WO2021090905A1 - シャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a shunt resistor module provided with a shunt resistor and a mounting structure of the shunt resistor module.
- a shunt resistor is used to detect the current of a power semiconductor device or the like.
- Patent Document 1 discloses a structure of a resistor and a shunt resistor provided with electrodes (wiring members) on both sides thereof, and a bus bar is connected to the electrodes. Further, the shunt resistor is provided with a voltage detection terminal for measuring a voltage value between electrodes.
- an object of the present invention is to provide a shunt resistor module capable of accurately detecting current and a mounting structure of the shunt resistor module.
- the shunt resistor module of one aspect of the present invention includes a resistor, a first electrode provided at one end of the resistor, and a second electrode provided at the other end of the resistor.
- a current flowing through the shunt resistor which is electrically connected to the first electrode and is arranged at a distance between the second electrode and the resistor. It is characterized by including a conductive member that constitutes a current path opposite to the path.
- the mounting structure of the shunt resistance module is a mounting structure for connecting the shunt resistance module to a current measurement circuit, and has an external connection terminal at a position facing the second electrode of the shunt resistance module. Then, an insulated fixing member is inserted into a through hole formed from the second electrode to the conductive member at a position facing the second electrode, and the shunt resistance module is fixed to the external connection terminal. At the same time, the second electrode is electrically connected to the external connection terminal.
- the conductive members are arranged to face each other at intervals from the shunt resistor, and at this time, the first electrode of the shunt resistor and the conductive member are electrically connected.
- current paths can be formed in the shunt resistor and the conductive member in opposite directions, and the magnetic flux can be canceled, so that current detection can be performed with high accuracy.
- the shunt resistor module can be appropriately connected to the current measurement circuit without impairing the current path in the opposite direction between the shunt resistor and the conductive member.
- ⁇ Shunt resistance module 1 of this embodiment> For example, when a current flows through a shunt resistor for current detection attached to a power semiconductor module, magnetic flux is generated according to the right-handed screw rule. At this time, a large current flows through the shunt resistor, so that a large magnetic flux is generated, and this magnetic flux fluctuates the voltage value between the electrodes of the shunt resistor. As a result, there arises a problem that the current value cannot be detected with high accuracy. Therefore, as a result of intensive research, the present inventor has developed a structure capable of canceling the magnetic flux generated when a current flows through the shunt resistor.
- the shunt resistance module 1 of the present embodiment has the following features. (1) A shunt including a resistor 5, a first electrode 6 provided at one end of the resistor 5, and a second electrode 7 provided at the other end of the resistor 5. Provide a resistor 2. (2) It is electrically connected to the first electrode 6 and is arranged at a distance between the second electrode 7 and the resistor 5, and is opposite to the current path C1 flowing through the shunt resistor 2. A conductive plate 4 constituting the current path C2 is provided.
- a conductive plate 4 constituting the current path C2 is provided.
- FIG. 1 is a perspective view of a power semiconductor module 10 including the shunt resistance module 1 of the present embodiment.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the shunt resistor module 1 of the present embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view showing an enlarged connection structure of the shunt resistor module 1 of the present embodiment to the power semiconductor module 10.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the shunt resistor module 1 of the present embodiment.
- a semiconductor element or the like is arranged in a housing 15, and a drive substrate 16 is arranged on the surface of the housing 15. Further, a plurality of external connection terminals 10a to 10d are provided at both ends of the housing 15 in the Y direction. For example, the shunt resistor module 1 is attached to the external connection terminals 10a. Further, on both sides of the external connection terminals 10a to 10d in the X direction, fixing holes 17 through which bolts or the like can be inserted are provided to fix the power semiconductor module 10 to the external heat radiation fins or the like.
- the shunt resistance module 1 and the bus bar 11 of the present embodiment can be superposed on the external connection terminal 10a of the power semiconductor module 10 and fixed by the fixing member 18.
- the shunt resistor module 1 of the present embodiment includes a shunt resistor 2, an insulating sheet 3 as an insulating member, and a conductive plate 4 as a conductive member, as shown in FIG. ..
- the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction shown in FIG. 2 are two directions orthogonal to each other on a plane.
- the shunt resistor 2 has a flat plate shape that is longer in the Y1-Y2 direction than the width dimension in the X1-X2 direction, and has a resistor 5 and one end of the resistor 5 ( It is configured to have a first electrode 6 provided at the Y1 side end) and a second electrode 7 provided at the other end (Y2 side end) of the resistor 5.
- the first electrode 6 and the second electrode 7 have lower electrical resistance values than the resistor 5.
- the resistor 5 is a metal such as Cu—Ni, Cu—Mn, or Ni—Cr
- the electrodes 6 and 7 are metals such as Cu. ..
- the length dimension L1 of the first electrode 6 in the Y1-Y2 direction is shorter than the length dimension L2 of the second electrode 7 in the Y1-Y2 direction.
- the "length dimension” indicates the length in the direction parallel to the current path C1 formed in the first electrode 6 and the second electrode 7.
- the second electrode 7 has a length dimension extending from the position of the external connection terminal 10a to the surface of the drive substrate 16. As a result, the second electrode 7 can be connected to the external connection terminal 10a, and the pin-shaped voltage detection terminal 8b provided on the second electrode 7, which will be described later, is attached to the surface of the drive substrate 16 of the power semiconductor module 10. It can be properly inserted into the formed connection hole 16b.
- the first electrode 6 may be electrically connected to the conductive plate 4 and has an area in which the voltage detection terminal 8a can be arranged, and the length dimension L1 of the first electrode 6 is set to the second. It can be shorter than the length dimension L2. This makes it possible to appropriately and reliably connect and fix the shunt resistor 2 to the power semiconductor module 10 while suppressing the increase in size.
- a through hole 2a is formed in the second electrode 7. As will be described later, the through hole 2a is a fixing hole for inserting the fixing member 18.
- voltage detection terminals 8a and 8b are formed on the lower surfaces of the first electrode 6 and the second electrode 7 (the side facing the power semiconductor module 10). These voltage detection terminals 8a and 8b have, for example, a pin shape protruding in the direction of the power semiconductor module 10. The voltage detection terminals 8a and 8b can be attached to the lower surfaces of the first electrode 6 and the second electrode 7 by welding or the like.
- the insulating sheet 3 is arranged so as to be superposed on the flat plate-shaped shunt resistor 2.
- the "sheet” means a thin plate, and the material and sheet structure of the insulating sheet 3 are such that the second electrode 7 and the resistor 5 and the conductive plate 4 are electrically insulated from each other.
