CN115079758A - 电流输出模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电流输出模块，其包括：电流输出部，输出电流；AD转换电路，将与从电流输出部输出的电流对应的电压即检测电压转换为数字值；控制部，基于从AD转换电路输出的检测电压的数字值，控制从电流输出部输出的电流；以及基准电压生成部，生成多个基准电压，控制部包括：处理部，通过AD转换电路将多个基准电压分别转换为数字值；以及修正部，基于转换后的多个基准电压的各数字值，进行AD转换电路的校正。

Description

电流输出模块
技术领域
本发明涉及一种电流输出模块。
本申请对2021年3月15日提交的日本专利申请第2021-041471号主张优先权，将其内容并入本文。
背景技术
以往，公开了一种电流输出模块，该电流输出模块检测输出到负载的电流，并且以使检测到的电流与目标值一致的方式进行反馈控制，由此将所希望的电流输出到负载。例如，在工厂中，为了将4～20mA的电流供给到作为负载的现场设备而使用电流输出模块。在日本专利公开公报特开2003-111487号中公开了一种电流控制装置，该电流控制装置虽然未将现场设备作为负载，但检测流过线性螺线管的电流，以使电流的检测值与目标值一致的方式对线性螺线管的通电进行反馈控制。
并且，通常，对上述电流输出模块检查是否输出与目标值对应的电流，在未输出与目标值对应的电流的情况下，在进行了校正后出厂。但是，在周围温度变化或因经时变化而产生模拟电路的误差的情况下，在从电流输出模块输出的电流中会产生误差。为了不产生这样的误差，即使在电流输出模块出厂后，也需要进行模拟电路的校正。另外，即使在运用电流输出模块的状态下，也希望自动地进行这种校正。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的一种方式的电流输出模块包括：电流输出部，输出电流；AD转换电路，将与从所述电流输出部输出的电流对应的电压即检测电压转换为数字值；控制部，基于从所述AD转换电路输出的所述检测电压的数字值，控制从所述电流输出部输出的电流；以及基准电压生成部，生成多个基准电压，所述控制部包括：处理部，通过所述AD转换电路将所述多个基准电压分别转换为数字值；以及修正部，基于转换后的所述多个基准电压的各数字值，进行所述AD转换电路的校正。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述修正部使用所述多个基准电压的各电压值以及所述多个基准电压的各数字值，并基于用于消除所述AD转换电路的转换误差的修正式来修正所述检测电压的数字值，由此进行所述AD转换电路的校正。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述控制部还包括PI控制部，所述PI控制部控制从所述电流输出部输出的电流，以消除通过所述修正式修正的所述检测电压的数字值与预先设定的目标值的误差。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，包括将从所述电流输出部输出的电流转换为所述检测电压的基准电阻，所述处理部使所述电流输出部向所述基准电阻输出与预先设定的校正电压对应的电流即校正电流，通过所述AD转换电路将由所述校正电流在所述基准电阻中产生的所述检测电压转换为数字值，所述修正部基于由所述校正电流在所述基准电阻中产生的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，进行所述电流输出部的校正。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，包括切换部，所述切换部将输入到所述AD转换电路的模拟值切换为所述基准电压和所述检测电压中的任意一个，所述处理部控制所述切换部，控制为所述模拟值为所述基准电压的第一状态以及所述模拟值为所述检测电压的第二状态中的任意一种状态。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述处理部在控制为所述第一状态之后控制为所述第二状态，所述修正部在所述第一状态的情况下进行所述AD转换电路的校正，在所述第二状态的情况下基于得到的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，进行所述电流输出部的校正。