JPH09257837A - 非接触型センサ - Google Patents
非接触型センサInfo
- Publication number
- JPH09257837A JPH09257837A JP8063089A JP6308996A JPH09257837A JP H09257837 A JPH09257837 A JP H09257837A JP 8063089 A JP8063089 A JP 8063089A JP 6308996 A JP6308996 A JP 6308996A JP H09257837 A JPH09257837 A JP H09257837A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- resistor
- output
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
- G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単電源駆動で測定範囲を狭めず、小型かつ消
費電力を少なくできる非接触型センサを提供する。 【解決手段】 入力されるセンサ電圧を昇圧単電源回路
30で所定のセンサ電圧に昇圧し、昇圧電圧を第1の差
動増幅回路40、第1の電流バッファ50、定電圧回路
60に供給し、コイル1の磁心のギャップに設けられた
ホール素子3の両端の電圧差に応じて、第1の電流バッ
ファ50内の第1及び第2のトランジスタの内の一方を
オンし、この出力端より、二次巻線1c、抵抗RL 、定
電圧回路60を介して第1の差動増幅回路40からの電
圧に比例した電流を一次巻線1bの電流と逆向きの方向
に流れすことでコイル1内の磁束を平衡に保ち、定電圧
回路60は出力の電圧を基準電圧に維持するようにす
る。
費電力を少なくできる非接触型センサを提供する。 【解決手段】 入力されるセンサ電圧を昇圧単電源回路
30で所定のセンサ電圧に昇圧し、昇圧電圧を第1の差
動増幅回路40、第1の電流バッファ50、定電圧回路
60に供給し、コイル1の磁心のギャップに設けられた
ホール素子3の両端の電圧差に応じて、第1の電流バッ
ファ50内の第1及び第2のトランジスタの内の一方を
オンし、この出力端より、二次巻線1c、抵抗RL 、定
電圧回路60を介して第1の差動増幅回路40からの電
圧に比例した電流を一次巻線1bの電流と逆向きの方向
に流れすことでコイル1内の磁束を平衡に保ち、定電圧
回路60は出力の電圧を基準電圧に維持するようにす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非接触型センサに
関し、特に単電源での駆動により非接触で電圧または電
流を測定する非接触型センサに関する。
関し、特に単電源での駆動により非接触で電圧または電
流を測定する非接触型センサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電流または電圧を非接触で測
定可能なゼロ磁束法を用いた電流電圧センサが知られて
いる。この電流電圧センサは、図6に示すように、ホー
ル素子101の出力電圧を増幅する増幅器102を備
え、二次電流I2 をコイル103に流し、計測電流によ
る磁束と逆方向の磁束を加えるため、コイル103及び
ホール素子101は常にゼロ磁界の磁気平衡状態にな
る。
定可能なゼロ磁束法を用いた電流電圧センサが知られて
いる。この電流電圧センサは、図6に示すように、ホー
ル素子101の出力電圧を増幅する増幅器102を備
え、二次電流I2 をコイル103に流し、計測電流によ
る磁束と逆方向の磁束を加えるため、コイル103及び
ホール素子101は常にゼロ磁界の磁気平衡状態にな
る。
【0003】このとき、アンペアターンの式が成立する
ので、二次電流I2 の抵抗R200 の電圧は計測電流に比
例した出力が得られる。しかし、増幅器102は、一次
電流I1 と二次電流I2 との値が常に逆向きになるよう
に制御する。このため、DC/DCコンバータ104が
+12Vから+V,−Vの2つの電源を生成し、増幅器
102に+V,−Vの2つの電源を印加すると共に、プ
シュプル構成のトランジスタ105,106にそれぞれ
+V電源,−V電源を印加していた。
ので、二次電流I2 の抵抗R200 の電圧は計測電流に比
例した出力が得られる。しかし、増幅器102は、一次
電流I1 と二次電流I2 との値が常に逆向きになるよう
に制御する。このため、DC/DCコンバータ104が
+12Vから+V,−Vの2つの電源を生成し、増幅器
102に+V,−Vの2つの電源を印加すると共に、プ
シュプル構成のトランジスタ105,106にそれぞれ
+V電源,−V電源を印加していた。
【0004】そこで、単電源で電流または電圧を測定す
るものとして、例えば、実開平4−24070号公報に
記載されたものが知られている。実開平4−24070
号公報に記載されたものは、図7に示すように、二次コ
イル103に二つの巻線A、Bを有し、二つの巻線A、
Bのそれぞれを逆方向に巻き、巻線Aには、計測電流I
1 と逆向きの電流を流す。計測電流I1 がゼロであると
き、増幅器102は、バイアス電圧とコイル103の巻
線Aの巻き数N2 及びサンプル抵抗R2 からアンペアタ
ーンは、(V/R2 )×N2 となる。
るものとして、例えば、実開平4−24070号公報に
記載されたものが知られている。実開平4−24070
号公報に記載されたものは、図7に示すように、二次コ
イル103に二つの巻線A、Bを有し、二つの巻線A、
Bのそれぞれを逆方向に巻き、巻線Aには、計測電流I
1 と逆向きの電流を流す。計測電流I1 がゼロであると
き、増幅器102は、バイアス電圧とコイル103の巻
線Aの巻き数N2 及びサンプル抵抗R2 からアンペアタ
ーンは、(V/R2 )×N2 となる。
【0005】前記巻線Bには、可変抵抗R100 を介して
巻線Aのバイアス電流と同じアンペアターンの電流を流
すことで、二次コイル103の磁心内の磁束をゼロに保
つ。これによれば、二次コイル103に新たな巻線を追
加し、二次電流のバイアス電流を打ち消すように電流を
流し、コイル103の磁気平衡状態を実現する。このた
め、計測電流に比例した電圧が得られる。
巻線Aのバイアス電流と同じアンペアターンの電流を流
すことで、二次コイル103の磁心内の磁束をゼロに保
つ。これによれば、二次コイル103に新たな巻線を追
加し、二次電流のバイアス電流を打ち消すように電流を
流し、コイル103の磁気平衡状態を実現する。このた
め、計測電流に比例した電圧が得られる。
【0006】また、本出願人が既に出願した未公知の特
願平6−223712号に記載されたものがある。特願
平6−223712号において、図8に示すように、+
12Vの単電源駆動を用いたもので、一次巻線に電流I
1 が流れ、磁束Φ1をつくり、それを打ち消すように電
流バッファ15aから負方向の電流が二次巻線、抵抗R
L に流れる。また、一次巻線に逆向きの電流I1 が流れ
たときには、抵抗RL、二次巻線、電流バッファ15b
に正方向の電流が流れる。
願平6−223712号に記載されたものがある。特願
平6−223712号において、図8に示すように、+
12Vの単電源駆動を用いたもので、一次巻線に電流I
1 が流れ、磁束Φ1をつくり、それを打ち消すように電
流バッファ15aから負方向の電流が二次巻線、抵抗R
L に流れる。また、一次巻線に逆向きの電流I1 が流れ
たときには、抵抗RL、二次巻線、電流バッファ15b
に正方向の電流が流れる。
【0007】このように、センサ内に出力電流の吸い込
み及び吐き出しを行なうための中点ポイントを設け、そ
の中点ポイントのレベルを電流バッファのオンまたはオ
フによって変化させている。ここで、+12Vの単電源
で、かつ、抵抗R20と抵抗R22とが等しい場合に
は、抵抗20と抵抗22との分圧点における電圧は+6
Vとなる。ボルテージフォロア24は分圧中点の電圧を
出力端子に出力するので、その出力は+6Vとなる。抵
抗RL の二次巻線1c側の電圧は、電流の正方向で約0
V、電流の正方向で約12Vになる。従って、抵抗RL
の両端の電圧は±6Vの電圧測定範囲となる。
み及び吐き出しを行なうための中点ポイントを設け、そ
の中点ポイントのレベルを電流バッファのオンまたはオ
フによって変化させている。ここで、+12Vの単電源
で、かつ、抵抗R20と抵抗R22とが等しい場合に
は、抵抗20と抵抗22との分圧点における電圧は+6
Vとなる。ボルテージフォロア24は分圧中点の電圧を
出力端子に出力するので、その出力は+6Vとなる。抵
抗RL の二次巻線1c側の電圧は、電流の正方向で約0
V、電流の正方向で約12Vになる。従って、抵抗RL
の両端の電圧は±6Vの電圧測定範囲となる。
【0008】また、特願平6−223712号におい
て、図9に示すように、定電圧回路21内の抵抗23の
