JPH10282158A - 電流検出回路 - Google Patents
電流検出回路Info
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- JPH10282158A JPH10282158A JP9412397A JP9412397A JPH10282158A JP H10282158 A JPH10282158 A JP H10282158A JP 9412397 A JP9412397 A JP 9412397A JP 9412397 A JP9412397 A JP 9412397A JP H10282158 A JPH10282158 A JP H10282158A
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- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出電流を正確に設定し、温度依存性や、比
較回路のオフセットに影響されない電流検出回路を得る
こと。 【解決手段】 電流検出用の抵抗１０３に流れる電流を
ＩＣで正確に検出するための回路である。電流検出用の
抵抗１０３には、抵抗１０５と１０６による電圧分割回
路と、抵抗１０４と１０６による電圧分割回路が接続さ
れ、その分割電圧を電圧比較回路１０１で比較する。抵
抗１０４をトリミングすることによって、仮に、電圧比
較回路１０１に、大きなオフセット電圧があったとして
も、検出する電流の絶対値と向きを自由に調整すること
ができる構成としている。
較回路のオフセットに影響されない電流検出回路を得る
こと。 【解決手段】 電流検出用の抵抗１０３に流れる電流を
ＩＣで正確に検出するための回路である。電流検出用の
抵抗１０３には、抵抗１０５と１０６による電圧分割回
路と、抵抗１０４と１０６による電圧分割回路が接続さ
れ、その分割電圧を電圧比較回路１０１で比較する。抵
抗１０４をトリミングすることによって、仮に、電圧比
較回路１０１に、大きなオフセット電圧があったとして
も、検出する電流の絶対値と向きを自由に調整すること
ができる構成としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、抵抗に流れる電
流の向きと絶対値の検出を、所望の向きと電流の値に、
調整することが可能な、電流検出回路に関する。
流の向きと絶対値の検出を、所望の向きと電流の値に、
調整することが可能な、電流検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電流検出回路としては、図３の回
路図に示されるような電流検出回路が知られていた。即
ち、ｎｐｎ型バイポーラＴｒ１０のベース・エミッタ間
に電流検出用の抵抗１２が接続され、 ｎｐｎ型バイポ
ーラＴｒ１０のコレクタにはプルアップ抵抗１１が接続
され、前記プルアップ抵抗の他端は、プルアップ電圧VD
D[V]にプルアップされている。
路図に示されるような電流検出回路が知られていた。即
ち、ｎｐｎ型バイポーラＴｒ１０のベース・エミッタ間
に電流検出用の抵抗１２が接続され、 ｎｐｎ型バイポ
ーラＴｒ１０のコレクタにはプルアップ抵抗１１が接続
され、前記プルアップ抵抗の他端は、プルアップ電圧VD
D[V]にプルアップされている。
【０００３】電圧検出用の抵抗１２の値をＲsen[Ω]、
ｎｐｎ型バイポーラＴｒ１０のベース・エミッタ間の順
方向ON電圧をVBEon[V]とすると、抵抗１２に流れる電流
I(Rsen)が（１）式の値を超えると、 ｎｐｎ型バイポー
ラＴｒ１０がONし、前記Ｔｒ１０のコレクタ電位がVDD
から、エミッタの電位Vbにほぼひとしくなり、電流の値
が（１）式の値よりも増大したことを検出する。
ｎｐｎ型バイポーラＴｒ１０のベース・エミッタ間の順
方向ON電圧をVBEon[V]とすると、抵抗１２に流れる電流
I(Rsen)が（１）式の値を超えると、 ｎｐｎ型バイポー
ラＴｒ１０がONし、前記Ｔｒ１０のコレクタ電位がVDD
から、エミッタの電位Vbにほぼひとしくなり、電流の値
が（１）式の値よりも増大したことを検出する。
【０００４】Ｉ(Rsen)＝VBEon／Ｒsen …（１） 仮に、ｎｐｎ型バイポーラＴｒ１０の順方向ON電圧VBEo
n=0.6Vとすると、１Ａの電流を検出する場合は、Ｒsen
の値を０．６Ωとすればよい。
n=0.6Vとすると、１Ａの電流を検出する場合は、Ｒsen
の値を０．６Ωとすればよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電流検
出回路では、バイポーラ・トランジスタの順方向ON電圧
を利用する為、検出電流値を正確に制御することは、難
しく、かつ、温度依存性が発生する。そこで、この発明
の目的は従来のこのような課題を解決するために、電流
検出回路をモノリシック化し、かつ、比較回路のオフセ
ット電圧があったとしても、抵抗をトリミングすること
で正確な電流の検出をすることを目的としている。
出回路では、バイポーラ・トランジスタの順方向ON電圧
