制動(dòng)作?？刂撇?0進(jìn)行的運(yùn)算動(dòng)作、控制動(dòng)作包括：基于檢測(cè)信號(hào)si運(yùn)算出電流值is的運(yùn)算動(dòng)作、基于電壓檢測(cè)部50的動(dòng)作判斷電壓檢測(cè)部50檢測(cè)到的蓄電部20的輸出電壓vch的狀態(tài)的動(dòng)作、控制電流檢測(cè)部30的控制動(dòng)作、控制切換電路部40的控制動(dòng)作、控制無線發(fā)送部70的控制動(dòng)作等。

接下來，關(guān)于本實(shí)施方式的自供電式的電流傳感器1的動(dòng)作，使用圖5進(jìn)行說明。電流傳感器1的動(dòng)作成為如圖5所示的動(dòng)作。首先，在步驟st1中，控制部80使切換電路部40將傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)切換為第1連接狀態(tài)。然后，蓄電部20與傳感器部10連接并且電流檢測(cè)部30從傳感器部10斷開。接下來，在步驟st2中，蓄電部20執(zhí)行蓄電動(dòng)作。然后，如圖6(a)所示，伴隨蓄電部20的蓄電動(dòng)作，蓄電部20的輸出電壓vch逐漸上升。蓄電部20的輸出電壓vch的上升始終通過電壓檢測(cè)部50來監(jiān)視。

接下來，在步驟st3中，控制部80進(jìn)行基于蓄電部20的輸出電壓vch是否為第1閾值v1以上的判斷。在步驟st4中蓄電部20的輸出電壓vch小于第1閾值v1的情況下，控制部80判斷為蓄電部20未蓄電充分的電力，并返回到步驟st2。然后，蓄電部20繼續(xù)蓄電動(dòng)作。在步驟st3中蓄電部20的輸出電壓vch為第1閾值v1以上的情況下，控制部80判斷為蓄電部20蓄電了充分的電力，并移動(dòng)到步驟st4。

接下來，在步驟st4中，控制部80使切換電路部40將傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)切換為第2連接狀態(tài)。然后，蓄電部20從傳感器部10斷開并且電流檢測(cè)部30與傳感器部10連接。接下來，在步驟st5中，電流檢測(cè)部30執(zhí)行電流檢測(cè)動(dòng)作。接下來，在步驟st6中，控制部80基于檢測(cè)信號(hào)si運(yùn)算出電流值is。接下來，在步驟st7中，無線發(fā)送部70執(zhí)行將電流值is等的電流的檢測(cè)結(jié)果向外部進(jìn)行無線發(fā)送的無線發(fā)送動(dòng)作。然后，如圖6(a)所示，伴隨由電流檢測(cè)動(dòng)作、無線發(fā)送動(dòng)作引起的電力消耗，蓄電部20的輸出電壓vch逐漸降低。蓄電部20的輸出電壓vch的降低始終通過電壓檢測(cè)部50來監(jiān)視。

接下來，在步驟st8中，控制部80進(jìn)行基于蓄電部20的輸出電壓vch是否小于第2閾值v2的判斷。在步驟st8中蓄電部20的輸出電壓vch為第2閾值v2以上的情況下，控制部80判斷為蓄電部20的電力有富余，并返回到步驟st5。然后，電流傳感器1的各電路反復(fù)步驟st5以后的動(dòng)作。在步驟st8中蓄電部20的輸出電壓vch小于第2閾值v2的情況下，控制部80判斷為蓄電部20的電力沒有富余，并移動(dòng)到步驟st9。

接下來，在步驟st9中，控制部80判斷是否使電流傳感器1的動(dòng)作繼續(xù)。在步驟st9中使動(dòng)作繼續(xù)的情況下，返回到步驟st1，電流傳感器1的各電路反復(fù)步驟st1以后的動(dòng)作。在步驟st9使動(dòng)作結(jié)束的情況下，控制部80使電流傳感器1的各電路停止規(guī)定的功能，電流傳感器的動(dòng)作結(jié)束。

