JPH0726978B2 - 電流センサ回路 - Google Patents
電流センサ回路Info
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- JPH0726978B2 JPH0726978B2 JP63238135A JP23813588A JPH0726978B2 JP H0726978 B2 JPH0726978 B2 JP H0726978B2 JP 63238135 A JP63238135 A JP 63238135A JP 23813588 A JP23813588 A JP 23813588A JP H0726978 B2 JPH0726978 B2 JP H0726978B2
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- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
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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路のネットワー
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っ
ている。
下モデムという）等で使用される通信回路のネットワー
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っ
ている。
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LP（Loop Signa
ling）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。
プ回路の開閉により信号の授受を行なうLP（Loop Signa
ling）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。
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。
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。
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101
と、このコイルによつ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102
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1
03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。
対応した大きさ及び方向のの磁束を発生するコイル101
と、このコイルによつ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102
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1
03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103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106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。
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103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106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“1"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。
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“1"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てある。
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てある。
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。
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。
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10
2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。
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10
2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３図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113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112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。
のトランジスタ113と、このトランジスタ113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112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105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。
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105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。
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。
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
転増幅部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。
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
転増幅部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。
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。
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11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によっでボルテージ・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。
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11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によっでボルテージ・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。
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。
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、20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。
決定用の抵抗19、20を備え、これらの抵抗19、20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22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、25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。
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22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、25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。
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。
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。
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。
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。
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一
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）、12……ホール
素子。
回路図、第２図は従来知られている電流センサ回路の一
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）、12……ホール
素子。
Claims (1)
- 【請求項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って得られた電圧で
駆動されるホール素子と、前記電圧発生部によって得ら
れた電圧がオフセット補正電圧として印加され、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。
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