JPH0287075A - 電流センサ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はホール素子を用いた電流センサ回路に関する。

（従来の技術） ファクシミリ（以下ＦＡＸという）あるいは変復調器（
以下モデムという）等で使用される通信回線のネットワ
ーク・コントロール・ユニット部（ＮＣＵ）においては
通常、電流センサ回路を用いて回線のループ電流の有無
を検出しこの検出結果に基づいて回線制御処理等を行な
りでいる。

またこのようなＦＡＸ、モデムに限らず、例えば直流ル
ープ回路の開閉により信号の授受を行なうＬ　Ｐ　（Ｌ
ｏｏｐ　Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式を採用した電話回線
を利用する他の装置等においても、直流ループ電流のオ
ン・オフによって端末設備からの発呼処理、遮断処理を
行ない、またループ電流の極性によって交換機からの応
答終話処理を行なう関係上、電流センサ回路が設けられ
ている。

この場合、電流センサ回路としては従来リードリレーを
用いたものや、ホトダイオードを用いたものが使用され
ているが、前者においては信頼性が低いという問題があ
り、また後者においては経年変化によってトラブルが発
生する等の問題がある。

そこでこのような問題の発生を防止する目的で、近年ホ
ール素子等の磁気センサを用いた電流センサ回路が使用
されることが多い。

第２図はこのような磁気センサ型電流センサ回路の一例
を示す回路図である。

この図に示す電流センサ回路は入力電流の値及び方向に
対応した大きさ及び方向のの磁束を発生するコイル１０
１と、このコイルによって生成された磁束の大きさ及び
方向に応じた値のホール電圧を発生するホール素子部１
０２と、このホール素子部１０２に電源電圧を供給する
駆動電圧生成部１０９と、前記ホール素子部１０２から
出力されるホール電圧を増幅する反転増幅部１０３と、
この反転増幅部１０３のオフセット補償、及び前記ホー
ル素子１０２の不平衡補償を行なうのに必要な補償電圧
を発生する補償電圧発生部１０４とを備えている。

更にこの電流センサ回路は順方向スレショルド電圧と逆
方向スレショルド電圧とを発生するスレショルド電圧発
生部１０５と、このスレショルド電圧発生部１０５から
出力される正側スレショルド電圧より前記反転増幅器１
０３から出力されるホール電圧の方が高いとき負論理の
ｔｔ　１　ｕ信号を発生する順方向コンパレータ部１０
６と、前記スレショルド電圧発生部１０５から出力され
る逆方向スレショルド電圧より前記反転増幅器１０３か
ら出力されるホール電圧の方が低いとき負論理の“１”
信号を発生する逆方向コンパレータ部１０７とを備えて
いる。

そして、前記コイル１０１が挿入されている電路に電流
が流れ、コイル１０１から前記電流の値及び方向に応じ
た大きさの磁束が出力されれば、ホール素子部１０２が
これを検知して前記磁束の値及び方向に応じた値のホー
ル電圧を発生するとともに反転増幅器１０３によって前
記ホール電圧が増幅され、この増幅動作によって得られ
た電圧が順方向スレショルド電圧よりも高いときには順
方向コンパレータ部１０６から負論理の１１”信号が出
力される。また前記増幅動作によって得られた電圧が逆
方向スレショルド電圧よりも低いときには逆方向コンパ
レータ部１０７から負論理の“１”信号が出力される。

またこのような電流センサ回路の他にも、例えば第３図
に示す回路も知られている。なおこの図において第２図
に示す各部と同じ部分には同じ符号が付しである。

この図に示す電流センサ回路は第２図に示す前記駆動電
圧生成部１０９に代えて定電圧生成部１１０を設けたも
のであり、この定電圧生成部１１０によってホール素子
部１０２に一定電圧を供給するようにしている。

しかしながらこのような従来の電流センサ回路において
は次に述べるような問題があった。

まず第２図に示す電流センサ回路においては抵抗１１１
によって駆動電圧生成部１０９を構成しているので、回
路を簡素化できるという利点はあるものの、ホール素子
部１０２を構成するホール素子１１２の温度が変化して
このホール素子１１２の内部抵抗値が変化したとき、こ
れに対応して印加電圧が変化してホール電圧の値が変化
する。

