JP2017227450A - 制御回路および電流センサ - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1 特開2004−53505号公報
特許文献2 特開平3−261869号公報
図1は、実施例1に係る電流センサ100の構成の概要を示す。電流センサ100は、磁気センサ10、制御回路20および導体30を備える。
図2は、実施例1に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、調整回路40および信号処理回路50を備える。
図3は、比較例1に係る電流センサ500の構成の一例を示す。本例の電流センサ500は、ホール素子510、温度センサ520、調整回路540および信号処理回路550を備える。
図4は、実施例2に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、調整回路40および信号処理回路50を備える。
図5は、実施例3に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42および信号処理回路50を備える。本例の磁気センサ10は、ホール素子11を備える。
図6は、実施例4に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42および信号処理回路50を備える。本例の温度補償回路42は、磁気センサ10の温度に基づいて、信号処理回路50のゲインを調整する点で実施例3に係る電流センサ100と異なる。本例のホール抵抗測定回路41は、他の実施例に係るホール抵抗測定回路41と同様に動作してよい。
図7は、実施例5に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。
実施例6に係る電流センサ100は、実施例5に係る電流センサ100と同様の構成を備える。但し、電流センサ100は、出荷テスト工程時に、記憶部60に情報を記憶するための調整工程を有する。本例の記憶部60は、電流センサ100の出荷テスト工程時に算出された情報を予め記憶する。例えば、記憶部60は、テスト工程中の複数の環境温度毎に対応する最適な駆動電流をそれぞれの温度毎に記憶する。
図8は、実施例7に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。磁気センサ10は、定電流駆動するホール素子11を有する。
図9は、実施例8に係る電流センサ100の構成の一例を示す。制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42および信号処理回路50を備える。本例の電流センサ100は、ホール素子11を定電圧駆動させる。電流センサ100は、電流計Aを備える。
図11は、実施例9に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。電流センサ100は、ホール素子11を定電流駆動させる。本例のホール抵抗測定回路41は、他の実施例に係るホール抵抗測定回路41と同様に動作してよい。
図12は、実施例10に係る電流センサ100の構成の一例を示す。制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。また、ホール抵抗測定回路41は、A/D変換回路43およびデジタル信号処理回路44を備える。
図13は、実施例11に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の温度補償回路42は、抵抗温度変換回路47および駆動電流生成回路48を備える。記憶部60は、変換テーブルメモリ61を備える。
図14は、実施例12に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。ホール抵抗測定回路41は、V/I変換回路45およびトランスリニア回路46を備える。トランスリニア回路46は、演算回路の一例である。
Itrans=Ivh・Iref/Ih=(Vh/Ih)・(Iref/R1)=Rh・(Iref/R1)
よって、出力電流Itransは、ホール素子11の抵抗値Rhの情報を含む電流量となる。
Itrans=Ih・Iref/Ivh
=Ih・Iref/(Vh/R1)
=(Ih/Vh)・Iref・R1
=(1/Rh)・Iref・R1
よって、出力電流Itransは、ホール素子11の抵抗値Rhの情報を含む電流となる。
Itrans=Vref/Rh
図15は、実施例13に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、ホール抵抗測定回路41、温度補償回路42、信号処理回路50および記憶部60を備える。ホール抵抗測定回路41は、V/I変換回路45およびトランスリニア回路46を備える。
Itrans=Ivh・Iref/Ih
=(Vh/Ih)・(Iref/R1)
=Rh・(Iref/R1)
よって、出力電流Itransは、ホール素子11の抵抗値Rhの情報を含む電流量となる。
