JPH05119077A - 電流検出器 - Google Patents

電流検出器

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JPH05119077A
JPH05119077A JP3306696A JP30669691A JPH05119077A JP H05119077 A JPH05119077 A JP H05119077A JP 3306696 A JP3306696 A JP 3306696A JP 30669691 A JP30669691 A JP 30669691A JP H05119077 A JPH05119077 A JP H05119077A
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magnetic sensor
voltage
current
transistor
magnetic
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Naoki Wakao
直樹 若生
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁路に空隙を設けた磁気コアに被検出電流を
流すコイルを巻回し、前記空隙に磁気センサを挿入し、
磁気センサに巻回したコイルに被検出電流を導通して空
隙内の磁界を磁気センサの出力として検出し増幅するよ
う構成した電流検出器に於て、増幅回路の電源電圧変動
に対する磁気センサ出力電圧変動のない電流検出精度に
優れた電流検出器を構成する。 【構成】 トランジスタTr1 のコレクタとベース側に
抵抗R1 を介しツェナーダイオードZD2 を接続し、ツ
ェナーダイオードZD2 の両端電圧を演算増幅回路IC
1 に入力し、その出力を磁気センサ3の電流バイアス端
子に接続し、一方のバイアス端子は、トランジスタTr
2 のコレクタ側に接続し、前記トランジスタTr1 のコ
レクタ出力をトランジスタTr2 のベースへ接続する回
路構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁気回路に空隙を設けた
磁気コアの磁路に巻回されたコイルに被検出電流を導通
し、前記空隙に磁気センサを挿入して得られる検出出力
電圧を増幅してコイルに流れる電流を検出するよう構成
した電流検出器に係り、特に磁気センサを駆動する直流
定電流特性をより安定化した回路とした電流検出器に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に電流検出器の概要図を示す。図3
において、磁気コア1には被検出電流を流すコイル2が
巻回され、磁気コア1の磁路の一部を切断して形成した
空隙1aにはホール素子等の磁気センサ3が挿入され、
コイル2に流れる被検出電流により空隙1a中に生じた
磁界を磁気センサ3により検出し、磁界に比例した検出
出力信号を増幅回路4により電圧増幅するよう構成され
ている。又、磁気センサを駆動し、磁気センサの出力電
圧を増幅する増幅回路4には、前記磁気センサ3を駆動
する為の定電流回路、及び前記磁気センサ3と電圧増幅
回路の検出出力信号に含まれるオフセット電圧を任意の
電圧に設定するための可変抵抗が設けられている。図2
に従来の電流検出器における増幅回路を示す。従来の電
流検出器の増幅回路は、演算増幅器IC22の2つの入力
端子に磁気センサ3の2つの出力端子がそれぞれ抵抗R
25、R26を介して接続され、可変抵抗VR23及び可変抵
抗VR24の調整によりホール素子からなる磁気センサの
出力電圧VH に対する増幅度の調整を行い、又VR21及
びVR22の調整により出力端子の出力電圧のオフセット
電圧を調整するような回路構成としていた。従来の回路
に於て増幅出力電圧VO は数1で表される。
【0003】
【数1】 数1に示すように磁気センサの出力電圧VH の増幅度
は、VR23とVR24で調整し、オフセット電圧調整はV
R21及びVR22で調整する。(数1内にVR23及びVR
24が存在するが、増幅度を調整完了後は、単なる定数に
過ぎない。)又、磁気センサの出力電圧VH の大きさ
は、磁気センサ3へ流す直流電流の値に左右され、数2
に示す比例関係が成り立つ。
【0004】
【数2】 数1及び数2を比較すると、磁気センサ3の出力電圧V
H 及びオフセット電圧にはツェナーダイオードZD21の
ツェナー電圧υの変動によってVout が影響を受けるこ
ととなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図2に示す増幅回路に
於て、回路内のバイアス電圧は、ツェナーダイオードZ
D21のツェナー電圧υであるが、正電源電圧+Vが変化
した場合、ツェナーダイオードZD21へ流れる電流の値
