JPH06186253A - 電流検出器 - Google Patents

電流検出器

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JPH06186253A
JPH06186253A JP4355801A JP35580192A JPH06186253A JP H06186253 A JPH06186253 A JP H06186253A JP 4355801 A JP4355801 A JP 4355801A JP 35580192 A JP35580192 A JP 35580192A JP H06186253 A JPH06186253 A JP H06186253A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
voltage
temperature
resistor
amplifier circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP4355801A
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English (en)
Inventor
Naoki Wakao
直樹 若生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
Application filed by Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軟磁性材からなる環状コアの磁路に磁気空隙
を設け、磁気空隙に感磁素子(ホール素子)を挿入して
環状コアに巻回したコイルに流れる電流をホール素子の
出力電圧により検出する電流検出器において、オフセッ
ト電圧と磁束感度の温度変動の値の小さい電流検出器と
する。 【構成】 感磁素子3(ホール素子)を定電圧駆動に
し、感磁素子の出力電圧の初段増幅回路101の接地側
端子と接地側との間に感温抵抗RT21と固定抵抗R3
直列に接続して正電圧と負電圧に可変抵抗を直列に挿入
したオフセット電圧調整回路を形成し、増幅回路101
の出力端子と入力端子との間の帰還抵抗に感温抵抗RT
22を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁性体コアに巻回され
たコイル、又は貫通コイルに被検出電流を流し、磁性体
コアの磁路に設けた空隙内に挿入した感磁素子により得
られる検出信号を増幅してコイルに流れる電流を検出す
る電流検出器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電流検出器の構成原理を図4に示す。軟
磁性材からなる磁性体コア1に被検出電流を流すための
コイル2が巻回され、磁性体コア1の磁路の一部に形成
された磁気空隙1a内に配設された感磁素子3と、前記
感磁素子3からの検出信号を増幅するための増幅回路4
とで電流検出器が構成されている。前記増幅回路4内に
は、電圧増幅器や前記感磁素子3及び感磁素子からの検
出信号に含まれる残留電圧を調整するための残留電圧調
整抵抗、及び前記検出信号の増幅度を調整する増幅度調
整抵抗等が接続されている。図3に従来の電流検出器に
おける増幅回路の具体例を示す。図3に示す従来の電流
検出器の増幅回路では、電圧増幅器101の二つの入力
端子に感磁素子3の二つの出力端子が抵抗R11,R12
介在して接続され、電圧増幅器の入力側接地端子にはド
リフト電圧を調整するため、正電位に調整するための電
圧(+V)を印加する第一の電源端子T11と、負電位に
調整する電圧(−V)を印加するための第二の電源端子
21との間に残留電圧調整用可変抵抗VR11とVR21
を直列に接続し、中点の出力を電圧増幅器101の入力
側端子と接地線との間の抵抗R21と抵抗R31を直列に接
続してその中点に接続され、ドリフト電圧調整用可変抵
抗VR11とVR21の接続点と抵抗R21とR31の接続点と
の間に抵抗R41を接続し、一方増幅側は電圧増幅器10
1の出力端子と接地端子T31の間に直列に接続された増
幅度調整用可変抵抗VR42とVR43の中間接続点から電
圧増幅器101の入力端子との間に抵抗R13を帰還接続
して増幅回路を構成している。一方、感磁素子3は駆動
端子をPNP型トランジスタ102のコレクタ端子と接
地端子T31間に接続し、正電位の電源端子T11と接地端
子T31の間に直列に接続した抵抗R51及びR71の電圧分
割点よりトランジスタ102のベース端子に接続し、第
一の電源端子T11とトランジスタ102のエミッタ端子
間に抵抗R61を接続した定電流回路によって駆動され
る。この増幅回路の出力電圧V01は、感磁素子3の出力
端子の出力電圧をV1,V2とすると、次の数1の式で表
される。
【0003】
【数1】
【0004】感磁素子3からの検出信号はVR42及びV
