JP2000155138A - 電流検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出信号の電圧極性を後段の回路系統に適合
する極性とすることが可能であり、かつ検出信号にノイ
ズが重畳されにくい電流検出回路を提供する。 【解決手段】 電力線路に直列に検出用抵抗Ｒ１を接続
し、負極側端子をアースに接続した基準電圧源８を設け
る。抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の直列回路を検出用抵抗Ｒ１の
一端（Ｂ）に接続し、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の直列回路を
検出用抵抗Ｒ１の他端（Ａ）に接続する。抵抗３の他端
と抵抗Ｒ５の他端を基準電圧源の正極側端子に接続し、
抵抗Ｒ２とＲ３の接続点に現れた電圧信号と抵抗Ｒ４と
Ｒ５の接続点に現れた電圧信号に基準電圧源８に得られ
る基準電圧Ｖ_Ｂ２でバイアスを与える。誤差増幅器ＥＡ
の各入力端子にバイアスが与えられた２つの電圧信号を
入力し、得られた出力信号を電力線路を流れる電流に相
当する検出信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路の出力電
流などを検出するための電流検出回路に関し、電流を検
出すると同時に、得られた検出信号の電圧極性を制御回
路系統に適合する電圧極性にするための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子機器には様々な機能を持った
電子素子・装置が数多く搭載されている。これらの電子
素子・装置を動作させるには、当然、その電子素子・装
置に適した仕様（例えば、電圧値、極性、周波数など）
で電源を供給する必要があり、一つの電子機器の内部で
も電源の仕様が異なる回路系統が存在することがある。
その一例として蛍光表示管について考えてみると、蛍光
表示管を駆動するにはフィラメントを加熱するのに必要
な電流を得る第１の電源と蛍光表示管を表示させるのに
必要な電圧を得る第２の電源とを構成しておく必要があ
る。具体的には、従来、蛍光表示管とその周辺回路は図
２に示すような構成としていた。

【０００３】図２に示す回路は、トランスＴを設け、そ
の１次巻線Ｎ１の両端を変換回路２の出力端に接続す
る。変換回路２の入力端は入力端子１ａ、１ｂに接続
し、変換回路２にその動作を制御する制御回路３を接続
する。このトランスＴ、変換回路２、制御回路４により
インバータ形式の電源回路４を構成した上で、トランス
Ｔの２次巻線Ｎ２の両端間に蛍光表示管ＦＩＴのフィラ
メントを接続する。そして、トランスＴの２次巻線Ｎ２
に中間タップＰを設け、その中間タップＰを電流検出回
路７ｂを構成するカレントトランスＣＴの１次巻線Ｎ３
を介して電圧源５の一端に接続する。カレントトランス
ＣＴの２次巻線Ｎ４の一端はアースに接続し、他端は電
源回路４の制御回路３に接続する。電圧源５の他端は、
アースを介して蛍光表示管ＦＩＴのグリッドに、またア
ースと点灯制御回路６を介して蛍光表示管ＦＩＴのアノ
ードに接続した構成となっている。

【０００４】このような構成とした図２の回路では、外
部から入力端子１ａ、１ｂ間に外部から電圧が供給され
ると、変換回路２が動作し、トランスＴの１次巻線Ｎ１
にパルス状電圧あるいは交流電圧が供給される。すると
２次巻線Ｎ２には１次巻線Ｎ１に印加された電圧の波形
に相似した波形の交流電圧が発生し、２次巻線Ｎ２から
蛍光表示管ＦＩＴのフィラメントに交流電流が供給され
る。この時、蛍光表示管ＦＩＴのフィラメントとグリッ
ドとの間とフィラメントとアノードとの間には電圧源５
に発生した電圧Ｖ_Ｂ１が印加される。このフィラメント
への電流供給と、フィラメント、グリッド間およびフィ
ラメント、アノード間への電圧印加により蛍光表示管Ｆ
ＩＴは点灯することになる。

【０００５】ここで、蛍光表示管ＦＩＴの表示状態が点
灯制御回路６の動作によって変化すると、フィラメント
とグリッドとの間とフィラメントとアノードとの間を通
過する電流、すなわちカソード電流の流量が変化する。
図２に示す回路では、このカソード電流をカレントトラ
ンスＣＴで検出し、電源回路４を構成する制御回路３に
検出信号を送る。すると制御回路３では、受信した検出
信号に応じて変換回路２に供給する制御信号の制御量、
例えば電圧値やパルス幅など、を変化させ、変換回路２
を通過するエネルギー量を変化させる。その結果、２次
巻線Ｎ２からフィラメントに供給される電流は蛍光表示
管ＦＩＴの表示状態に応じて増減し、その表示の輝度を
安定化するよう作用する。