図16は、実施例14に係る電流センサ100の構成の一例を示す。本例の制御回路20は、調整回路40、信号処理回路50および記憶部60を備える。
Claims (15)
- ホール素子を有する磁気センサを制御するための制御回路において、
第1抵抗素子を用いて、前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差を電流Ivhに変換するV/I変換回路と、
前記電流Ivh、参照電流Iref、及び、前記ホール素子の駆動方向における電流Ihに基づいて、Ih・Iref/Ivh又はIvh・Iref/Ihの値を用いた演算結果を出力する演算回路と、
前記演算結果に基づいて、前記ホール素子の出力に対する温度による影響を補償する温度補償回路と
を備え、
前記参照電流Irefは、第2抵抗素子に応じた抵抗と予め定められた参照電圧Vrefとに基づいて生成される
制御回路。 - 前記第1抵抗素子および前記第2抵抗素子は、同種の抵抗素子で構成されている
請求項1に記載の制御回路。 - 前記第1抵抗素子および前記第2抵抗素子は、前記制御回路内に設けられている
請求項1又は2に記載の制御回路。 - 前記ホール素子に駆動電流を供給する電流源を更に備え、
前記温度補償回路は、前記演算回路からの出力に基づいて、前記電流源が前記ホール素子に与える駆動電流を制御する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の制御回路。 - 前記ホール素子からの出力を増幅して出力する信号処理回路を更に備え、
前記温度補償回路は、前記演算回路からの出力に基づいて、前記信号処理回路が前記ホール素子からの出力に対して与えるゲイン及び/又はオフセットを制御する
請求項1から4のいずれか一項に記載の制御回路。 - 前記演算回路は、トランスリニア回路を備える
請求項1から5のいずれか一項に記載の制御回路。 - 被測定電流が流れる導体と、
化合物半導体で形成され、前記被測定電流に応じた信号を出力するホール素子と、
前記ホール素子から検出した電圧値又は電流値に基づいて、前記ホール素子の出力に対する温度の影響を補償する制御回路と
を備え、
前記導体は、前記制御回路よりも前記ホール素子に近接して形成される電流センサ。 - 前記導体、前記ホール素子および前記制御回路を覆うパッケージを更に備える
請求項7に記載の電流センサ。 - 前記制御回路は、
前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差又は駆動方向における電流値に基づいて、ホール素子抵抗を出力する抵抗測定回路を有し、
前記制御回路は、前記ホール素子抵抗に基づいて、前記ホール素子の出力に対する温度の影響を補償する、
請求項7又は8に記載の電流センサ。 - 前記抵抗測定回路は、
前記ホール素子を定電流駆動する場合の前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差を電流Ivhに変換するV/I変換回路と、
前記電流Ivh、参照電流Iref、及び、前記ホール素子の駆動電流Ihに基づいて、前記ホール素子抵抗を出力する演算回路と、
を有する請求項9に記載の電流センサ。 - 前記ホール素子に前記駆動電流Ihを供給する電流源を更に備え、
前記制御回路は、前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差に基づいて、前記電流源が前記ホール素子に与える前記駆動電流Ihを制御する温度補償回路を有する、
請求項10に記載の電流センサ。 - 前記抵抗測定回路は、
前記ホール素子を定電圧駆動する場合の前記ホール素子の駆動電圧Vhを電流Ivhに変換するV/I変換回路と、
前記電流Ivh、参照電流Iref、及び、前記ホール素子の駆動方向における電流値Ihに基づいて、前記ホール素子抵抗を出力する演算回路と
を有する請求項9に記載の電流センサ。 - 前記制御回路は、
前記ホール素子からの出力を増幅して出力する信号処理回路と、
前記信号処理回路が前記ホール素子からの出力に対して与えるゲイン及び/又はオフセットを制御する温度補償回路と
を有する請求項7から9のいずれか一項に記載の電流センサ。 - 前記制御回路は、前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差又は駆動方向における電流値に対応する前記ゲイン及び/又は前記オフセットをあらかじめ記憶したメモリを有し、
前記温度補償回路は、前記メモリを参照して、前記ホール素子の駆動方向における両端の電位差又は駆動方向における電流値に対応する前記ゲイン及び/又は前記オフセットを前記信号処理回路に与える、
請求項13に記載の電流センサ。 - 前記制御回路は、前記ホール素子の駆動方向における電流値に基づいて、前記ホール素子に与える駆動電圧を制御する調整回路を有する
請求項7から9のいずれか一項に記載の電流センサ。
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