(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置のインバータ部に配備してその出力電流を検出するホールＣＴであり、該ホールＣＴのパッケージをフレームグランドとなる金属シャーシに搭載し、かつ駆動電源をインバータ入力部のコンデンサの両端に接続してホールＣＴに給電するものにおいて、
ホールＣＴの搭載位置に合わせて前記シャーシにバーリング加工を施した上で、そのバーリング加工部の端面にホールＣＴのパッケージを載置して実装したことを特徴とするホールＣＴ。
【請求項２】
請求項１に記載ホールＣＴにおいて、バーリング加工部の筒部内面にねじタップ加工を施してホールＣＴのパッケージ取付座をねじ締結したことを特徴とするホールＣＴ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無停電電源装置のインバータ部などに配備してその出力電流を検出するホールＣＴに関し、詳しくはノイズ対策を配慮したホールＣＴの配置構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
まず、頭記した無停電電源装置（以下、「ＵＰＳ」と呼称する）の基本回路を図２に示す。このＵＰＳ（常時インバータ給電方式）は周知であり、常時はインバータを経由して負荷に電力を供給し、商用電源の停電時は蓄電池の電力をインバータ経由で負荷に給電する。また、ＵＰＳの保守，点検時や万一の故障時には直送バイパス回路のＡＣスイッチをＯＮに切換え、バイパス回路を経由して負荷に電力を供給する。また、負荷側に過電流が発生した場合も負荷への給電を一時的に直送バイパス回路に切換え、負荷電流が正常に戻ると再びインバータから給電を続ける。
一方、ＵＰＳとして、図３に示すようなデュアルコンバージョン(Dual-Conversion)方式のシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。このデュアルコンバージョン方式は、直列コンバータ、並列コンバータ、バッテリで電力変換部を構成し、常時は直列コンバータで出力電圧を制御し、商用電源の停電時にはバッテリの電力を直列コンバータ経由で電源供給する。また、並列コンバータは、直列コンバータへのエネルギー補償をして入力電圧変動を吸収する。
次に、前記デュアルコンバージョン方式による電力変換部の回路を図４に示す。図において、１〜６は並列ダイオードと組み合わせた半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）、７はインバータ入力部のコンデンサであり、スイッチング素子１と２で図３の並列コンバータを構成し、スイッチング素子３〜６とコンデンサ７で図３の直列コンバータ（フルブリッジのインバータ部）を構成している。なお、上記回路の動作は特許文献１に詳しく述べられており、ここではその説明は省略する。
【０００３】
また、図４の回路には直列コンバータの出力電流の検出センサーとしてホールＣＴ８を装備しており、このホールＣＴ８で検出した出力電流の信号を基に、電流変換部に過電流が発生した際には図３に示したＡＣスイッチをＯＮにして負荷への給電経路を直送バイパス回路に切換え、電力変換部のデバイスを過電流から保護するようにしている。なお、ホールＣＴ８の駆動電源（ＤＣ）は前記コンデンサ７の両端からフライバック電源回路９を介して得るようにしている。
ここで、ホールＣＴ８は、図６で示すようにホールＩＣ８ａを電力変換部の主回路導体（ホールＣＴの一次導体）が貫通する磁気コア（不図示）とともに樹脂パッケージ８ｂで封止した構造になり、図４の電力変換部を収容したユニットケース１０の内部に備えたシャーシ１１（板金製の金属フレーム）の上に載置し、締結ねじ１２によりねじ止めしてシャーシ１１に実装している。なお、８ｃはホールＣＴ８の入，出力端子である。
また、シャーシ１１の側方に近接してユニットケース１０の内部にはプリント基板１３（ホールＣＴ８の制御ボード）を配置し、このプリント基板１３には図４に示したフライバック電源回路９、およびホールＣＴ８の出力信号を基に主回路の過電流を判別するコンパレータ１４などを搭載しており、その入，出力端子１３ａ，１３ｂにはコンデンサ７およびホールＣＴ８との間に配線した信号ライン１５を接続している。なお、シャーシ１１はユニットケース１０を介して基準大地面に接地されていて、このシャーシがフレームグランドとなる。また、プリント基板１３は接地コンデンサ（Ｙコン）Ｃを介してユニットケース１０に接続されており、このプリント基板がシグナルグランドとなる。
【０００４】
ところで、図４に示した電力変換部の直列コンバータ（フルブリッジ方式のインバータ部）は商用電源に同期してスイッチング動作し、これに合わせてコンデンサ７の極性を高周波的に切り換えるように制御している。この制御により電力変換部の出力電圧にはゼロクロス付近でスパイク電圧が生じ、このスパイク電圧を受けて図５で示すようにゼロクロス付近で出力電圧に急峻な歪み波形Ｐ（高調波成分）が生じ、これによりコンデンサ７の両端の電圧にも同時に波形の歪みが現れる。
一方、図６のようにホールＣＴ８のパッケージ８ｂをシャーシ１１の上に密着するよう重ね合わせて実装した組立構造では、シャーシ１１とホールＣＴ８との間の結合容量（浮遊容量）Ｃ１が大となる。このために、図５に示した出力電圧の波形歪み（高調波成分）に起因してシャーシ１１（フレームグランド）と制御回路を搭載したプリント基板１３（シグナルグランド）との間に高周波ノイズが印加されると、信号ラインから高周波ノイズがホールＣＴ８／シャーシ１１間の結合容量Ｃ１を通じて伝導し、フレームグランドに対してシグナルグランドの電位が高周波的に振動するようになる。その結果、ホールＣＴ８の出力信号が高周波ノイズの影響を受けて次記のような誤検出を引き起こす。
