JPH06253573A - 電流検出回路 - Google Patents

電流検出回路

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Publication number
JPH06253573A
JPH06253573A JP5035478A JP3547893A JPH06253573A JP H06253573 A JPH06253573 A JP H06253573A JP 5035478 A JP5035478 A JP 5035478A JP 3547893 A JP3547893 A JP 3547893A JP H06253573 A JPH06253573 A JP H06253573A
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JP
Japan
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current
motor
drive current
voltage source
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP5035478A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Sumikama
正彦 炭竃
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きさが変動する負荷電流を検出する電流検
出回路に関し、低コストで、かつ低消費電力に構成する
ことが出来て、電源電圧が変動することのない電流検出
回路を提供する。 【構成】 モータ1と、モータ1に駆動電流を供給する
ための電圧源E1 と、モータ1と電圧源E1 との間に接
続されて駆動電流IF の経路とされるリード線4と、リ
ード線4を流れる駆動電流IF の大きさを検出する磁気
インダクタンス素子5,6と、磁気インダクタンス素子
5,6の一端に接続された電圧源E3 と、磁気インダク
タンス素子5,6の他端に接続されて磁気インダクタン
ス素子5,6を介して電圧源E3 に接続されており、駆
動電流IF の大きさに応じた信号e 1,e2 を生成するマ
ルチバイブレータ回路9とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電流検出回路に係り、特
に、大きさが変動する負荷電流を検出する電流検出回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は、従来の電流検出回路の一例を適
用したモータ制御回路の回路図である。
【0003】図9において、1はたとえば電動自動機用
の直流モータであり、起動時などの突入電流抑制用のコ
イルL1 、及び抵抗Rx または抵抗Ro を介して、直流
電圧源E1 から後述のとおり直流電流を供給されて駆動
される。
【0004】両抵抗の下端とグランドとの間にはパワー
MOS FET Q1 とQ2 、またはQ3 とQ4 が図示のとおり
直列に接続されており、各パワーMOS FET の共通接続点
の間に直流モータ1が接続されている。直流モータ1の
回転方向及び速度は、各パワーMOS FET のゲートG1 〜
G4 に制御部2から入来する制御信号により各パワーMO
S FET がスイッチングされることで制御される。
【0005】たとえば、直流モータ1を正転制御すると
きには、パワーMOS FET Q1 とQ4をオフさせておく。
そして、パワーMOS FET Q2 とQ3 の各ゲートG2 とG
3 に、制御部2から所定タイミングの矩形波信号を供給
して両パワーMOS FET をオンさせ、図示の駆動電流IF
により直流モータ1を正転させる。
【0006】駆動電流IF は直流モータ1の機械的な負
荷の大きさにより変動するため、駆動電流IF の大きさ
を検出してこれを所定の値とするよう制御部2により制
御し、回転スピードなどを制御することが行われてい
る。
【0007】このための電流検出回路が、直流増幅器3
で構成される。直流増幅器3は直流電圧源E2 からの直
流電源で動作する差動増幅器であり、たとえば抵抗Rx
の両端の電圧を入力端に付与される。これにより、直流
増幅器3は、抵抗Rx に流れる駆動電流IF の大きさに
応じた電圧を制御部2へと供給する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低消費
電力化のために直流電圧源E1 の供給電力を小さくする
ためには抵抗Rx を低抵抗とする必要がある。たとえば