抵抗値を変化させて、例えば、+12Vの単電源で、抵
抗23の抵抗値を抵抗22の抵抗値の半分に設定する
と、ボルテージフォロア24は抵抗23と抵抗22との
分圧点の電圧を出力端子に出力するので、その出力は
(2/3)V、すなわち、+8Vとなる。
て、図9に示すように、定電圧回路21内の抵抗23の
抵抗値を変化させて、例えば、+12Vの単電源で、抵
抗23の抵抗値を抵抗22の抵抗値の半分に設定する
と、ボルテージフォロア24は抵抗23と抵抗22との
分圧点の電圧を出力端子に出力するので、その出力は
(2/3)V、すなわち、+8Vとなる。
【0009】また、負又は正の電流が電流バッファ15
から二次巻線、検出抵抗RL 、ボルテージフォロア24
に流れたり、ボルテージフォロア24、検出抵抗RL 、
二次巻線、電流バッファ15に流れる。このとき、抵抗
RL の二次巻線1c側の電圧は、電流の正方向で約0
V、電流の正方向で約12Vになる。すなわち、抵抗R
L の両端の電圧は、正方向で8Vであり、負方向で4V
であるので、正と負方向の測定範囲は2:1の関係にな
る。このように、抵抗23を可変することで、正と負方
向の測定範囲を可変することができる。
から二次巻線、検出抵抗RL 、ボルテージフォロア24
に流れたり、ボルテージフォロア24、検出抵抗RL 、
二次巻線、電流バッファ15に流れる。このとき、抵抗
RL の二次巻線1c側の電圧は、電流の正方向で約0
V、電流の正方向で約12Vになる。すなわち、抵抗R
L の両端の電圧は、正方向で8Vであり、負方向で4V
であるので、正と負方向の測定範囲は2:1の関係にな
る。このように、抵抗23を可変することで、正と負方
向の測定範囲を可変することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示すように、DC−DCコンバータ104をセンサーに
内蔵する場合には、+V電源,−V電源を生成するた
め、その消費電力とトランス108のサイズとが大きく
なる。また、センサ内に内蔵すると、センサ自体が大き
くなるという問題があった。
示すように、DC−DCコンバータ104をセンサーに
内蔵する場合には、+V電源,−V電源を生成するた
め、その消費電力とトランス108のサイズとが大きく
なる。また、センサ内に内蔵すると、センサ自体が大き
くなるという問題があった。
【0011】さらに、図8及び図9に示すように、その
中点ポイントのレベルを変化させる方式では、+12V
のサブバッテリを用いた場合に、測定範囲が±6Vとな
る。一方、DC−DCコンバータによる+12V電源と
−12V電源とを用いた場合には、測定範囲が±12V
となる。このため、中点ポイントのレベルを変化させる
方式では、測定範囲が狭くなるという問題があった。
中点ポイントのレベルを変化させる方式では、+12V
のサブバッテリを用いた場合に、測定範囲が±6Vとな
る。一方、DC−DCコンバータによる+12V電源と
−12V電源とを用いた場合には、測定範囲が±12V
となる。このため、中点ポイントのレベルを変化させる
方式では、測定範囲が狭くなるという問題があった。
【0012】本発明の目的は、単電源駆動により測定範
囲を狭めることなく、小型かつ消費電力を少なくするこ
とのできる非接触型センサを提供することにある。
囲を狭めることなく、小型かつ消費電力を少なくするこ
とのできる非接触型センサを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は以下の手段を採用した。請求項1の発明は、
二次巻線を有するコイルの磁心のギャップに設けられ、
前記コイル内に発生する磁束に応じた電圧を出力端子に
発生するホール素子と、入力されるセンサ電圧を所定の
センサ電圧に昇圧する昇圧単電源回路と、前記ホール素
子の出力端子に接続され、前記昇圧単電源回路の出力の
供給により動作し、前記ホール素子の両端の電圧差を増
幅する第1の差動増幅回路と、前記昇圧単電源回路の出
力に一方が接続され他方がアースされ、かつ出力端子が
前記二次巻線の一方に接続され、前記第1の差動増幅回
路からの電圧に応じて第1及び第2のトランジスタの内
の一方がオン動作して前記出力端子から前記第1の差動
増幅回路からの電圧に比例した電流を流す第1の電流バ
ッファと、前記二次巻線の他方に抵抗の一方が接続され
抵抗の他方に出力が接続され、前記昇圧単電源回路の出
力の供給により動作し、前記出力の電圧を基準電圧に維
持する定電圧回路とを備えた。
に本発明は以下の手段を採用した。請求項1の発明は、
二次巻線を有するコイルの磁心のギャップに設けられ、
前記コイル内に発生する磁束に応じた電圧を出力端子に
発生するホール素子と、入力されるセンサ電圧を所定の
センサ電圧に昇圧する昇圧単電源回路と、前記ホール素
子の出力端子に接続され、前記昇圧単電源回路の出力の
供給により動作し、前記ホール素子の両端の電圧差を増
幅する第1の差動増幅回路と、前記昇圧単電源回路の出
力に一方が接続され他方がアースされ、かつ出力端子が
前記二次巻線の一方に接続され、前記第1の差動増幅回
路からの電圧に応じて第1及び第2のトランジスタの内
の一方がオン動作して前記出力端子から前記第1の差動
増幅回路からの電圧に比例した電流を流す第1の電流バ
ッファと、前記二次巻線の他方に抵抗の一方が接続され
抵抗の他方に出力が接続され、前記昇圧単電源回路の出
力の供給により動作し、前記出力の電圧を基準電圧に維
持する定電圧回路とを備えた。
【0014】この発明によれば、昇圧単電源回路が、入
力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧すると、
その昇圧電圧は、第1の差動増幅回路、第1の電流バッ
ファ、定電圧回路に供給される。次に、コイル内に磁束
が発生したとき、ホール素子はその磁束に応じた電圧を
出力端子に発生する。
力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧すると、
その昇圧電圧は、第1の差動増幅回路、第1の電流バッ
ファ、定電圧回路に供給される。次に、コイル内に磁束
が発生したとき、ホール素子はその磁束に応じた電圧を
出力端子に発生する。
【0015】さらに、第1の差動増幅回路によりホール
素子の両端の電圧差が前記昇圧電圧の範囲で増幅され、
第1の電流バッファ内の一方のトランジスタが第1の差
動増幅回路からの電圧に応じてオン動作する。出力端子
より、二次巻線、抵抗、定電圧回路を介して第1の差動
増幅回路からの電圧に比例した電流を一次巻線の電流と
逆向きの方向に流すことによってコイル内の磁束を平衡
に保つ。
素子の両端の電圧差が前記昇圧電圧の範囲で増幅され、
第1の電流バッファ内の一方のトランジスタが第1の差
動増幅回路からの電圧に応じてオン動作する。出力端子
より、二次巻線、抵抗、定電圧回路を介して第1の差動
増幅回路からの電圧に比例した電流を一次巻線の電流と
逆向きの方向に流すことによってコイル内の磁束を平衡
に保つ。
【0016】定電圧回路は出力の電圧を基準電圧に維持
するので、抵抗に現われる両端の電圧は、第1の差動増
幅回路からの電圧に応じた前記昇圧電圧範囲の電圧が発
生する。従って、測定範囲を狭めることがなく、単電源
駆動であるので、従来のようなDC−DCコンバータを
電源として使用して2つの電源を生成するやり方より
も、小型化、かつ消費電力を少なくすることができる。
するので、抵抗に現われる両端の電圧は、第1の差動増
幅回路からの電圧に応じた前記昇圧電圧範囲の電圧が発
生する。従って、測定範囲を狭めることがなく、単電源
駆動であるので、従来のようなDC−DCコンバータを
電源として使用して2つの電源を生成するやり方より
も、小型化、かつ消費電力を少なくすることができる。
【0017】請求項2の発明において、前記定電圧回路
は、第1の抵抗と第2の抵抗とを直列に接続し、一方を
前記昇圧単電源回路に接続し、他方を前記アースに接続
する直列回路と、前記第1の差動増幅回路の一方の極性
の入力端子から前記ホール素子からの電圧を他方の極性
の自己の入力端子に入力し、前記直列回路の分圧点の電
圧と入力されたホール素子からの電圧との電圧差を増幅
する第2の差動増幅回路と、前記昇圧単電源回路の出力
に一方が接続され他方がアースされ、かつ出力端子が前
記抵抗を介して前記二次巻線の他方に接続され、前記第
2の差動増幅回路からの電圧に応じて第3及び第4のト
ランジスタの内の一方がオン動作して前記出力端子から
前記第2の差動増幅回路からの電圧に比例した電流を流
す第2の電流バッファと、前記抵抗に流れる電流の方向
によりオン動作またはオフ動作して前記直列回路の分圧
点の電圧を可変させるスイッチングトランジスタとを備
える。前記第2の差動増幅回路は、前記スイッチングト
ランジスタにより可変された前記直列回路の分圧点の電
圧を入力し、出力をその分圧点の電圧になるように維持