- the condition is not particularly limited.
- the insulating sheet 3 is a sheet made of an insulating polymer such as polyethylene. Further, the insulating sheet 3 may be separated into a plurality of sheets instead of one sheet. Further, the insulating sheet 3 may or may not be flexible.
- the length dimension L3 of the insulating sheet 3 is shorter than the length dimension L4 of the shunt resistor 2.
- the surface of the second electrode 7 and the resistor 5 is covered by the insulating sheet 3, while the Y1 side end portion 6a of the surface of the first electrode 6 is not covered by the insulating sheet 3. It is considered to be exposed.
- the width dimension of the insulating sheet 3 (the length dimension in the X1-X2 direction) is formed to be about the same as the width dimension of the shunt resistor 2, but the width dimension is not limited. Absent.
- the insulating sheet 3 is formed with a through hole 3a of the same size at a position overlapping the through hole 2a formed in the second electrode 7.
- the insulating sheet 3 has been described as an example of the insulating member, but the insulating layer is provided as a configuration for insulating the second electrode 7, the resistor 5, and the conductive plate 4. It can also be formed by coating on the surfaces of the electrode 7 and the resistor 5. However, by using the insulating sheet 3, it is possible to more reliably electrically insulate the second electrode 7 and the resistor 5 from the conductive plate 4, and the assembly of the shunt resistor module 1 becomes complicated. Not preferable.
- the conductive plate 4 is arranged so as to be overlapped on the insulating sheet 3.
- the conductive plate 4 has a length dimension L5 similar to that of the shunt resistor 2.
- the conductive plate 4 may be formed longer in the Y1-Y2 direction than the shunt resistor 2. At this time, the conductive plate 4 extends in the Y2 direction from the Y2 side end of the second electrode 7 of the shunt resistor 2.
- the material of the conductive plate 4 is not limited, but it is preferably a material having excellent conductivity.
- the conductive plate 4 is made of the same material as the electrodes 6 and 7, or a material having the same main component.
- the conductive plate 4 can be formed of a Cu plate.
- the Y1 side end portion 4b of the conductive plate 4 abuts on the Y1 side end portion 6a of the exposed first electrode 6 without being covered by the insulating sheet 3 and is electrically connected.
- a convex portion that projects the Y1 side end portion 4b of the conductive plate 4 in the direction of the first electrode 6 (the downward direction shown in FIG. 4) so as to be easily electrically connected to the first electrode 6. It is preferable to have a shape.
- the conductive plate 4 is formed with through holes 4a having the same size at positions overlapping the through holes 2a and 3a in the thickness direction.
- the conductive plate 4 has a flat plate shape and is formed long in the Y1-Y2 direction like the shunt resistor 2.
- the conductive plate 4 may have a form other than the flat plate shape, but by forming the conductive plate shape, it can be electrically connected to the first electrode 6 with high accuracy, and the shunt resistance module 1 can be made thinner. Can be realized.
- the shunt resistor 2, the insulating sheet 3, and the conductive plate 4 described above are superposed in the thickness direction, and at this time, Y1 of the conductive plate 4 is aligned so that the through holes 2a, 3a, and 4a are continuous in the thickness direction.
- the side end portion 4b and the first electrode 6 are joined by welding or the like.
- the conductive plate 4 and the first electrode 6 are electrically connected, and the insulating sheet 3 is interposed between the second electrode 7, the resistor 5, and the conductive plate 4, and is electrically insulated. It is said that it has been done.
- the joining method is not limited to welding, and may be the use of a conductive adhesive, solder joining, or the like.
- each continuous through hole 2a, 3a, 4a is described as one through hole
- a fixing member 18 such as a screw is inserted into the through hole 1a to fix the second electrode.
- the position of 7 can also be fixed together with the insulating sheet 3 and the conductive plate 4.
- the shunt resistor 2 and the insulating sheet 3 and the insulating sheet 3 and the conductive plate 4 may be joined by using an adhesive or the like.
- FIG. 3 is an enlarged perspective view showing an enlarged connection structure of the shunt resistor module 1 of the present embodiment to the power semiconductor module 10. As shown in FIG. 3, the shunt resistor module 1 of the present embodiment is attached to, for example, the external connection terminal 10a of the power semiconductor module 10.
- a step is formed between the external connection terminal 10a and the drive substrate 16 located on the surface of the power semiconductor module 10. Therefore, a conductive ring (pedestal) 22 for adjusting the height is interposed between the shunt resistance module 1 and the external connection terminal 10a, and the height of the shunt resistance module 1 is as high as the surface of the drive board 16. It is preferable to adjust so as to be. Further, the shunt resistance module 1 and the external connection terminal 10a are electrically connected via the conductive ring 22.
- the bus bar 11 is superposed on the upper surface of the shunt resistance module 1.
- the fixing member 18 is penetrated through, for example, the insulating washer 23, the washer 24, and the spring washer 25. It is inserted through the holes 1a and 11a.
- the tip of the fixing member 18 is a threaded portion 18a, and similarly, the external connection terminal 10a is also threaded.
- the fixing member 18 when the fixing member 18 is inserted into the through holes 1a and 11a, it can be screwed to the external connection terminal 10a, whereby the shunt resistor module 1 and the bus bar 11 are fixedly supported by the external connection terminal 10a. Can be done.
- an insulating tube 26 is attached to the peripheral surface of the fixing member 18 except for the screw portion 18a at the tip. By inserting the insulating tube 26 into the fixing member 18 and shrinking it, it can be fixed around the fixing member 18. As shown in FIG. 4, the insulating tube 26 reaches the shunt resistor 2, the insulating sheet 3, the conductive plate 4, and the bus bar 11 in a state where the fixing member 18 is inserted into the through hole 1a. Therefore, when a current flows between the external connection terminal 10a and the bus bar 11 via the shunt resistance module 1, it is possible to prevent a problem that the current flows through the fixing member 18.
- an insulating material may be coated, sprayed, or vapor-deposited on the surface of the fixing member 18 to form an insulating layer.
- pin-shaped voltage detection terminals 8a and 8b can be inserted on the surface of the drive board 16 of the power semiconductor module 10 at positions facing the voltage detection terminals 8a and 8b of the shunt resistor module 1.
- Connection holes 16a and 16b are formed. By inserting the voltage detection terminals 8a and 8b into the connection holes 16a and 16b, the voltage detection terminals 8a and 8b are electrically connected to the connection portions 27a and 27b of the current measurement circuit arranged in the connection holes 16a and 16b. be able to.