43によって増幅度が調整され、電流検出器の残留電圧
はVR11及びVR21によって調整される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記電
流検出増幅回路においては、下記に示す温度特性を持っ
ている。 感磁素子3の内部抵抗は正、又は負の温度特性を持っ
ているため、出力電圧V1,V2夫々の同相電位が温度に
より変化し、その影響が増幅回路の出力電圧V01に温度
変化として現れる。 感磁素子3からの検出信号(V1−V2)は負の温度特
性を持っているため、その影響が増幅回路の出力電圧V
01に負の温度特性として現れる。そのため使用温度範囲
が広範囲になると、前記二つの温度特性により、電流検
出器出力電圧のばらつきが大きくなり、従って電流検出
器の精度が悪化するという問題がある。特に、この種の
電流検出器の使用目的において直流電流の検出を目的と
するものでは、増幅回路のオフセット電圧の温度特性と
磁束感度の温度特性が共に安定した電流検出器が要求さ
れる。 本発明は、従来技術における前記問題点及びを解決
し、広い温度範囲において動作して高い精度で検出可能
な電流検出器を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、コイルが巻回
されているか、又はコイルが貫通されていると共に一部
に磁気空隙が形成された環状の磁性体コアの前記磁気空
隙に配置された感磁素子と、感磁素子の検出信号を増幅
する増幅回路とを備えた電流検出器において、感磁素子
の駆動方式を定電圧駆動とし、前記増幅回路の増幅度調
整回路に感温抵抗を接続して感磁素子の検出信号の増幅
に正温度特性を持った増幅回路として負温度特性を補う
ようにし、又残留電圧調整回路にも感温抵抗を挿入接続
することにより周囲温度の変化に対し出力電圧の変化の
少ない電流検出器としたものである。
【0007】即ち本発明は、コイルが巻回されている
か、又はコイルを貫通させた磁路の一部に磁気空隙が形
成された環状の軟磁性材からなる磁性体コアと、前記磁
気空隙内に配置された感磁素子と、感磁素子に供給する
定電圧電源回路と、感磁素子の検出信号を増幅する増幅
回路とを備え、前記増幅回路は感磁素子からの検出信号
を増幅する第一の電圧増幅回路と、第一の電圧増幅回路
の出力信号を受け出力電圧値を決める第二の電圧増幅部
とにより構成され、接地側端子と接地線の間に抵抗を介
し接続した感温抵抗とからなる第一の電圧増幅回路と、
出力回路の出力端子と入力端子の間に接続した帰還抵抗
に感温抵抗を接続した増幅回路とにより構成したことを
特徴とする電流検出器である。
【0008】
【作用】この種の電流検出器に用いるホール素子はホー
ル電圧の温度係数がよく、積感度の高いガリウム砒素
(GaAs)のホール素子が使用されている。GaAs
ホール素子は、定電流により駆動する時は磁束感度の温
度係数の値が定電圧で駆動した時に比べて小さいが、磁
束が零である時のオフセット電圧は定電圧で駆動した時
に比べて温度係数が大きく、2倍以上の値となる。本発
明は、従来のGaAsホール素子を定電流駆動の場合に
比べて、少なくとも磁束感度の温度係数、及びドリフト
の値を1/2以下とすることを目的としたものである。
GaAsホール素子の磁束零の時の定電流駆動の時のオ
フセット電圧の温度ドリフトは0.4〜0.6%/℃で
あり、磁束感度の温度ドリフトは0.1%/℃、又定電
圧駆動時のオフセット電圧は0.2〜0.3%/℃であ
り、磁束感度の温度ドリフトは0.2〜0.3%/℃で
ある。即ち、定電流駆動時のオフセット電圧の温度ドリ
フトの値は磁束感度の温度ドリフトより大きな値であ
る。実用温度範囲を50℃とすると、オフセット電圧の
温度による変化により、温度ドリフトの絶対値は20%
〜30%変化することになる。従って、本発明の電流検
出器ではホール素子の駆動回路にオフセット電圧の温度
変化の少ない定電圧駆動の回路を用い、又オフセット電
圧、及び磁束感度の温度変化を補正するため、増幅回路
の接地端子と接地側との間にオフセット電圧調整用の感
温抵抗と、増幅回路の増幅度を決める増幅回路の出力側
から入力端子への帰還抵抗に感温抵抗を用いる。感温抵
抗は、ホール素子の特性が負温度係数の時は正の温度係
数になるよう低抵抗値の正温度係数のポジスタと金属被
膜抵抗等を直列に接続して組合わせる等の手段を行う。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示す。感磁素子3
の駆動端子には夫々電源内部抵抗の小さい正電圧の電源
端子T1と負電圧の電源端子T2に抵抗を介せずに直接接
続され、定電圧駆動を構成する。感磁素子が検出した検
出電圧を増幅する電圧増幅器101の二つの入力端子に
感磁素子3の二つの出力端子が夫々抵抗R1を介して接
続され、残留電圧を調整するため正電圧を印加するため