また第３１５！ｉｔに示す電流センサ回路においては電
圧制御用のトランジスタ１１３と、このトランジスタ１
１３のバイアス電圧決定用の抵抗１１４．１１５とによ
って定電圧生成部１１０を構成しているので、ホール素
子１１２の温度が変化してこのホール素子１１２の内部
抵抗値が変化したときにおいても、このホール素子１１
２に印加される電圧を一定にすることができるものの、
部品点数が増える分コストダウンが難しく、またスペー
ス的に不利になるという問題があった。

また第２図、第３図に示す電流センサ回路においては、
３つの抵抗１１６．１１７．１１８を直列に接続してス
レショルド電圧発生部１０５を構成しているので、この
スレショルド電圧発生部１Ｏ５から出力される順方向ス
レショルド電圧、逆方向スレショルド電圧のいずれか一
方のみを調整することができないので、調整作業が難し
いという問題があった。

（発明の目的） 本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、部
品点数を少なくして回路の低コスト化及び省スペース化
をはかることができるとともに、回路の高精度化及び調
整の簡素化をはかることができる電流センサ回路を提供
することを目的としている。

（発明の概要） 上記の問題点を解決するために本発明による電流センサ
回路においては、１つの電圧発生部によって得られた電
圧によってホール素子の駆動及び不平衡補正を行なうと
ともに、前記電圧によって反転増幅器のオフセット補償
を行なうことによりホール素子部分の回路を簡素化させ
る。また順方向コンパレータ部、逆方向コンパレータ部
で使用される順方向スレショルド電圧、逆方向スレショ
ルド電圧を第１基準抵抗部、第２基準抵抗部によって個
々に発生させることによりコンパレータ部分での調整作
業を容易化させてコンパレータ精度を向上させることを
特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明による電流センサ回路の一実施例を示す
回路図である。

この図に示す電流センサ回路は入力電流の値及び方向に
対応した大きさ及び方向の磁束を発生するコイル１と、
このコイル１によって生成された磁束の大きさ及び方向
に応じたホール電圧を発生するホール素子部２と、前記
ホール素子部２から出力されるホール電圧を増幅する反
転槽＠部３と。

この反転増幅部３のオフセット補償及び前記ホール素子
部２の駆動、不平衡補償を行なうのに必要な電圧を発生
する電圧発生部４とを備えている。

更にこの電流センサ回路は順方向スレショルド電圧を発
生する順方向基準電圧発生部５と、この順方向基準電圧
発生部５から出力される順方向スレショルド電圧より前
記反転増幅部３から出力されるホール電圧の方が高いと
き負論理の１”信号を発生する順方向コンパレータ部６
と、逆方向スレショルド電圧を発生する逆方向基準電圧
発生部７と、この逆方向基準電圧発生部７から出力され
る逆方向スレショルド電圧より前記反転増幅部３から出
力されるホール電圧の方が低いとき負論理の“１″信号
を発生する逆方向コンパレータ部８とを備えている。

前記コイル１は電流検出対象となる電路に介挿され、こ
の電路に電流が流れたときこの電流の大きさ及び方向に
対応した大きさ及び方向の磁束を発生する。

また電圧発生部４は基準電圧値を決定する２つの抵抗９
．１０と、これら各抵抗９．１０の値によって決まる基
準電圧値を受ける演算増幅器１１と、この演算増幅器１
１の出力電圧をホール素子部２と、反転増幅部３とに伝
達する抵抗１７とを備え、抵抗９．１０によって得られ
る基準電圧を演算増幅器１１によってボルテージ・フォ
ロワして基準電圧を生成しこれをホール素子部２の電源
入力端子に直接供給するとともに抵抗１７を介して前記
ホール素子部２の補償端子と、反転増幅部３とに供給す
る。

ホール素子部２は前記コイル１と磁気的に結合されるホ
ール素子１２と、このホール素子１２の不平衡電圧を補
償するための抵抗１３とを備え、電源入力端子を介して
前記電圧発生部４から基準電圧が供給されたときこの基
準電圧によってホール素子１２が定電圧で駆動するとと
もに、補償端子を介して入力された前記基準電圧と抵抗
１３とによって前記ホール素子１２の不均衡電圧が補償
される。そしてこの状態で、前記コイル１が磁束を発生
すれば、ホール素子１２は前記磁束の大きさ及び方向に
応じた値のホール電圧を発生してこれを反転増幅部３に
供給する。