- the shunt resistor module 1 of the present embodiment can be attached to the external connection terminal 10a of the power semiconductor module 10, and the voltage detection terminals 8a and 8b are electrically connected to the connection portions 27a and 27b of the current measurement circuit. Can be connected to.
- the voltage value between the voltage detection terminals 8a and 8b, that is, the electrode 6 of the shunt resistor 2 Measure the voltage value between 7.
- the resistance value of the resistor 5 of the shunt resistor 2 is known, the current value can be detected according to Ohm's law. In this way, the shunt resistor module 1 can be used as a current detection device.
- the conductive plates 4 are arranged at intervals in the thickness direction of the shunt resistor 2, and the first electrode 6 and the conductive plate 4 of the shunt resistor 2 are electrically connected. Connected to.
- FIG. 1 when the shunt resistor module 1 is attached to the power semiconductor module 10 and the current is measured, the current path flowing through the shunt resistor module 1 is folded back by the shunt resistor 2 and the conductive plate 4. .. Therefore, as shown in FIG. 4, the current path C1 formed in the shunt resistor 2 and the current path C2 formed in the conductive plate 4 are in opposite directions.
- a magnetic flux (magnetic field) is generated in the shunt resistor 2 and the conductive plate 4 according to the right-handed screw rule, but since the current paths C1 and C2 are opposite to each other, the shunt resistor 2 and the conductive plate 4 have a magnetic flux (magnetic flux).
- the resulting magnetic fluxes rotate in the opposite direction, and the magnetic fluxes can cancel each other out.
- the influence of the magnetic flux on the voltage detection terminals 8a and 8b provided on the first electrode 6 and the second electrode 7 can be suppressed, and the current detection can be performed with high accuracy.
- the insulating sheet 3 is interposed between the second electrode 7 and the resistor 5 and the conductive plate 4.
- the second electrode 7 and the resistor 5 and the conductive plate 4 can be reliably and electrically insulated, and the current path C1 in the opposite direction to the shunt resistor 2 and the conductive plate 4 C2 can be formed with high accuracy, and the effect of canceling the magnetic flux can be enhanced.
- the shunt resistance module 1 is formed with a through hole 1a from the second electrode 7 to the conductive plate 4 facing the second electrode 7 in the thickness direction, and the through hole 1a is formed.
- the insulated fixing member 18 is inserted into the structure.
- the shunt resistor module 1 can be appropriately fixed and supported, and it is possible to prevent a problem that a current flows between the shunt resistor 2 and the conductive plate 4 via the fixing member 18.
- the fixing member 18 can connect the bus bar 11 to the shunt resistance module 1.
- the first electrode 6 and the second electrode 7 are provided with voltage detection terminals 8a and 8b on the side opposite to the conductive plate 4 side (lower side in the drawing of FIG. 4). .. Thereby, the voltage detection terminals 8a and 8b can be appropriately formed. In particular, in the mounting structure of the shunt resistor module 1, the voltage detection terminals 8a and 8b can be easily and surely connected to the current measurement circuit.
- the external connection terminal 10a is provided at a position facing the second electrode 7 of the shunt resistance module 1, and the fixing member 18 is inserted through the external connection terminal 10a.
- the shunt resistance module 1 is fixed to the external connection terminal 10a, and the second electrode 7 is electrically connected to the external connection terminal 10a.
- the fixed support of the shunt resistor module 1 and the electrical connection to the external connection terminal 10a can be performed at the same time.
- the voltage detection terminals 8a and 8b are connected to the current measurement circuit while the shunt resistor module 1 is fixed to the external connection terminal 10a.
- the drive board 16 of the power semiconductor module 10 is provided with connection holes 16a and 16b into which voltage detection terminals 8a and 8b can be inserted, and connection portions 27a located in the connection holes 16a and 16b. , 27b are connected to the current measurement circuit. Therefore, in the present embodiment, when the shunt resistor module 1 is attached to the external connection terminal 10a, the voltage detection terminals 8a and 8b can be inserted into the connection holes 16a and 16b, and the voltage detection terminals 8a and 8b are inserted. It can be connected to a current measurement circuit. As described above, in the present embodiment, the voltage detection terminals 8a and 8b can be easily and surely connected to the current measurement circuit at the same time as the shunt resistance module 1 is attached to the power semiconductor module 10.
- the shunt resistance module 1 and the bus bar 11 can be easily and surely attached to the power semiconductor module 10.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the shunt resistor module 30 showing another embodiment.
- the shunt resistor module 30 shown in FIG. 5 includes a shunt resistor 31 and a conductive plate 32, but the insulating sheet 3 shown in FIGS. 2 and 4 is not provided.
- the parts having the same reference numerals as those in FIGS. 2 and 4 have substantially the same configuration.
- the Y1 side end portion 32b of the conductive plate 32 is formed as a convex portion protruding in the direction of the shunt resistor 31 (the direction shown in the drawing), and is formed between the second electrode 7 and the conductive plate 32. There is a predetermined interval.
- the first fixing member 33 is inserted into the through holes 7a and 32a provided in the second electrode 7 and the conductive plate 32.
- the distance between the second electrode 7 and the conductive plate 32 can be maintained at a predetermined size.
- the surface of the first fixing member 33 is insulated, similar to the fixing member 18 shown in FIG. As a result, it is possible to suppress a problem that a current flows between the second electrode 7 and the conductive plate 32 via the first fixing member 33.
- a through hole 30a continuous with the first electrode 6 of the shunt resistance module 30 and the Y1 side end portion 32b of the conductive plate 32 is formed, and the through hole 30a has a first through hole 30a.
- the fixing member 34 of 2 By inserting the fixing member 34 of 2, the first electrode 6 and the Y1 side end portion 32b of the conductive plate 32 are fixedly supported. At this time, the surfaces of the first electrode 6 and the Y1 side end portion 32b of the conductive plate 32 are in contact with each other and are electrically connected.
- the surface of the second fixing member 34 is preferably conductive. Ordinary screws can be used for the second fixing member 34. As a result, the first electrode 6 and the conductive plate 32 can be more reliably and electrically connected to each other.
- the conductive plate 32 shown in FIG. 5 also serves as a bus bar. Therefore, the conductive plate 32 is formed so as to extend in the Y2 direction longer than the Y2 side end portion of the second electrode 7 of the shunt resistor 2. ing. As described above, since the conductive plate 32 also serves as a bus bar, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost of the shunt resistor module 30 can be suppressed. As described above, the present embodiment and the modified examples have been described, but as another embodiment, the above-described embodiments and modified examples may be combined in whole or in part.