直流モータ1が数十Aを消費する場合には、負荷電流検
出のための抵抗Rx は数十mΩの特殊で高価なものを使
用しなければならない問題があった。
【0009】また、直流増幅器3に直流電源を供給する
直流電圧源E2 は、モータ駆動用の直流電圧源E1 より
も高電圧のものを使用する必要がある。ところがモータ
駆動用には通常数十ボルトを発生する高価な電圧源が必
要であり、低コスト化のために、たとえばモータ駆動と
増幅器駆動共用の高電圧の電圧源を1個用意して、モー
タ駆動用の電圧が増幅器駆動用の電圧より低電圧となる
よう降圧して使用することが行われている。したがっ
て、負荷電流の大きさの変動によって、増幅器に供給さ
れる電源電圧が変動するおそれがあった。
【0010】そこで本発明では、低コストで、かつ低消
費電力に構成することが出来て、増幅器に供給される電
源電圧が変動することのない電流検出回路を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の問題は、以下のと
おり構成することにより解決される。
【0012】すなわち、モータと、モータに駆動電流を
供給するための第1の電源と、モータと第1の電源との
間に接続されて駆動電流の経路とされる配線手段と、配
線手段を流れる駆動電流の大きさを検出する電流検出手
段と、電流検出手段の一端に接続された第2の電源と、
電流検出手段の他端に接続されて電流検出手段を介して
第2の電源に接続されており、駆動電流の大きさに応じ
た信号を生成する信号生成手段とを具備することにより
解決される。
【0013】
【作用】上記構成の本発明によれば、第1の電源から配
線手段を経路としてモータへ駆動電流が供給されるよう
に作用する。また、第1の電源と独立して設けられた第
2の電源に接続された電流検出手段を介して、信号生成
手段により駆動電流の大きさに応じた信号が生成される
ように作用する。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図である。同
図中、図9と同一構成部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。
【0015】同図において、直流電圧源E1 は上記第1
の電源であり、直流電圧源E1 から直流モータ1に供給
される駆動電流IF は、コイルL1 とパワーMOS FET Q
3 とを接続する配線手段であるリード線4を経路として
流れる。なお、コイルL1 は突入電流抑制用であり、フ
ェライト製コア材を有している。
【0016】リード線4は電気抵抗RLEADを有してお
り、磁気インダクタンス素子5及び6に数回巻回され
る。この磁気インダクタンス素子5及び6と、フェライ
ト磁石7及び8とで上記電流検出手段を構成している。
【0017】たとえば図2に示すとおり、磁極が逆方向
で円筒形状となるように磁気バイアス用のたとえばフェ
ライト磁石7及び8を対向して配置してこれにリード線
4を巻回する。そして、フェライト磁石7及び8に形成
した貫通孔に磁気インダクタンス素子5及び6を挿通す
ることで、磁気インダクタンス素子5及び6は互いに逆
向きの直流磁界によりバイアスされる。
【0018】磁気インダクタンス素子は、図3に示すと
おり抵抗RM とインダクタンスLMとの直列回路で等価
的に表され、鎖交する磁束に応じてインダクタンスLM
の値が変化する。
【0019】すなわち磁気インダクタンス素子は、図4
に示すとおり磁束φの大きさの減少とともにインダクタ
ンスLM が増大し、磁束φが零の時に最大となる。した
がって、リード線4を流れる駆動電流IF により励起さ
れる外部磁界の変化を磁気インダクタンスにより検出す
ることで、駆動電流IF の大きさの変動が検出される。
【0020】図1に戻って説明するに、磁気インダクタ
ンス素子5及び6の各一端は上記第2の電源である直流
電圧源E3 に、各他端は上記信号生成手段であるマルチ
バイブレータ回路9に接続されている。この直流電圧源
E3 は直流電圧源E1 とは独立的に設けられており、マ
ルチバイブレータ回路9からの出力信号を加算増幅する
直流増幅器10にも電源電流を供給する。
【0021】磁気インダクタンス素子5はマルチバイブ
レータ回路9を構成するトランジスタQ5 のコレクタ負
荷となっており、磁気インダクタンス素子6は同様にト
ランジスタQ6 のコレクタ負荷となっている。
【0022】したがって、直流モータ1の機械的な負荷
の大きさにより駆動電流IF の大きさが変動して磁気イ
ンダクタンス素子5及び6に鎖交する磁束が変化する
と、前記したとおりにインダクタンス値が変化すること
で磁気インダクタンス素子5及び6によるE3 からの電