する。
は、第1の抵抗と第2の抵抗とを直列に接続し、一方を
前記昇圧単電源回路に接続し、他方を前記アースに接続
する直列回路と、前記第1の差動増幅回路の一方の極性
の入力端子から前記ホール素子からの電圧を他方の極性
の自己の入力端子に入力し、前記直列回路の分圧点の電
圧と入力されたホール素子からの電圧との電圧差を増幅
する第2の差動増幅回路と、前記昇圧単電源回路の出力
に一方が接続され他方がアースされ、かつ出力端子が前
記抵抗を介して前記二次巻線の他方に接続され、前記第
2の差動増幅回路からの電圧に応じて第3及び第4のト
ランジスタの内の一方がオン動作して前記出力端子から
前記第2の差動増幅回路からの電圧に比例した電流を流
す第2の電流バッファと、前記抵抗に流れる電流の方向
によりオン動作またはオフ動作して前記直列回路の分圧
点の電圧を可変させるスイッチングトランジスタとを備
える。前記第2の差動増幅回路は、前記スイッチングト
ランジスタにより可変された前記直列回路の分圧点の電
圧を入力し、出力をその分圧点の電圧になるように維持
する。
【0018】この発明によれば、第1の差動増幅回路か
らの出力により、例えば第1のトランジスタがオンした
とき、第2の差動増幅回路は第1の差動増幅回路とは逆
に動作するので、第2の差動増幅回路からの出力によ
り、例えば第4のトランジスタがオンする。すると、第
1のトランジスタから二次巻線、抵抗を介して第4のト
ランジスタに電流が流れる。
らの出力により、例えば第1のトランジスタがオンした
とき、第2の差動増幅回路は第1の差動増幅回路とは逆
に動作するので、第2の差動増幅回路からの出力によ
り、例えば第4のトランジスタがオンする。すると、第
1のトランジスタから二次巻線、抵抗を介して第4のト
ランジスタに電流が流れる。
【0019】一方、第1の差動増幅回路からの出力によ
り、第2のトランジスタがオンしたとき、第2の差動増
幅回路からの出力により、第3のトランジスタがオンす
る。すると、第3のトランジスタから抵抗、二次巻線を
介して第2のトランジスタに電流が流れる。
り、第2のトランジスタがオンしたとき、第2の差動増
幅回路からの出力により、第3のトランジスタがオンす
る。すると、第3のトランジスタから抵抗、二次巻線を
介して第2のトランジスタに電流が流れる。
【0020】すなわち、前記抵抗に正方向または負方向
の電流が流れる。すると、スイッチングトランジスタ
が、前記抵抗に流れる電流の方向によりオン動作または
オフ動作し、前記直列回路の分圧点の電圧を可変させ
る。前記第2の差動増幅回路は、前記スイッチングトラ
ンジスタにより可変された前記直列回路の分圧点の電圧
を入力し、出力をその分圧点の電圧になるように維持す
る。
の電流が流れる。すると、スイッチングトランジスタ
が、前記抵抗に流れる電流の方向によりオン動作または
オフ動作し、前記直列回路の分圧点の電圧を可変させ
る。前記第2の差動増幅回路は、前記スイッチングトラ
ンジスタにより可変された前記直列回路の分圧点の電圧
を入力し、出力をその分圧点の電圧になるように維持す
る。
【0021】従って、前記抵抗に流れる電流の方向によ
り、第1の抵抗または第2の抵抗を可変することなく、
測定範囲を可変することができる。
り、第1の抵抗または第2の抵抗を可変することなく、
測定範囲を可変することができる。
【0022】請求項3の発明において、前記昇圧単電源
回路は、入力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇
圧する集積回路を含むことを特徴とする。
回路は、入力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇
圧する集積回路を含むことを特徴とする。
【0023】前記昇圧単電源回路として集積回路を用い
るので、非接触型センサの小型化を図ることができる。
るので、非接触型センサの小型化を図ることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の非接触型センサの
実施の形態を説明する。図1に非接触型センサの実施の
形態を示す。
実施の形態を説明する。図1に非接触型センサの実施の
形態を示す。
【0025】前記非接触型センサは、図1において、単
電源での駆動により非接触で電圧を測定する電圧センサ
であり、コイル1、ホール素子3、昇圧単電源回路3
0、定電流回路35、第1の差動増幅回路40と、第1
の電流バッファ50と、定電圧回路60とを有する。
電源での駆動により非接触で電圧を測定する電圧センサ
であり、コイル1、ホール素子3、昇圧単電源回路3
0、定電流回路35、第1の差動増幅回路40と、第1
の電流バッファ50と、定電圧回路60とを有する。
【0026】コイル1の一次巻線1bの一方は入力端子
7に接続され、入力端子7は負荷11の一端に接続され
る。負荷11の他端は外部のバッテリ9の一方に接続さ
れ、バッテリ9の他方は一次巻線1bの他方に接続され
る。ホール素子3は、二次巻線1cを有するコイル1の
磁心1aのギャップに設けられ、前記コイル1内に発生
する磁束に応じた電圧を出力端子に発生する。
7に接続され、入力端子7は負荷11の一端に接続され
る。負荷11の他端は外部のバッテリ9の一方に接続さ
れ、バッテリ9の他方は一次巻線1bの他方に接続され
る。ホール素子3は、二次巻線1cを有するコイル1の
磁心1aのギャップに設けられ、前記コイル1内に発生
する磁束に応じた電圧を出力端子に発生する。
【0027】昇圧単電源回路30は、サブバッテリ13
から入力されるセンサ電圧Vinを所定のセンサ電圧+V
dd1 に昇圧し、昇圧されたセンサ電圧+Vdd1 を、定電
流回路35、第1の差動増幅回路40、第1の電流バッ
ファ50、定電圧回路60に供給する。定電流回路35
は、前記昇圧単電源回路30の出力電圧+Vdd1 の供給
により動作し、前記ホール素子3に定電流を流す。
から入力されるセンサ電圧Vinを所定のセンサ電圧+V
dd1 に昇圧し、昇圧されたセンサ電圧+Vdd1 を、定電
流回路35、第1の差動増幅回路40、第1の電流バッ
ファ50、定電圧回路60に供給する。定電流回路35
は、前記昇圧単電源回路30の出力電圧+Vdd1 の供給
により動作し、前記ホール素子3に定電流を流す。
【0028】前記第1の差動増幅回路40は、前記ホー
ル素子3の出力端子に接続され、前記昇圧単電源回路3
0の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、前記ホール
素子3の両端の電圧差を増幅して第1の電流バッファ5
0に出力する。第1の電流バッファ50は、前記昇圧単
電源回路30の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、
かつ出力端子が前記二次巻線1cの一方に接続され、出
力端子から前記第1の差動増幅回路40からの電圧に比
例した電流を流す。
ル素子3の出力端子に接続され、前記昇圧単電源回路3
0の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、前記ホール
素子3の両端の電圧差を増幅して第1の電流バッファ5
0に出力する。第1の電流バッファ50は、前記昇圧単
電源回路30の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、
かつ出力端子が前記二次巻線1cの一方に接続され、出
力端子から前記第1の差動増幅回路40からの電圧に比
例した電流を流す。
【0029】定電圧回路60は、前記昇圧単電源回路3
0の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、前記二次巻
線1cの他方に抵抗RL の一方が接続され抵抗RL の他
方に出力が接続され、前記出力の電圧を基準電圧に維持
する。
0の出力電圧+Vdd1 の供給により動作し、前記二次巻
線1cの他方に抵抗RL の一方が接続され抵抗RL の他
方に出力が接続され、前記出力の電圧を基準電圧に維持
する。
【0030】図2に昇圧単電源回路30の具体的な回路
構成を示す。図2に示す昇圧単電源回路30において、
センサ電圧Vinの端子にはダイオードD1のアノードが
接続され、カソードにはコンデンサC1の一端及び昇圧
電源用のIC1(集積回路、型番TL497、TI製)
の端子P14が接続される。コンデンサC1の他端は接
地される。
構成を示す。図2に示す昇圧単電源回路30において、
センサ電圧Vinの端子にはダイオードD1のアノードが
接続され、カソードにはコンデンサC1の一端及び昇圧
電源用のIC1(集積回路、型番TL497、TI製)
の端子P14が接続される。コンデンサC1の他端は接
地される。
【0031】IC1の端子P14と端子P13と間には
並列に接続された抵抗R1とR2とが設けられ、IC1