- the present embodiment is not limited to the above-described embodiment and modification, and may be variously modified, replaced, or modified without departing from the spirit of the technical idea. Further, if the technical idea can be realized in another way by the advancement of the technology or another technology derived from it, it may be carried out by using that method. Therefore, the claims cover all embodiments that may be included within the scope of the technical idea.
- the power semiconductor module 10 is taken as an example of the mounting structure of the shunt resistance module 1, but the electronic component on which the shunt resistance module 1 is mounted may be other than the power semiconductor module 10.
- the feature points in the above embodiment are summarized below.
- the shunt resistor module includes a resistor, a first electrode provided at one end of the resistor, and a second electrode provided at the other end of the resistor. Is electrically connected to the first electrode, and is arranged at a distance between the second electrode and the resistor, and flows through the shunt resistor. It is characterized by including a conductive member that constitutes a current path opposite to the current path.
- an insulating member is interposed between the second electrode and the resistor and the conductive member.
- a through hole is formed from the second electrode to the conductive member at a position facing the second electrode, and the through hole is insulated and fixed. It is preferable that the member is inserted.
- the conductive member can also serve as a bus bar.
- the first electrode and the second electrode are provided with voltage detection terminals on the side opposite to the conductive member side.
- the mounting structure of the shunt resistance module of the above embodiment is a mounting structure for connecting the shunt resistance module to the current measurement circuit, and an external connection terminal is provided at a position facing the second electrode of the shunt resistance module. It is characterized in that the fixing member described above is inserted, the shunt resistance module is fixed to the external connection terminal, and the second electrode is electrically connected to the external connection terminal. And.
- the shunt resistance module is fixed to the external connection terminal and the voltage detection terminal described above is connected to the current measurement circuit.
- the shunt resistor module of the present invention can accurately detect current, and can be applied to, for example, current detection for control applications such as power semiconductor devices and energy management of batteries.
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Abstract
精度良く電流検出を行うことができるシャント抵抗モジュールを提供することを目的とする。本発明のシャント抵抗モジュール(1)は、抵抗体(5)と、抵抗体の一方の端部に設けられた第1の電極(6)と、抵抗体の他方の端部に設けられた第2の電極(7)と、を備えたシャント抵抗器(2)と、第1の電極に電気的に接続されるとともに、第2の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、シャント抵抗器に流れる電流経路(C1)と逆向きの電流経路(C2)を構成する導電部材(4)と、を具備することを特徴とする。
Description
この発明は、シャント抵抗器を備えたシャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造に関する。
例えば、パワー半導体装置等の電流を検出するために、シャント抵抗器が用いられる。
特許文献1には、抵抗体とその両側に電極(配線部材)を備えたシャント抵抗器の構造が開示されており、電極にはバスバーが接続されている。また、シャント抵抗器には、電極間の電圧値を測定する電圧検出端子が設けられている。
ところで、シャント抵抗器に電流が流れた際に磁束が生じるが、この磁束の影響を、電圧検出端子が受けると、電圧値が変動し、正確な電流値を計測できない問題が生じた。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、精度良く電流検出を行うことができるシャント抵抗モジュール及び、シャント抵抗モジュールの実装構造を提供することを目的とする。
本発明の一態様のシャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第1の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第2の電極と、を備えたシャント抵抗器と、前記第1の電極に電気的に接続されるとともに、前記第2の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する導電部材と、を具備することを特徴とする。