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述控制部包括存储应施加于所述基准电阻的设定电压的设定寄存器，所述电流输出部向所述基准电阻输出与存储于所述设定寄存器的所述设定电压对应的电流，所述修正部在所述第二状态下基于得到的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，修正存储于所述设定寄存器的所述设定电压。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述基准电压生成部生成第一基准电压以及比所述第一基准电压高的第二基准电压，所述处理部通过所述AD转换电路将所述第一基准电压转换为第一数字值，并且通过所述AD转换电路将所述第二基准电压转换为第二数字值。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述修正部基于所述第一基准电压的理想值、所述第二基准电压的理想值、所述第一数字值和所述第二数字值，计算用于消除所述AD转换电路的转换误差的第一修正式。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述电流输出部为了在所述基准电阻产生第一校正电压而使第一校正电流流过所述基准电阻，由此在所述基准电阻的两端产生第一检测电压，所述电流输出部为了在所述基准电阻产生第二校正电压而使第二校正电流流过所述基准电阻，由此在所述基准电阻的两端产生第二检测电压，所述处理部通过所述AD转换电路将所述第一检测电压转换为第三数字值，所述处理部通过所述AD转换电路将所述第二检测电压转换为第四数字值。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述修正部基于所述第一校正电压的理想值、所述第二校正电压的理想值、所述第三数字值和所述第四数字值，计算用于进行所述电流输出部的校正的第二修正式。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述修正部在进行了所述AD转换电路的校正之后，进行所述电流输出部的校正。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述电流输出部经由所述基准电阻与负载连接。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述电流输出部在所述AD转换电路的校正中向所述负载输出电流。
此外，在本发明一种方式的电流输出模块中，所述负载是设置于工厂的现场设备。
如以上说明的那样，根据本发明，具有即使在出厂后也能够自动地进行模拟电路的校正的效果。
本发明的进一步的特征和方式参照附图并根据以下说明的实施方式的详细说明而变得明确。
附图说明
图1是表示第一实施方式的电流输出模块的要部构成的框图。
图2是说明第一实施方式的AD转换电路的校正方法的图。
图3是第一实施方式的模拟电路的校正处理的流程图。
图4是表示第二实施方式的电流输出模块的要部构成的框图。
图5是第二实施方式的模拟电路的校正处理的流程图。
具体实施方式
参照优选实施方式，对本发明的实施方式进行说明。本领域技术人员能够使用本发明的教导来实现本实施方式的多种代替方案，本发明不限定于在此说明的优选的本实施方式。
本发明的一种方式提供一种即使在出厂后也能够自动地进行校正的电流输出模块。
下面，参照附图，对本发明的实施方式的电流输出模块进行详细说明。以下，首先对本发明的实施方式的概要进行说明，接着对本发明的各实施方式的详细情况进行说明。
[概要]
本发明的实施方式的电流输出模块，即使在出厂后也能够进行模拟电路的校正。具体地说，在电流输出模块内的模拟电路中，能够逐次修正因温度等的影响而产生的AD转换电路的转换误差。
在PLC(可编程逻辑控制器)、数据记录器等设备中，为了取入来自测量对象的模拟信号(测量信号)或向控制对象输出模拟信号而安装有电流输出模块。例如，电流输出模块包括模拟电路，该模拟电路具有将输出电流输出的电流输出部、以及将与从该电流输出部输出的输出电流对应的电压即检测电压转换为数字值的AD转换电路。
例如，电流输出模块以使由AD转换电路转换的数字值成为设定值的方式将从电流输出部输出的输出电流控制为固定。在此，在电流输出模块中，有时在出厂时进行AD转换电路的模拟电路的校正，而在出厂后不进行校正。此外，由于出厂时的校正在常温下进行，所以如果在出厂后周围温度从常温发生变化，则产生AD转换电路的转换误差。因此，数字值偏离设定值，电流输出模块有时不能将从电流输出部输出的输出电流控制为固定或者不能输出目标值的输出电流。
此外，不仅AD转换电路，有时电流输出部也受到周围温度的影响，因此在未实施输出电流的PI控制的情况等下，有时从电流输出部输出的输出电流从目标值变动。
