JP2009281771A - Current sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor that dynamically removes an offset amount and has high responsiveness. <P>SOLUTION: The current sensor 1 includes a correction value operation circuit 33 which determines a correction value for correcting a waveform of a signal Sig (HE2) output from a second Hall element 21 so that the waveform of this signal Sig (HE2) may agree with a waveform of a signal Sig (HE1) output from a first Hall element 11, a sequence control circuit 38 which changes over the polarity of a power supply of the second Hall element 21 and makes a reverse signal dSig (HE2) output from the second Hall element 21, a waveform correcting circuit 34 which corrects the waveform of the reverse signal dSig (HE2), based on the correction value, an offset detecting circuit 35 which detects the offset amount, based on the corrected reverse signal dSig (HE2) and the signal Sig (HE1), and a subtracter 37 which removes the offset amount from the signal Sig (HE1). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、第１ホール素子および第２ホール素子を用いた電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor using a first Hall element and a second Hall element.

従来より、ホール素子を利用した電流センサを用いて、各種電気機器のライン電流の電流値を検出することが行われている。
この電流センサでは、具体的には、ギャップを有するコアを用意し、測定対象となるライン電流がコアの中心軸上を通過するように配置する。そして、ギャップの間にホール素子を配置し、このホール素子に制御電流を流す。
この電流センサによれば、ライン電流に比例して発生する磁力は、コアで収束されて、ホール素子を通過する。すると、このホール素子は、磁力を電圧に変換して、検出信号として出力する。 Conventionally, current values of line currents of various electric devices are detected using a current sensor using a Hall element.
In this current sensor, specifically, a core having a gap is prepared and arranged so that the line current to be measured passes on the central axis of the core. A Hall element is disposed between the gaps, and a control current is passed through the Hall element.
According to this current sensor, the magnetic force generated in proportion to the line current is converged by the core and passes through the Hall element. Then, this Hall element converts the magnetic force into a voltage and outputs it as a detection signal.

ところで、以上の電流センサを構成するホール素子には、部品較差、固体差等に伴う固有のオフセット電圧が存在する。そこで、ホール素子のオフセット電圧を予め測定しておき、この測定結果に基づいてオフセット電圧を除去する手法がある。この手法によれば、応答性を維持しつつオフセット電圧を除去できるが、このオフセット電圧は、周囲温度の変化や時間の経過に伴って変化するという特性があるため、一度設定したオフセット電圧のレベルが変化する場合があった。   By the way, the Hall element constituting the above current sensor has a unique offset voltage due to component difference, individual difference, and the like. Therefore, there is a method of measuring the offset voltage of the Hall element in advance and removing the offset voltage based on the measurement result. According to this method, the offset voltage can be removed while maintaining the responsiveness, but this offset voltage has a characteristic that it changes with changes in ambient temperature or the passage of time. Sometimes changed.

この問題を解決するため、ホール素子に流す制御電流の極性を切り換えるチョッピング制御を行って、出力された電流検出信号の差分値を求めることにより、ホール素子のオフセット電圧を除去する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この手法によれば、周囲温度の変化や時間の経過などによりオフセット電圧のレベルが変化しても、このオフセット電圧を動的に除去できる。
特開２００５−３００３０３号公報 In order to solve this problem, there has been proposed a method for removing the offset voltage of the Hall element by performing chopping control for switching the polarity of the control current flowing through the Hall element and obtaining the difference value of the output current detection signal. (For example, refer to Patent Document 1).
According to this method, even if the level of the offset voltage changes due to a change in ambient temperature or the passage of time, the offset voltage can be removed dynamically.
JP 2005-300303 A

しかしながら、特許文献１に示された手法では、電流の極性を切り換えるための時間や出力信号が安定するまでの時間、演算に必要な時間等が制約となり、チョッピング周波数を上げることに限界があった。よって、応答性が低くなる、という問題があった。   However, the method disclosed in Patent Document 1 has limitations in increasing the chopping frequency due to restrictions on the time for switching the polarity of the current, the time until the output signal is stabilized, the time required for the calculation, and the like. . Therefore, there is a problem that the responsiveness is lowered.

本発明は、オフセットを動的に除去できかつ応答性が高い電流センサを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a current sensor that can dynamically remove an offset and has high response.