本発明の一態様のシャント抵抗モジュールの実装構造は、シャント抵抗モジュールを電流計測回路に接続する実装構造であって、前記シャント抵抗モジュールの前記第2の電極と対向する位置に外部接続端子を有し、前記第2の電極から前記第2の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて形成された貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されて、前記シャント抵抗モジュールが前記外部接続端子に固定されるとともに、前記第2の電極が前記外部接続端子に電気的に接続されることを特徴とする。
本発明のシャント抵抗モジュールによれば、シャント抵抗器に間隔を空けて導電部材を対向配置し、このとき、シャント抵抗器の第1の電極と導電部材とを電気的に接続した。これにより、シャント抵抗器と導電部材に互いに逆向きの電流経路を形成でき、磁束をキャンセルすることができるため、精度良く電流検出を行うことが可能である。
本発明のシャント抵抗モジュールの実装構造によれば、シャント抵抗器と導電部材とで逆向きの電流経路を損なうことなく、シャント抵抗モジュールを電流計測回路に適切に接続することができる。
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るシャント抵抗モジュールについて説明する。
<本実施の形態のシャント抵抗モジュール1>
例えば、パワー半導体モジュールに取り付けた電流検出用のシャント抵抗器に電流が流れると、右ねじの法則により磁束が生じる。このとき、シャント抵抗器には大電流が流れることで、大きな磁束が発生し、この磁束が、シャント抵抗器の電極間の電圧値を変動させる。その結果、精度良く電流値を検出できない不具合が生じる。そこで本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、シャント抵抗器に電流が流れた際に生じる磁束をキャンセル可能な構造を開発するに至った。
例えば、パワー半導体モジュールに取り付けた電流検出用のシャント抵抗器に電流が流れると、右ねじの法則により磁束が生じる。このとき、シャント抵抗器には大電流が流れることで、大きな磁束が発生し、この磁束が、シャント抵抗器の電極間の電圧値を変動させる。その結果、精度良く電流値を検出できない不具合が生じる。そこで本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、シャント抵抗器に電流が流れた際に生じる磁束をキャンセル可能な構造を開発するに至った。
すなわち、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1は、以下の特徴点を有している。
(1)抵抗体5と、抵抗体5の一方の端部に設けられた第1の電極6と、抵抗体5の他方の端部に設けられた第2の電極7と、を備えたシャント抵抗器2を備えること。
(2)第1の電極6に電気的に接続されるとともに、第2の電極7及び抵抗体5との間に間隔を空けて配置され、シャント抵抗器2に流れる電流経路C1と逆向きの電流経路C2を構成する導電板4を備えること。
以下、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の構造を具体的に説明する。
(1)抵抗体5と、抵抗体5の一方の端部に設けられた第1の電極6と、抵抗体5の他方の端部に設けられた第2の電極7と、を備えたシャント抵抗器2を備えること。
(2)第1の電極6に電気的に接続されるとともに、第2の電極7及び抵抗体5との間に間隔を空けて配置され、シャント抵抗器2に流れる電流経路C1と逆向きの電流経路C2を構成する導電板4を備えること。
以下、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の構造を具体的に説明する。
図1は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1を備えたパワー半導体モジュール10の斜視図である。図2は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の分解斜視図である。図3は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1のパワー半導体モジュール10への接続構造を拡大して示した分解斜視図である。図4は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の断面図である。
図1に示すパワー半導体モジュール10は、筐体15内に半導体素子等が配置されており、筐体15の表面にドライブ基板16が配置されている。また、筐体15のY方向の両端には、複数の外部接続端子10a~10dが設けられ、例えば、シャント抵抗モジュール1は外部接続端子10aに取り付けられる。また、外部接続端子10a~10dのX方向の両側には、パワー半導体モジュール10を、外部の放熱フィン等に固定するためにボルト等を挿通可能な固定穴17が設けられている。
図1に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1及びバスバー11を、パワー半導体モジュール10の外部接続端子10a上に重ねて、固定部材18にて固定することができる。
図2に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1は、図2に示すように、シャント抵抗器2と、絶縁部材としての絶縁シート3と、導電部材としての導電板4を具備する。なお、図2に示すX1-X2方向と、Y1-Y2方向は、平面上にて直交する2方向である。
(シャント抵抗器2)
図2及び図4に示すように、シャント抵抗器2は、X1-X2方向の幅寸法よりもY1-Y2方向に長い平板状であり、抵抗体5と、抵抗体5の一方の端部(Y1側端部)に設けられる第1の電極6と、抵抗体5の他方の端部(Y2側端部)に設けられる第2の電極7を有して構成される。第1の電極6及び第2の電極7は、抵抗体5より電気抵抗値が低い。材質を限定するものではないが、例えば、抵抗体5は、Cu-Ni系、Cu-Mn系、或いは、Ni―Cr系等の金属であり、電極6、7は、Cu等の金属である。
図2及び図4に示すように、シャント抵抗器2は、X1-X2方向の幅寸法よりもY1-Y2方向に長い平板状であり、抵抗体5と、抵抗体5の一方の端部(Y1側端部)に設けられる第1の電極6と、抵抗体5の他方の端部(Y2側端部)に設けられる第2の電極7を有して構成される。第1の電極6及び第2の電極7は、抵抗体5より電気抵抗値が低い。材質を限定するものではないが、例えば、抵抗体5は、Cu-Ni系、Cu-Mn系、或いは、Ni―Cr系等の金属であり、電極6、7は、Cu等の金属である。
図2や図4に示すように、第1の電極6のY1-Y2方向の長さ寸法L1は、第2の電極7のY1-Y2方向の長さ寸法L2よりも短い。ここで「長さ寸法」は、第1の電極6及び第2の電極7に形成される電流経路C1と平行な方向の長さを示す。第2の電極7は、外部接続端子10aの位置からドライブ基板16の表面にまで延出する長さ寸法を有している。これにより、第2の電極7を、外部接続端子10aに接続できるとともに、後述する第2の電極7に設けられたピン状の電圧検出端子8bを、パワー半導体モジュール10のドライブ基板16の表面に形成された接続穴16bに適切に挿入することができる。一方、第1の電極6は、導電板4と電気的に接続し、且つ電圧検出端子8aを配置できる面積を有していればよく、第1の電極6の長さ寸法L1を第2の長さ寸法L2より短くすることができる。これにより、シャント抵抗器2の大型化を抑制しつつ、パワー半導体モジュール10に適切且つ確実に接続固定することが可能になる。
図2及び図4に示すように、第2の電極7には、貫通孔2aが形成されている。この貫通孔2aは後述するように、固定部材18を挿通するための固定穴である。
図2及び図4に示すように、第1の電極6及び第2の電極7の下面(パワー半導体モジュール10に対向する側)には、電圧検出端子8a、8bが形成されている。これら電圧検出端子8a、8bは、例えば、パワー半導体モジュール10の方向に突き出すピン形状である。電圧検出端子8a、8bを、第1の電極6及び第2の電極7の下面に溶接などにより取り付けることができる。
(絶縁シート3)