圧降下が変化する。
【0023】これにより、トランジスタQ5 のエミッタ
とグランドとの間に接続された抵抗R5 の両端には信号
電圧e1 が、また、トランジスタQ5 のエミッタとグラ
ンドとの間に接続された抵抗R6 の両端には信号電圧e
2 が生成され、両信号電圧e 1 及びe2 は駆動電流IF
の大きさの変動に応じて増減する。
【0024】ところで、フェライト磁石7及び8が逆向
きのバイアス磁界を生成するように配設されていること
で、信号電圧e1 及びe2 の各ピークは異なるタイミン
グとなっている。
【0025】したがって、トランジスタQ5 及びQ6 の
各エミッタ間に接続され、かつ直流増幅器10の両入力
端子間に接続されているバランス調整用半抵抗R1 の値
を調整してマルチバイブレータ回路9をバランスさせる
と、直流増幅器10の出力端子には信号電圧e1 及びe
2 の増減の傾斜が加算合成された、検出磁界に比例する
信号電圧eout が得られる。
【0026】制御部2は、信号電圧eout に基づき前述
のとおり4相の制御信号を生成して各パワーMOS FET Q
1 〜Q4 をスイッチング制御し、直流モータ1の回転方
向及び速度を制御する。
【0027】上記のとおり構成した本実施例によれば、
パワーMOS FET Q1 〜Q4 が制御部2によりスイッチン
グ制御され、磁気インダクタンス素子5,6に巻回され
たリード線4を経路として直流電圧源E1 から直流モー
タ1へ駆動電流IF が供給される。磁気インダクタンス
素子5,6は検出感度が極めて高いために、リード線4
の巻回回数を数十回としておけば数mA程度の駆動電流
IF を検出することが可能であり、電流検出用の抵抗が
必要ない分消費電流を低減でき、低コスト化に寄与する
ことができる。
【0028】また、直流電圧源E3 はモータ駆動用の直
流電圧源E1 と独立して設けられているため、直流モー
タ1の駆動条件に関係なく、マルチバイブレータ回路
9、直流増幅器10などの動作条件を考慮した電源電圧
に設定することができる。したがって、従来よりも低電
圧化して低消費電力化を図ることが可能になる。
【0029】また、駆動電流IF が1A以上の大電流の
場合にはリード線4の巻回回数は少なくてもよいため、
たとえば図5のように電流検出手段を構成することも考
えられる。
【0030】また、駆動電流IF が大電流の場合にはリ
ード線4の巻回回数は少なくてもよいため、たとえば図
5のように電流検出手段を構成することも考えられる。
【0031】図5において、17及び18は「コ」の字
状に形成されて並設されたフェライト磁石、15及び1
6はフェライト磁石17及び18と閉ループを構成する
ように配設された磁気インダクタンス素子であり、駆動
電流IF の経路となるリード線14が閉ループ磁界に対
して直交するよう配設される。この構成では、1A以上
の駆動電流IF ならば検出することができる。
【0032】また、以上のバイアス磁界発生用フェライ
ト磁石(7,8,17,18)を省略することも考えら
れる。たとえば、図1のコイルL1 のフェライト製コア
材を着磁させて貫通孔を形成しておき、電流検出用の磁
気インダクタンス素子を挿通すればよい。
【0033】あるいは、図6のように構成してバイアス
磁界発生用フェライト磁石を省略することも考えられ
る。
【0034】すなわち、図6に示すとおり、直流電圧源
E3 とマルチバイブレータ回路9との間に接続された電
流検出用の磁気インダクタンス素子19及び20には、
駆動電流IF の経路となるリード線21が巻回されてい
る。また、直流電圧源E3 の両端には、リード線22と
半固定抵抗R7 からなる直列回路が接続されている。
【0035】このリード線22は、直流電圧源E3 から
分流された電源電流IC による互いに逆向きの直流磁界
で磁気インダクタンス素子19と磁気インダクタンス素
子20が磁気バイアスされるように、各磁気インダクタ
ンス素子に逆方向に巻回されている。したがって、半固
定抵抗R7 の抵抗値を調整することで、フェライト磁石
を使用することなく各磁気インダクタンス素子に所定の
バイアス磁界を付与することができ、低コスト化に有効
である。
【0036】上記の各実施例では直流モータの駆動電流
を検出する電流検出回路について説明したが、図7の本
発明の他の実施例は、交流モータの駆動電流を検出する
ための回路を示す。同図中、図1と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。
【0037】同図において、31は交流モータであり、
商用交流電源eACから電力を供給されて動作する交流モ