在本发明的实施方式中，电流输出模块包括生成多个基准电压的基准电压生成部，并通过AD转换电路将该多个基准电压分别转换为数字值。并且，电流输出模块基于转换后的所述多个基准电压值的各数字值，进行AD转换电路的校正。由此，即使在出厂后也能够自动地进行模拟电路的校正。
此外，在本发明的实施方式中，在AD转换电路的校正后，基于使电流输出部输出与预先设定的校正电压对应的输出电流而从AD转换电路得到的数字值进行电流输出部的校正。由此，在出厂后，不仅能够自动地校正AD转换电路，还能够自动地校正电流输出部。
此外，在本发明的实施方式中，由于能够逐次实施模拟电路的校正，所以出厂时不需要进行校正，能够削减出厂时的校正所需的工时。
[第一实施方式]
图1是表示第一实施方式的电流输出模块1的要部构成的框图。如图1所示，电流输出模块1例如包括：模拟电路10、基准电压生成部20、基准电阻30、切换部40和控制部50。另外，以下说明的“连接”是指电连接。电连接是指能够直接或间接地传输电力或电信号。电连接可以是经由电缆、电阻、电容器、二极管、开关等部件的连接。
模拟电路10例如包括电流输出部11、第一开关12和AD(模拟数字)转换电路13。
电流输出部11输出固定的输出电流Io。例如，电流输出部11基于来自控制部50的控制信号，向负载100输出4mA至20mA之间的输出电流Io。电流输出部11例如由运算放大器或晶体管等构成。电流输出部11经由基准电阻30与负载100连接。输出电流Io经由基准电阻30供给到负载100。负载100例如是现场设备等电子设备。现场设备例如可以是涡街流量计、温度传感器、流量控制阀或开关阀等阀设备、风扇或电动机等致动器设备、以及其他设置于工厂的现场的设备。
第一开关12连接在电流输出部11的输出与基准电阻30之间。例如，第一开关12的一端与电流输出部11连接，另一端与基准电阻30连接。第一开关12被控制部50控制为接通状态或断开状态。
AD转换电路13将输入的模拟值转换为数字值(以下称为“AD转换”)。AD转换电路13将AD转换后的数字值输出到控制部50。例如，AD转换电路13将与从电流输出部11输出的输出电流Io对应的电压即检测电压转换为数字值。另外，AD转换电路13除了包括进行AD转换的功能的AD转换器以外，还可以包括对输入到AD转换器的电压电平进行转换的转换电路、用于防止漏电的差动电路等。
基准电压生成部20生成多个基准电压V1、V2。如图1所示，基准电压生成部20例如包括：电源21、基准电阻22、第二开关23、第三开关24和第四开关25。
电源21对基准电阻22施加基准电压V1和基准电压V2中的任意一个。例如，电源21包括输出端子21a和输出端子21b。输出端子21a经由第二开关23与基准电阻22的一端连接。输出端子21b经由第三开关24与基准电阻22的一端连接。基准电阻22的另一端接地(GND)。电源21通过从输出端子21a输出电流，使基准电阻22产生基准电压V1。电源21通过从输出端子21b输出电流，使基准电阻22产生基准电压V2。
基准电阻22例如是电阻值容许差较低的电阻器，是由温度变化引起的电阻值的变动也较少的高精度的电阻器。
第四开关25连接在基准电阻22的一端与电流输出部11的输出之间。例如，第四开关25的一端与基准电阻22的一端连接，另一端与第一开关12的另一端连接。
基准电阻30将输出电流Io转换为检测电压。基准电阻30连接在电流输出部11的输出与负载100之间。例如，基准电阻30是用于监视输出电流Io的分流电阻。
切换部40将输入到AD转换电路13的模拟值切换为基准电压(基准电压V1、V2)和检测电压中的任意一个。例如，切换部40包括第五开关41和第六开关42。
第五开关41将基准电阻22的两端与AD转换电路13的输入之间的连接切换为接通状态或断开状态。第六开关42将基准电阻30的两端与AD转换电路13的输入之间的连接切换为接通状态或断开状态。
在切换部40中，通过将第五开关41控制为接通状态、将第六开关42控制为断开状态，将输入到AD转换电路13的模拟值切换为基准电压。在切换部40中，通过将第五开关41控制为断开状态、将第六开关42控制为接通状态，将输入到AD转换电路13的模拟值切换为检测电压。
控制部50基于从AD转换电路13输出的检测电压的数字值，控制从电流输出部11输出的输出电流Io。控制部50具有进行AD转换电路13的校正的功能。
如图1所示，控制部50包括CPU51和逻辑控制电路52。逻辑控制电路52包括：设定寄存器60、处理部61、PI控制部62和修正部63。
CPU51向设定寄存器60写入目标值。该目标值是用于将输出电流Io维持为目标电流的电压值，例如是基准电阻30的检测电压的目标值。