図2及び図4に示すように、平板状のシャント抵抗器2上に重ねて、絶縁シート3が配置される。「シート」とは、薄い板状であることを意味しており、絶縁シート3の材質やシート構造は、第2の電極7及び抵抗体5と、導電板4とが電気的に絶縁されることを条件に、特に限定されるものではない。一例であるが、絶縁シート3は、ポリエチレン系等の絶縁性高分子からなるシートである。また、絶縁シート3は、一枚でなく、複数に分離等されてもよい。また、絶縁シート3は、可撓性の有無を問わない。
図2及び図4に示すように、平板状のシャント抵抗器2上に重ねて、絶縁シート3が配置される。「シート」とは、薄い板状であることを意味しており、絶縁シート3の材質やシート構造は、第2の電極7及び抵抗体5と、導電板4とが電気的に絶縁されることを条件に、特に限定されるものではない。一例であるが、絶縁シート3は、ポリエチレン系等の絶縁性高分子からなるシートである。また、絶縁シート3は、一枚でなく、複数に分離等されてもよい。また、絶縁シート3は、可撓性の有無を問わない。
図4に示すように、絶縁シート3の長さ寸法L3は、シャント抵抗器2の長さ寸法L4よりも短い。図4に示すように、絶縁シート3により、第2の電極7及び抵抗体5の表面は覆われる一方、第1の電極6の表面のY1側端部6aは、絶縁シート3に覆われず露出した状態とされる。
図2に示すように、例えば、絶縁シート3の幅寸法(X1-X2方向の長さ寸法)は、シャント抵抗器2の幅寸法と同程度で形成されるが、幅寸法を限定するものではない。
図2、図4に示すように、絶縁シート3には、第2の電極7に形成された貫通孔2aと重なる位置に、同程度の大きさの貫通孔3aが形成されている。
また、本実施の形態では、絶縁部材の一例として絶縁シート3を説明したが、第2の電極7及び抵抗体5と導電板4との間を絶縁する構成として、絶縁層を、第2の電極7及び抵抗体5の表面に塗布などして形成することもできる。ただし、絶縁シート3を用いることが、第2の電極7及び抵抗体5と導電板4との間をより確実に電気的に絶縁することができ、また、シャント抵抗モジュール1の組み立ても煩雑にならず好ましい。
(導電板4)
図2及び図4に示すように、絶縁シート3上に重ねて導電板4が配置される。この実施の形態では、導電板4は、シャント抵抗器2と同程度の長さ寸法L5を有している。導電板4は、シャント抵抗器2よりY1-Y2方向に長く形成されてもよい。このとき、導電板4は、シャント抵抗器2の第2の電極7のY2側端部からY2方向に延出される。導電板4の材質を限定するものではないが、導電性に優れた材質であることが好ましく、例えば、導電板4には、電極6、7と同じ材料、或いは、主成分を同じとした材料を選択でき、具体的には、導電板4を、Cu板で形成することができる。
図2及び図4に示すように、絶縁シート3上に重ねて導電板4が配置される。この実施の形態では、導電板4は、シャント抵抗器2と同程度の長さ寸法L5を有している。導電板4は、シャント抵抗器2よりY1-Y2方向に長く形成されてもよい。このとき、導電板4は、シャント抵抗器2の第2の電極7のY2側端部からY2方向に延出される。導電板4の材質を限定するものではないが、導電性に優れた材質であることが好ましく、例えば、導電板4には、電極6、7と同じ材料、或いは、主成分を同じとした材料を選択でき、具体的には、導電板4を、Cu板で形成することができる。
図4に示すように、導電板4のY1側端部4bは、絶縁シート3に覆われずに露出した第1の電極6のY1側端部6aに当接し、電気的に接続される。このとき、第1の電極6と電気的に接続しやすいように、導電板4のY1側端部4bを、第1の電極6の方向(図4に示す図示下方向)に突出する凸部状とすることが好ましい。
図2及び図4に示すように、導電板4には、貫通孔2a、3aと厚さ方向にて重なる位置に、同程度の大きさの貫通孔4aが形成されている。
導電板4は、平板状であり、シャント抵抗器2と同様に、Y1-Y2方向に長く形成されている。導電板4は、平板状以外の形態であってもよいが、平板状とすることで、第1の電極6と精度良く電気的に接続させることができ、また、シャント抵抗モジュール1の薄型化を実現することができる。
(シャント抵抗モジュール1の組み立て)
上記したシャント抵抗器2、絶縁シート3及び導電板4を厚み方向に重ね合わせ、このとき、各貫通孔2a、3a、4aが厚み方向に連続するように位置を合わせつつ、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を溶接等で接合する。これにより、導電板4と第1の電極6は電気的に接続されるとともに、第2の電極7及び抵抗体5と導電板4の間には、絶縁シート3が介在し、電気的に絶縁された状態とされる。接合方法は、溶接に限定するものでなく、導電性接着剤の使用や、はんだ接合等であってもよい。また、後述する他の実施の形態で示すように、第1の電極6と導電板4間を、ねじ止めすることも可能である。上記接合により、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を、確実に電気的接続することができる。シャント抵抗モジュール1の第2の電極7から導電板4にかけて貫通する貫通孔1a(以下、連続する各貫通孔2a、3a、4aを一つの貫通孔と見做して記載する)は、シャント抵抗器2、絶縁シート3及び導電板4を重ね合わせ、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を接合した後に、一度に形成することもできる。
上記したシャント抵抗器2、絶縁シート3及び導電板4を厚み方向に重ね合わせ、このとき、各貫通孔2a、3a、4aが厚み方向に連続するように位置を合わせつつ、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を溶接等で接合する。これにより、導電板4と第1の電極6は電気的に接続されるとともに、第2の電極7及び抵抗体5と導電板4の間には、絶縁シート3が介在し、電気的に絶縁された状態とされる。接合方法は、溶接に限定するものでなく、導電性接着剤の使用や、はんだ接合等であってもよい。また、後述する他の実施の形態で示すように、第1の電極6と導電板4間を、ねじ止めすることも可能である。上記接合により、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を、確実に電気的接続することができる。シャント抵抗モジュール1の第2の電極7から導電板4にかけて貫通する貫通孔1a(以下、連続する各貫通孔2a、3a、4aを一つの貫通孔と見做して記載する)は、シャント抵抗器2、絶縁シート3及び導電板4を重ね合わせ、導電板4のY1側端部4bと第1の電極6を接合した後に、一度に形成することもできる。
導電板4のY1側端部4bと第1の電極6の接合領域以外では、図4に示すように、貫通孔1aにネジ等の固定部材18を挿通して固定するため、第2の電極7の位置も、絶縁シート3及び導電板4とともに固定することができる。なお、シャント抵抗器2と絶縁シート3、及び、絶縁シート3と導電板4間を接着剤等を用いて接合してもよい。
<シャント抵抗モジュール1の実装構造>
図3は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1のパワー半導体モジュール10への接続構造を拡大して示した分解斜視図である。図3に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1は、例えば、パワー半導体モジュール10の外部接続端子10aに取り付けられる。
図3は、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1のパワー半導体モジュール10への接続構造を拡大して示した分解斜視図である。図3に示すように、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1は、例えば、パワー半導体モジュール10の外部接続端子10aに取り付けられる。
このとき、図3や図4に示すように、外部接続端子10aと、パワー半導体モジュール10の表面に位置するドライブ基板16との間には段差が生じている。このため、シャント抵抗モジュール1と外部接続端子10aの間に、高さ調整用の導電リング(台座)22を介在させてシャント抵抗モジュール1の高さが、ドライブ基板16の表面と同程度の高さとなるように調整することが好ましい。また、シャント抵抗モジュール1と外部接続端子10aとの間は、導電リング22を介して電気的に接続される。