ータ制御回路32により駆動制御されて回転する。ま
た、直流増幅器10の出力端子と交流モータ制御回路3
2の間には、整流回路33とバッファ34の直列回路が
接続されてる。
【0038】整流回路33の入力信号波形と出力信号波
形は図8に示すとおりである。すなわち、検出電流に応
じたピーク値の半波波形が連続する直流増幅器10から
の信号電圧eout が入力され、これを図示のとおりに平
滑した信号電圧eout ′が出力される。
【0039】この出力信号波形は交流モータ31の駆動
電流の変化に対して図1の電流検出回路で得られる信号
電圧eout と同様の波形となり、本実施例では、交流モ
ータ制御回路32は信号電圧eout ′に基づいて制御信
号を生成しし、交流モータ31を所定の回転方向及び速
度に制御する。
【0040】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、第1の電源
から配線手段を経路としてモータへ駆動電流が供給され
るため、電流検出用の抵抗が必要ない分消費電流を低減
でき、低コスト化にも寄与することができるともに、第
1の電源と独立して設けられた第2の電源に接続された
電流検出手段を介して信号生成手段により駆動電流の大
きさに応じた信号が生成されるため、第2の電源をモー
タの駆動条件に関係なく設定することができ、従来より
も低電圧化して低消費電力化を図ることが可能になるな
どの特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】図1中の電流検出手段の構成図である。
【図3】磁気インダクタンス素子の等価回路図である。
【図4】磁気インダクタンス素子の特性図である。
【図5】電流検出手段の他の例の構成図である。
【図6】電流検出手段のさらに他の例の構成図である。
【図7】本発明の他の実施例の回路図である。
【図8】図7の要部の信号波形図である。
【図9】従来の電流検出回路の一例を適用したモータ制
御回路の回路図である。
【符号の説明】
1 直流モータ 4,14,21 リード線 9 マルチバイブレータ回路 31 交流モータ 5,6,15,16,19,20 磁気インダクタンス
素子 22 リード線 E1 ,E2 ,E3 直流電圧源 eAC 商用交流電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータと、 該モータに駆動電流を供給するための第1の電源と、 該モータと該第1の電源との間に接続されて該駆動電流
    の経路とされる配線手段と、 該配線手段を流れる該駆動電流の大きさを検出する電流
    検出手段と、 該電流検出手段の一端に接続された第2の電源と、 該電流検出手段の他端に接続されて該電流検出手段を介
    して該第2の電源に接続されており、該駆動電流の大き
    さに応じた信号を生成する信号生成手段とを具備したこ
    とを特徴とする電流検出回路。
  2. 【請求項2】 前記電流検出手段は、前記配線手段を流
    れる前記駆動電流により励起される外部磁界を検出自在
    に配設されてなる磁気インダクタンス素子を有すること
    を特徴とする請求項1記載の電流検出回路。
JP5035478A 1993-02-24 1993-02-24 電流検出回路 Pending JPH06253573A (ja)

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JP5035478A JPH06253573A (ja) 1993-02-24 1993-02-24 電流検出回路

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JP5035478A JPH06253573A (ja) 1993-02-24 1993-02-24 電流検出回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2003026122A1 (ja) * 2001-09-17 2005-01-06 三菱電機株式会社 直流モータのサーボ制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2003026122A1 (ja) * 2001-09-17 2005-01-06 三菱電機株式会社 直流モータのサーボ制御装置
JP4722394B2 (ja) * 2001-09-17 2011-07-13 三菱電機株式会社 直流モータのサーボ制御装置

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