電流傳感器1通過這樣的步驟進(jìn)行動(dòng)作，由此如圖6(b)所示，基于蓄電部20的輸出電壓vch，切換電路部40的切換動(dòng)作反復(fù)。然后，與切換電路部40的切換動(dòng)作一致地，反復(fù)進(jìn)行蓄電動(dòng)作和電流檢測(cè)動(dòng)作和電流值is的運(yùn)算和無線發(fā)送動(dòng)作。另外，在設(shè)置了電流傳感器1后的設(shè)置環(huán)境穩(wěn)定的情況下，傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)成為第1連接狀態(tài)的時(shí)間t1、傳感器部10和蓄電部20和電流檢測(cè)部30的連接狀態(tài)成為第2連接狀態(tài)的時(shí)間t2幾乎恒定，按照幾乎恒定的檢測(cè)周期ts，反復(fù)進(jìn)行蓄電動(dòng)作和電流檢測(cè)動(dòng)作和電流值is的運(yùn)算和無線發(fā)送動(dòng)作。

接下來，對(duì)本實(shí)施方式的效果進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，在蓄電部20與電流檢測(cè)部30間共用1個(gè)傳感器部10，并且能夠在蓄電動(dòng)作時(shí)將傳感器部10與蓄電部20的連接狀態(tài)切換為第1連接狀態(tài)而成為能夠蓄電的狀態(tài)，能夠在電流檢測(cè)動(dòng)作時(shí)將傳感器部10與蓄電部20的連接狀態(tài)切換為第2連接狀態(tài)而將蓄電部20從傳感器部10、電流檢測(cè)部30斷開。因此，能夠減少傳感器部10的數(shù)量使電流傳感器1小型·輕量化、或者能夠?qū)⒃陔娏鳈z測(cè)動(dòng)作時(shí)從蓄電部20向電流檢測(cè)部30的影響切斷而防止電流的檢測(cè)精度的降低。其結(jié)果，電流傳感器1成為容易小型·輕量化且容易提高電流的檢測(cè)精度的自供電式的電流傳感器。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，在第1連接狀態(tài)中，蓄電部20與傳感器部10連接并且電流檢測(cè)部30從傳感器部10斷開，在第2連接狀態(tài)中，蓄電部20從傳感器部10斷開并且電流檢測(cè)部30與傳感器部10連接，所以不僅能夠?qū)⒃陔娏鳈z測(cè)動(dòng)作時(shí)從蓄電部20向電流檢測(cè)部30的影響切斷而防止電流的檢測(cè)精度的降低，還能夠防止在蓄電動(dòng)作時(shí)電流從傳感器部10向電流檢測(cè)部側(cè)流動(dòng)而抑制不必要的電力消耗，并提高蓄電部20的蓄電效率。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，基于電壓檢測(cè)部50檢測(cè)到的蓄電部20的輸出電壓vch，切換電路部40進(jìn)行切換動(dòng)作，由此能夠與蓄電部20的蓄電狀態(tài)一致地進(jìn)行蓄電動(dòng)作或進(jìn)行電流檢測(cè)動(dòng)作。其結(jié)果，容易防止電流檢測(cè)部30伴隨著蓄電部20的不充分的蓄電而誤動(dòng)作。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，基于第1閾值v1和第2閾值v2這2個(gè)閾值，切換電路部40進(jìn)行切換動(dòng)作，由此能夠與適于電流檢測(cè)動(dòng)作的開始的定時(shí)和結(jié)束的定時(shí)的蓄電狀態(tài)一致地設(shè)定各個(gè)定時(shí)。并且，能夠利用蓄電部20的輸出電壓vch伴隨著電流檢測(cè)部30的電力消耗而降低所需的時(shí)間，將電流檢測(cè)動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間設(shè)定得較長(zhǎng)，所以也能夠使電流檢測(cè)動(dòng)作反復(fù)多次而易于提高電流的檢測(cè)精度。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，具有通過電阻元件57和電壓檢測(cè)電路52構(gòu)成的放電電路，放電電路在傳感器部10與蓄電部20的連接狀態(tài)從第2連接狀態(tài)切換為第1連接狀態(tài)時(shí)，能夠進(jìn)行將被傳輸蓄電部20的輸出電壓的負(fù)載側(cè)的電路即恒壓電路部60的輸入端子中所蓄積的電荷放電的放電動(dòng)作，所以通過這種放電動(dòng)作，能夠防止電壓檢測(cè)部50的電壓檢測(cè)精度受到恒壓電路部60中所蓄積的電荷的影響而降低。其結(jié)果，控制部80能夠以更恰當(dāng)?shù)亩〞r(shí)控制切換電路部40。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，作為切換元件41a、切換元件42a的mosfet元件(半導(dǎo)體元件)與電磁式的繼電器等相比較是小型的，所以與使用電磁式的繼電器等構(gòu)成切換電路部的情況相比較更易于使電流傳感器小型·輕量化。另外，半導(dǎo)體元件不進(jìn)行如電磁式的繼電器那樣的機(jī)械的動(dòng)作，所以與使用電磁式的繼電器構(gòu)成切換電路部的情況相比較能夠迅速地進(jìn)行切換動(dòng)作，容易防止由切換動(dòng)作的定時(shí)的偏移引起的電流檢測(cè)部30的誤動(dòng)作。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，使用一對(duì)切換元件41a、切換元件42b構(gòu)成切換元件單元41、切換元件單元42，從而即使作為切換元件41a、切換元件42a的mosfet元件(半導(dǎo)體元件)的端子具有極性，也能夠消除切換元件單元41、切換元件單元42的切換端子的極性。因此，即使對(duì)檢測(cè)電阻31輸入交流的電信號(hào)，切換元件單元42也不易受到在檢測(cè)電阻31的端子產(chǎn)生的電壓的變動(dòng)的影響。其結(jié)果，容易防止在對(duì)檢測(cè)電阻31輸入了交流的電信號(hào)時(shí)的切換電路部40的誤動(dòng)作。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，通過使用n溝道型的mosfet元件作為切換元件41a、切換元件42a，能夠容易地構(gòu)成切換元件單元41、切換元件單元42。另外，通過將mosfet元件的源極端子彼此互相連接并將漏極端子分別作為切換端子，能夠容易地消除切換端子的極性。另外，通過在mosfet元件的源極端子與柵極端子之間連接肖特基勢(shì)壘型的二極管元件41b、二極管元件42b，能夠防止源極端子的電壓與柵極端子的電壓的逆轉(zhuǎn)，更易于防止切換電路部40的誤動(dòng)作。