【０００６】ところで蛍光表示管は、フィラメントから
電子を熱放出させ、その電子を電界加速してアノードに
ぶつけ、アノードを発光させることにより点灯する。そ
のため、基本的にフィラメントはアノード、グリッドよ
りも低い電位に保つ必要があり、図２に示す回路では、
点灯時にアノード、グリッドの電位をアース電位とし、
フィラメントには電圧源５に発生するアース電位よりも
電位の低い電圧、すなわち電圧極性が負の電圧を供給す
る構成としている。このような構成において、仮に電流
検出回路７ｂに一般に良く用いられている抵抗検出法の
回路を適用し、カソード電流を検出しようとすると、電
圧源５に発生する電圧の極性が負であるため、検出信号
の電圧も負極性となってしまう。

【０００７】ところが図２中の電源回路４を構成する変
換回路２、制御回路３などは、一般にアース電位よりも
電位の高い電圧、すなわち電圧極性が正の電圧による信
号を処理する、いわゆる正論理型の回路で構成されてい
る。通常、電圧極性が負の検出信号は正論理型の制御回
路３に対して直に供給できない。そこで図２に示す回路
では、カソード電流を検出する検出回路７ｂに抵抗検出
法による回路ではなく、カレントトランスＣＴを用い
る。そしてその２次巻線Ｎ４に得られる検出信号の電圧
極性が正となるような構成とした上で、検出信号を制御
回路３に供給するようにしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、電流
を検出し、それにより得た検出信号を電圧極性の異なる
回路系統間で授受する場合、カレントトランスは有用で
ある。しかしカレントトランスは巻線部品であり、各巻
線に浮遊容量や漏れインダクタンスが存在する。そのた
め、蛍光表示管ＦＩＴの表示状態が変化し、カソード電
流がステップ状に変化した時、カレントトランスＣＴか
ら制御回路３に送られる信号波形に、浮遊容量と漏れイ
ンダクタンスに起因して発生するノイズが重畳されると
いった問題があった。

【０００９】実際に信号波形にノイズが重畳されている
と、その制御系で正確な電流量の検知ができず、被制御
対象の電源回路の出力制御が正しく行われなくなってし
まう。その結果、負荷が蛍光表示管であれば、その表示
輝度が不安定となったり、管の寿命が短くなるといった
不都合な現象を生じる恐れがあった。そこで本発明は、
電流を検出し、その検出信号の電圧極性を後段の回路系
統に適合する極性とすることが可能であり、かつ検出信
号にノイズが重畳されにくい電流検出回路を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電流検出回路
は、電力の伝送線路に直列に検出用抵抗を挿入し、検出
用抵抗の両端にそれぞれ現れた２つの端子電圧の差より
伝送線路に流れる電流を検出する電流検出回路におい
て、基準電位点に一方の電極が接続された基準電圧源を
設け、２つの端子電圧に相当する電圧信号にそれぞれ基
準電圧源の基準電圧でバイアスを与え、バイアスを与え
られた２つの電圧信号から伝送線路に流れる電流の流量
に相当する信号を得る。あるいは、基準電位点に一方の
電極が接続された基準電圧源と、検出用抵抗の両端にそ
れぞれ接続された第１と第２の分圧回路を具備し、第１
の分圧回路の分圧点に現れた第１の分圧電圧と第２の分
圧回路の分圧点に現れた第２の分圧電圧にそれぞれ基準
電圧源の基準電圧でバイアスを与え、バイアスを与えら
れた第１と第２の分圧電圧から該伝送線路に流れる電流
の流量に相当する信号を得ることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】電力線路に直列に検出用抵抗を接
続し、負極側端子をアースに接続した基準電圧源を設け
る。直列接続された第１の抵抗と第２抵抗を有する第１
の分圧回路を検出用抵抗の一端に接続し、直列接続され
た第３の抵抗と第４の抵抗を有する分圧回路を検出用抵
抗の他端に接続する。第１と第２の各分圧回路に基準電
圧源の正極側端子を接続し、第１と第２の抵抗の接続点
に現れた電圧信号と第３と第４の抵抗の接続点に現れた
電圧信号に基準電圧源に得られる基準電圧でバイアスを
与える。誤差増幅器を設け、各入力端子に基準電圧でバ
イアスが与えられた２つの電圧信号を入力する。この誤
差増幅器で得られた出力信号を電力線路を流れる電流に
相当する検出信号とし、後段の回路に入力する。