の電源端子T1と負電圧を印加するための電源端子T2
の間に残留電圧調整用可変抵抗VR1とVR2を直列に接
続し、前記電圧増幅器101の接地側の入力端子に増幅
器101の端子側に感温抵抗RT21と接地側に抵抗R3
を直列に接続し、VR1とVR2の中点とR2とR3の中点
を抵抗R4を挿入接続し、前記電圧増幅器101の出力
端子を次段の電圧増幅器103の入力端子に接続し、電
圧増幅器101の出力端子から感温抵抗RT22を帰還抵
抗として出力電圧の一部を入力側に帰還してある。電圧
増幅器103の出力側には増幅度調整用可変抵抗VR3
とVR4を電圧増幅器103の出力端子と接地端子T3
間に直列に接続し、前記増幅度調整用可変抵抗VR3
VR4の接続点を電圧増幅器103の入力端子に接続し
ている。この増幅回路の出力電圧V0は感磁素子3の出
力端子の出力電圧をV1,V2とすると、次の数2の式で
表される。
【0010】
【数2】
【0011】感磁素子3からの検出信号(V1−V2)は
温度特性を持っているので、図1に示す電圧増幅回路で
は感温抵抗RT21,RT22を使用し、感温抵抗RT21
より温度変化による温度ドリフトを防止し、感温抵抗R
22は数3の式が成り立つように感温抵抗RT22の値を
設定する。
【0012】
【数3】
【0013】数3におけるΔRT22は、感温抵抗RT22
の1℃の温度変化に対する抵抗変化量である。上記設定
の場合、感磁素子3からの検出信号(V1−V2)の負の
温度特性による信号出力減少分が感温抵抗RT22の温度
による抵抗増加によって温度による増幅度を増加させる
ことにより相殺され、安定した電流検出器の出力を得る
ことができる。又、感磁素子3の駆動方式を定電圧駆動
とすることにより感磁素子3の温度ドリフトの値を低減
し、又感温抵抗RT21を組み込むことにより電圧増幅器
101の入力端子部の同相電位を安定させることができ
るため、同相電位変動による電流検出器出力への影響を
無くすことができる。図2は、本発明による他の一実施
例を示す。増幅回路は、図3に示す従来の増幅回路と出
力回路は同じであるが、出力電圧の温度ドリフト補正の
ために感温抵抗RT21、及び増幅度の温度変動を補償す
るため感温抵抗RT22を使用する。出力電圧V0は前記
数2の式で示され、又、数3の式に示す条件を満足する
感温抵抗の値に設定すれば、温度変動による増幅度の変
化を防止できる。なお本発明の実施例により、動作温度
が50℃変化した時のオフセット電圧を±1%以下、磁
束感度の変化が±1%以下の電流検出器が得られ、従来
のこの種の電流検出器に比べ、ドリフト、及び磁束感度
の温度変動が1/2〜1/5の値の特性を持つ電流検出
器が得られるようになった。
【0014】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明により温度変動
による影響が小さく安定した出力を得ることができる電
流検出器の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す電流検出器の増幅回路
図。
【図2】本発明の他の一実施例による電流検出器の増幅
回路図。
【図3】従来の電流検出器の増幅回路図。
【図4】電流検出器の原理を示す原理図。
【符号の説明】
1 磁性体コア 1a 磁気空隙 2 コイル 3 感磁素子 4 増幅回路 101,103 電圧増幅器 102 トランジスタ R1,R3,R4,R11,R13,R21,R31,R41
51,R61,R71 抵抗 RT21,RT22 感温抵抗 VR1,VR2,VR3,VR4,VR11,VR21,V
42,VR43 可変抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイルが巻回されているか、又はコイル
    を貫通させた磁路の一部に磁気空隙が形成された環状の
    軟磁性材からなる磁性体コアと、前記磁気空隙内に配置
    された感磁素子と、感磁素子に供給する定電圧電源回路
    と、感磁素子の検出信号を増幅する増幅回路とを備え、
    前記増幅回路は感磁素子からの検出信号を増幅する第一
    の電圧増幅回路と、第一の電圧増幅回路の出力信号を受
    け出力電圧値を決める第二の電圧増幅部とにより構成さ
    れ、接地側端子と接地線の間に抵抗を介し接続した感温
    抵抗とからなる第一の電圧増幅回路と、出力回路の出力
    端子と入力端子の間に接続する帰還抵抗に感温抵抗を接
    続した増幅回路とにより構成したことを特徴とする電流
    検出器。
JP4355801A 1992-12-17 1992-12-17 電流検出器 Pending JPH06186253A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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