電流センサとは？装置や基板に組み込む電流センサの種類（オープンループ・クローズドループ・フラックスゲート・コアレスIC）と、定格電流・精度・応答・価格の選び方

電流センサとは

電流センサは、測りたい電流が作る磁気をホール素子やコイルでとらえ、電流に比例した信号を出す部品です。インバータ・サーボアンプ・溶接機・パワコン・EV充電器などに組み込み、制御や保護に使います。磁気で測るので、測る回路と出力の側を中で絶縁できます。

比較ページには、日本法人のある会社が自社で作る電流センサを、各社の代表の型の単位で並べています。

4つの方式

• オープンループ式：ホール素子の電圧をそのまま増幅します。安く小さく作れます。例はタムラ製作所の L01Z と LEM の HLSR 50-P ⁠⁠です
• クローズドループ式（磁気平衡式）：コイルで磁気を打ち消し、精度と応答を上げます。例は LEM の LF 310-S とユー・アール・ディーの HCS-18-50SC-CL ⁠⁠です
• フラックスゲート式：温度でオフセットがほとんど動かず、一番精度が出ます。例はタムラ製作所の F01P ⁠⁠⁠です
• コアレス式（電流センサIC）：磁気コアを使わず、ICの中で磁気を測ります。例は旭化成エレクトロニクスの CQ-3604・CZ3704 と、テキサス・インスツルメンツの TMCS1123 ⁠⁠⁠です

旭化成エレクトロニクスの解説では、値段も精度も、オープンループ式、クローズドループ式、フラックスゲート式の順に上がります。

シャント抵抗との使い分け

• シャント抵抗は、抵抗にかかる電圧から電流を出します。旭化成エレクトロニクスの解説では、発熱が問題にならない10A以下の電流に向きます
• 大きな電流では、シャント抵抗は発熱が増え、絶縁アンプや絶縁ADCも別に付けます
• 電流センサは一次導体の抵抗が低く、中で絶縁もとれるので、部品点数と発熱を減らせます

定格電流と精度

• タムラ製作所の L01Z は、1シリーズ8機種で定格50〜600Aまであります
• LEM の LF 310-S は、公称300Aで精度0.2%です
• 旭化成エレクトロニクスの CZ3704 は、±54Aで総合精度0.4%F.S.⁠⁠⁠です
• ユー・アール・ディーの HCS-18-50SC-CL は、±50Aで出力精度±1%以内です
• 電力計と組む横河計測の CT1000A は、1500Apeakまで測れ、基本確度は±（0.04% of rdg+30μA）で⁠⁠⁠⁠す

応答と帯域

• LEM の LF 310-S は応答0.5µs未満、HLSR 50-P は2.5µsです
• テキサス・インスツルメンツの TMCS1123 は、帯域250kHz、伝搬遅延110nsです
• 横河計測の CT1000A は、DC〜300kHzまで測れます
• 分割型のユー・アール・ディーの HCS-18-50SC-CL は、応答200μs以下、DC〜400Hzです

電源と取り付け

• 基板に載せる型は+5Vの単電源が多く、タムラ製作所の L01Z・F01P と LEM の HLSR 50-P は+5Vで動きます
• LEM の LF 310-S は±12〜20V、ユー・アール・ディーの HCS-18-50SC-CL はDC±15Vの両電源です。両電源の型は+側だけでは動きません
• 配線を外さずに付けたいときは、電線をはさむ分割型を選びます

値段

• 値段を公式に出しているのは2製品です
• ユー・アール・ディーの HCS-18-50SC-CL は、サンプル価格24,000円です
• 横河計測の CT1000A は、本体価格190,000円です
• ほかのメーカーは見積もりで、数をまとめると価格を相談できます