の端子P14と端子P10と間には抵抗R3が設けられ
る。IC1の端子P13にはコイルL1の一端が接続さ
れ、コイルL1の他端にはトランジスタTr1のコレク
タ及びダイオードD2のアノードが接続される。+Vdd
2 は、ダイオードD1のカソード,コンデンサC1,I
C1の端子P14、抵抗R1,R2,R3に印加され
る。
並列に接続された抵抗R1とR2とが設けられ、IC1
の端子P14と端子P10と間には抵抗R3が設けられ
る。IC1の端子P13にはコイルL1の一端が接続さ
れ、コイルL1の他端にはトランジスタTr1のコレク
タ及びダイオードD2のアノードが接続される。+Vdd
2 は、ダイオードD1のカソード,コンデンサC1,I
C1の端子P14、抵抗R1,R2,R3に印加され
る。
【0032】IC1の端子P8にはトランジスタTr1
のベース及び抵抗R4の一端が接続され、トランジスタ
Tr1のエミッタ及び抵抗R4の他端は接地される。I
C1の端子P1には抵抗R5,R6の一端が接続され、
IC1の端子P3にはコンデンサC2の一端が接続され
る。抵抗R5の他端とコンデンサC2の他端とは接地さ
れ、IC1の端子P2,P4,P5も接地される。
のベース及び抵抗R4の一端が接続され、トランジスタ
Tr1のエミッタ及び抵抗R4の他端は接地される。I
C1の端子P1には抵抗R5,R6の一端が接続され、
IC1の端子P3にはコンデンサC2の一端が接続され
る。抵抗R5の他端とコンデンサC2の他端とは接地さ
れ、IC1の端子P2,P4,P5も接地される。
【0033】抵抗R6の他端には抵抗R7の一端が接続
され、抵抗R7の他端には前記ダイオードD2のカソー
ド及びコンデンサC3の一端が接続される。抵抗R7の
他端から前記昇圧されたセンサ電圧+Vdd1 が出力され
る。
され、抵抗R7の他端には前記ダイオードD2のカソー
ド及びコンデンサC3の一端が接続される。抵抗R7の
他端から前記昇圧されたセンサ電圧+Vdd1 が出力され
る。
【0034】図3に前記定電流回路35、第1の差動増
幅回路40、第1の電流バッファ50、定電圧回路60
の具体的な回路構成を示す。
幅回路40、第1の電流バッファ50、定電圧回路60
の具体的な回路構成を示す。
【0035】図3に示す定電流回路35において、セン
サ電圧+Vdd1 にはトランジスタTr2のコレクタ及び
抵抗R8の一端が接続され、抵抗R8の他端には抵抗R
9の一端が接続される。抵抗R9の他端にはトランジス
タTr2のベース及びツェナダイオードZD1のカソー
ドが接続される。ツェナダイオードZD1のアノードは
接地され、トランジスタTr2のエミッタは抵抗R10
の一端に接続される。抵抗R10の他端にはホール素子
3のA端が接続され、前記ホール素子3のB端には抵抗
R11の一端が接続される。抵抗R11の他端は接地さ
れる。
サ電圧+Vdd1 にはトランジスタTr2のコレクタ及び
抵抗R8の一端が接続され、抵抗R8の他端には抵抗R
9の一端が接続される。抵抗R9の他端にはトランジス
タTr2のベース及びツェナダイオードZD1のカソー
ドが接続される。ツェナダイオードZD1のアノードは
接地され、トランジスタTr2のエミッタは抵抗R10
の一端に接続される。抵抗R10の他端にはホール素子
3のA端が接続され、前記ホール素子3のB端には抵抗
R11の一端が接続される。抵抗R11の他端は接地さ
れる。
【0036】次に、図3に示す第1の差動増幅回路40
において、前記ホール素子3のC端には抵抗R12の一
端が接続され、前記ホール素子3のD端には抵抗R13
の一端が接続される。抵抗R12の他端には差動増幅器
からなるIC2aの反転端子(以下、−端子と称す
る。)が接続され、抵抗R13の他端にはIC2aの非
反転端子(以下、+端子と称する。)が接続される。I
C2aには前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、前記セ
ンサ電圧+Vdd1 とアース間にはコンデンサC5が接続
される。
において、前記ホール素子3のC端には抵抗R12の一
端が接続され、前記ホール素子3のD端には抵抗R13
の一端が接続される。抵抗R12の他端には差動増幅器
からなるIC2aの反転端子(以下、−端子と称す
る。)が接続され、抵抗R13の他端にはIC2aの非
反転端子(以下、+端子と称する。)が接続される。I
C2aには前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、前記セ
ンサ電圧+Vdd1 とアース間にはコンデンサC5が接続
される。
【0037】抵抗R10の他端には抵抗R25の一端が
接続され、抵抗R25の他端には抵抗R24の一端が接
続される。抵抗R11の一端には抵抗R27の一端が接
続され、抵抗R27の他端には抵抗R26の一端が接続
される。抵抗R24の他端と抵抗R26の他端とはIC
2aの−端子に接続される。
接続され、抵抗R25の他端には抵抗R24の一端が接
続される。抵抗R11の一端には抵抗R27の一端が接
続され、抵抗R27の他端には抵抗R26の一端が接続
される。抵抗R24の他端と抵抗R26の他端とはIC
2aの−端子に接続される。
【0038】IC2aの出力端子には抵抗R16の一端
が接続され、抵抗R16の他端とIC2aの−端子との
間には抵抗R15が接続される。IC2aの−端子には
抵抗R14とコンデンサC4が直列に接続される。以上
の構成により、IC2aにセンサ電圧+Vdd1 が供給さ
れ、抵抗R16からホール素子3の両端の電圧差に応じ
た電圧が出力される。
が接続され、抵抗R16の他端とIC2aの−端子との
間には抵抗R15が接続される。IC2aの−端子には
抵抗R14とコンデンサC4が直列に接続される。以上
の構成により、IC2aにセンサ電圧+Vdd1 が供給さ
れ、抵抗R16からホール素子3の両端の電圧差に応じ
た電圧が出力される。
【0039】次に、前記第1の電流バッファ50におい
て、nチャンネルの第1の電界効果トランジスタTr4
(第1のトランジスタと称する。)とpチャンネルの第
2の電界効果トランジスタTr5(第2のトランジスタ
と称する。)とが直列に接続され、プシュプル回路を構
成している。第1のトランジスタTr4のゲートと第2
のトランジスタTr5のゲートとは前記抵抗R16の他
端に接続される。
て、nチャンネルの第1の電界効果トランジスタTr4
(第1のトランジスタと称する。)とpチャンネルの第
2の電界効果トランジスタTr5(第2のトランジスタ
と称する。)とが直列に接続され、プシュプル回路を構
成している。第1のトランジスタTr4のゲートと第2
のトランジスタTr5のゲートとは前記抵抗R16の他
端に接続される。
【0040】第1のトランジスタTr4のドレインには
前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、第2のトランジス
タTr5のドレインは接地される。第1のトランジスタ
Tr4のソースと第2のトランジスタTr5のソースと
が接続され、その接続された中点が出力端子として二次
巻線1c(2000T)の一端に接続される。一次巻線
1bは1Tであり、被測定電流が流れる。
前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、第2のトランジス
タTr5のドレインは接地される。第1のトランジスタ
Tr4のソースと第2のトランジスタTr5のソースと
が接続され、その接続された中点が出力端子として二次
巻線1c(2000T)の一端に接続される。一次巻線
1bは1Tであり、被測定電流が流れる。
【0041】抵抗R16から出力される差動増幅出力に
応じて、第1のトランジスタTr4と第2のトランジス
タTr5との一方がオン動作して電流増幅し、前記中点
から増幅された電流が二次巻線1cに出力される。
応じて、第1のトランジスタTr4と第2のトランジス
タTr5との一方がオン動作して電流増幅し、前記中点
から増幅された電流が二次巻線1cに出力される。
【0042】前記二次巻線1cの一端にはコンデンサC
4の他端が接続され、前記二次巻線1cの他端には並列
に接続された検出抵抗R28,R29の一端が接続され
る。並列に接続された検出抵抗R28,R29の合成抵
抗が図1に示す抵抗RL であり、この抵抗RL に流れる
センサ出力電流IL と抵抗RL とからセンサ出力電圧V
OUT が得られる。
4の他端が接続され、前記二次巻線1cの他端には並列
に接続された検出抵抗R28,R29の一端が接続され
る。並列に接続された検出抵抗R28,R29の合成抵
抗が図1に示す抵抗RL であり、この抵抗RL に流れる
センサ出力電流IL と抵抗RL とからセンサ出力電圧V
OUT が得られる。
【0043】次に、前記定電圧回路60において、IC
2aの+端子には抵抗R32の一端が接続され、抵抗R
