JP2009281772A - Current sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor that dynamically removes offset and has high responsiveness. <P>SOLUTION: The current sensor 1 includes a correction value operation circuit 33 and a waveform correction circuit 34 which adjust a gain of a signal Sig (HE2) output from a second Hall element 21 so that the gain of the signal Sig (HE2) may agree with a gain of a signal Sig (HE1) output from a first Hall element 11, a second sensor signal offset detecting circuit 35 which detects an offset amount, based on the signal Sig (HE2) having the gain adjusted and a signal dSig (HE2) having the polarity reversed and the gain adjusted, a subtracter 37 which removes the offset amount from the signal Sig (HE2), a first sensor signal offset detecting circuit 38 which detects the offset amount of the signal Sig (HE1), based on the signal Sig (HE2) wherefrom the offset amount is removed, and a subtracter 40 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。   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.

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。   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センサ信号のゲインに、前記第２ホール素子から出力される第２センサ信号のゲインが一致するように、前記第２センサ信号のゲインを調整するゲイン調整手段（例えば、後述の補正値演算回路３３および波形修正回路３４）と、前記第２ホール素子に供給する電源の極性を切り換えるチョッピング制御を行い、前記ゲインを調整した第２センサ信号および極性が反転されてかつゲインを調整した反転第２センサ信号に基づいて、第２センサ信号のオフセット量を検出する第２センサ信号オフセット検出手段（例えば、後述の第２センサ信号オフセット検出回路３５およびシーケンス制御回路４１）と、前記第２センサ信号から前記オフセット量を除去する第２センサ信号オフセット除去手段（例えば、後述の減算器３７）と、前記オフセット量が除去された第２センサ信号に基づいて、前記第１センサ信号のオフセット量を検出する第１センサ信号オフセット検出手段（例えば、後述の第１センサ信号オフセット検出回路３８）と、前記第１センサ信号から前記オフセット量を除去する第１センサ信号オフセット除去手段（例えば、後述の減算器４０）と、を備えることを特徴とする。   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, wherein the gain of the second sensor signal is such that the gain of the second sensor signal output from the second Hall element matches the gain of the first sensor signal output from the first Hall element; A gain adjusting means (for example, a correction value calculating circuit 33 and a waveform correcting circuit 34, which will be described later) for adjusting the gain, and chopping control for switching the polarity of the power supply to be supplied to the second Hall element are performed to adjust the gain. A second sensor signal offset for detecting an offset amount of the second sensor signal based on the sensor signal and the inverted second sensor signal whose polarity is inverted and the gain is adjusted. Detection means (for example, a second sensor signal offset detection circuit 35 and a sequence control circuit 41 described later) and second sensor signal offset removal means (for example, a subtractor described later) for removing the offset amount from the second sensor signal. 37) and first sensor signal offset detection means (for example, a first sensor signal offset detection circuit 38 to be described later) for detecting the offset amount of the first sensor signal based on the second sensor signal from which the offset amount has been removed. ) And first sensor signal offset removing means (for example, a subtractor 40 described later) for removing the offset amount from the first sensor 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、前記ゲイン調整手段は、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、それぞれのゲインを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, It is preferable that the gain adjusting means obtains respective gains based on the maximum value and the minimum value detected by the peak detecting means.

この場合、前記各オフセット検出手段と前記各オフセット除去手段との間に設けられ、前記各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、３９）を備えることが好ましい。   In this case, a sample-and-hold circuit (for example, sample-and-hold circuits 36 and 39 described later) provided between the respective offset detection means and the respective offset removal means and latches the offset amount detected by the respective offset detection means. ).