处理部61通过AD转换电路13将多个基准电压V1、V2分别转换为数字值。处理部61控制切换部40，控制为输入到AD转换电路13的模拟值为基准电压的第一状态以及该模拟值为检测电压的第二状态中的任意一种状态。
例如，处理部61对基准电压生成部20生成基准电压V1、V2进行控制。处理部61控制第一开关12、第二开关23、第三开关24和第四开关25各自的接通状态或断开状态。
PI控制部62对输出电流Io进行PI控制，以消除从AD转换电路13得到的检测电压的数字值与写入到设定寄存器60的目标值的误差ΔV。例如，PI控制部62将与误差ΔV对应的控制信号输出到电流输出部11。电流输出部11输出与该控制信号对应的输出电流Io。
修正部63基于由AD转换电路13转换的多个基准电压值V1、V2的各数字值，进行AD转换电路13的校正。例如，修正部63基于预先设定的基准电压值V1、V2的各电压值(理想值)以及多个基准电压的各数字值，计算用于消除AD转换电路13的转换误差的修正式。并且，修正部63基于计算出的修正式，修正从AD转换电路13输出到PI控制部62的检测电压的数字值，由此进行AD转换电路13的校正。
以下，对第一实施方式的AD转换电路13的校正方法进行说明。
如果从AD转换电路13取得多个基准电压V1、V2的数字值，则修正部63求出AD转换电路13的转换误差。例如，在基准电压生成部20中，通过从电源21向基准电阻22流过电流I1，在基准电阻22的两端产生基准电压V1，并且通过从电源21向基准电阻22流过电流I2，在基准电阻22的两端产生基准电压V2(＞V1)。在此，将基准电压V1的理想值设为Vr1，将通过AD转换电路13进行了AD转换的基准电压V1的数字值设为Vd1。将基准电压V2的理想值设为Vr2，将通过AD转换电路13进行了AD转换的基准电压V2的数字值设为Vd2。
修正部63基于理想值Vr1、理想值Vr2、数字值Vd1和数字值Vd2，求出用于将AD转换电路13的数字值修正为理想值的修正式。例如，基准电压的理想值和基准电压的数字值由图2所示的一次函数表示。首先，修正部63使用以下所示的式(1)和式(2)，求出基准电压的理想值的一次函数的斜率Aideal和截距Bideal。
[数1]
Figure BDA0003538475240000081
[数2]
Bideal＝Vr1-Aideal×Vr1＝0…(2)
修正部63使用以下所示的式(3)和式(4)，求出基准电压的数字值的一次函数的斜率Ameas和截距Bmeas。
[数3]
Figure BDA0003538475240000091
[数4]
Bmeas＝Vd1-Ameas×Vr1…(4)
修正部63基于以下的式(5)、(6)，求出修正系数Aadj、修正系数Badj。
[数5]
Figure BDA0003538475240000092
[数6]
Badj＝Bideal-Aadj·Bmeas…(6)
修正部63基于修正系数Aadj、修正系数Badj，根据以下所示的式(7)，求出修正AD转换电路13的转换结果的修正式。
[数7]
AD转换结果adj＝Aadj×实际的AD转换结果+Badj…(7)
修正部63通过将AD转换电路13进行了AD转换的转换结果(实际的AD转换结果)代入到式(7)来进行修正，得到修正后的AD转换结果adj。修正部63将AD转换结果adj输出到PI控制部62。
接着，使用图3，说明第一实施方式的AD转换电路13的校正方法的流程。图3是第一实施方式的AD转换电路13的校正方法的流程图。
处理部61通过第一状态即将第五开关41控制为接通状态、将第六开关42控制为断开状态，将输入到AD转换电路13的模拟值切换为基准电压(步骤S101)。另外，处理部61将第四开关25控制为断开状态。在该状态下，处理部61将第二开关23控制为接通状态，将第三开关24控制为断开状态，使电源21从输出端子21a输出电流，由此在基准电阻22生成基准电压V1(步骤S102)。
如果在基准电阻22生成基准电压V1，则AD转换电路13读取基准电压V1，通过对读取到的基准电压V1进行AD转换，取得数字值Vd1(步骤S 103)。AD转换电路13将数字值Vd1输出到修正部63。
处理部61将第二开关23控制为断开状态，将第三开关24控制为接通状态，使电源21从输出端子21b输出电流，由此在基准电阻22生成基准电压V2(步骤S104)。如果在基准电阻22生成基准电压V2，则AD转换电路13读取基准电压V2，通过对读取到的基准电压V2进行AD转换，取得数字值Vd2(步骤S105)。AD转换电路13将数字值Vd2输出到修正部63。