32の他端はIC2bの−端子及び抵抗R28,R29
の他端に接続される。抵抗R18の一端にはセンサ電圧
+Vdd1 が供給され、抵抗R18の他端は抵抗R19の
一端に接続され、抵抗R19の他端は接地され、抵抗R
18と抵抗R19とで直列回路70を構成する。
2aの+端子には抵抗R32の一端が接続され、抵抗R
32の他端はIC2bの−端子及び抵抗R28,R29
の他端に接続される。抵抗R18の一端にはセンサ電圧
+Vdd1 が供給され、抵抗R18の他端は抵抗R19の
一端に接続され、抵抗R19の他端は接地され、抵抗R
18と抵抗R19とで直列回路70を構成する。
【0044】抵抗R19の一端にはIC2bの+端子及
び抵抗R20の一端が接続され、IC2bの出力端子に
は抵抗R21の一端が接続される。IC2bと抵抗R2
1とで第2の差動増幅回路80を構成する。nチャンネ
ルの第3の電界効果トランジスタTr6(第3のトラン
ジスタと称する。)とpチャンネルの第4の電界効果ト
ランジスタTr7(第4のトランジスタと称する。)と
が直列に接続され、プシュプル回路を構成している。第
3のトランジスタTr6のゲートと第4のトランジスタ
Tr7のゲートとは前記抵抗R21の他端に接続され
る。第3のトランジスタTr6と第4のトランジスタT
r7とで第2の電流バッファ90を構成する。
び抵抗R20の一端が接続され、IC2bの出力端子に
は抵抗R21の一端が接続される。IC2bと抵抗R2
1とで第2の差動増幅回路80を構成する。nチャンネ
ルの第3の電界効果トランジスタTr6(第3のトラン
ジスタと称する。)とpチャンネルの第4の電界効果ト
ランジスタTr7(第4のトランジスタと称する。)と
が直列に接続され、プシュプル回路を構成している。第
3のトランジスタTr6のゲートと第4のトランジスタ
Tr7のゲートとは前記抵抗R21の他端に接続され
る。第3のトランジスタTr6と第4のトランジスタT
r7とで第2の電流バッファ90を構成する。
【0045】第3のトランジスタTr6のドレインには
前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、第4のトランジス
タTr7のドレインは接地される。第3のトランジスタ
Tr6のソースと第4のトランジスタTr7のソースと
が接続され、その接続された中点が出力端子として前記
抵抗R28,R29の他端に接続される。
前記センサ電圧+Vdd1 が供給され、第4のトランジス
タTr7のドレインは接地される。第3のトランジスタ
Tr6のソースと第4のトランジスタTr7のソースと
が接続され、その接続された中点が出力端子として前記
抵抗R28,R29の他端に接続される。
【0046】抵抗R21から出力される差動増幅出力に
応じて、第3のトランジスタTr6と第4のトランジス
タTr7との一方が動作して電流増幅し、前記中点から
増幅された電流が出力される。
応じて、第3のトランジスタTr6と第4のトランジス
タTr7との一方が動作して電流増幅し、前記中点から
増幅された電流が出力される。
【0047】抵抗R29の一端と差動増幅器からなるI
C3の+端子との間には抵抗R23が接続され、抵抗R
29の他端と差動増幅器からなるIC3の−端子との間
には抵抗R22が接続される。IC3には電圧+Vdd2
が供給され、電圧+Vdd2 とアースとの間にはコンデン
サC6が接続される。IC3の出力端子にはスイッチン
グトランジスタとしてのトランジスタTr3のベースが
接続される。抵抗R20の他端にはトランジスタTr3
のコレクタが接続され、トランジスタTr3のエミッタ
は接地される。
C3の+端子との間には抵抗R23が接続され、抵抗R
29の他端と差動増幅器からなるIC3の−端子との間
には抵抗R22が接続される。IC3には電圧+Vdd2
が供給され、電圧+Vdd2 とアースとの間にはコンデン
サC6が接続される。IC3の出力端子にはスイッチン
グトランジスタとしてのトランジスタTr3のベースが
接続される。抵抗R20の他端にはトランジスタTr3
のコレクタが接続され、トランジスタTr3のエミッタ
は接地される。
【0048】次に、このように構成された非接触型セン
サの実施の形態の動作を説明する。まず、昇圧単電源回
路30において、サブバッテリ13からのセンサ電圧、
例えば+12Vが図2に示すダイオードD1を介してI
C1の端子P14に印加されると、IC1の端子P8か
らの電圧がトランジスタTr1のベースに印加されて、
トランジスタTr1が動作する。トランジスタTr1の
出力はダイオードD2を介して抵抗R7に出力される。
サの実施の形態の動作を説明する。まず、昇圧単電源回
路30において、サブバッテリ13からのセンサ電圧、
例えば+12Vが図2に示すダイオードD1を介してI
C1の端子P14に印加されると、IC1の端子P8か
らの電圧がトランジスタTr1のベースに印加されて、
トランジスタTr1が動作する。トランジスタTr1の
出力はダイオードD2を介して抵抗R7に出力される。
【0049】IC1の端子P1からの電圧は抵抗R6を
介して抵抗R7に出力され、昇圧されたセンサ電圧+V
dd1 が得られる。センサ電圧+Vdd1 として、例えば、
+15Vが出力される。
介して抵抗R7に出力され、昇圧されたセンサ電圧+V
dd1 が得られる。センサ電圧+Vdd1 として、例えば、
+15Vが出力される。
【0050】次に、昇圧単電源回路30からのセンサ電
圧+Vdd1 が単電源駆動として前記定電流回路35、第
1の差動増幅回路40、第1の電流バッファ50、定電
圧回路60に印加される。図3に示す定電流回路35に
おいて、センサ電圧+Vdd1がトランジスタTr2のコ
レクタに供給され、抵抗R8,抵抗R9を介してベース
に所定の電圧が印加されると、ツェナダイオードZD1
が降伏する。すると、トランジスタTr2のエミッタか
ら一定のエミッタ電流が前記ホール素子3のA端及びB
端を介して抵抗R11に流れ、前記ホール素子3が動作
する。
圧+Vdd1 が単電源駆動として前記定電流回路35、第
1の差動増幅回路40、第1の電流バッファ50、定電
圧回路60に印加される。図3に示す定電流回路35に
おいて、センサ電圧+Vdd1がトランジスタTr2のコ
レクタに供給され、抵抗R8,抵抗R9を介してベース
に所定の電圧が印加されると、ツェナダイオードZD1
が降伏する。すると、トランジスタTr2のエミッタか
ら一定のエミッタ電流が前記ホール素子3のA端及びB
端を介して抵抗R11に流れ、前記ホール素子3が動作
する。
【0051】一方、負荷の変動に伴って、バッテリ9か
ら放電電流が供給される。この放電電流は電圧センサ側
にも出力され、コイル1の一次巻線1bに出力される。
これにより、コイル1の磁心内にも磁束Φ1が発生す
る。このとき、ホール素子3のC端及びD端には磁束Φ
1に対応する電圧が得られ、この電圧は抵抗R12,R
13を介して第1の差動増幅回路40内のIC2aに入
力される。入力された電圧は、IC2aにより0Vから
+Vdd1 の範囲で増幅され、抵抗R16を介して第1の
電流バッファ50に入力される。
ら放電電流が供給される。この放電電流は電圧センサ側
にも出力され、コイル1の一次巻線1bに出力される。
これにより、コイル1の磁心内にも磁束Φ1が発生す
る。このとき、ホール素子3のC端及びD端には磁束Φ
1に対応する電圧が得られ、この電圧は抵抗R12,R
13を介して第1の差動増幅回路40内のIC2aに入
力される。入力された電圧は、IC2aにより0Vから
+Vdd1 の範囲で増幅され、抵抗R16を介して第1の
電流バッファ50に入力される。
【0052】ここで、正方向の被測定電流Iを計測する
場合に説明する。すなわち、正方向の被測定電流Iに応
じて、ホール素子3のC端の電位がD端の電位よりも高
い(正)であるとする。このとき、IC2aの出力によ
り第1の電流バッファ50内の第1のトランジスタTr
4が動作する。また、IC2aの+端子の出力が抵抗R
32を介してIC2bの−端子に入力される。従って、
IC2bの出力により第4のトランジスタTr7が動作
する。
場合に説明する。すなわち、正方向の被測定電流Iに応
じて、ホール素子3のC端の電位がD端の電位よりも高
い(正)であるとする。このとき、IC2aの出力によ
り第1の電流バッファ50内の第1のトランジスタTr
4が動作する。また、IC2aの+端子の出力が抵抗R
32を介してIC2bの−端子に入力される。従って、
IC2bの出力により第4のトランジスタTr7が動作
する。
【0053】すると、コイル1の二次巻線1c側に磁束
Φ1を打ち消す磁束Φ2を作る出力電流IL が、第1の
トランジスタTr4、二次巻線1c、検出抵抗RL 、第
4のトランジスタTr7、アースに流れる。また、出力
電流IL は検出抵抗RL を介してIC2bの−端子に流
れる。つまり、一次巻線に流れる電流I1 による磁束Φ