を利用する為、検出電流値を正確に制御することは、難
しく、かつ、温度依存性が発生する。そこで、この発明
の目的は従来のこのような課題を解決するために、電流
検出回路をモノリシック化し、かつ、比較回路のオフセ
ット電圧があったとしても、抵抗をトリミングすること
で正確な電流の検出をすることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の目的は電流検出回路において、モノリシ
ック化された抵抗をトリミングすることで、正確な電流
検出を行えるようにした。このような構成にすることに
より、正確な電流検出回路をＩＣの中に組み込むことが
可能となった。
に、この発明の目的は電流検出回路において、モノリシ
ック化された抵抗をトリミングすることで、正確な電流
検出を行えるようにした。このような構成にすることに
より、正確な電流検出回路をＩＣの中に組み込むことが
可能となった。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の電流検出回路
の第１の実施の形態の回路説明図である。電流検出用の
抵抗１０３は、従来と同様である。電流検出抵抗１０３
の両端にはそれぞれ、トリミング可能な抵抗１０４と抵
抗１０５が接続されている。抵抗１０４の他端には、他
の抵抗１０６が接続され、抵抗１０６の他端は、基準電
位、たとえば、グランド電位に接続されている。抵抗１
０４と１０６の接続点と、比較回路１０１のプラス端子
が接続されている。一方、抵抗１０５の他端には、抵抗
１０７が接続され、抵抗１０７の他端は、基準電位（グ
ランド）に接続されている。抵抗１０５と１０７の接続
点と、比較回路１０１のマイナス端子が接続されてい
る。
面に基づいて説明する。図１は、本発明の電流検出回路
の第１の実施の形態の回路説明図である。電流検出用の
抵抗１０３は、従来と同様である。電流検出抵抗１０３
の両端にはそれぞれ、トリミング可能な抵抗１０４と抵
抗１０５が接続されている。抵抗１０４の他端には、他
の抵抗１０６が接続され、抵抗１０６の他端は、基準電
位、たとえば、グランド電位に接続されている。抵抗１
０４と１０６の接続点と、比較回路１０１のプラス端子
が接続されている。一方、抵抗１０５の他端には、抵抗
１０７が接続され、抵抗１０７の他端は、基準電位（グ
ランド）に接続されている。抵抗１０５と１０７の接続
点と、比較回路１０１のマイナス端子が接続されてい
る。
【０００８】比較回路１０１は、そのプラス端子の電圧
Vp[V]とマイナス端子の電圧Vm[V]を比較し、比較回路の
オフセット電圧をVof[V]とすると、Vp>Vm−Vofの時、出
力Aは“H”レベルになり、Vp<Vm−Vofの時、出力Aは
“L”レベルになる。この比較回路１０１のオフセット
電圧には、製造上のバラツキにより、製品ごとに異な
り、一般に±１〜５０ｍＶ程度の幅をもつ。
Vp[V]とマイナス端子の電圧Vm[V]を比較し、比較回路の
オフセット電圧をVof[V]とすると、Vp>Vm−Vofの時、出
力Aは“H”レベルになり、Vp<Vm−Vofの時、出力Aは
“L”レベルになる。この比較回路１０１のオフセット
電圧には、製造上のバラツキにより、製品ごとに異な
り、一般に±１〜５０ｍＶ程度の幅をもつ。
【０００９】プラス端子の電圧Vpとマイナス端子の電圧
Vmは、抵抗１０３と１０４の接続点の電圧をVa[V]、抵
抗１０３と１０５の接続点の電圧をVb[V]とすると、
（２）、（３）式で示される。 Vp＝Ｒ106／（Ｒ104＋Ｒ106）×Va …（２） Vm＝Ｒ107／（Ｒ107＋Ｒ105）×Vb …（３） ここで、Ｒ104〜107は、抵抗104〜107の抵抗値を示す。
Vmは、抵抗１０３と１０４の接続点の電圧をVa[V]、抵
抗１０３と１０５の接続点の電圧をVb[V]とすると、
（２）、（３）式で示される。 Vp＝Ｒ106／（Ｒ104＋Ｒ106）×Va …（２） Vm＝Ｒ107／（Ｒ107＋Ｒ105）×Vb …（３） ここで、Ｒ104〜107は、抵抗104〜107の抵抗値を示す。
【００１０】一方、抵抗１０３を流れる電流Irは、
（４）式で示される。 Ir＝（Va−Vb）／Ｒ103 …（４） ここで、Ｒ103は、抵抗103の抵抗値を示す。また、電流
が抵抗１０３と１０４の接続点から、抵抗１０３と１０
５の接続点に流れる向きをプラスとし、逆方向に流れる
電流の向きをマイナスとする。（４） 式に（２）、
（３）式を代入すると、（５）式を得る。
（４）式で示される。 Ir＝（Va−Vb）／Ｒ103 …（４） ここで、Ｒ103は、抵抗103の抵抗値を示す。また、電流
が抵抗１０３と１０４の接続点から、抵抗１０３と１０
５の接続点に流れる向きをプラスとし、逆方向に流れる
電流の向きをマイナスとする。（４） 式に（２）、
（３）式を代入すると、（５）式を得る。
【００１１】 Ir＝（（Ｒ104＋Ｒ106）／Ｒ106×Vp−（Ｒ105＋Ｒ107）／Ｒ107×Vm）／ Ｒ103 …（５） ここで、Vp =Vm−Vof の時、比較回路１０１の出力が反
転するので、これを（５）式に代入すると、（６）式を