【００１２】

【実施例】電流を検出し、その検出信号の電圧極性を後
段の回路系統に適合する極性とすることが可能な本発明
による電流検出回路の実施例を含む、蛍光表示管及びそ
の周辺回路を図１に示した。図１に示す回路では本発明
による電流検出回路７ａを以下のように構成した。な
お、電流検出回路７ａ以外の回路部分については図１と
図２の回路は同じ構成となっている。

【００１３】トランスＴの中間タップＰと電圧源５の一
端を結ぶ電力線路に直列に検出用抵抗Ｒ１を接続し、負
極側端子をアースに接続した基準電圧源８を設ける。検
出用抵抗Ｒ１の一端と基準電圧源８の正極側端子との間
には抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の直列回路からなる分圧回路を
接続し、検出用抵抗Ｒ１の他端と基準電圧源８の正極側
端子との間には抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の直列回路からなる
分圧回路を接続する。誤差増幅器ＥＡを設け、一方の入
力端子を抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点（分圧点）に接続
し、他方の入力端子を抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点（分
圧点）に接続し、誤差増幅器ＥＡの出力端子を制御回路
３に接続する。

【００１４】このような回路構成とした電流検出回路７
ａでは、図１の回路全体が動作し、蛍光表示管ＦＩＴが
点灯した状態にある時、検出用抵抗Ｒ１の電圧源５側の
一端（Ａ）には電圧源５の負極性の電圧Ｖ_Ｂ１が現れ
る。一方、検出用抵抗Ｒ１のトランスＴ側の他端（Ｂ）
には、電圧Ｖ_Ｂ１から検出用抵抗Ｒ１に生じた電圧降下
分を差し引いた大きさの負極性の電圧が現れる。これら
検出用抵抗Ｒ１の両端（Ａ）、（Ｂ）に現れた電圧は、
それぞれ検出用抵抗Ｒ１の両端に接続された抵抗Ｒ２と
抵抗Ｒ３、あるいは抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の分圧回路で分
圧される。本発明の電流検出回路７ａでは抵抗Ｒ３と抵
抗Ｒ５の一端が基準電圧源８に接続された構成となって
いる。このため、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点に現れる
分圧電圧および、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の接続点に現れる
分圧電圧は、基準電圧源８に発生した正極性の電圧Ｖ
_Ｂ２に応じた大きさのバイアスを受けることになる。

【００１５】具体的に、抵抗Ｒ２とＲ３の比率と抵抗Ｒ
４とＲ５の比率を同じとし、電圧Ｖ _Ｂ２の電圧値を各抵
抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値と電圧Ｖ_Ｂ１の電圧値から式
｛（Ｒ４／Ｒ５）・Ｖ_Ｂ１｝で求められる値より大きく
しておくと、各分圧点の電圧の極性は正となる。このよ
うにして正極性となった各分圧電圧を誤差増幅器ＥＡに
入力する。すると誤差増幅器ＥＡの出力信号は電圧極性
が正となり、検出用抵抗Ｒ１を流れるカソード電流が変
化した場合には、その信号の変化量がカソード電流の変
化量に応じたものとなる。従って本発明の電流検出回路
７ａは、検出信号の電圧極性を後段の制御回路３に適合
させることが可能となる。また本発明の電流検出回路７
ａは、カレントトランスを使用した場合と異なり、回路
中に浮遊容量や漏れインダクタンスのような要素が無
い。このため、ノイズ重畳が無く、電流の流量変化を正
しく反映する信号を後段の制御回路３へ送ることができ
る。