本発明の電流センサ（例えば、後述の電流センサ１）は、第１ホール素子（例えば、後述の第１ホール素子１１）および第２ホール素子（例えば、後述の第２ホール素子２１）を用いた電流センサであって、前記第１ホール素子から出力される第１センサ信号の波形に、第２ホール素子から出力される第２センサ信号の波形が一致するように、当該第２センサ信号の波形を修正するための修正値を求める修正値演算手段（例えば、後述の補正値演算回路３３）と、前記第２ホール素子の電源の極性を切り換えて、極性が反転した反転第２センサ信号を前記第２ホール素子から出力させる電源切換手段（例えば、後述のシーケンス制御回路３８）と、前記修正値に基づいて、前記反転第２センサ信号の波形を修正する波形修正手段（例えば、後述の波形修正回路３４）と、前記修正した反転第２センサ信号および前記第１センサ信号に基づいて、オフセット量を検出するオフセット検出手段（例えば、後述のオフセット検出回路３５）と、前記第１センサ信号から前記検出したオフセット量を除去するオフセット除去手段（例えば、後述の減算器３７）と、を備えることを特微とする。   A current sensor (for example, a current sensor 1 described later) of the present invention uses a first Hall element (for example, a first Hall element 11 described later) and a second Hall element (for example, a second Hall element 21 described later). A current sensor, the waveform of the second sensor signal so that the waveform of the second sensor signal output from the second Hall element matches the waveform of the first sensor signal output from the first Hall element. A correction value calculation means (for example, a correction value calculation circuit 33 to be described later) for obtaining a correction value for correcting the power, and the polarity of the power supply of the second Hall element is switched so that the inverted second sensor signal whose polarity is inverted is Power supply switching means (for example, a sequence control circuit 38 to be described later) to be output from the second Hall element, and waveform correction means (for example, rearward) for correcting the waveform of the inverted second sensor signal based on the correction value. Waveform correcting circuit 34), offset detecting means (for example, an offset detecting circuit 35 described later) for detecting an offset amount based on the corrected inverted second sensor signal and the first sensor signal, and the first sensor It is characterized by comprising offset removing means (for example, a subtractor 37 described later) for removing the detected offset amount from the signal.

この場合、前記第１センサ信号および前記第２センサ信号のそれぞれの最大値および最小値を検出するピーク検出手段（例えば、後述の第１ピーク検出回路３１および第２ピーク検出回路３２）を備え、前記修正値演算手段は、前記ピーク検出手段で検出した最大値および最小値に基づいて、ゲインのずれ量およびピークのずれ量を前記修正値として求めることが好ましい。   In this case, there is provided peak detection means (for example, a first peak detection circuit 31 and a second peak detection circuit 32 described later) for detecting the maximum value and the minimum value of the first sensor signal and the second sensor signal, The correction value calculation means preferably obtains the gain deviation amount and the peak deviation amount as the correction values based on the maximum value and the minimum value detected by the peak detection means.

この場合、前記オフセット検出手段は、前記修正した反転第２センサ信号と前記第１センサ信号との交差点または平均値を、オフセット量として検出することが好ましい。   In this case, it is preferable that the offset detection unit detects an intersection or an average value between the corrected inverted second sensor signal and the first sensor signal as an offset amount.

この場合、前記オフセット検出手段と前記オフセット除去手段との間に設けられ、前記オフセット検出手段で検出したオフセット量をラッチするサンプルアンドホールド回路（例えば、後述のサンプルアンドホールド回路３６）を備えることが好ましい。   In this case, a sample and hold circuit (for example, a sample and hold circuit 36 to be described later) provided between the offset detection unit and the offset removal unit and latching the offset amount detected by the offset detection unit may be provided. preferable.