図3に示すように、バスバー11を、シャント抵抗モジュール1の上面に重ね合わせる。このとき、バスバー11に形成された貫通孔11aを、シャント抵抗モジュール1の貫通孔1aに位置合わせした状態で、例えば、絶縁ワッシャ23、ワッシャ24及びスプリングワッシャ25を介して、固定部材18を貫通孔1a、11aに挿通する。固定部材18の先端はねじ部18aであり、同様に、外部接続端子10aにもネジが切られている。よって、固定部材18を貫通孔1a、11aに挿通するととおに、外部接続端子10aにねじ止めすることができ、これにより、シャント抵抗モジュール1及びバスバー11を、外部接続端子10aに固定支持することができる。
図3に示すように、固定部材18の周囲表面には、先端のねじ部18aを除いて、例えば、絶縁チューブ26が取り付けられている。絶縁チューブ26を固定部材18に挿入し収縮させることで、固定部材18の周囲に固定することができる。図4に示すように、絶縁チューブ26は、固定部材18を貫通孔1aに挿通した状態では、シャント抵抗器2、絶縁シート3、導電板4及び、バスバー11にまで至っている。このため、外部接続端子10aとバスバー11間に、シャント抵抗モジュール1を介して電流が流れる際、電流が固定部材18を介して流れる不具合を防止することができる。絶縁チューブ26を用いる構成以外に、例えば、絶縁材料を固定部材18の表面に塗装、スプレー、或いは、蒸着等して絶縁層を形成してもよい。
図3に示すように、パワー半導体モジュール10のドライブ基板16の表面には、シャント抵抗モジュール1の電圧検出端子8a、8bと対向する位置に、ピン状の電圧検出端子8a、8bを挿入可能な接続穴16a、16bが形成されている。電圧検出端子8a、8bを接続穴16a、16bに挿入することで、電圧検出端子8a、8bを接続穴16a、16b内に配置された電流計測回路の接続部27a、27bに電気的に接続することができる。
以上により、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1を、パワー半導体モジュール10の外部接続端子10aに取り付けることができるとともに、電圧検出端子8a、8bを、電流計測回路の接続部27a、27bに電気的に接続することができる。
電流計測の際には、シャント抵抗モジュール1を介して、パワー半導体モジュール10とバスバー11間に電流が流れた際に、電圧検出端子8a、8b間の電圧値、すなわちシャント抵抗器2の電極6、7間の電圧値を計測する。このとき、シャント抵抗器2の抵抗体5の抵抗値は既知であるため、オームの法則により、電流値を検出することができる。このように、シャント抵抗モジュール1を、電流検出装置として用いることができる。
<本実施の形態の効果について>
本実施の形態のシャント抵抗モジュール1によれば、シャント抵抗器2の厚み方向に間隔を空けて導電板4を配置するとともに、シャント抵抗器2の第1の電極6と導電板4を電気的に接続した。これにより、図1のように、シャント抵抗モジュール1を、パワー半導体モジュール10に取り付けて電流計測を行うと、シャント抵抗モジュール1に流れる電流経路は、シャント抵抗器2と導電板4とで折り返される。このため、図4に示すように、シャント抵抗器2に形成される電流経路C1と、導電板4に形成される電流経路C2は、逆向きとなる。このとき、シャント抵抗器2及び導電板4には、右ねじの法則により、磁束(磁場)が生じるが、電流経路C1、C2が互いに逆向きであるため、シャント抵抗器2及び導電板4にて生じる磁束は逆回りとなり、磁束を互いに打ち消す(キャンセルする)ことができる。その結果、第1の電極6及び第2の電極7に設けられた電圧検出端子8a、8bに対する磁束の影響を抑制することができ、電流検出を精度良く行うことが可能になる。
本実施の形態のシャント抵抗モジュール1によれば、シャント抵抗器2の厚み方向に間隔を空けて導電板4を配置するとともに、シャント抵抗器2の第1の電極6と導電板4を電気的に接続した。これにより、図1のように、シャント抵抗モジュール1を、パワー半導体モジュール10に取り付けて電流計測を行うと、シャント抵抗モジュール1に流れる電流経路は、シャント抵抗器2と導電板4とで折り返される。このため、図4に示すように、シャント抵抗器2に形成される電流経路C1と、導電板4に形成される電流経路C2は、逆向きとなる。このとき、シャント抵抗器2及び導電板4には、右ねじの法則により、磁束(磁場)が生じるが、電流経路C1、C2が互いに逆向きであるため、シャント抵抗器2及び導電板4にて生じる磁束は逆回りとなり、磁束を互いに打ち消す(キャンセルする)ことができる。その結果、第1の電極6及び第2の電極7に設けられた電圧検出端子8a、8bに対する磁束の影響を抑制することができ、電流検出を精度良く行うことが可能になる。
本実施の形態では、図2及び図4に示すように、第2の電極7及び抵抗体5と、導電板4との間に、絶縁シート3を介在させている。これにより、第2の電極7及び抵抗体5と、導電板4との間を、確実に、電気的に絶縁することができ、シャント抵抗器2及び導電板4に逆向きの電流経路C1、C2を精度良く形成でき、磁束のキャンセル効果を高めることができる。
また、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール1には、第2の電極7から、第2の電極7と厚み方向で対向する導電板4にかけて、貫通孔1aが形成されており、貫通孔1aに、絶縁された固定部材18が挿通される。これにより、シャント抵抗モジュール1を適切に固定支持することができるとともに、固定部材18を介して、シャント抵抗器2と導電板4間に電流が流れる不具合を防止することができる。また、固定部材18により、バスバー11をシャント抵抗モジュール1に接続することができる。
また、本実施の形態では、第1の電極6及び第2の電極7には、導電板4側とは逆側(図4の図示下側)に電圧検出端子8a、8bが設けられている。これにより、電圧検出端子8a、8bを、適切に形成することができる。特に、シャント抵抗モジュール1の実装構造において、電圧検出端子8a、8bを、簡単且つ確実に、電流計測回路に接続することが可能になる。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の実装構造においては、シャント抵抗モジュール1の第2の電極7と対向する位置に外部接続端子10aを有し、固定部材18が挿通されることで、シャント抵抗モジュール1が外部接続端子10aに固定されるとともに、第2の電極7が外部接続端子10aに電気的に接続される。このように、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール1の固定支持と、外部接続端子10aへの電気的接続を同時に行うことができる。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュール1の実装構造においては、シャント抵抗モジュール1の外部接続端子10aへの固定とともに、電圧検出端子8a、8bが電流計測回路に接続される。本実施の形態では、パワー半導体モジュール10のドライブ基板16には、電圧検出端子8a、8bを挿入可能な接続穴16a、16bが設けられており、接続穴16a、16b内に位置する接続部27a、27bは、電流計測回路に接続されている。このため、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール1を外部接続端子10aに取り付けた際に、電圧検出端子8a、8bを接続穴16a、16bに挿入することができ、電圧検出端子8a、8bを電流計測回路に接続することができる。このように本実施の形態では、シャント抵抗モジュール1のパワー半導体モジュール10への取付と同時に、簡単且つ確実に、電圧検出端子8a、8bを電流計測回路に接続することができる。
以上のように、本実施の形態では、パワー半導体モジュール10へのシャント抵抗モジュール1及びバスバー11の取付を、容易且つ確実に行うことが可能である。
<別の実施の形態のシャント抵抗モジュールの形態>
図5は、別の実施の形態を示すシャント抵抗モジュール30の断面図である。図5に示すシャント抵抗モジュール30は、シャント抵抗器31と導電板32とを具備するが、図2及び図4に示す絶縁シート3は設けられていない。なお、図2や図4と同じ符号の部分は、実質的に同じ構成である。図5に示すように、導電板32のY1側端部32bを、シャント抵抗器31の方向(図示した方向)に突出する凸部状として、第2の電極7と導電板32との間に所定の間隔を空けている。