另外，在本實(shí)施方式的電流傳感器1中，作為切換信號(hào)vsw2，使用從傳感器部10對(duì)檢測(cè)電阻31傳輸?shù)碾娦盘?hào)的最大電壓的1.5倍至3倍的電壓的切換信號(hào)，所以能夠?qū)⒈葟膫鞲衅鞑?0對(duì)檢測(cè)電阻31傳輸?shù)碾娦盘?hào)的最大電壓充分高的電壓的切換信號(hào)vsw2輸入至切換元件單元42的輸入端子，即使對(duì)檢測(cè)電阻31輸入交流的電信號(hào)，切換元件單元42也更不易受到在檢測(cè)電阻31的端子產(chǎn)生的電壓的變動(dòng)的影響。因此，更易于防止在對(duì)檢測(cè)電阻31輸入了交流的電信號(hào)時(shí)的切換電路部40的誤動(dòng)作。

以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施方式，只要不脫離本發(fā)明的主旨，能夠適當(dāng)變更。以下，關(guān)于本發(fā)明的變形例，使用圖8及圖9進(jìn)行說明。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，也可以適當(dāng)變更電流傳感器1的各部的電路構(gòu)成。例如，如果能夠進(jìn)行規(guī)定的切換動(dòng)作，則也可以如圖8所示的第1變形例所涉及的電流傳感器101那樣、僅在傳感器部10的一方的輸出端子13上連接切換電路部40的切換元件單元41和切換元件單元42，并將傳感器部10的另一方的輸出端子13直接連接于蓄電部20和電流檢測(cè)部30。另外，在蓄電部20的蓄電效率有富余的情況下，也可以如圖9所示的第2變形例所涉及的電流傳感器201那樣、僅在傳感器部10與蓄電部20之間夾著切換元件單元41，并使傳感器部10與電流檢測(cè)部30始終連接。