この発明によれば、以下の手順で、オフセットを除去する。
まず、修正値演算手段により、第１ホール素子から出力される第１センサ信号の波形に、第２ホール素子から出力される第２センサ信号の波形が一致するように、当該第２センサ信号の波形を修正するための修正値を求める。
次に、電源切換手段により、第２ホール素子の電源の極性を切り換えて、極性が反転した反転第２センサ信号を第２ホール素子から出力させる。
次に、波形修正手段により、修正値に基づいて、反転第２センサ信号の波形を修正する。
次に、オフセット検出手段により、修正した反転第２センサ信号および第１センサ信号に基づいて、オフセット量を検出する。
次に、オフセット除去手段により、第１センサ信号から検出したオフセット量を除去する。 According to the present invention, the offset is removed by the following procedure.
First, the correction value calculation means calculates the second sensor signal so that the waveform of the second sensor signal output from the second Hall element matches the waveform of the first sensor signal output from the first Hall element. A correction value for correcting the waveform is obtained.
Next, the polarity of the power supply of the second Hall element is switched by the power supply switching means, and an inverted second sensor signal whose polarity is inverted is output from the second Hall element.
Next, the waveform correction means corrects the waveform of the inverted second sensor signal based on the correction value.
Next, the offset amount is detected by the offset detection means based on the corrected inverted second sensor signal and first sensor signal.
Next, the offset amount detected from the first sensor signal is removed by the offset removing means.

これにより、チョッピング制御を行わないため、応答性が高くなる。また、オフセット量が変化しても、このオフセット量の変化に追従して、動的にオフセットを除去できる。
さらに、修正値を用いるので、第１ホール素子の特性と第２ホール素子の特性とが異なっても、精度良くオフセットを除去できる。 Thereby, since chopping control is not performed, responsiveness becomes high. Even if the offset amount changes, the offset can be dynamically removed following the change in the offset amount.
Furthermore, since the correction value is used, the offset can be accurately removed even if the characteristics of the first Hall element and the characteristics of the second Hall element are different.

また、オフセット量を検出している期間、第２ホール素子からの出力信号の極性を反転させるため、オフセット量の出力が途切れてしまう。
そこで、この発明によれば、オフセット検出手段とオフセット除去手段との間にサンプルアンドホールド回路を設けた。よって、オフセット量を途切れることなく連続して出力できる。 Further, since the polarity of the output signal from the second Hall element is inverted during the period of detecting the offset amount, the output of the offset amount is interrupted.
Therefore, according to the present invention, the sample and hold circuit is provided between the offset detecting means and the offset removing means. Therefore, the offset amount can be continuously output without interruption.

本発明によれば、チョッピング制御を行わないため、応答性が高くなる。また、オフセット量が変化しても、このオフセット量の変化に追従して、動的にオフセットを除去できる。さらに、修正値を用いるので、第１ホール素子の特性と第２ホール素子の特性とが異なっても、精度良くオフセットを除去できる。   According to the present invention, since chopping control is not performed, responsiveness is improved. Even if the offset amount changes, the offset can be dynamically removed following the change in the offset amount. Furthermore, since the correction value is used, the offset can be accurately removed even if the characteristics of the first Hall element and the characteristics of the second Hall element are different.

以下、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサ１の信号処理回路の構成を示す図である。
電流センサ１は、第１ホール素子回路１０、第２ホール素子回路２０、ピーク検出手段としての第１ピーク検出回路３１、ピーク検出手段としての第２ピーク検出回路３２、修正値演算手段としての補正値演算回路３３、波形修正手段としての波形修正回路３４、オフセット検出手段としてのオフセット検出回路３５、サンプルアンドホールド回路３６、オフセット除去手段としての減算器３７、および、これらを制御する電源切換手段としてのシーケンス制御回路３８を備える。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit of a current sensor 1 according to an embodiment of the present invention.
The current sensor 1 includes a first Hall element circuit 10, a second Hall element circuit 20, a first peak detection circuit 31 as a peak detection unit, a second peak detection circuit 32 as a peak detection unit, and a correction as a correction value calculation unit. As a value calculation circuit 33, a waveform correction circuit 34 as a waveform correction means, an offset detection circuit 35 as an offset detection means, a sample and hold circuit 36, a subtractor 37 as an offset removal means, and a power source switching means for controlling them The sequence control circuit 38 is provided.

第１ホール素子回路１０は、磁気を電気信号に変換して出力する回路である。この出力信号には、オフセットが含まれる。
この第１ホール素子回路１０は、第１ホール素子１１および差動増幅器１２を備える。 The first Hall element circuit 10 is a circuit that converts magnetism into an electric signal and outputs the electric signal. This output signal includes an offset.
The first Hall element circuit 10 includes a first Hall element 11 and a differential amplifier 12.

