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電流計測装置、電流計測方法及びプログラム NEW

国内特許コード P200017359
整理番号 S2019-0419-N0
掲載日 2020年12月22日
出願番号 特願2019-101808
公開番号 特開2020-197384
出願日 令和元年5月30日(2019.5.30)
公開日 令和2年12月10日(2020.12.10)
発明者
  • 大村 一郎
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 電流計測装置、電流計測方法及びプログラム NEW
発明の概要 【課題】 本発明は、高価な電流センサーを用いることなく、直流電流を直接的に計測する電流計測装置等を提供することを目的とする。
【解決手段】 電気回路における第1導通部を流れる電流値を計測する電流計測装置であって、コイルと、前記第1導通部と正極同士及び負極同士が接続されている第2導通部と、前記第1導通部及び前記第2導通部のON/OFFを制御するスイッチ部と、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部とを備え、前記コイルは、前記第1導通部又は前記第2導通部を囲んでいる、電流計測装置である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

リチウムイオン電池等の2次電池は、過充電、過放電、セル毎のアンバランスにより信頼性や蓄電効率が低下する。そのため、各電池の充電・放電電流、又は、電荷の計測により、充放電を制御することが重要である。現状では、2次電池電極間の電圧を検出して電池の充放電保護などを行っている。

産業上の利用分野

本発明は、電流計測装置、電流計測方法及びプログラムに関し、特に、電気回路における第1導線を流れる電流値を計測する電流計測装置等に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電気回路における第1導通部を流れる電流値を計測する電流計測装置であって、
コイルと、
前記第1導通部と正極同士及び負極同士が接続されている第2導通部と、
前記第1導通部及び前記第2導通部のON/OFFを制御するスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部とを備え、
前記コイルは、前記第1導通部又は前記第2導通部を囲んでいる、電流計測装置。

【請求項2】
前記コイルは、ロゴスキーコイルである、請求項1記載の電流計測装置。

【請求項3】
前記コイルに接続された積分アンプをさらに備える、請求項1又は2記載の電流計測装置。

【請求項4】
前記スイッチ部は、並列に存在する第1トランジスタ及び第2トランジスタを有し、
前記第1トランジスタは、前記第1導通部に接続されており、
前記第2トランジスタは、前記第2導通部に接続されており、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタは、それぞれ順方向に直列接続されており、
前記スイッチ制御部は、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタにゲート電圧を印加するゲート電圧制御部であり、
前記ゲート電圧制御部は、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタの両方又はいずれか一方がONとなるように制御する、請求項1から3のいずれかに記載の電流計測装置。

【請求項5】
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタと並列に接続された保護ダイオードをさらに備え、
前記保護ダイオードは、前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタとは順方向が逆向きとなるように接続されている、請求項4記載の電流計測装置。

【請求項6】
並列に接続された前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタと逆方向に直列接続された第3トランジスタをさらに備える、請求項4又は5記載の電流計測装置。

【請求項7】
前記第1トランジスタの有効面積及び前記第2トランジスタの有効面積の和は、前記第3トランジスタの有効面積以下である、請求項6記載の電流計測装置。

【請求項8】
前記第3トランジスタと並列に接続された第4トランジスタをさらに備え、
前記第4トランジスタの順方向は、前記第3トランジスタと同じ向きであり、
前記第1トランジスタ、前記第2トランジスタ、前記第3トランジスタ、及び、前記第4トランジスタの有効面積は、ほぼ同じである、請求項6又は7記載の電流計測装置。

【請求項9】
前記第1導通部は、前記第1トランジスタのソース電極に接続されており
前記コイルは、前記第1導通部だけでなく、前記第1トランジスタのゲート電流が流れる第1ゲート導線をも囲むものである、請求項4から8のいずれかに記載の電流計測装置。

【請求項10】
電気回路における第1導線を流れる電流値を計測する電流計測装置を用いた電流計測方法であって、
前記電流計測装置は、
コイルと、
前記第1導通部と正極同士及び負極同士が接続されている第2導通部と、
前記第1導線及び前記第2導線のON/OFFを制御するスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記電流値を計測する計測部とを備え、
前記コイルは、前記第1導通部又は前記第2導通部を囲んでおり、
前記スイッチ制御部が、前記スイッチ部を制御して、前記第1導通部又は前記第2導通部のON/OFFを制御する制御ステップと、
前記計測部が、前記第1導通部の電流値として得られたピーク値から前記第1導通部に流れる電流を計測する計測ステップとを含む、電流計測方法。

【請求項11】
前記制御ステップにおいて、前記スイッチ制御部が、前記スイッチ部を制御して、前記第1導通部と前記第2導通部のいずれか一方のみをオフとする制御を行い、
前記計測ステップの後に、前記スイッチ制御部が、前記スイッチ部を制御して、第1導通部及び第2導通部の両方に電流を流させる回復ステップをさらに含む、請求項10記載の電流計測方法。

【請求項12】
前記コイルに接続された積分アンプをさらに備え、
前記制御ステップにおいて、前記スイッチ制御部が、前記スイッチ部を制御して、前記第1導通部と前記第2導通部のいずれか一方のみをオフとする制御を複数回切り替えて行い、
前記計測ステップにおいて、前記計測部が、前記第1導通部の電流値として得られた複数のピーク値から前記第1導通部に流れる電流を計測する、請求項10又は11記載の電流計測方法。

【請求項13】
コンピュータを、請求項10から12のいずれかに記載の電流計測方法における前記スイッチ制御部及び前記計測部として機能させるためのプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019101808thum.jpg
出願権利状態 公開
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