【００１６】なお、図１に示す回路において、誤差増幅
器ＥＡには正論理型の回路を想定している。このため回
路の系統としては実質的には制御回路３と同じであり、
誤差増幅器ＥＡを制御回路３と一体に構成することも可
能である。また誤差増幅器ＥＡを駆動するのに必要な電
源Ｖ_Ｃについては制御回路３を駆動する電源より電圧供
給を受けることが可能である。以上の本発明による電流
検出回路の実施例においては、電圧極性が負の回路系統
を流れる電流を検出し、その検出信号を正論理型の回路
系統に向けて出力するための構成を示したが、本発明は
このような構成に限定されることは無く、電圧極性や論
理型が逆の構成の場合にも適用可能である。当然、本発
明の電流検出回路が組み込まれる回路系統が、実施例に
示すような蛍光表示管を点灯するためのインバータ回路
に限られることは無い。

【００１７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明による電流
検出回路は、電力伝送線路に直列に検出用抵抗を接続
し、その抵抗の両端に現れた電圧に相当するそれぞれの
電圧信号に基準電圧源からの基準電圧でバイアスを与
え、該バイアスが与えられた２つの電圧信号から電力伝
送線路を流れる電流に相当する検出信号を得ることを特
徴としている。本発明の電流検出回路では、基準電圧で
バイアスを与えることで信号の電圧極性を操作し、検出
信号の電圧極性を後段の回路系統に適合させることがで
きる。また、回路中に浮遊容量や漏れインダクタンスの
ような要因が無いため、信号にノイズ重畳が無くなる。
従って、電流の流量を正しく反映する信号を後段の制御
回路３へ直接入力でき、信頼性の高い電流検出回路を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電流検出回路の実施例と、蛍光
表示管及びその周辺回路の回路図。

【図２】 従来における蛍光表示管及びその周辺回路の
回路図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ：入力端子 ２：変換回路 ３：制
御回路 ４：電源回路 ５：電圧源 ６：
点灯制御回路 ７：電流検出回路 ８：基準電
圧源 ＣＴ：カレントトランス ＥＡ：誤差増
幅器 ＦＩＴ：蛍光表示管 Ｒ１：検出用抵抗
Ｒ２：抵抗（第１の抵抗） Ｒ３：抵抗（第
２の抵抗） Ｒ４：抵抗（第３の抵抗） Ｒ
５：（第４の抵抗）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力の伝送線路に直列に検出用抵抗を接
   続し、該検出用抵抗の両端にそれぞれ現れた２つの端子
   電圧の差より該伝送線路に流れる電流を検出する電流検
   出回路において、 基準電位点に一方の電極が接続された基準電圧源を設
   け、該２つの端子電圧に相当する電圧信号にそれぞれ該
   基準電圧源の基準電圧でバイアスを与え、該バイアスを
   与えられた該２つの電圧信号から該伝送線路に流れる電
   流の流量に相当する信号を得る電流検出回路。
2. 【請求項２】電力の伝送線路に直列に検出用抵抗を接続
   し、該検出用抵抗の両端にそれぞれ現れた２つの端子電
   圧の差より該伝送線路に流れる電流を検出する電流検出
   回路において、 基準電位点に一方の電極が接続された基準電圧源と、前
   記検出用抵抗の両端にそれぞれ接続された第１と第２の
   分圧回路を具備し、該第１の分圧回路の分圧点に現れた
   第１の分圧電圧と該第２の分圧回路の分圧点に現れた第
   ２の分圧電圧にそれぞれ該基準電圧源の基準電圧でバイ
   アスを与え、該バイアスを与えられた該第１と第２の分
   圧電圧から該伝送線路に流れる電流の流量に相当する信
   号を得る電流検出回路。
3. 【請求項３】 前記基準電圧源の基準電圧が、該基準電
   圧でバイアスを受けた前記第１と第２の分圧電圧が共に
   負の電圧値から正の電圧値に転換する大きさであること
   を特徴とする請求項２に記載した電流検出回路。
4. 【請求項４】 電力の伝送線路に直列に接続された検出
   用抵抗と、 基準電位点に一方の電極が接続された基準電圧源と、 直列に接続された第１および第２の抵抗を有し、該検出
   用抵抗の一端と該基準電圧の他方の電極との間に接続さ
   れた第１分圧回路と、 直列に接続された第３および第４の抵抗を有し、該検出
   用抵抗の他端と該基準電圧の他方の電極との間に接続さ
   れた第２分圧回路と、 第１の入力端子が該第１と第２の抵抗の接続点に接続さ
   れ、第２の入力端子が該第３と第４の抵抗の接続点に接
   続された誤差増幅器とを具備する電流検出回路。