差動増幅器１２は、入力される２つの信号の差分を増幅して出力するものである。ここで、この差動増幅器１２のゲインは、適切な値に設定されているものとする。   The differential amplifier 12 amplifies and outputs a difference between two input signals. Here, it is assumed that the gain of the differential amplifier 12 is set to an appropriate value.

第１ホール素子１１は、磁気を電気信号に変換する略十字形状の素子であり、相対向して設けられたホール端子１１ａ、１１ｂと、これら１１ａ、１１ｂの配置方向とは交差する方向に相対向して設けられたホール端子１１ｃ、１１ｄと、を備える。
ホール端子１１ａは、定電流源１３に接続され、ホール端子１１ｂは、グランドに接続され、ホール端子１３ｃは、差動増幅器１２の正端子に接続され、ホール端子１３ｄは、差動増幅器１２の負端子に接続される。 The first Hall element 11 is a substantially cross-shaped element that converts magnetism into an electric signal, and is relative to the direction in which the Hall terminals 11a and 11b provided opposite to each other and the arrangement direction of these 11a and 11b intersect. Hall terminals 11c and 11d provided in the direction.
The hall terminal 11 a is connected to the constant current source 13, the hall terminal 11 b is connected to the ground, the hall terminal 13 c is connected to the positive terminal of the differential amplifier 12, and the hall terminal 13 d is the negative terminal of the differential amplifier 12. Connected to the terminal.

第２ホール素子回路２０は、磁気を電気信号に変換して出力する回路である。この出力信号には、オフセットが含まれている。
この第２ホール素子回路２０は、第２ホール素子２１、スイッチ回路網２２、および差動増幅器２３を備える。 The second Hall element circuit 20 is a circuit that converts magnetism into an electric signal and outputs the electric signal. This output signal includes an offset.
The second Hall element circuit 20 includes a second Hall element 21, a switch network 22, and a differential amplifier 23.

差動増幅器２３は、入力される２つの信号の差分を増幅して出力するものである。ここで、この差動増幅器２３のゲインは、適切な値に設定されているものとする。   The differential amplifier 23 amplifies and outputs a difference between two input signals. Here, it is assumed that the gain of the differential amplifier 23 is set to an appropriate value.

第２ホール素子２１は、磁気を電気信号に変換する略十字形状の素子であり、相対向して設けられたホール端子２１ａ、２１ｂと、これら２１ａ、２１ｂの配置方向とは交差する方向に相対向して設けられたホール端子２１ｃ、２１ｄと、を備える。
ホール端子２１ｃは、差動増幅器２３の正端子に接続され、ホール端子２１ｄは、差動増幅器２３の負端子に接続される。 The second Hall element 21 is a substantially cross-shaped element that converts magnetism into an electrical signal, and is relative to the direction in which the Hall terminals 21a and 21b provided opposite to each other and the arrangement direction of these 21a and 21b intersect. Hall terminals 21c and 21d provided in the direction.
The hall terminal 21 c is connected to the positive terminal of the differential amplifier 23, and the hall terminal 21 d is connected to the negative terminal of the differential amplifier 23.

スイッチ回路網２２は、４つのスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄからなる。スイッチＳａの一端は、定電流源２４に接続され、他端は、ホール端子２１ａに接続される。スイッチＳｂの一端は、グランドに接続され、他端は、ホール端子２１ａに接続される。スイッチＳｃの一端は、定電流源２４に接続され、他端は、ホール端子２１ｂに接続される。スイッチＳｄの一端は、グランドに接続され、他端は、ホール端子２１ｂに接続される。   The switch network 22 includes four switches Sa, Sb, Sc, and Sd. One end of the switch Sa is connected to the constant current source 24, and the other end is connected to the hall terminal 21a. One end of the switch Sb is connected to the ground, and the other end is connected to the hall terminal 21a. One end of the switch Sc is connected to the constant current source 24, and the other end is connected to the hall terminal 21b. One end of the switch Sd is connected to the ground, and the other end is connected to the hall terminal 21b.