修正部63基于理想值Vr1、理想值Vr2、数字值Vd1和数字值Vd2，求出用于将AD转换电路13的数字值修正为理想值的修正式(步骤S106)。由此，电流输出模块1结束对AD转换电路13的校正。因此，在AD转换电路13的校正后，处理部61控制切换部40，将第五开关41控制为断开状态，将第六开关42控制为接通状态，由此将输入到AD转换电路13的模拟值切换为检测电压。并且，修正部63基于求出的修正式，修正AD转换电路13进行了AD转换的检测电压的数字值，并且将该修正后的数字值输出到PI控制部62。
电流输出模块1也可以在AD转换电路13的校正中向负载100输出输出电流Io。
如上所述，本实施方式的电流输出模块1通过AD转换电路13将多个基准电压分别转换为数字值，基于转换后的多个基准电压值的各数字值，进行AD转换电路13的校正。由此，即使在出厂后也能够自动地进行模拟电路10的校正。
此外，电流输出模块1为了进行AD转换电路13的校正而包括基准电压生成部20。由此，电流输出模块1能够不停止向负载100的输出而自动地进行校正。
[第二实施方式]
图4是示出本发明第二实施方式的电流输出模块2的要部构成的框图。另外，在图4中，与图1所示的构成相同的构成标注相同的附图标记。如图4所示，本实施方式的电流输出模块2是与图1所示的电流输出模块1相比追加了对电流输出部11进行校正的功能的构成。
在此，在上述第一实施方式的电流输出模块1中，由于进行输出电流Io的PI控制，所以不需要进行电流输出部11的校正。但是，在不进行输出电流Io的PI控制的情况下，不修正电流输出部11的误差。本实施方式的电流输出模块2通过进行AD转换电路13的校正和电流输出部11的校正，即使在出厂后也能够自动地进行模拟电路的校正。
电流输出模块2例如包括：模拟电路10、基准电压生成部20、基准电阻30、切换部40和控制部70。控制部70基于从AD转换电路13输出的检测电压的数字值，控制从电流输出部11输出的输出电流Io。控制部70具有对AD转换电路13进行校正和对电流输出部11进行校正的功能。
如图4所示，控制部70包括CPU71和逻辑控制电路72。逻辑控制电路72包括设定寄存器80、处理部81和修正部82。
CPU71向设定寄存器80写入应施加于基准电阻22的设定电压。该设定电压是用于将输出电流Io维持为目标电流的电压值，例如是基准电阻30的检测电压的目标值。
处理部81具有与处理部61相同的功能，通过AD转换电路13将多个基准电压V1、V2分别转换为数字值。处理部81控制切换部40，控制为输入到AD转换电路13的模拟值为基准电压的第一状态以及该模拟值为检测电压的第二状态中的任意一种状态。
在进行电流输出部11的校正的情况下，处理部81使与预先设定的校正电压V3、V4对应的输出电流即校正电流分别从电流输出部11输出到基准电阻22，并且通过AD转换电路13将由该校正电流在基准电阻22中产生的检测电压转换为数字值。校正电压V3可以与基准电压V1相同，也可以是不同的电压。校正电压V4可以与基准电压V2相同，也可以是不同的电压。
修正部82包括第一修正部90和第二修正部91。
第一修正部90具备与修正部63相同的功能，以与在第一实施方式中说明的方法相同的方法进行AD转换电路13的校正。
第二修正部91对电流输出部11进行校正。第二修正部91基于由校正电流在基准电阻22中产生的多个检测电压的数字值以及多个校正电压V3、V4的电压值(理想值)，进行电流输出部11的校正。例如，第二修正部91基于多个检测电压的数字值以及多个校正电压的电压值(理想值)，修正存储于设定寄存器80的设定电压。
第二实施方式的AD转换电路13的校正方法与第一实施方式相同，因此省略说明。以下，对第二实施方式的电流输出部11的校正方法进行说明。另外，例如在进行了AD转换电路13的校正之后执行电流输出部11的校正。
电流输出部11为了在基准电阻22产生校正电压V3，使校正电流Ic3流过基准电阻22，由此在基准电阻22的两端产生检测电压Vk3。电流输出部11为了在基准电阻22产生校正电压V4，使校正电流Ic4流过基准电阻22，由此在基准电阻22的两端产生检测电压Vk4。在此，将校正电压V3的理想值设为Vr3，将通过AD转换电路13进行了AD转换的检测电压Vk3的数字值设为Vd3。将校正电压V4的理想值设为Vr4，将通过AD转换电路13进行了AD转换的检测电压Vk4的数字值设为Vd4。
在此，由于已经进行了AD转换电路13的校正，所以包含于数字值Vd3、数字值Vd4的误差仅是电流输出部11的误差。即，在数字值Vd3、数字值Vd4中不包含AD转换电路13的误差。第二修正部91基于理想值Vr3、Vr4、数字值Vd3、Vd4，求出用于修正存储于设定寄存器80的设定电压的修正式。例如，电流输出部11的误差ZEROerr、SPANerr由下式表示。
[数8]