1とは逆方向の磁束を発生させるため、常に、コイル1
内は磁気平衡状態となっている。
Φ1を打ち消す磁束Φ2を作る出力電流IL が、第1の
トランジスタTr4、二次巻線1c、検出抵抗RL 、第
4のトランジスタTr7、アースに流れる。また、出力
電流IL は検出抵抗RL を介してIC2bの−端子に流
れる。つまり、一次巻線に流れる電流I1 による磁束Φ
1とは逆方向の磁束を発生させるため、常に、コイル1
内は磁気平衡状態となっている。
【0054】ここで、前記昇圧されたセンサ電源電圧を
+15Vとし、トランジスタの電圧降下分をVce1 と
し、二次巻線抵抗をRclとし、検出抵抗RL とすると、
測定範囲は、 15≧Vce1 +(Rcl+RL )×IL により求められる。
+15Vとし、トランジスタの電圧降下分をVce1 と
し、二次巻線抵抗をRclとし、検出抵抗RL とすると、
測定範囲は、 15≧Vce1 +(Rcl+RL )×IL により求められる。
【0055】すなわち、センサ電源電圧が広い方が測定
範囲が広くとれるので、本実施の形態では、測定範囲を
狭めることがなくなる。
範囲が広くとれるので、本実施の形態では、測定範囲を
狭めることがなくなる。
【0056】さらに、検出抵抗RL の一端にかかる+電
圧が抵抗R23を介してIC3の+端子に印加され、検
出抵抗RL の他端にかかる−電圧が抵抗R22を介して
IC3の−端子に印加されるので、IC3の出力によ
り、トランジスタTr3がオン動作する。
圧が抵抗R23を介してIC3の+端子に印加され、検
出抵抗RL の他端にかかる−電圧が抵抗R22を介して
IC3の−端子に印加されるので、IC3の出力によ
り、トランジスタTr3がオン動作する。
【0057】このため、中点における電圧Vref はゼロ
電圧に近付くようにシフトする。次に、IC2bは、中
点におけるゼロ電圧に近付くようにシフトされた電圧V
refを入力し、出力を電圧Vref になるように維持す
る。
電圧に近付くようにシフトする。次に、IC2bは、中
点におけるゼロ電圧に近付くようにシフトされた電圧V
refを入力し、出力を電圧Vref になるように維持す
る。
【0058】従って、測定される電圧検出範囲は、電圧
Vref を抵抗R18と抵抗R19とにより分圧固定した
場合よりも広く確保できる。例えば、センサ電圧+Vdd
1 が+15Vで、抵抗R18と抵抗19との抵抗値が等
しく、抵抗R20の抵抗値が抵抗R19の抵抗値の1/
3である場合には、抵抗R18と抵抗19との分圧点に
おける電圧は約3Vとなる。
Vref を抵抗R18と抵抗R19とにより分圧固定した
場合よりも広く確保できる。例えば、センサ電圧+Vdd
1 が+15Vで、抵抗R18と抵抗19との抵抗値が等
しく、抵抗R20の抵抗値が抵抗R19の抵抗値の1/
3である場合には、抵抗R18と抵抗19との分圧点に
おける電圧は約3Vとなる。
【0059】次に、負方向の被測定電流Iを計測する場
合に説明する。すなわち、負方向の被測定電流Iに応じ
て、ホール素子3のC端の電位がD端の電位よりも低い
(負)であるとする。このとき、IC2aの出力により
第1の電流バッファ50内の第2のトランジスタTr5
が動作する。また、IC2aの+端子の出力が抵抗R3
2を介してIC2bの−端子に入力される。従って、I
C2bの出力により第3のトランジスタTr6が動作す
る。
合に説明する。すなわち、負方向の被測定電流Iに応じ
て、ホール素子3のC端の電位がD端の電位よりも低い
(負)であるとする。このとき、IC2aの出力により
第1の電流バッファ50内の第2のトランジスタTr5
が動作する。また、IC2aの+端子の出力が抵抗R3
2を介してIC2bの−端子に入力される。従って、I
C2bの出力により第3のトランジスタTr6が動作す
る。
【0060】すると、コイル1の二次巻線1c側に磁束
Φ1を打ち消す磁束Φ2を作る出力電流IL が、第3の
トランジスタTr6、検出抵抗RL 、二次巻線1c、第
2のトランジスタTr5、アースに流れる。また、出力
電流IL はIC2bの−端子から検出抵抗RL に流れ
る。つまり、一次巻線に流れる電流I1 による磁束Φ1
とは逆方向の磁束を発生させるため、常に、コイル1内
は磁気平衡状態となっている。
Φ1を打ち消す磁束Φ2を作る出力電流IL が、第3の
トランジスタTr6、検出抵抗RL 、二次巻線1c、第
2のトランジスタTr5、アースに流れる。また、出力
電流IL はIC2bの−端子から検出抵抗RL に流れ
る。つまり、一次巻線に流れる電流I1 による磁束Φ1
とは逆方向の磁束を発生させるため、常に、コイル1内
は磁気平衡状態となっている。
【0061】さらに、検出抵抗RL の一端にかかる−電
圧が抵抗R23を介してIC3の+端子に印加され、検
出抵抗RL の他端にかかる+電圧が抵抗R22を介して
IC3の−端子に印加されるので、トランジスタTr3
がオフする。このとき、中点における電圧Vref は、電
圧Vdd1 に近付くようにシフトする。次に、IC2b
は、中点における電圧Vdd1 に近付くようにシフトされ
た電圧Vref を入力し、出力を電圧Vref になるように
維持する。
圧が抵抗R23を介してIC3の+端子に印加され、検
出抵抗RL の他端にかかる+電圧が抵抗R22を介して
IC3の−端子に印加されるので、トランジスタTr3
がオフする。このとき、中点における電圧Vref は、電
圧Vdd1 に近付くようにシフトする。次に、IC2b
は、中点における電圧Vdd1 に近付くようにシフトされ
た電圧Vref を入力し、出力を電圧Vref になるように
維持する。
【0062】例えば、センサ電圧+Vdd1 が+15V
で、抵抗R18と抵抗19との抵抗値が等しい場合に
は、抵抗R18と抵抗19との分圧点における電圧は約
7.5Vとなる。
で、抵抗R18と抵抗19との抵抗値が等しい場合に
は、抵抗R18と抵抗19との分圧点における電圧は約
7.5Vとなる。
【0063】このように、電圧センサ内に単電源駆動の
ICを含む昇圧単電源回路30を用いて、+側の電源だ
けを昇圧している。このため、本実施の形態では、従来
のように、+電源及び−電源の2電源を用いず、かつト
ランスも必要でないので、電源部分を小型化でき、しか
も消費電力を小さくできる。
ICを含む昇圧単電源回路30を用いて、+側の電源だ
けを昇圧している。このため、本実施の形態では、従来
のように、+電源及び−電源の2電源を用いず、かつト
ランスも必要でないので、電源部分を小型化でき、しか
も消費電力を小さくできる。
【0064】また、昇圧単電源回路30によりセンサ入
力電圧を所定のセンサ電圧に昇圧し、昇圧されたセンサ
電圧を各部に供給するから、電源電圧が広くなるので、
測定範囲が広くとれる。
力電圧を所定のセンサ電圧に昇圧し、昇圧されたセンサ
電圧を各部に供給するから、電源電圧が広くなるので、
測定範囲が広くとれる。
【0065】また、検出抵抗RL に流れる電流の正方向
または負方向により、トランジスタTr3を動作させる
ので、抵抗R18を可変することなく、測定範囲を可変
させることができる。この場合、検出抵抗RL から第4
のトランジスタTr7に電流が流れる場合には、測定範
囲が大幅に広くなり、第3のトランジスタTr6から検
出抵抗RL に電流が流れる場合には、測定範囲が通常の
範囲となる。
または負方向により、トランジスタTr3を動作させる
ので、抵抗R18を可変することなく、測定範囲を可変
させることができる。この場合、検出抵抗RL から第4
のトランジスタTr7に電流が流れる場合には、測定範
囲が大幅に広くなり、第3のトランジスタTr6から検
出抵抗RL に電流が流れる場合には、測定範囲が通常の
範囲となる。
【0066】さらに、実施の形態では、図4に示すよう
に、センサ側に検出抵抗RL を内蔵し、寄生抵抗37,
39を介してユーザ側で検出電圧VL を得た。
に、センサ側に検出抵抗RL を内蔵し、寄生抵抗37,
39を介してユーザ側で検出電圧VL を得た。
【0067】なお、耐ノイズ性、出力線の内部抵抗等、
様々なことを考慮すると、図5に示すように、ユーザ側
に検出抵抗RL を設け、センサ側から寄生抵抗37,3
9を介して流れる電流IL により検出電圧VL を得ても
良い。
様々なことを考慮すると、図5に示すように、ユーザ側
に検出抵抗RL を設け、センサ側から寄生抵抗37,3
9を介して流れる電流IL により検出電圧VL を得ても
良い。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば、昇圧単電源回路が、入
力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧すると、
昇圧電圧は、第1の差動増幅回路、第1の電流バッフ
ァ、定電圧回路に供給される。ホール素子はコイル内に
発生した磁束に応じた電圧を発生し、第1の差動増幅回