すなわち、図４の回路で直列コンバータのスイッチング動作に伴う高周波ノイズの発生が仮になければ、ホールＣＴ８の出力信号はノイズによって攪乱されることはないが、前記した高周波ノイズが加わると主回路電流（一次電流）のゼロクロス付近でホールＣＴ８に異常な出力信号が発生する。この場合に、ホールＣＴ８から出力する異常信号が許容レベルを超えると、電力変換部の主回路に過電流が生じたと誤認して図３のＡＣスイッチがＯＮとなり、過電流保護機能が誤動作するおそれがあり、この観点から電力変換部に装備するホールＣＴに対する高周波ノイズ対策が必要となる。
【０００５】
なお、ホールＣＴ（電流検出器）について、ホールＣＴの周辺に存在する浮遊容量に起因するホールＣＴの出力特性への影響を抑えるノイズ対策の先行技術として、駆動電源（被測定主回路から独立したホールＣＴ電源）の基準電位端部（シグナルグランド）とホールＣＴの磁気コアとの間をリード線で接続し、さらにホール素子およびその出力増幅器を静電的にシールドした構成のホールＣＴが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１２９７９号公報
【特許文献２】特開昭６３−３０２３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先記のようにＵＰＳ電力変換部の過電流保護機能としてインバータ部に装備したホールＣＴについては高周波ノイズ対策が必要であるが、一般に市販されているホールＣＴには特許文献１に開示されているような特殊なノイズ低減機能は備えてない。したがって、できるだけコストを掛けずに通常仕様のホールＣＴで誤検出を防ぐ高周波ノイズ対策の開発が課題となる。
この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、あらかじめノイズ対策を施した特殊仕様のホールＣＴ（特許文献１）、あるいはノイズ対策用のオプションフィルターなどを使用することなく、ホールＣＴを搭載するシャーシに簡単な改造を施すことで、高いコストを掛けずに高周波ノイズ耐量の向上が図れるように改良したホールＣＴの配置構造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】
上記目的を達成するために、本発明によれば、電力変換装置のインバータ部に装備してその主回路電流を検出するホールＣＴであり、ホールＣＴのパッケージをフレームグランドの金属シャーシに搭載し、かつ駆動電源をインバータ入力部のコンデンサ両端に接続してホールＣＴに給電するものにおいて、
前記シャーシのホールＣＴ搭載位置に筒状に突出するバーリング加工を施した上で、そのバーリング加工部の端面にホールＣＴのパッケージを載置して固定支持する（請求項１）ものとし、その具体的な態様として前記バーリング加工部の筒部内面にねじ穴を形成してホールＣＴのパッケージ取付座をねじ締結する（請求項２）。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成のようにシャーシのホールＣＴ取付箇所にバーリング加工を施して筒状突起を形成した上で、このバーリング加工部にホールＣＴを載置支持してそのパッケージ底面とシャーシとの間を離間させることにより、ホールＣＴ／シャーシ間の結合容量（浮遊容量）を低減し、該結合容量を通じてホールＣＴに伝導する高周波ノイズ電流を抑制して誤検出を効果的に防ぐことができる。
しかも、シャーシのバーリング加工に要する加工費は僅かであり、ノイズ対策として特殊な仕様のホールＣＴを使用する、あるいはオプションフィルターを追加するなどの方策と比べて低コストで対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図１に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図６に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、図示実施例の組立構造では、ホールＣＴ８を搭載するシャーシ１１にあらかじめバーリング加工を施し、さらにシャーシ１１の上面から筒状に突出したバーリング加工部１１ａの内周面にねじタップ加工を施してネジ溝を形成しておく。そして、ホールＣＴ８の装着時にはそのモールド樹脂製パッケージ８ｂの取付座８ｂ−１をバーリング加工部１１ａの端面に載置した上で、ここに通した締結ねじ１２をシャーシ１１のバーリング加工部１１ａに螺合して締結固定する。
これにより、シャーシ１１の上面とホールＣＴ８のパッケージ底面との間にはバーリング加工部１１ａの突き出し高さに相応する間隙ｄが確保されることになる。これにより、ホールＣＴ／シャーシ間の結合容量Ｃ２（浮遊容量）を低減して高周波ノイズ耐量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例によるホールＣＴ周辺の配置構造図
【図２】無停電電源装置（ＵＰＳ）の基本回路図
【図３】デュアルコンバージョン方式による無停電電源装置（ＵＰＳ）の基本回路図
【図４】図３における電力変換部および該電力変換部に装備したホールＣＴの接続回路図
【図５】図４における電力変換部の入力電圧，出力電圧の波形図
【図６】図４に示したホールＣＴ周辺の従来おける配置構造図
【符号の説明】
【００１１】
１〜６  デュアルコンバージョン方式の電力変換部を構成するスイッチング素子
７    インバータ入力部のコンデンサ
８    ホールＣＴ
８ａ  ホールＩＣ
８ｂ  パッケージ
８ｂ−１  取付座
９    駆動電源（フライバック電源回路）
１１    シャーシ（フレームグランド）
１１ａ  バーリング加工部
１２    締結ねじ
１３    ホールＩＣのプリント基板（シグナルグランド）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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