zeroerr＝Vd3-Vr3…(8)
[数9]
SPANerr＝Vd4-Vr4…(9)
因此，为了在基准电阻22产生校正电压V3的理想值Vr3，需要设定以下所示的REGzero作为设定电压，为了在基准电阻22产生校正电压V4的理想值Vr4，需要将设定电压设定为以下所示的REGspan。
[数10]
REGzero＝Vr3-zeroerr…(10)
[数11]
REGspan＝Vr4-spanerr…(11)
第二修正部91根据REGzero和REGspan求出式(12)所示的修正值的斜率和式(13)所示的截距，由此求出式(14)所示的修正式。
[数12]
Figure BDA0003538475240000131
[数13]
Bmeas_cal＝REGzero-Ameas_cal×Vr3…(13)
[数14]
修正后的设定值＝Ameas_cal×修正前的设定值+Bmeas_cal
…(14)
第二修正部91求出式(14)，修正存储于设定寄存器80的设定电压，由此结束对电流输出部11的校正。
接着，参照图5，说明第二实施方式的模拟电路的校正方法的流程。图5是第二实施方式的模拟电路的校正方法的流程图。
处理部81控制切换部40而控制为第一状态(步骤S201)。修正部82在第一状态下进行AD转换电路13的校正(步骤S202)。如果AD转换电路13的校正结束，则处理部81从第一状态控制为第二状态，从电流输出部11输出与校正电压V3对应的校正电流(步骤S203)。AD转换电路13读取检测电压，通过对读取到的检测电压进行AD转换，取得数字值Vd3(步骤S204)。
处理部81使从电流输出部11输出与校正电压V4对应的校正电流(步骤S205)。AD转换电路13读取检测电压，通过对读取到的检测电压进行AD转换，取得数字值Vd4(步骤S206)。
修正部82基于理想值Vr3、理想值Vr4、数字值Vd3和数字值Vd4，求出用于修正电流输出部11的误差的修正式(步骤S207)。修正部82基于求出的修正式，修正存储于设定寄存器80的设定电压(步骤S208)。由此，向基准电阻22施加准确的值。
如上所述，本实施方式的电流输出模块2除了起到与第一实施方式相同的效果以外，还能够自动地校正电流输出部11的误差。
以上，对本发明的实施方式的电流输出模块进行了说明，但是本发明并不限定于上述实施方式，能够在本发明的范围内自由地变更。例如，基准电压V1和校正电压V3也可以是接地电压(0V)。
此外，基准电阻22的电阻值与基准电阻30的电阻值可以是相同的值，也可以是不同的值。
此外，在第一实施方式的电流输出模块1和第二实施方式的电流输出模块2中，也可以在模拟电路的校正中向负载100供给输出电流Io。在不需要向负载100供给输出电流Io的情况下，当进行AD转换电路13的校正时，也可以将基准电压V1、基准电压V2施加于基准电阻30而不施加于基准电阻22。
在本说明书中“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、纵、横、行和列”等表示方向的术语是指本发明的装置中这些方向。因此，本发明的说明书中的这些术语应在本发明的装置中相对解释。
“构成”这样的术语构成为用于执行本发明的功能，或者用于表示装置的构成、要素、部分。
此外，在权利要求中表述为“手段加功能”的术语应当包括能够用于执行包含于本发明的功能的任何结构。
“单元”这样的术语用于表示构成要素、单元、硬件、为了执行所希望的功能而编程的软件的一部分。硬件的典型例是设备、电路，但是并不限于此。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明并不限定于这些实施例。能够在不脱离本发明的宗旨的范围内能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。本发明不由上述说明限定而仅由所附的权利要求书限定。

Claims (15)

1.一种电流输出模块，其特征在于包括：
电流输出部，输出电流；
AD转换电路，将与从所述电流输出部输出的电流对应的电压即检测电压转换为数字值；
控制部，基于从所述AD转换电路输出的所述检测电压的数字值，控制从所述电流输出部输出的电流；以及
基准电压生成部，生成多个基准电压，
所述控制部包括：
处理部，通过所述AD转换电路将所述多个基准电压分别转换为数字值；以及
修正部，基于转换后的所述多个基准电压的各数字值，进行所述AD转换电路的校正。
2.根据权利要求1所述的电流输出模块，其特征在于，所述修正部使用所述多个基准电压的各电压值以及所述多个基准电压的各数字值，并基于用于消除所述AD转换电路的转换误差的修正式来修正所述检测电压的数字值，由此进行所述AD转换电路的校正。