路がホール素子の両端の電圧差を昇圧電圧の範囲で増幅
し、一方のトランジスタが第1の差動増幅回路からの電
圧に応じてオン動作する。出力端子より、二次巻線、抵
抗、定電圧回路を介して第1の差動増幅回路からの電圧
に比例した電流を一次巻線の電流と逆向きの方向に流す
ことによってコイル内の磁束を平衡に保ち、定電圧回路
は出力の電圧を基準電圧に維持するので、抵抗に現われ
る両端の電圧は、第1の差動増幅回路からの電圧に応じ
た昇圧電圧範囲の電圧が発生する。従って、測定範囲を
狭めることがなく、単電源駆動であるので、従来のよう
なDC−DCコンバータを電源として使用して2つの電
源を生成するやり方よりも、小型化、かつ消費電力を少
なくすることができる。
力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧すると、
昇圧電圧は、第1の差動増幅回路、第1の電流バッフ
ァ、定電圧回路に供給される。ホール素子はコイル内に
発生した磁束に応じた電圧を発生し、第1の差動増幅回
路がホール素子の両端の電圧差を昇圧電圧の範囲で増幅
し、一方のトランジスタが第1の差動増幅回路からの電
圧に応じてオン動作する。出力端子より、二次巻線、抵
抗、定電圧回路を介して第1の差動増幅回路からの電圧
に比例した電流を一次巻線の電流と逆向きの方向に流す
ことによってコイル内の磁束を平衡に保ち、定電圧回路
は出力の電圧を基準電圧に維持するので、抵抗に現われ
る両端の電圧は、第1の差動増幅回路からの電圧に応じ
た昇圧電圧範囲の電圧が発生する。従って、測定範囲を
狭めることがなく、単電源駆動であるので、従来のよう
なDC−DCコンバータを電源として使用して2つの電
源を生成するやり方よりも、小型化、かつ消費電力を少
なくすることができる。
【0069】また、第1の差動増幅回路の出力により第
1のトランジスタがオンし、第2の差動増幅回路は第1
の差動増幅回路とは逆に動作するので、第2の差動増幅
回路の出力により第4のトランジスタがオンし、第1の
トランジスタから二次巻線、抵抗を介して第4のトラン
ジスタに電流が流れる。第1の差動増幅回路の出力によ
り第2のトランジスタがオンし、第2の差動増幅回路の
出力により第3のトランジスタがオンし、第3のトラン
ジスタから抵抗、二次巻線を介して第2のトランジスタ
に電流が流れる。抵抗に正方向または負方向の電流が流
れるので、スイッチングトランジスタが抵抗に流れる電
流の方向によりオンまたはオフし、直列回路の分圧点の
電圧を可変させ、第2の差動増幅回路は可変された直列
回路の分圧点の電圧を入力し、出力をその分圧点の電圧
になるように維持する。
1のトランジスタがオンし、第2の差動増幅回路は第1
の差動増幅回路とは逆に動作するので、第2の差動増幅
回路の出力により第4のトランジスタがオンし、第1の
トランジスタから二次巻線、抵抗を介して第4のトラン
ジスタに電流が流れる。第1の差動増幅回路の出力によ
り第2のトランジスタがオンし、第2の差動増幅回路の
出力により第3のトランジスタがオンし、第3のトラン
ジスタから抵抗、二次巻線を介して第2のトランジスタ
に電流が流れる。抵抗に正方向または負方向の電流が流
れるので、スイッチングトランジスタが抵抗に流れる電
流の方向によりオンまたはオフし、直列回路の分圧点の
電圧を可変させ、第2の差動増幅回路は可変された直列
回路の分圧点の電圧を入力し、出力をその分圧点の電圧
になるように維持する。
【0070】従って、抵抗に流れる電流の方向により、
第1の抵抗または第2の抵抗を可変することなく、測定
範囲を可変することができる。
第1の抵抗または第2の抵抗を可変することなく、測定
範囲を可変することができる。
【0071】前記昇圧単電源回路として集積回路を用い
るので、非接触型センサの小型化を図ることができる。
るので、非接触型センサの小型化を図ることができる。
【図1】本発明の実施の形態の非接触型センサを示す構
成図である。
成図である。
【図2】実施の形態の昇圧単電源回路の具体的な構成を
示す図である。
示す図である。
【図3】実施の形態の昇圧単電源回路を除く他の回路の
具体的な構成を示す図である。
具体的な構成を示す図である。
【図4】センサ側に設けられた検出抵抗を説明する図で
ある。
ある。
【図5】ユーザ側に設けられた検出抵抗を説明する図で
ある。
ある。
【図6】従来のゼロ磁束法の一例を示す構成図である。
【図7】単電源駆動による従来の非接触型センサの一例
を示す図である。
を示す図である。
【図8】単電源駆動による中点ポイントを設けた従来の
非接触型センサの一例を示す図である。
非接触型センサの一例を示す図である。
【図9】単電源駆動による中点ポイントを設けた従来の
非接触型センサの他の一例を示す図である。
非接触型センサの他の一例を示す図である。
1 コイル 1a 磁心 1b 一次巻線 1c 二次巻線 3 ホール素子 30 昇圧単電源回路 35 定電流回路 40 第1の差動増幅回路 50 第1の電流バッファ 60 定電圧回路 70 直列回路 80 第2の差動増幅回路 90 第2の電流バッファ
Claims (3)
- 【請求項1】 二次巻線を有するコイルの磁心のギャッ
プに設けられ、前記コイル内に発生する磁束に応じた電
圧を出力端子に発生するホール素子と、 入力されるセンサ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧する昇
圧単電源回路と、 前記ホール素子の出力端子に接続され、前記昇圧単電源
回路の出力の供給により動作し、前記ホール素子の両端
の電圧差を増幅する第1の差動増幅回路と、 前記昇圧単電源回路の出力に一方が接続され他方がアー
スされ、かつ出力端子が前記二次巻線の一方に接続さ
れ、前記第1の差動増幅回路からの電圧に応じて第1及
び第2のトランジスタの内の一方がオン動作して前記出
力端子から前記第1の差動増幅回路からの電圧に比例し
た電流を流す第1の電流バッファと、 前記二次巻線の他方に抵抗の一方が接続され抵抗の他方
に出力が接続され、前記昇圧単電源回路の出力の供給に
より動作し、前記出力の電圧を基準電圧に維持する定電
圧回路とを備えることを特徴とする非接触型センサ。 - 【請求項2】 前記定電圧回路は、 第1の抵抗と第2の抵抗とを直列に接続し、一方を前記
昇圧単電源回路に接続し、他方を前記アースに接続する
直列回路と、 前記第1の差動増幅回路の一方の極性の入力端子から前
記ホール素子からの電圧を他方の極性の自己の入力端子
に入力し、前記直列回路の分圧点の電圧と入力されたホ
ール素子からの電圧との電圧差を増幅する第2の差動増
幅回路と、 前記昇圧単電源回路の出力に一方が接続され他方がアー
スされ、かつ出力端子が前記抵抗を介して前記二次巻線
の他方に接続され、前記第2の差動増幅回路からの電圧
に応じて第3及び第4のトランジスタの内の一方がオン
動作して前記出力端子から前記第2の差動増幅回路から
の電圧に比例した電流を流す第2の電流バッファと、 前記抵抗に流れる電流の方向によりオン動作又はオフ動
作し前記直列回路の分圧点の電圧を可変させるスイッチ
ングトランジスタとを備え、 前記第2の差動増幅回路は、前記スイッチングトランジ
スタにより可変された前記直列回路の分圧点の電圧を入
力し、出力をその分圧点の電圧になるように維持するこ
とを特徴とする請求項1に記載の非接触型センサ。 - 【請求項3】 前記昇圧単電源回路は、入力されるセン
サ電圧を所定のセンサ電圧に昇圧する集積回路を含むこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の非接触
型センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063089A JPH09257837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 非接触型センサ |
| US08/818,940 US5896028A (en) | 1996-03-19 | 1997-03-17 | Non-contact type sensor driven from a single power supply for allowing a compact configuration and reduced power consumption |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8063089A JPH09257837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 非接触型センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257837A true JPH09257837A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=13219255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8063089A Pending JPH09257837A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 非接触型センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5896028A (ja) |