得る。 Ir＝（（Ｒ104＋Ｒ106）／Ｒ106×（Vm-Vof)−（Ｒ105＋Ｒ107）／Ｒ107×V m）／Ｒ103 …（６） （６）式をR104について解くと、（７）式を得る。
転するので、これを（５）式に代入すると、（６）式を
得る。 Ir＝（（Ｒ104＋Ｒ106）／Ｒ106×（Vm-Vof)−（Ｒ105＋Ｒ107）／Ｒ107×V m）／Ｒ103 …（６） （６）式をR104について解くと、（７）式を得る。
【００１２】 R104＝R106×［｛(R103×Ir)＋(R105＋R107)／R107×Vm｝／(Vm−Vof)−１］ ……（７） 仮に、比較回路１０１のオフセット電圧Vofを＋３０ｍ
Ｖとし、検出したい電流レベルIrを１Ａとし、R105=R10
6=R107=１MEGΩとして、Ir、R105、R107を（７）式に代
入すると、（８）式を得る。
Ｖとし、検出したい電流レベルIrを１Ａとし、R105=R10
6=R107=１MEGΩとして、Ir、R105、R107を（７）式に代
入すると、（８）式を得る。
【００１３】 R104=R106×［｛１×R103＋２×Vm｝／(Vm−0.03)−１］…（８） さらに、Vm=3.0V、R103=0.1Ωとすると（９）式を得
る。 R104=R106×｛（1×0.1＋2×3）／(3−0.03)−１｝ =R106×1.054 ……（９） 仮に、比較回路１０１のオフセット電圧Vofが−３０ｍ
Ｖの場合は、同様にして、（１０）式を得る。
る。 R104=R106×｛（1×0.1＋2×3）／(3−0.03)−１｝ =R106×1.054 ……（９） 仮に、比較回路１０１のオフセット電圧Vofが−３０ｍ
Ｖの場合は、同様にして、（１０）式を得る。
【００１４】 R104=R106×｛（１×0.1＋2×3）／（3＋0.03）−１｝ =R106×1.013 ……（１０） すなわち、抵抗１０４の値を抵抗１０６のある係数倍に
することで、比較回路１０１のオフセット電圧も含め
て、電流検出することが可能である。つまり、抵抗の絶
対値ではなく、抵抗比によって、検出する電流の値を調
整することが可能であり、抵抗１０４〜１０６を同一の
抵抗の材質でモノリシック化することで、高精度な抵抗
比が得られ、また温度特性も揃うので、結果として高精
度な電流の検出が可能となる。
することで、比較回路１０１のオフセット電圧も含め
て、電流検出することが可能である。つまり、抵抗の絶
対値ではなく、抵抗比によって、検出する電流の値を調
整することが可能であり、抵抗１０４〜１０６を同一の
抵抗の材質でモノリシック化することで、高精度な抵抗
比が得られ、また温度特性も揃うので、結果として高精
度な電流の検出が可能となる。
【００１５】次に、電流の向きを逆にした場合は、
（７）式のIrの値がマイナスとなり、（９）式は（１
１）式のようになる。 R104=R106×｛（-1×0.1＋2×3）／(3−0.03)−１｝ =R106×0.987 ……（１１） つまり、検出する電流の絶対値を、向きも含めて、正確
に自由な値に調整することが可能である。
（７）式のIrの値がマイナスとなり、（９）式は（１
１）式のようになる。 R104=R106×｛（-1×0.1＋2×3）／(3−0.03)−１｝ =R106×0.987 ……（１１） つまり、検出する電流の絶対値を、向きも含めて、正確
に自由な値に調整することが可能である。
【００１６】図２は本発明の電流検出回路の第2の実施
の形態の回路説明図である。図１と図２で異なる点は、
図２では、図１の抵抗１０５と抵抗１０７で構成される
電圧分割回路がなく、比較回路のマイナス端子は、電流
検出抵抗１０３に直接接続されている。これによって、
（３）式のVb=Vmとなり、（７）式は（１２）式とな
る。
の形態の回路説明図である。図１と図２で異なる点は、
図２では、図１の抵抗１０５と抵抗１０７で構成される
電圧分割回路がなく、比較回路のマイナス端子は、電流
検出抵抗１０３に直接接続されている。これによって、
（３）式のVb=Vmとなり、（７）式は（１２）式とな
る。
【００１７】 R104＝R106×［｛（R103×Ir）＋Vm｝／(Vm−Vof)−１］ …（１２） 仮に、比較回路101のオフセット電圧Vofを＋３０ｍＶと
し、検出したい電流レベルIrを１Ａとし、R105=R106=R1
07=１MEGΩとし、さらに、 Vm=3.0V、R103=0.1Ωとする
と（１３）式を得る。 R104=R106×｛（１×0.1＋3）／（3＋0.03）−１｝ =R106×0.023 ……（１３） （１２）式より明らかなように、この場合［］の中が正
の値をもつ必要があり、Vm>>Vof とすると、電流の向
きは必ず、正の方向、すなわち、抵抗１０３と抵抗１０
４の接続点から、他端へ流れる向きでなければならな
い。
し、検出したい電流レベルIrを１Ａとし、R105=R106=R1
07=１MEGΩとし、さらに、 Vm=3.0V、R103=0.1Ωとする
と（１３）式を得る。 R104=R106×｛（１×0.1＋3）／（3＋0.03）−１｝ =R106×0.023 ……（１３） （１２）式より明らかなように、この場合［］の中が正