反転増幅部３は増幅動作を行なう演算増幅器１４と、こ
の演算増幅器１４の入力抵抗となる抵抗１５と、前記演
算増幅器１４の帰還抵抗となる抵抗１６と、前記演算増
幅器１４の出力を後段回路に伝達する抵抗１８とを備え
、前記電圧発生部４から供給される基準電圧によって演
算増幅器１４のオフセット電圧が補償される。そして、
前記ホール素子部２からホール電圧が供給されたときこ
れを反転増幅して出力電圧（ホール電圧）を生成しこれ
を順方向コンパレータ部６と、逆方向コンパレータ部８
とに供給する。

また順方向基準電圧発生部５は順方向スレショルド電圧
決定用の抵抗１９．２０を備え、これらの抵抗１９．２
０によって得られた順方向スレショルド電圧を順方向コ
ンパレータ部６に供給する。

順方向コンパレータ部６は前記順方向スレショルド電圧
の値と前記反転増幅部３から出力されるホール電圧の値
とを比較する演算増幅器２１と、この演算増幅器２１の
出力端子が低電圧になったときに導通するダイオード２
２と、このダイオード２２のアノードをプルアップする
抵抗２３とを備え、前記順方向スレショルド電圧の値よ
り前記反転増幅部３から出力されるホール電圧の値が高
いとき、演算増幅器２１の出力端子電圧が低レベルとな
る。これによってダイオード２２を導通させて負論理の
“１”信号を生成しこれを次段の処理回路（図示は省略
する）に供給する。

また逆方向基準電圧発生部７は逆方向スレショルド電圧
決定用の抵抗２４．２５を備え、これらの抵抗２４．２
５によって得られた逆方向スレショルド電圧を逆方向コ
ンパレータ部８に供給する。

逆方向コンパレータ部８は前記順方向コンパレータ部６
と同様に演算増幅器２６と、ダイオード２７と、プルア
ップ用の抵抗２８とを備え、前記逆方向スレショルド電
圧の値より前記反転増幅部３から出力されるホール電圧
の値が低いとき、演算増幅器２６の出力端子電圧が低レ
ベルとなってダイオード２２を導通させて負論理の１”
信号を生成しこれを前記処理回路に供給する。

このようにこの実施例においては、電圧発生部４によっ
て生成される基準電圧で、ホール素子１２の定電圧駆動
、このホール素子１２の不均衡補償、演算増幅器１４の
オフセット補償を行なうようにしたので、従来のものよ
り部品点数を少なくすることができ、これによって回路
のコストダウン及び回路の高精度化、省スペース化をは
かることができる。

また上述した実施例においては順方向基準電圧発生部５
と、逆方向基準電圧発生部７とを独立させているので、
順方向スレショルド電圧と、逆方向スレショルド電圧と
を個々に調整することができ、これによって回路の高精
度化及び調整の容易化をはかることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、部品点数を少なく
して回路の低コスト化及び省スペース化をはかることが
できるとともに、回路の高精度化及び調整の簡素化・を
はかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電流センサ回路の一実施例を示す
回路図、第２図は従来知られている電流センサ回路の−
゛例を示す回路図、第３図は従来知られている電流セン
サ回路の他の一例を示す回路図である。 ３−・−増幅部（反転増幅部）、４・・・電圧発生部、
５・・・第１基準抵抗部（順方向基準電圧発生部）、６
・・・第１コンパレータ部（順方向コンパレータ部）、
７・・・第２基準抵抗部（逆方向基準電圧発生部）、８
−・・第２コンパレータ部（逆方向コンパレータ部）１
２・・・ホール素子。 特許出願人　　東洋通信機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力電流に対応して得られた磁束の大きさをホー
   ル素子によって測定しこの測定結果に対応した信号を発
   生する電流センサ回路において、電源電圧に追従して出
   力電圧が変化する電圧フォロワ型電圧発生部と、この電
   圧発生部によつて得られた電圧で駆動するホール素子と
   、前記電圧発生部によって得られた電圧をオフセット補
   正電圧として印加し、かつ前記ホール素子の出力電圧を
   増幅する増幅部と、正側スレショルド電圧を発生する第
   １基準抵抗部と、この正側スレショルド電圧より前記増
   幅部から出力される出力電圧の値が正側に大きいとき信
   号を発生する第１コンパレータ部と、負側スレショルド
   電圧を発生する第２基準抵抗部と、この負側スレショル
   ド電圧より前記増幅部から出力される出力電圧の値が負
   側に大きいとき信号を発生する第２コンパレータ部とを
   備えたことを特徴とする電流センサ回路。