この発明によれば、以下の手順で、第１ホール素子の出力信号のオフセットを除去する。
まず、ゲイン調整手段により、第１ホール素子から出力される第１センサ信号のゲインに、第２ホール素子から出力される第２センサ信号のゲインが一致するように、第２センサ信号のゲインを調整する。
次に、第２センサ信号オフセット検出手段により、第２ホール素子をチョッピング制御して、ゲインを調整した第２センサ信号および極性が反転されてかつゲインを調整した反転第２センサ信号に基づいて、第２センサ信号のオフセット量を検出する。
次に、第２センサ信号オフセット除去手段により、第２センサ信号からオフセット量を除去する。
次に、第１センサ信号オフセット検出手段により、オフセット量が除去された第２センサ信号に基づいて、第１センサ信号のオフセット量を検出する。
次に、第１センサ信号オフセット除去手段により、第１センサ信号からオフセット量を除去する。 According to the present invention, the offset of the output signal of the first Hall element is removed by the following procedure.
First, the gain adjustment means adjusts the gain of the second sensor signal so that the gain of the second sensor signal output from the second Hall element matches the gain of the first sensor signal output from the first Hall element. adjust.
Next, the second sensor signal offset detecting means performs chopping control of the second Hall element, and based on the second sensor signal whose gain is adjusted and the inverted second sensor signal whose polarity is inverted and whose gain is adjusted, An offset amount of the second sensor signal is detected.
Next, the second sensor signal offset removing means removes the offset amount from the second sensor signal.
Next, the first sensor signal offset detection means detects the offset amount of the first sensor signal based on the second sensor signal from which the offset amount has been removed.
Next, the first sensor signal offset removing means removes the offset amount from the first sensor signal.

これにより、電流値を検出する第１ホール素子をチョッピング制御しないため、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 the 1st Hall element which detects an electric current value is not chopped, 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。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。 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. As a result, the offset amount can be output continuously without interruption.

本発明によれば、電流値を検出する第１ホール素子をチョッピング制御しないため、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 the first Hall element that detects the current value is not chopped, the 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、ゲイン調整手段としての補正値演算回路３３、ゲイン調整手段としての波形修正回路３４、第２センサ信号オフセット検出手段としての第２センサ信号オフセット検出回路３５、サンプルアンドホールド回路３６、第２センサ信号オフセット除去手段としての減算器３７、第１センサ信号オフセット検出手段としての第１センサ信号オフセット検出回路３８、サンプルアンドホールド回路３９、第１センサ信号オフセット除去手段としての減算器４０、および、これらを制御する第２センサ信号オフセット検出手段としてのシーケンス制御回路４１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 means, a second peak detection circuit 32 as a peak detection means, and a correction value as a gain adjustment means. Arithmetic circuit 33, waveform correction circuit 34 as gain adjusting means, second sensor signal offset detection circuit 35 as second sensor signal offset detection means, sample and hold circuit 36, and subtractor 37 as second sensor signal offset removal means. A first sensor signal offset detection circuit 38 as a first sensor signal offset detection means, a sample and hold circuit 39, a subtracter 40 as a first sensor signal offset removal means, and a second sensor signal offset detection for controlling them A sequence control circuit 41 is provided as means.

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１１ｃは、差動増幅器１２の正端子に接続され、ホール端子１１ｄ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 11a is connected to the constant current source 13, the hall terminal 11b is connected to the ground, the hall terminal 11c is connected to the positive terminal of the differential amplifier 12, and the hall terminal 11d 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。   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.

スイッチ回路網２２は、４つの切り換えスイッチＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄからなる。スイッチＳａは、ホール端子２１ａを、定電流源２４または差動増幅器２３の正端子に接続する。スイッチＳｂは、ホール端子２１ｂを、グランドまたは差動増幅器２３の負端子に接続する。スイッチＳｃは、ホール端子２１ｃを、定電流源２４または差動増幅器２３の正端子に接続する。スイッチＳｄは、ホール端子２１ｄを、グランドまたは差動増幅器２３の負端子に接続する。   The switch network 22 includes four changeover switches Sa, Sb, Sc, and Sd. The switch Sa connects the hall terminal 21 a to the constant current source 24 or the positive terminal of the differential amplifier 23. The switch Sb connects the hall terminal 21 b to the ground or the negative terminal of the differential amplifier 23. The switch Sc connects the hall terminal 21 c to the constant current source 24 or the positive terminal of the differential amplifier 23. The switch Sd connects the hall terminal 21 d to the ground or the negative terminal of the differential amplifier 23.

