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電力損失ゼロの小型非接触電流センサ「BM14270MUV-LB」を開発

MI素子採用により非接触、
損失ゼロ、超小型を実現した電流センサ

注目ワード
  • 非接触検知
  • 電力損失ゼロ
  • 超小型
  • BM14270MUV-LB
  • MI素子
  • 特殊なアモルファスワイヤを使用
  • 低消費電流動作(70µA
  • 従来品比100分の1)
  • 外乱磁場キャンセル機能
  • MI素子が高感度なことから非接触で電流を検出
  • A/Dコンバータを内蔵

ロームは、大電力を扱うデータセンターのサーバーや太陽光発電システム、バッテリ駆動のドローンなど、動作状態を電流測定で検知したいあらゆる産業機器・民生機器に向けて、業界初*の非接触検知電力損失ゼロ(発熱なし)、超小型の3つを同時に実現した非接触電流センサ「BM14270MUV-LB」を開発しました。*2019年3月8日現在 ローム調べ

機器やシステムの見える化、IoT対応が容易な電流センサが求められる

現在必須の要求となっている省エネと安全、そしてIoTの展開によって、様々な機器やシステムの状態の見える化要求が高まっています。「BM14270MUV-LB」は、ロームが業務提携を進める愛知製鋼株式会社のMI素子技術と、ロームの半導体生産技術、センサ制御技術の融合により開発された電流センサです。MI(Magneto-Impedance)素子は、愛知製鋼株式会社が世界で初めて開発した特殊なアモルファスワイヤを使用する素子で、低消費電流で高感度に磁気や磁場を検知できます。

MI素子を採用したことにより、電流センサ内に配線を引き込む必要のない非接触検知を実現するとともに、業界最小サイズ(3.5mm角)低消費電流動作(70µA、従来品比100分の1)も実現しています。

ノイズに対する外乱磁場キャンセル機能を搭載しており、シールド対策なしで基板実装することが可能です。また、A/Dコンバータを内蔵しデジタル出力としたことでマイコンの負担が減り、より手軽に電流をモニタできるなと、見える化のためのIoT機器への搭載が容易になっています。

3.5×3.5×1.0mmの超小型パッケージを実現したBM14270MUV-LB。

特長とメリット

■非接触電流検知、電力損失ゼロでシステムの信頼性を向上

下図は、主な既存の電流センサの電流検出方法と特徴をまとめたものです。例えばホール素子を利用したセンサは、電流センサ内に電流ラインを引き込まなければ電流検出ができず、その際に発生する損失・発熱は重要検討事項になります。対してBM14270MUV-LBは、MI素子が高感度なことから非接触で電流を検出できるため、高電圧を使用するアプリケーションにおいてもBM14270MUV-LB自体には損失・発熱は一切発生しないことから信頼性が向上し、設計もシンプルになります。

電流センサの種類と検出方法の比較。

■小型、低消費電流によりバッテリ駆動機器にも最適

ホール素子の場合は消費電流が比較的大きく、電流センサとして製品化した際に10mAほどの消費電流を要するものが少なくありません。BM14270MUV-LBはMI素子がわずか70µAという超低消費電流で動作するので、ホールセンサと比較して消費電流はおおよそ100分の1で済みます。また、パッケージサイズは3.5mm×3.5mmで、一般のホールセンサの50~40%ほどのサイズです。BM14270MUV-LBが実現した低消費電流と小型サイズは、IoT機器ははじめ様々なバッテリ駆動機器において有用なソリューションです。

電流センサの消費電力、電力損失の比較。

■外乱磁場キャンセル機能搭載によりシールドが不要

従来品は、地磁気などの外乱磁場によって測定誤差が生じるため、外乱を遮断するために磁性体のシールドが必要になることがありました。BM14270MUV-LBは、基板の往復配線上に製品を実装することで、外乱磁場の影響をキャンセルできる機能を搭載しており、シールドがなくても高精度な電流測定が可能です。

BM14270MUV-LBの外乱磁場キャンセルのメカニズムと効果。

■デジタル出力で手軽に電流検知が可能

BM14270MUV-LBはA/Dコンバータを内蔵したことで、測定した電流値はデジタルデータとして出力されます。直接マイコンなどにデータを送信することができるので、マイコン側のA/Dコンバータを使用するなどの手間が省け、簡単に電流測定データを取得、処理することができます。

<アプリケーション例>

  • ▶サーバーや太陽光発電システム、蓄電システム、電力計測用メーターなど、インフラ周りのアプリケーション
  • ▶ロボットやFA機器、エアコンなどの大電力を扱う機械設備
  • ▶ドローンなど、バッテリ駆動のアプリケーション
  • ▶その他、電流監視やモニタ用途

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