3.根据权利要求2所述的电流输出模块，其特征在于，所述控制部还包括PI控制部，所述PI控制部控制从所述电流输出部输出的电流，以消除通过所述修正式修正的所述检测电压的数字值与预先设定的目标值的误差。
4.根据权利要求1或2所述的电流输出模块，其特征在于，
包括将从所述电流输出部输出的电流转换为所述检测电压的基准电阻，
所述处理部使所述电流输出部向所述基准电阻输出与预先设定的校正电压对应的电流即校正电流，通过所述AD转换电路将由所述校正电流在所述基准电阻中产生的所述检测电压转换为数字值，
所述修正部基于由所述校正电流在所述基准电阻中产生的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，进行所述电流输出部的校正。
5.根据权利要求4所述的电流输出模块，其特征在于，
包括切换部，所述切换部将输入到所述AD转换电路的模拟值切换为所述基准电压和所述检测电压中的任意一个，
所述处理部控制所述切换部，控制为所述模拟值为所述基准电压的第一状态以及所述模拟值为所述检测电压的第二状态中的任意一种状态。
6.根据权利要求5所述的电流输出模块，其特征在于，
所述处理部在控制为所述第一状态之后控制为所述第二状态，
所述修正部在所述第一状态的情况下进行所述AD转换电路的校正，在所述第二状态的情况下基于得到的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，进行所述电流输出部的校正。
7.根据权利要求5所述的电流输出模块，其特征在于，
所述控制部包括存储应施加于所述基准电阻的设定电压的设定寄存器，
所述电流输出部向所述基准电阻输出与存储于所述设定寄存器的所述设定电压对应的电流，
所述修正部在所述第二状态下基于得到的所述检测电压的数字值以及所述校正电压的电压值，修正存储于所述设定寄存器的所述设定电压。
8.根据权利要求1所述的电流输出模块，其特征在于，
所述基准电压生成部生成第一基准电压以及比所述第一基准电压高的第二基准电压，
所述处理部通过所述AD转换电路将所述第一基准电压转换为第一数字值，并且通过所述AD转换电路将所述第二基准电压转换为第二数字值。
9.根据权利要求8所述的电流输出模块，其特征在于，所述修正部基于所述第一基准电压的理想值、所述第二基准电压的理想值、所述第一数字值和所述第二数字值，计算用于消除所述AD转换电路的转换误差的第一修正式。
10.根据权利要求4所述的电流输出模块，其特征在于，
所述电流输出部为了在所述基准电阻产生第一校正电压而使第一校正电流流过所述基准电阻，由此在所述基准电阻的两端产生第一检测电压，
所述电流输出部为了在所述基准电阻产生第二校正电压而使第二校正电流流过所述基准电阻，由此在所述基准电阻的两端产生第二检测电压，
所述处理部通过所述AD转换电路将所述第一检测电压转换为第三数字值，
所述处理部通过所述AD转换电路将所述第二检测电压转换为第四数字值。
11.根据权利要求10所述的电流输出模块，其特征在于，所述修正部基于所述第一校正电压的理想值、所述第二校正电压的理想值、所述第三数字值和所述第四数字值，计算用于进行所述电流输出部的校正的第二修正式。
12.根据权利要求11所述的电流输出模块，其特征在于，所述修正部在进行了所述AD转换电路的校正之后，进行所述电流输出部的校正。
13.根据权利要求1所述的电流输出模块，其特征在于，所述电流输出部经由所述基准电阻与负载连接。
14.根据权利要求13所述的电流输出模块，其特征在于，所述电流输出部在所述AD转换电路的校正中向所述负载输出电流。
15.根据权利要求13或14所述的电流输出模块，其特征在于，所述负载是设置于工厂的现场设备。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351009A (en) * 1993-03-08 1994-09-27 Honeywell, Inc. Method for calibrating components permitting the use of low cost components
JPH11296237A (ja) * 1998-04-14 1999-10-29 Oki Electric Ind Co Ltd 電源装置
US20090121908A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Regier Christopher G Source-Measure Unit Based on Digital Control Loop
