Mini-lessons on topics

#01 ACCT と Currentier

ACCTって?

メリット / デメリットは?

どうやって置き換えれば良いの?

電流検出の豆知識 

電流センサー

シンプルな電流検出方式の1つとして"ACCT"という方式があります。
ACCT の最大のメリットは、安価であることです。一方でデメリットは、DC が測定できず精度が悪いことです。
"DC が測定できないために、追加したい機能が実現できない"といった際には、AKM のコアレス電流センサー:Currentier への置き換えがおすすめです。

1. ACCTとは?

ACCT とは、カレントトランスと呼ばれる電流検出方式で、シンプルに CT と書かれることも多くあります。ここであえて"AC" CT と書いたのは、この電流検出方式は、原理的に DC 電流を測定することができず、AC に特化した電流検出方式であるためです。

[注意]

ホール素子と磁性体コアを用いた電流センサーを"DCCT"と呼ぶことが時々あります。その原理は、コア付電流センサーと同じです。ここで紹介するACCTとは、原理から異なりますのでご注意ください。

ACCT は、洗濯機、掃除機、炊飯器といった家電の電流検知によく使用されています。

What is ACCT?

2. なぜ DC 電流は測定できないの?

カレントトランスが、なぜ原理的に DC 電流が測定できないか?というと、電磁誘導を用いているためです。

図1に磁石とコイルを示します。

この磁石をコイルに対して近づけたり遠ざけたりすると、コイルの中の磁場が変化します。この"磁場の変化"を打ち消すように、コイルに電流が流れます。これが電磁誘導の法則です。

図1. 電磁誘導の法則 図1. 電磁誘導の法則

図2にカレントトランスの構造図を示します。

一次側に測定電流 (AC) が流れると、一次側のコイルに"磁場の変化"が発生します。二次側では図1で示した電磁誘導の法則により、この磁場の変化を打ち消すように電流が流れます。この電流を負荷抵抗を用いて電圧に変換します。これが ACCT の原理です。そのため、"磁場の変化"が発生しない DC の電流は測定することができません。

図2. カレントトランスの構造図 図2. カレントトランスの構造図

3. ACCT のメリット / デメリット

ACCT のメリット / デメリットは、下記の通りです。

【メリット】

  • 一般的に安価
  • 電源が不要

【デメリット】

  • DC 電流が測定できない
  • 測定精度が低い
  • 高周波数では鉄損が発生する
  • 低背化が出来ない

上記のようなデメリットにより、測定精度が必要とされない分野 (家電等) が中心となります。

4. ACCT から Currentier への置換

近年、家電も進化してきており、必要な機能が変化しています。その機能を実現するため、

  • DC電流を測定したい
  • もっと高精度に電流を検出したい

といったときに、小型・高精度で使いやすい Currentier がおすすめです。

図3のように、CT の出力電圧を任意の電圧に増幅させて使用する場合、出力電圧 VOUT は、下記で表せます。

図3に示したCQ3シリーズでは、VDDを印加するだけで、下記の出力が得られます。

"Sens"は電流感度であり、製品ごとに温度特性含めて安定な数値に設計されています。

例:CQ3300 電流感度 = 325mV/A

図3. カレントトランス, CQ3等価回路 図3. カレントトランス, CQ3等価回路

上記の通り、ACCT と Currentier の出力電圧は、同様の式で記述できます。つまり、ACCT から Currentier に置き換えたい場合は、係数K と同じ電流感度の製品を選べばよい事がわかります。このように置き換えは簡単ですので、設計工数をなるべくかけずに、まずは試していただければ幸いです。

今後も、小型 / 安価なコアレス電流センサー IC のラインアップを予定しておりますので、ご期待ください。

関連情報

AKM のコアレス電流センサー IC ”Currentier" の情報は、下記をご覧ください。

AKM のコアレス電流センサー IC "Currentier"

小型パッケージおよび低発熱による機器の小型化

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