図5は、別の実施の形態を示すシャント抵抗モジュール30の断面図である。図5に示すシャント抵抗モジュール30は、シャント抵抗器31と導電板32とを具備するが、図2及び図4に示す絶縁シート3は設けられていない。なお、図2や図4と同じ符号の部分は、実質的に同じ構成である。図5に示すように、導電板32のY1側端部32bを、シャント抵抗器31の方向(図示した方向)に突出する凸部状として、第2の電極7と導電板32との間に所定の間隔を空けている。
図5に示すように、第2の電極7と導電板32に設けられた貫通孔7a、32aに、第1の固定部材33が挿通される。これにより、第2の電極7と導電板32との間の間隔を所定寸法に維持することができる。ただし、第2の電極7と導電板32の間を空気層とせず、図2及び図4で示す絶縁シート3を、第2の電極7と導電板32の間に介在させることで、より確実に、第2の電極7と導電板32の間を電気的に絶縁することが可能である。第1の固定部材33は、図4に示す固定部材18と同様に、表面が絶縁された構成である。これにより、第1の固定部材33を介して、第2の電極7と導電板32の間に電流が流れる不具合を抑制することができる。
また、図5に示す実施の形態では、シャント抵抗モジュール30の第1の電極6と、導電板32のY1側端部32bに連続する貫通孔30aが形成されており、該貫通孔30aに第2の固定部材34を挿通することで、第1の電極6と導電板32のY1側端部32bとを固定支持している。このとき、第1の電極6と導電板32のY1側端部32bの各表面は当接しており電気的に接続される。また、第2の固定部材34の表面は、導電性であることが好ましい。第2の固定部材34には、通常のネジを使用することができる。これにより、第1の電極6と導電板32間を、より確実に電気的に接続することができる。
また、図5に示す導電板32は、バスバーを兼ねており、したがって、導電板32は、シャント抵抗器2の第2の電極7のY2側端部よりもY2方向に長く延出して形成されている。このように、導電板32がバスバーを兼ねることで、部品点数を減らすことができ、シャント抵抗モジュール30の製造コストを抑えることができる。
以上のように、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
以上のように、本実施の形態及び変形例を説明したが、他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらに、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
例えば、本実施の形態では、シャント抵抗モジュール1の実装構造として、パワー半導体モジュール10を例に挙げたが、シャント抵抗モジュール1を実装する電子部品は、パワー半導体モジュール10以外であってもよい。
下記に、上記実施の形態における特徴点を整理する。
下記に、上記実施の形態における特徴点を整理する。
上記実施の形態に記載のシャント抵抗モジュールは、抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第1の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第2の電極と、を備えたシャント抵抗器と、前記第1の電極に電気的に接続されるとともに、前記第2の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する導電部材と、を具備することを特徴とする。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第2の電極及び前記抵抗体と、前記導電部材との間に、絶縁部材が介在していることが好ましい。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第2の電極から前記第2の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて、貫通孔が形成されており、前記貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されることが好ましい。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記導電部材は、バスバーを兼ねることができる。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールでは、前記第1の電極及び前記第2の電極には、前記導電部材側とは逆側に電圧検出端子が設けられていることが好ましい。
また、上記実施の形態のシャント抵抗モジュールの実装構造は、シャント抵抗モジュールを電流計測回路に接続する実装構造であって、前記シャント抵抗モジュールの前記第2の電極と対向する位置に外部接続端子を有し、上記に記載の前記固定部材が挿通されて、前記シャント抵抗モジュールが前記外部接続端子に固定されるとともに、前記第2の電極が前記外部接続端子に電気的に接続されることを特徴とする。
また、本実施の形態のシャント抵抗モジュールの実装構造では、前記シャント抵抗モジュールの前記外部接続端子への固定とともに、上記に記載の前記電圧検出端子が前記電流計測回路に接続されることが好ましい。
以上説明したように、本発明のシャント抵抗モジュールは、精度良く電流検出を行うことができ、例えば、パワー半導体装置等の制御用途の電流検出、バッテリーのエネルギーマネジメントに適用することができる。
本出願は、2019年11月7日出願の特願2019-202170号に基づく。この内容は全てここに含めておく。
Claims (7)
- 抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第1の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第2の電極と、を備えたシャント抵抗器と、
前記第1の電極に電気的に接続されるとともに、前記第2の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する導電部材と、を具備することを特徴とするシャント抵抗モジュール。 - 前記第2の電極及び前記抵抗体と、前記導電部材との間に、絶縁部材が介在していることを特徴とする請求項1に記載のシャント抵抗モジュール。
- 前記第2の電極から前記第2の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて、貫通孔が形成されており、前記貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシャント抵抗モジュール。
- 前記導電部材は、バスバーを兼ねることを特徴とする請求項1に記載のシャント抵抗モジュール。
- 前記第1の電極及び前記第2の電極には、前記導電部材側とは逆側に電圧検出端子が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシャント抵抗モジュール。
- シャント抵抗モジュールを電流計測回路に接続する実装構造であって、
前記シャント抵抗モジュールは、
抵抗体と、前記抵抗体の一方の端部に設けられた第1の電極と、前記抵抗体の他方の端部に設けられた第2の電極と、を備えたシャント抵抗器と、
前記第1の電極に電気的に接続されるとともに、前記第2の電極及び前記抵抗体との間に間隔を空けて配置され、前記シャント抵抗器に流れる電流経路と逆向きの電流経路を構成する導電部材と、を具備し、
前記シャント抵抗モジュールの前記第2の電極と対向する位置に外部接続端子を有し、
前記第2の電極から前記第2の電極と対向する位置の前記導電部材にかけて、貫通孔が形成されており、前記貫通孔に、絶縁された固定部材が挿通されて、前記シャント抵抗モジュールが前記外部接続端子に固定されるとともに、前記第2の電極が前記外部接続端子に電気的に接続されることを特徴とするシャント抵抗モジュールの実装構造。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極には、前記導電部材側とは逆側に電圧検出端子が設けられており、
前記シャント抵抗モジュールの前記外部接続端子への固定とともに、前記電圧検出端子が前記電流計測回路に接続されることを特徴とする請求項6に記載のシャント抵抗モジュールの実装構造。
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