| JP (1) | JPH09257837A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096455A1 (en) * | 1999-10-25 | 2001-05-02 | Yazaki Corporation | Non-isolated type voltage sensor |
| US11372028B2 (en) * | 2019-12-03 | 2022-06-28 | Bombardier Transportation Gmbh | Remote sensor arrangement |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH692161A5 (fr) * | 1997-07-04 | 2002-02-28 | Lem Liaisons Electron Mec | Capteur de courant. |
| DE10052171A1 (de) * | 2000-10-20 | 2002-05-02 | Vacuumschmelze Gmbh | Stromsensor nach dem Kompensationsprinzip mit schwimmender Bürde |
| US7304475B2 (en) * | 2003-03-25 | 2007-12-04 | Honeywell Federal Manufacturing & Technologies | Mechanism for and method of biasing magnetic sensor |
| DE102009010399A1 (de) * | 2009-02-26 | 2010-09-02 | Aucos Elektronische Geräte GmbH | Hallsensor |
| US8493053B2 (en) * | 2009-12-18 | 2013-07-23 | GRID20/20, Inc. | System and device for measuring voltage in a conductor |
| CN103884887A (zh) * | 2012-12-20 | 2014-06-25 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种具有霍尔元件的隔离电路及其示波器 |
| JP6370620B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-08-08 | エイブリック株式会社 | 磁気センサ |
| US9618587B2 (en) * | 2015-07-16 | 2017-04-11 | Ford Global Technologies, Llc | Two-wire hall-effect sensor |
| CN112834800A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 四川众航电子科技有限公司 | 一种单电源霍尔传感器装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH679527A5 (ja) * | 1989-04-13 | 1992-02-28 | Lem Liaisons Electron Mec | |
| JPH0424070A (ja) * | 1990-05-18 | 1992-01-28 | Pegasus Sewing Mach Mfg Co Ltd | ミシンにおけるリング状ゴム入れ装置 |
| JP3153729B2 (ja) * | 1995-05-11 | 2001-04-09 | 矢崎総業株式会社 | 非接触型センサ装置 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8063089A patent/JPH09257837A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-17 US US08/818,940 patent/US5896028A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1096455A1 (en) * | 1999-10-25 | 2001-05-02 | Yazaki Corporation | Non-isolated type voltage sensor |
| US6489786B1 (en) | 1999-10-25 | 2002-12-03 | Yazaki Corporation | Non-isolated type voltage sensor |
| US11372028B2 (en) * | 2019-12-03 | 2022-06-28 | Bombardier Transportation Gmbh | Remote sensor arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5896028A (en) | 1999-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6377034B1 (en) | Method and circuits for inductor current measurement in MOS switching regulators | |
| US5329200A (en) | Piezoelectric transformer converter for power use | |
| JPH09257837A (ja) | 非接触型センサ | |
| US20030210563A1 (en) | Active common mode EMI filters | |
| CN114552996B (zh) | 低损耗的电源供应器 | |
| JP2012147552A (ja) | Dc−dcコンバータ | |
| US7310582B2 (en) | Electromagnetic flow meter with reduced power consumption and reduced exciting current | |
| JPWO2001020349A1 (ja) | 磁気センサ装置および電流センサ装置 | |
| JP3143284B2 (ja) | 直流安定化電源装置 | |
| JP2023116352A (ja) | 集積回路、電源回路 | |
| US8493077B2 (en) | Electronic device and method for inductor current measurement | |
| JPH07123702A (ja) | Dc−dcコンバータ | |
| JPH0578203B2 (ja) | ||
| US20020101225A1 (en) | Circuit configuration with a load transistor and a current measuring configuration | |
| JPH11215735A (ja) | 電源用or回路 | |
| JP3528725B2 (ja) | 電力増幅回路 | |
| JP2002344258A (ja) | レベルシフト回路 | |
| JP3348117B2 (ja) | 電圧−電圧変換装置 | |
| JP3633891B2 (ja) | 電源のダミー回路 | |
| JP3164201B2 (ja) | 直流電源装置 | |
| EP1921747B1 (en) | Amplifier arrangement and method for amplication | |
| EP1601091A2 (en) | Control circuit for a polarity inverting buck-boost DC-DC converter | |
| JP2596141Y2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPS63174558A (ja) | 電源回路 | |
| JPS5910945Y2 (ja) | 電圧アイソレ−タ |