スイッチ回路網２２では、スイッチＳａ、Ｓｄを閉じてスイッチＳｂ、Ｓｃを開いた状態と、スイッチＳａ、Ｓｄを開いてスイッチＳｂ、Ｓｃを閉じた状態と、を切り換え可能となっている。   In the switch network 22, it is possible to switch between a state in which the switches Sa and Sd are closed and the switches Sb and Sc are opened, and a state in which the switches Sa and Sd are opened and the switches Sb and Sc are closed.

以上の第２ホール素子回路２０によれば、スイッチ回路網２２を制御することにより、定電流源２４から第２ホール素子２１に供給する電流の極性を切り換えて、出力信号の極性を反転できる。   According to the second Hall element circuit 20 described above, the polarity of the output signal can be reversed by switching the polarity of the current supplied from the constant current source 24 to the second Hall element 21 by controlling the switch network 22.

第１ピーク検出回路３１は、シーケンス制御回路３８から初期化信号が入力されると、その後の一定期間に亘って、第１ホール素子回路１０の出力信号の最大値および最小値を検出する。
第２ピーク検出回路３２は、シーケンス制御回路３８から初期化信号が入力されると、その後の一定期間に亘って、第２ホール素子回路２０の出力信号の最大値および最小値を検出する。 When the initialization signal is input from the sequence control circuit 38, the first peak detection circuit 31 detects the maximum value and the minimum value of the output signal of the first Hall element circuit 10 over a certain period thereafter.
When the initialization signal is input from the sequence control circuit 38, the second peak detection circuit 32 detects the maximum value and the minimum value of the output signal of the second Hall element circuit 20 over a certain period thereafter.

補正値演算回路３３は、第１ピーク検出回路３１および第２ピーク検出回路３２で検出した出力信号の最大値および最小値に基づいて、第１ホール素子回路１０の第１センサ信号としての出力信号の波形に、第２ホール素子回路２０の第２センサ信号としての出力信号の波形が一致するように、第２ホール素子回路２０の出力信号の波形を修正するための修正値を求める。   The correction value calculation circuit 33 outputs the output signal as the first sensor signal of the first Hall element circuit 10 based on the maximum value and the minimum value of the output signal detected by the first peak detection circuit 31 and the second peak detection circuit 32. A correction value for correcting the waveform of the output signal of the second Hall element circuit 20 is obtained so that the waveform of the output signal as the second sensor signal of the second Hall element circuit 20 matches the waveform of.

波形修正回路３４は、第２ホール素子回路２０からの出力信号を修正値に基づいて修正する。   The waveform correction circuit 34 corrects the output signal from the second Hall element circuit 20 based on the correction value.

オフセット検出回路３５は、入力される２つの信号に基づいて、オフセット量を求める。具体的には、入力される２つの信号の交差する点または平均値を求めて、オフセット量とする。
サンプルアンドホールド回路３６は、入力信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングし、サンプリングした値を一時的に保持する回路である。具体的には、オフセット検出回路３５で検出したオフセット量をラッチする。
減算器３７は、第１ホール素子回路１０の出力信号からオフセット量を除去する。 The offset detection circuit 35 obtains an offset amount based on the two input signals. Specifically, a point where the two input signals intersect or an average value is obtained and set as an offset amount.
The sample and hold circuit 36 is a circuit that samples an input signal at a predetermined sampling frequency and temporarily holds the sampled value. Specifically, the offset amount detected by the offset detection circuit 35 is latched.
The subtracter 37 removes the offset amount from the output signal of the first Hall element circuit 10.

以上の電流センサ１の動作を、図２のフローチャートを参照しながら説明する。
まず、第１ホール素子回路１０から信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）が出力され、第２ホール素子回路２０から信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）が出力されているものとする。これら信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）および信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）は、同時に得られる信号であるため、印加磁界に対する位相の変化が同じになっている。 The operation of the current sensor 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, it is assumed that the signal Sig (HE1) is output from the first Hall element circuit 10 and the signal Sig (HE2) is output from the second Hall element circuit 20. Since these signal Sig (HE1) and signal Sig (HE2) are signals obtained at the same time, the phase changes with respect to the applied magnetic field are the same.