スイッチ回路網２２では、スイッチＳａ、Ｓｄ、Ｓｂ、Ｓｃを制御して、ホール端子２１ａを定電流源２４に接続し、ホール端子２１ｂをグランドに接続し、ホール端子２１ｃを差動増幅器２３の正端子に接続し、ホール端子２１ｄを差動増幅器２３の負端子に接続した状態と、ホール端子２１ａを差動増幅器２３の正端子に接続し、ホール端子２１ｂを差動増幅器２３の負端子に接続し、ホール端子２１ｃを定電流源２４に接続し、ホール端子２１ｄをグランドに接続した状態と、を切り換え可能となっている。   In the switch network 22, the switches Sa, Sd, Sb, and Sc are controlled so that the hall terminal 21 a is connected to the constant current source 24, the hall terminal 21 b is connected to the ground, and the hall terminal 21 c is connected to the positive amplifier 23. Connected to the terminal, the Hall terminal 21d is connected to the negative terminal of the differential amplifier 23, the Hall terminal 21a is connected to the positive terminal of the differential amplifier 23, and the Hall terminal 21b is connected to the negative terminal of the differential amplifier 23. The hall terminal 21c is connected to the constant current source 24 and the hall terminal 21d is connected to the ground.

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４１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４１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 41, 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 41, 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ゲインおよび第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ゲインを求める。そして、第１ホール素子回路１０の出力信号のゲインに、第２ホール素子回路２０の出力信号のゲインが一致するように、第２ホール素子回路２０の出力信号のゲイン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. And the gain of the output signal as the second sensor signal of the second Hall element circuit 20 are obtained. A correction value for correcting the gain of the output signal of the second Hall element circuit 20 so that the gain of the output signal of the second Hall element circuit 20 matches the gain of the output signal of the first Hall element circuit 10. Ask for.

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.

第２センサ信号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、修正した信号と、極性が反転されてかつ修正した反転第２センサ信号と、の平均値を求めることで、第２センサ信号のオフセット量を検出する。
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をラッチする。
減算器３７は、第２ホール素子回路２０から出力されてゲインを修正した信号から、オフセットを除去する。 The second sensor signal offset detection circuit 35 obtains an offset amount based on the two input signals. Specifically, the offset amount of the second sensor signal is detected by obtaining an average value of the corrected signal and the inverted second sensor signal whose polarity is inverted and corrected.
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 detected by the offset detection circuit 35 is latched.
The subtractor 37 removes the offset from the signal output from the second Hall element circuit 20 and having the gain corrected.

第１センサ信号オフセット検出回路３８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つの信号の差分を求めて、オフセット量とする。
サンプルアンドホールド回路３９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、第１センサ信号オフセット検出回路３８で検出したオフセットをラッチする。
減算器４０は、第１ホール素子回路１０の出力信号からオフセットを除去する。 The first sensor signal offset detection circuit 38 obtains an offset amount based on the two input signals. Specifically, a difference between two input signals is obtained and set as an offset amount.
The sample and hold circuit 39 is a circuit that samples an input signal at a predetermined sampling frequency and temporarily holds the sampled value. Specifically, the offset detected by the first sensor signal offset detection circuit 38 is latched.
The subtracter 40 removes an offset 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４１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し、次回更新されるまでこれらの値を保持する。
ステップＳ２では、シーケンス制御回路４１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し、次回更新されるまでこれらの値を保持する。 In step S1, the first peak detection circuit 31 is initialized by the sequence control circuit 41, 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, and these values are held until the next update.
In step S2, the second peak detection circuit 32 is initialized by the sequence control circuit 41, 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 and minimum values of HE2) are detected, and these values are held until the next update.

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、ゲインのずれ量を修正値として求めて、次回更新されるまでこれらの値を保持する。 In step S3, the correction value calculation circuit 33 obtains a gain deviation amount between the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) as a correction value.
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. Keep these values until updated.