US20100085025A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Sanken Electric Co., Ltd. Driving circuit of load
JP2010141807A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Mitsubishi Electric Corp アナログ入力信号を有する電子制御装置
CN103246307A (zh) * 2013-04-11 2013-08-14 航天科工惯性技术有限公司 一种程控电流源
JP2014045503A (ja) * 2013-10-24 2014-03-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 電流制御用半導体素子およびそれを用いた制御装置
JP2017055522A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 コーセル株式会社 電源装置及びその信号処理方法
JP2019132618A (ja) * 2018-01-29 2019-08-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の電流検出方法
CN112230593A (zh) * 2019-06-26 2021-01-15 日本电产伺服有限公司 控制电路和校正系统

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3902435B2 (ja) 2001-10-01 2007-04-04 株式会社日立製作所 負荷の電流制御装置
US10845832B2 (en) * 2018-09-10 2020-11-24 Analog Devices International Unlimited Company Voltage-to-current converter
JP6618650B1 (ja) 2019-09-09 2019-12-11 近畿刃物工業株式会社 切断加工用刃物

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5351009A (en) * 1993-03-08 1994-09-27 Honeywell, Inc. Method for calibrating components permitting the use of low cost components
JPH11296237A (ja) * 1998-04-14 1999-10-29 Oki Electric Ind Co Ltd 電源装置
US20090121908A1 (en) * 2007-11-08 2009-05-14 Regier Christopher G Source-Measure Unit Based on Digital Control Loop
US20100085025A1 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Sanken Electric Co., Ltd. Driving circuit of load
JP2010141807A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Mitsubishi Electric Corp アナログ入力信号を有する電子制御装置
CN103246307A (zh) * 2013-04-11 2013-08-14 航天科工惯性技术有限公司 一种程控电流源
JP2014045503A (ja) * 2013-10-24 2014-03-13 Hitachi Automotive Systems Ltd 電流制御用半導体素子およびそれを用いた制御装置
JP2017055522A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 コーセル株式会社 電源装置及びその信号処理方法
JP2019132618A (ja) * 2018-01-29 2019-08-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の電流検出方法
CN112230593A (zh) * 2019-06-26 2021-01-15 日本电产伺服有限公司 控制电路和校正系统

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