ステップＳ１では、シーケンス制御回路３８により第１ピーク検出回路３１を初期化し、その後、この第１ピーク検出回路３１により、図３に示すように、第１ホール素子回路１０から出力される信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）の最大値および最小値を検出する。
ステップＳ２では、シーケンス制御回路３８により第２ピーク検出回路３２を初期化し、その後、この第２ピーク検出回路３２により、図３に示すように、第２ホール素子回路２０から出力される信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）の最大値および最小値を検出する。 In step S1, the first peak detection circuit 31 is initialized by the sequence control circuit 38, and then, as shown in FIG. 3, the first peak detection circuit 31 outputs a signal Sig ( The maximum value and the minimum value of HE1) are detected.
In step S2, the second peak detection circuit 32 is initialized by the sequence control circuit 38, and then the signal Sig (2) output from the second Hall element circuit 20 by the second peak detection circuit 32 as shown in FIG. The maximum value and the minimum value of HE2) are detected.

ステップＳ３では、補正値演算回路３３により、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）とのゲインのずれ量およびピークのずれ量を修正値として求める。
具体的には、第１ピーク検出回路３１および第２ピーク検出回路３２から出力される最大値および最小値に基づいて、図４に示すように、ゲインおよびピークのずれ量を修正値として求める。 In step S3, the correction value calculation circuit 33 obtains a gain deviation amount and a peak deviation amount between the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) as correction values.
Specifically, based on the maximum value and the minimum value output from the first peak detection circuit 31 and the second peak detection circuit 32, as shown in FIG. 4, gain and peak deviation amounts are obtained as correction values.

ステップＳ４では、波形修正回路３４により、修正値に基づいて、図５に示すように、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）の波形を修正する。すると、この信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）の波形は信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）の波形に近似することになる。
ステップＳ５では、シーケンス制御回路３８により、第２ホール素子回路２０のスイッチ回路網２２を切り換えて、波形の極性が反転した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）を第２ホール素子回路２０から出力させる。すると、波形修正回路３４により、この反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）の波形は、既に求めた修正値に基づいて修正される。 In step S4, the waveform correction circuit 34 corrects the waveform of the signal Sig (HE2) based on the correction value, as shown in FIG. Then, the waveform of the signal Sig (HE2) approximates the waveform of the signal Sig (HE1).
In step S <b> 5, the sequence control circuit 38 switches the switch circuit network 22 of the second Hall element circuit 20 to output the inverted signal dSig (HE <b> 2) whose waveform polarity is inverted from the second Hall element circuit 20. Then, the waveform correction circuit 34 corrects the waveform of the inverted signal dSig (HE2) based on the already obtained correction value.

ステップＳ６では、修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）と信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）とを用いて、オフセット量を求める。
ここで、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）は、修正した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と等しいため、修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）と、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と、を比較して、オフセット量を求める。
具体的には、図６に示すように、修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）と信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）との交差する点または平均値を求めて、オフセット量とする。 In step S6, an offset amount is obtained using the corrected inverted signal dSig (HE2) and signal Sig (HE1).
Here, since the signal Sig (HE1) is equal to the corrected signal Sig (HE2), the corrected inverted signal dSig (HE2) and the signal Sig (HE1) are compared to determine the offset amount.
Specifically, as shown in FIG. 6, a point where the corrected inverted signal dSig (HE2) and the signal Sig (HE1) intersect or an average value is obtained and set as an offset amount.

例えば、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）のオフセット量をｏｆｓｅｔとすると、
信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）＝ Ｓｉｇ（ＨＥ１）＋ｏｆｓｅｔ
修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）＝−Ｓｉｇ（ＨＥ２）＋ｏｆｓｅｔ
となる。 For example, if the offset amount of the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) is of set,
Signal Sig (HE1) = Sig (HE1) + ofset
Modified inverted signal dSig (HE2) = − Sig (HE2) + ofset
It becomes.

そこで、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と、修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）と、を加算すると、以下のようになる。
（（Ｓｉｇ（ＨＥ１）＋ｏｆｓｅｔ）＋（−Ｓｉｇ（ＨＥ２）＋ｏｆｓｅｔ）
≒２・ｏｆｓｅｔ
このようにして、オフセット量ｏｆｓｅｔを求めることができる。 Therefore, when the signal Sig (HE1) and the corrected inverted signal dSig (HE2) are added, the result is as follows.
((Sig (HE1) + ofset) + (− Sig (HE2) + ofset)
≒ 2 ・ ofset
In this way, the offset amount ofset can be obtained.