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、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）の波形を修正する。すると、この信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）のゲインは信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）のゲイン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４１により、第２ホール素子回路２０のスイッチ回路網２２を所定の周波数で切り換えて、第２ホール素子２１に供給する電源の極性を切り換えるチョッピング制御を開始し、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と、波形の極性が反転した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）と、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、これら信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）および反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）の波形が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. Then, the gain of the signal Sig (HE2) approximates the gain of the signal Sig (HE1).
In step S5, the sequence control circuit 41 starts the chopping control for switching the polarity of the power supplied to the second Hall element 21 by switching the switch network 22 of the second Hall element circuit 20 at a predetermined frequency. The second Hall element circuit 20 outputs (HE2) and the inverted signal dSig (HE2) whose waveform polarity is inverted. Then, the waveform correction circuit 34 corrects the waveforms of the signal Sig (HE2) and the inverted signal dSig (HE2) based on the correction value.

ステップＳ６では、第２センサ信号オフセット検出回路３５により、修正した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）とに基づいて、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）のオフセット量として求めて、サンプルアンドホールド回路３６により、このオフセット量を保持する。
具体的には、図５に示すように、修正した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と修正した反転信号ｄＳｉｇ（ＨＥ２）との平均値を、信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）のオフセット量として求める。 In step S6, the second sensor signal offset detection circuit 35 obtains an offset amount of the signal Sig (HE2) based on the corrected signal Sig (HE2) and the corrected inverted signal dSig (HE2), and performs sample and hold. The circuit 36 holds this offset amount.
Specifically, as shown in FIG. 5, an average value of the corrected signal Sig (HE2) and the corrected inverted signal dSig (HE2) is obtained as an offset amount of the signal Sig (HE2).

ステップＳ７では、シーケンス制御回路４１により、第２ホール素子回路２０のチョッピング制御を終了する。
ステップＳ８では、減算器３７により、図６に示すように、ゲインを修正した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）からオフセットを除去する。 In step S7, the sequence control circuit 41 ends the chopping control of the second Hall element circuit 20.
In step S8, the subtractor 37 removes the offset from the signal Sig (HE2) whose gain has been corrected, as shown in FIG.

ステップＳ９では、第１センサ信号オフセット検出回路３８により、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と、ゲインを修正しかつオフセットを除去した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と、を用いて、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）のオフセット量を求めて、サンプルアンドホールド回路３９により、このオフセット量を次回更新されるまで保持する。
具体的には、図７に示すように、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）から、ゲインを修正しかつオフセットを除去した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）を減算して、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）のオフセット量とする。
ステップＳ１０では、減算器４０により、図８に示すように、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）からこのオフセットを除去する。 In step S9, the first sensor signal offset detection circuit 38 uses the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) whose gain is corrected and the offset is removed to calculate the offset amount of the signal Sig (HE1). Then, the offset amount is held by the sample and hold circuit 39 until the next update.
Specifically, as shown in FIG. 7, the signal Sig (HE2) with the gain corrected and the offset removed is subtracted from the signal Sig (HE1) to obtain the offset amount of the signal Sig (HE1).
In step S10, the subtractor 40 removes this offset from the signal Sig (HE1) as shown in FIG.

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）電流値を検出する第１ホール素子１１をチョッピング制御しないため、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、ゲインを修正したので、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 the first Hall element 11 that detects the current value is not subjected to chopping control, the 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 gain is corrected, even if the characteristics of the first Hall element 11 and the characteristics of the second Hall element 21 are different, the offset can be accurately removed.

（２）オフセット検出回路３５、３８と減算器３７、４０との間にサンプルアンドホールド回路３６、３９を設けた。これにより、オフセット値を途切れることなく連続して出力できる。   (2) Sample and hold circuits 36 and 39 are provided between the offset detection circuits 35 and 38 and the subtractors 37 and 40. As a result, the offset value 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を頻繁にチョッピング制御せずに間欠的にオフセット量を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 moderate, the power consumption can be suppressed by correcting the offset amount intermittently without frequently chopping control the second Hall element circuit 20.