も変化し、ツェナー電圧υも変化する。この為、前記の
数1及び数2より、電源電圧の変化により電流検出器の
出力電圧Vout が影響を受け、従ってその結果、電源電
圧変動に対して電流検出器の出力電圧Vou t への影響を
考慮しなければならなくなり、電流の検出精度が劣化し
てしまうという問題点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の課題は、電源電
圧の変動に対し、磁気センサの出力電圧が変動すること
のないよう磁気センサ増幅回路内に磁気センサであるホ
ール素子に安定した直流電流のバイアス回路を設け、電
流検出器の出力電圧であるVout と、電源電圧変動に対
する出力電圧への影響をなくし、被検出電流の検出精度
を向上させた電流検出器を提供することにある。
【0007】即ち本発明は、閉磁路の磁気コアの磁路の
一部に空隙を設け、該空隙に磁気センサを挿入し、被検
出電流を通すコイルを磁気コアの磁路に巻回してコイル
に流れる電流の値を磁気センサの出力電圧により読み取
る電圧増幅する増幅回路を設け構成した電流検出器にお
いて、磁気センサに印加する直流定電流バイアス回路
を、PNP型トランジスタ(Tr1 )のトランジスタ
(Tr1 )のコレクタ端子と負電源間にツェナーダイオ
ード(ZD2 )を、トランジスタ(Tr1 )のエミッタ
端子と正電源間に抵抗を、トランジスタ(Tr1 )のベ
ースと正極電源間にツェナーダイオード(ZD1 )と、
ベースと負極電源間に抵抗を接続し、コレクタに接続し
たツェナーダイオード(ZD2 )の両端電圧を演算増幅
器(IC1 )に入力し、演算増幅器IC1 の出力を磁気
センサのバイアス回路の一端に、磁気センサのバイアス
回路の他端はトランジスタ(Tr1 )のコレクタと負電
源電圧をベース入力とし、エミッタと負極電源間に抵抗
を接続したNPN型トランジスタ(Tr2 )のコレクタ
端子に接続し構成したことを特徴とする電流検出器であ
る。
【0008】
【作用】本発明による電流検出器を構成する増幅回路に
於て、ホール素子からなる磁気センサに加える直流バイ
アス電流を安定化するため、PNP型トランジスタTr
1 のベース側のベースと正電源間にツェナーダイオード
ZD1 を、又ツェナーダイオードZD1 に直列にベース
と負電源端子間に固定抵抗R2 を接続し、PNP型トラ
ンジスタTr1のコレクタ側にはツェナーダイオードZ
D2 とエミッタ側に固定抵抗R1 を接続し、PNPトラ
ンジスタのコレクタ側に接続されたツェナーダイオード
の両端電圧を演算増幅器IC1 に入力し、一方PNPト
ランジスタのコレクタ出力は磁気センサに直列に接続さ
れたNPN型トランジスタTr2 のベースに入力される
故、従ってNPN型トランジスタTr2 の入力電圧は常
に一定の電圧でバイアスされ、ホール素子から成る磁気
センサには演算増幅器IC1による一定直流電流が印加
され、前段のPNP型トランジスタTr1 のコレクタ側
ツェナーダイオードZD2 の両端電圧をベース入力とす
るNPN型トランジスタTr2 のコレクタ側に直列に接
続された構造であるので、磁気センサに加えられる電圧
及び電流は常に一定に保持され、正電源側及び負電源側
の電源電圧の変動があっても磁気センサは高い精度の一
定電流による駆動が可能な磁気センサが構成される。
【0009】
【実施例】図1を参照して本発明による電流検出器の実
施例を説明する。増幅回路は演算増幅器IC2 の2つの
入力端子に磁気センサ3の2つの出力端子がそれぞれ抵
抗R10、R11を介して接続され、出力端子と接地側との
間に直列に接続された可変抵抗VR3 及びVR4 の中点
より演算増幅器IC2 の入力側と接続され、可変抵抗V
R3 及びVR4 の調整により磁気センサの出力電圧VH
に対する増幅度の調整を行う。又、磁気センサ3に加え
るバイアス電流を決める演算増幅器IC1 の両端電圧に
直列に接続された可変抵抗VR1 及びVR2 の調整によ
り端子出力電圧Voutのオフセット電圧を調整する。
【0010】本発明の回路に於て、磁気センサと磁気セ
ンサに直列に接続されたトランジスタに加わるバイアス
電圧υは演算増幅器IC1 の出力端子電圧であり、磁気
センサ3の駆動電流とオフセット電圧調整用基準電圧と
して使用されている。バイアス電圧υの設定について以
下に記す。定電流回路を構成するためのPNP型トラン
ジスタTr1 のエミッタ側に固定抵抗R1 、ベース側
に、ベース負電源側に固定抵抗R2 、ベース正電源間に
ツェナーダイオードZD1 、コレクタ側にツェナーダイ
オードZD2 が接続されており、トランジスタTr1 の
コレクタ側へ流れる電流は数3で示される。
【0011】
【数3】 この電流は、直列に接続されたツェナーダイオードZD
2 へ流れ、ツェナー電圧υ2 を生じさせる。従って数3