ステップＳ７では、シーケンス制御回路３８により、第２ホール素子回路２０のスイッチ回路網２２を再び切り換えて、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）を第２ホール素子回路２０から出力させる。
ステップＳ８では、減算器３７により、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）からオフセット量を除去する。 In step S <b> 7, the sequence control circuit 38 switches the switch circuit network 22 of the second Hall element circuit 20 again to output the signal Sig (HE <b> 2) from the second Hall element circuit 20.
In step S8, the subtracter 37 removes the offset amount from the signal Sig (HE1).

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）チョッピング制御を行わないため、応答性が高くなる。また、オフセット量が変化しても、このオフセット量の変化に追従して、動的にオフセットを除去できる。
さらに、修正値を用いるので、第１ホール素子１１の特性と第２ホール素子２１の特性とが異なっても、精度良くオフセットを除去できる。 According to this embodiment, there are the following effects.
(1) Since chopping control is not performed, responsiveness is improved. Even if the offset amount changes, the offset can be dynamically removed following the change in the offset amount.
Furthermore, since the correction value is used, the offset can be accurately removed even if the characteristics of the first Hall element 11 and the characteristics of the second Hall element 21 are different.

（２）オフセット検出回路３５と減算器３７との間にサンプルアンドホールド回路３６を設けた。これにより、オフセット量を途切れることなく連続して出力できる。   (2) A sample and hold circuit 36 is provided between the offset detection circuit 35 and the subtractor 37. As a result, the offset amount can be output continuously without interruption.

（３）第１ホール素子回路１０の出力信号を主信号として、この主信号の極性を反転させずにオフセット量を調整したので、第１ホール素子回路１０から主信号を常時出力できる。   (3) Since the output signal of the first Hall element circuit 10 is used as a main signal and the offset amount is adjusted without inverting the polarity of the main signal, the main signal can be always output from the first Hall element circuit 10.

（４）オフセット量のドリフトは緩やかであるため、第２ホール素子回路２０の出力信号の極性を頻繁に反転させずに間欠的に補正することにより、電力消費を抑えることができる。   (4) Since the drift of the offset amount is gradual, the power consumption can be suppressed by correcting the polarity of the output signal of the second Hall element circuit 20 intermittently without frequently inverting it.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、第２ホール素子回路２０の出力信号のオフセット量およびゲインの両方を調整したが、これに限らず、第１ホール素子回路１０および第２ホール素子回路２０からの出力信号の特性に応じて、どちらか一方のみを調整してもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the present embodiment, both the offset amount and the gain of the output signal of the second Hall element circuit 20 are adjusted, but the present invention is not limited to this, and the output signals from the first Hall element circuit 10 and the second Hall element circuit 20 Only one of them may be adjusted according to the characteristics.

具体的には、第１ホール素子回路１０や第２ホール素子回路２０からの出力信号が緩やかに変化する信号である場合、この出力信号の最大値および最小値を検出することが困難となる。そこで、この場合、第１ピーク検出回路３１および第２ピーク検出回路３２を設けず、ゲインは同一であるとみなして、オフセット量を検出してもよい。   Specifically, when the output signals from the first Hall element circuit 10 and the second Hall element circuit 20 are signals that change gradually, it is difficult to detect the maximum value and the minimum value of the output signal. Therefore, in this case, the first peak detection circuit 31 and the second peak detection circuit 32 may not be provided, and the offset amount may be detected assuming that the gains are the same.