（５）シーケンス制御回路４１によりチョッピング制御を行っていない期間中に、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と、ゲインを修正しかつオフセットを除去した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）と、を用いて、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）のオフセット量を求めた。よって、応答遅れが生じるのを抑制できるので、信号Ｓｉｇ（ＨＥ１）と、ゲインを修正しかつオフセットを除去した信号Ｓｉｇ（ＨＥ２）との一致率が高まるので、精度を向上できる。   (5) During the period when the chopping control is not performed by the sequence control circuit 41, the signal Sig (HE1) is obtained by using the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) whose gain is corrected and offset is removed. The amount of offset was determined. Therefore, since it is possible to suppress the occurrence of response delay, the coincidence ratio between the signal Sig (HE1) and the signal Sig (HE2) whose gain has been corrected and offset has been increased increases, so that the accuracy can be improved.

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。   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.

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 deviation | shift amount of the gain 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、第２センサ信号のオフセット量を求める手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which calculates | requires the offset amount of a 2nd sensor 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、第２センサ信号からオフセットを除去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 removes offset from the 2nd sensor 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、第１センサ信号のオフセット量を求める手順を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the procedure which calculates | requires the offset amount of a 1st sensor 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、第１センサ信号からオフセットを除去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 removes offset from a 1st sensor signal about the current sensor which concerns on the said 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（ゲイン調整手段）
３４ 波形修正回路（ゲイン調整手段）
３５ 第２センサ信号オフセット検出回路（第２センサ信号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（第２センサ信号オフセット除去手段）
３８ 第１センサ信号オフセット検出回路（第１センサ信号オフセット検出手段）
３９ サンプルアンドホールド回路
４０ 減算器（第１センサ信号オフセット除去手段）
４１ シーケンス制御回路（第２センサ信号オフセット検出手段） 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 (gain adjustment means)
34 Waveform correction circuit (gain adjustment means)
35 Second sensor signal offset detection circuit (second sensor signal offset detection means)
36 Sample and hold circuit 37 Subtracter (second sensor signal offset removing means)
38 First sensor signal offset detection circuit (first sensor signal offset detection means)
39 Sample and hold circuit 40 Subtracter (first sensor signal offset removing means)
41 Sequence control circuit (second sensor signal offset detecting means)

Claims (3)

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センサ信号のゲインに、前記第２ホール素子から出力される第２センサ信号のゲインが一致するように、前記第２センサ信号のゲインを調整するゲイン調整手段と、
前記第２ホール素子に供給する電源の極性を切り換えるチョッピング制御を行い、前記ゲインを調整した第２センサ信号および極性が反転されてかつゲインを調整した反転第２センサ信号に基づいて、第２センサ信号のオフセット量を検出する第２センサ信号オフセット検出手段と、
前記第２センサ信号から前記オフセット量を除去する第２センサ信号オフセット除去手段と、
前記オフセット量が除去された第２センサ信号に基づいて、前記第１センサ信号のオフセット量を検出する第１センサ信号オフセット検出手段と、
前記第１センサ信号から前記オフセット量を除去する第１センサ信号オフセット除去手段と、を備えることを特徴とする電流センサ。 A current sensor using a first Hall element and a second Hall element,
Gain adjustment for adjusting the gain of the second sensor signal so that the gain of the second sensor signal output from the second Hall element matches the gain of the first sensor signal output from the first Hall element. Means,
A chopping control for switching the polarity of the power supplied to the second Hall element is performed, and a second sensor signal based on the second sensor signal with the gain adjusted and the inverted second sensor signal with the polarity inverted and the gain adjusted. Second sensor signal offset detecting means for detecting a signal offset amount;
Second sensor signal offset removing means for removing the offset amount from the second sensor signal;
First sensor signal offset detection means for detecting an offset amount of the first sensor signal based on the second sensor signal from which the offset amount has been removed;
And a first sensor signal offset removing means for removing the 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、
前記ゲイン調整手段は、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、それぞれのゲインを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 gain adjusting means obtains respective gains based on the maximum value and the minimum value detected by the peak detecting means. 請求項１に記載の電流センサにおいて、
前記各オフセット検出手段と前記各オフセット除去手段との間に設けられ、前記各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 each of the offset detecting means and each of the offset removing means and latching an offset amount detected by each of the offset detecting means.
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