另外，雖未圖示，但在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如果能夠進(jìn)行規(guī)定的切換動(dòng)作，切換電路部40也可以是前述的以外的電路構(gòu)成，切換元件單元41、切換元件單元42中使用的一對(duì)切換元件也可以不是n溝道型的mosfet元件，而是p溝道型的mosfet元件、雙極性晶體管元件等，另外，如果可獲得規(guī)定的電流檢測(cè)精度的話，也可以使用1個(gè)半導(dǎo)體元件構(gòu)成切換元件單元41、切換元件單元42、或者使用集成了很多半導(dǎo)體元件的開關(guān)用ic、如光耦合器那樣的元件、電磁式的繼電器等構(gòu)成切換元件單元41、切換元件單元42。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如果能夠進(jìn)行規(guī)定的蓄電動(dòng)作的話，蓄電部20也可以是前述的以外的電路構(gòu)成，蓄電元件22也可以是前述的以外的2次電池等元件。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如果能夠進(jìn)行規(guī)定的電流檢測(cè)動(dòng)作的話，電流檢測(cè)部30也可以是前述的以外的電路構(gòu)成，還可以輸出被數(shù)字化的檢測(cè)信號(hào)而不是輸出模擬的檢測(cè)信號(hào)。另外，電流檢測(cè)部30也可以是，檢測(cè)電阻31是能夠使電阻值變化的可變電阻型的元件。另外，放大電路32既可以是使用了雙極性晶體管元件、fet元件等的放大電路，也可以是增益可變型的放大電路。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，也可以是，電壓檢測(cè)部50是輸出與蓄電部20的輸出電壓vch對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)電路，基于電壓檢測(cè)部50輸出的檢測(cè)信號(hào)，控制部80進(jìn)行各種判斷、控制動(dòng)作。另外，可以使用電壓檢測(cè)電路52、電阻元件57以外的元件構(gòu)成前述的放電電路，在恒壓電路部60的輸入端子中所蓄積的電荷的影響較小的情況下，放電電路也可以沒有。另外，如果控制部80等能夠穩(wěn)定的動(dòng)作的話，恒壓電路部60也可以沒有。另外，無線發(fā)送部70可以將電流檢測(cè)結(jié)果以外的信息無線發(fā)送，如果能夠通過有線進(jìn)行向外部的信息傳輸?shù)脑?，無線發(fā)送部70也可以沒有。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，如果能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的功能，也可以按照前述的以外的步驟使電流傳感器1動(dòng)作。例如，在設(shè)置了電流傳感器1后的設(shè)置環(huán)境穩(wěn)定的情況下，也可以按照規(guī)定的檢測(cè)周期ts使電流檢測(cè)動(dòng)作、無線發(fā)送動(dòng)作反復(fù)。

另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，電流傳感器1也可以具有多個(gè)構(gòu)成為傳感器部10、蓄電部20、電流檢測(cè)部30各有一個(gè)的傳感器單元，并由1個(gè)控制部80控制多個(gè)傳感器單元。另外，電流傳感器1可以還具備前述的以外的電路。另外，電流傳感器1可以被安裝于前述的以外的用途的檢測(cè)對(duì)象。

符號(hào)說明

1電流傳感器

10傳感器部

11磁芯

12線圈

13輸出端子

20蓄電部

21整流電路

21a二極管元件

22蓄電元件

30電流檢測(cè)部

31檢測(cè)電阻

32放大電路

32a放大器ic

40切換電路部

41切換元件單元

41a切換元件

41b二極管元件

42切換元件單元

42a切換元件

42b二極管元件

50電壓檢測(cè)部

51電壓檢測(cè)電路

51a比較器

51b二極管元件

51c信號(hào)處理電路

52電壓檢測(cè)電路

52a比較器

52b二極管元件

52c信號(hào)處理電路

53切換元件

54切換元件

55電容元件

56電阻元件

57電阻元件

60恒壓電路部

70無線發(fā)送部

71發(fā)送用天線

80控制部

101電流傳感器

201電流傳感器