本発明の一実施形態に係る電流センサの信号処理回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the signal processing circuit of the current sensor which concerns on one Embodiment of this invention. 前記実施形態に係る電流センサの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the current sensor which concerns on the said embodiment. 前記実施形態に係る電流センサについて、出力信号の最大値よび最小値を検出する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which detects the maximum value and minimum value of an output signal about the current sensor which concerns on the said embodiment. 前記実施形態に係る電流センサについて、出力信号のゲインおよびピークのずれ量を検出する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which detects the gain and peak deviation | shift amount of an output signal about the current sensor which concerns on the said embodiment. 前記実施形態に係る電流センサについて、出力信号の波形を修正する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which corrects the waveform of an output signal about the current sensor which concerns on the said embodiment. 前記実施形態に係る電流センサについて、オフセット量を検出する手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which detects the amount of offsets about the current sensor concerning the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電流センサ
１１ 第１ホール素子
２１ 第２ホール素子
３１ 第１ピーク検出回路（ピーク検出手段）
３２ 第２ピーク検出回路（ピーク検出手段）
３３ 補正値演算回路（修正値演算手段）
３４ 波形修正回路（波形修正手段）
３５ オフセット検出回路（オフセット検出手段）
３６ サンプルアンドホールド回路
３７ 減算器（オフセット除去手段）
３８ シーケンス制御回路（電源切換手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current sensor 11 1st Hall element 21 2nd Hall element 31 1st peak detection circuit (peak detection means)
32 Second peak detection circuit (peak detection means)
33 Correction value calculation circuit (correction value calculation means)
34 Waveform correction circuit (waveform correction means)
35 Offset detection circuit (offset detection means)
36 Sample and hold circuit 37 Subtractor (offset removing means)
38 Sequence control circuit (power supply switching means)

Claims (4)

第１ホール素子および第２ホール素子を用いた電流センサであって、
前記第１ホール素子から出力される第１センサ信号の波形に、第２ホール素子から出力される第２センサ信号の波形が一致するように、当該第２センサ信号の波形を修正するための修正値を求める修正値演算手段と、
前記第２ホール素子の電源の極性を切り換えて、極性が反転した反転第２センサ信号を前記第２ホール素子から出力させる電源切換手段と、
前記修正値に基づいて、前記反転第２センサ信号の波形を修正する波形修正手段と、
前記修正した反転第２センサ信号および前記第１センサ信号に基づいて、オフセット量を検出するオフセット検出手段と、
前記第１センサ信号から前記検出したオフセット量を除去するオフセット除去手段と、を備えることを特微とする電流センサ。 A current sensor using a first Hall element and a second Hall element,
Correction for correcting the waveform of the second sensor signal so that the waveform of the second sensor signal output from the second Hall element matches the waveform of the first sensor signal output from the first Hall element. Correction value calculating means for obtaining a value;
A power source switching means for switching the polarity of the power source of the second Hall element and outputting an inverted second sensor signal whose polarity is inverted from the second Hall element;
Waveform correcting means for correcting the waveform of the inverted second sensor signal based on the correction value;
An offset detection means for detecting an offset amount based on the corrected inverted second sensor signal and the first sensor signal;
A current sensor comprising: an offset removing unit that removes the detected offset amount from the first sensor signal. 請求項１に記載の電流センサにおいて、
前記第１センサ信号および前記第２センサ信号のそれぞれの最大値および最小値を検出するピーク検出手段を備え、
前記修正値演算手段は、前記ピーク検出手段で検出した最大値および最小値に基づいて、ゲインのずれ量およびピークのずれ量を前記修正値として求めることを特徴とする電流センサ。 The current sensor according to claim 1.
Peak detecting means for detecting a maximum value and a minimum value of each of the first sensor signal and the second sensor signal;
The correction value calculating unit obtains a gain shift amount and a peak shift amount as the correction value based on the maximum value and the minimum value detected by the peak detection unit. 請求項１に記載の電流センサにおいて、
前記オフセット検出手段は、前記修正した反転第２センサ信号と前記第１センサ信号との交差点または平均値を、オフセット量として検出することを特徴とする電流センサ。 The current sensor according to claim 1.
The offset detection unit detects an intersection or an average value of the corrected inverted second sensor signal and the first sensor signal as an offset amount. 請求項１に記載の電流センサにおいて、
前記オフセット検出手段と前記オフセット除去手段との間に設けられ、前記オフセット検出手段で検出したオフセット量をラッチするサンプルアンドホールド回路を備えることを特徴とする電流センサ。 The current sensor according to claim 1.
A current sensor comprising a sample-and-hold circuit provided between the offset detection unit and the offset removal unit and latching an offset amount detected by the offset detection unit.
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