の値をもつ必要があり、Vm>>Vof とすると、電流の向
きは必ず、正の方向、すなわち、抵抗１０３と抵抗１０
４の接続点から、他端へ流れる向きでなければならな
い。
【００１８】トリミング抵抗として抵抗１０４を実施例
として選択したが、他の抵抗をトリミングしても同様な
効果が得られることは明白である。以上説明したよう
に、比較回路において、仮にオフセット電圧があったと
しても、抵抗をトリミングすることにより、電流検出用
の抵抗に流れる電流の絶対値と向きを正確に検出するこ
とができる。
として選択したが、他の抵抗をトリミングしても同様な
効果が得られることは明白である。以上説明したよう
に、比較回路において、仮にオフセット電圧があったと
しても、抵抗をトリミングすることにより、電流検出用
の抵抗に流れる電流の絶対値と向きを正確に検出するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の電流検出回路は、抵抗をトリミ
ングすることで、電流の絶対値と向きを正確に検出する
ことができる。結果として、ICの中に高精度な電流検出
回路を構築することができるという効果がある。
ングすることで、電流の絶対値と向きを正確に検出する
ことができる。結果として、ICの中に高精度な電流検出
回路を構築することができるという効果がある。
【図１】本発明の電流検出回路の第1の実施の形態の回
路説明図である。
路説明図である。
【図２】本発明の電流検出回路の第2の実施の形態の回
路説明図である。
路説明図である。
【図３】従来の電流検出回路の説明図である。
１０ npn型バイポーラTr １１ プルアップ抵抗 １２ 抗 １０１ 電圧比較回路 １０３ 電流検出用抵抗 １０４ トリミング抵抗 １０５〜１０７ 抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 電流検出用の抵抗と、電圧比較回路と、
前記電流検出用の抵抗に接続された、少なくともトリミ
ング可能な１本の抵抗を含む電圧分割回路とからなり、
前記電流検出用の抵抗以外をモノリシック化することを
特徴とする電流検出回路。 - 【請求項２】 前記少なくともトリミング可能な１本の
抵抗を、トリミングにより前記電圧分割回路の他の抵抗
の係数倍の抵抗値に設定することにより、検出電流の絶
対値及び電流方向を設定可能とする請求項1に記載の電
流検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9412397A JPH10282158A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電流検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9412397A JPH10282158A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電流検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282158A true JPH10282158A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=14101656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9412397A Pending JPH10282158A (ja) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | 電流検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10282158A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011174712A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | On Semiconductor Trading Ltd | 電流検出回路及び半導体集積回路 |
| JP2015210122A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | アスモ株式会社 | 磁気検出器 |
-
1997
- 1997-04-11 JP JP9412397A patent/JPH10282158A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011174712A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | On Semiconductor Trading Ltd | 電流検出回路及び半導体集積回路 |
| JP2015210122A (ja) * | 2014-04-24 | 2015-11-24 | アスモ株式会社 | 磁気検出器 |
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