の電流値Iはほぼ一定電流となり、この電流がツェナー
ダイオードZD2 へ流れることにより、ツェナー電圧υ
2 は電源電圧変動の影響を受けない安定した電圧とな
る。図1の回路例ではツェナー電圧υ2 を任意の電圧に
設定する為、増幅回路IC1 の入力にはツェナー電圧υ
2 の値を入力とする差動増幅回路を形成することにより
磁気センサ3に加わる電圧は一定の値となる。又、前記
に記したようにオフセット電圧を調整する基準電圧はP
NP型トランジスタTr1 のコレクタ側ツェナーダイオ
ードZD2 の両端電圧であるバイアス電圧υを使用して
おり、この結果電源電圧変動に対し安定したオフセット
電圧が得られる。又、磁気センサ3の駆動電流I2 は数
4で示される。
【0012】
【数4】 この磁気センサ3の駆動電流I2 を示す式の中にツェナ
ー電圧υ2 が含まれており、前記に記したようにυ2 は
電源電圧変動に対し安定した電圧である。その為安定し
た磁気センサへの駆動電流I2 が得られ、磁気センサ3
の出力電圧VHは電源電圧変動に対し極めて安定な電圧
が得られる。
【0013】本発明の実施例に於て、電源電圧が15V
に対し±10%変動した時の図2に示す従来の回路で
は、5Vの出力に対し50mVのオフセット電圧を生じ
ていたのに対し、本発明による図1の回路による磁気セ
ンサの出力電圧は5V出力で電源電圧15Vが±10%
変化した時の出力の変動は1mVであり、増幅回路を通
した電圧変動は確段に向上し極めて精度のよい出力電圧
特性が得られるようになった。
【0014】
【発明の効果】磁気センサの定電流駆動回路をトランジ
スタとツェナーダイオードを組合せた回路により構成
し、電源電圧変動に対し安定したバイアス電圧υを得る
ことが出来、又磁気センサ出力端子電圧Vout の端子出
力電圧の電源電圧変動による影響を除去することがで
き、電流の検出精度の高い電流検出器を提供することが
可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電流検出器に於ける増幅回路の構成を
示す回路図。
【図2】従来の電流検出器に於ける増幅回路の構成を示
す回路図。
【図3】電流検出器の全体構成を示す概要図。
【符号の説明】
1 磁気コア 1a 空隙 2 コイル 3 磁気センサ 4 増幅回路 VH 磁気センサの出力電圧 R21ないしR30,R1 ないしR15 抵抗 VR21ないしVR24,VR1 ないしVR4 可変抵抗 IC21,IC22,IC1,IC2 演算増幅器 ZD21,ZD1 ,ZD2 ツェナーダイオード Tr1 PNP型トランジスタ Tr2 NPN型トランジスタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉磁路の磁気コアの磁路の一部に空隙を
    設け、該空隙に磁気センサを挿入し、被検出電流を通す
    コイルを磁気コアの磁路に巻回してコイルに流れる電流
    の値を磁気センサの出力電圧により読み取る電圧増幅す
    る増幅回路を設け構成した電流検出器において、磁気セ
    ンサに印加する直流定電流バイアス回路を、PNP型ト
    ランジスタ(Tr1 )のトランジスタ(Tr1 )のコレ
    クタ端子と負電源間にツェナーダイオード(ZD2 )
    を、トランジスタ(Tr1 )のエミッタ端子と正電源間
    に抵抗を、トランジスタ(Tr1 )のベースと正電源間
    にツェナーダイオード(ZD1 )を、ベースと負極電源
    間に抵抗を接続し、コレクタに接続したツェナーダイオ
    ード(ZD2 )の両端電圧を演算増幅器(IC1 )に入
    力し、演算増幅器(IC1 )の出力を磁気センサのバイ
    アス回路の一端に、磁気センサのバイアス回路の他端は
    トランジスタ(Tr1)のコレクタと負電源間の電圧を
    ベース入力とし、エミッタと負電源間に抵抗を接続した
    NPN型トランジスタ(Tr2 )のコレクタ端子に接続
    し構成したことを特徴とする電流検出器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010129008A (ja) * 2008-11-30 2010-06-10 Hochiki Corp 窓開閉検出装置
CN104520722A (zh) * 2012-01-19 2015-04-15 邹高芝 穿芯式高精度闭环型霍尔电流传感器用单电源电子线路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010129008A (ja) * 2008-11-30 2010-06-10 Hochiki Corp 窓開閉検出装置
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