JP2002207052A - オフセット相殺回路を有する電流検出器 - Google Patents
オフセット相殺回路を有する電流検出器Info
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- JP2002207052A JP2002207052A JP2001002377A JP2001002377A JP2002207052A JP 2002207052 A JP2002207052 A JP 2002207052A JP 2001002377 A JP2001002377 A JP 2001002377A JP 2001002377 A JP2001002377 A JP 2001002377A JP 2002207052 A JP2002207052 A JP 2002207052A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホール素子等の磁電変換素子を用いた電流検
出器において、磁電変換素子自体及び、磁電変換素子の
出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセットを
相殺し、オフセットの温度変化や更には磁気回路の使用
によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器の出
力へ及ぼす影響を最小限に相殺し得るようにした電流検
出器を提供する。 【解決手段】 磁電変換素子またはその出力を増幅する
増幅器のオフセットの温度ドリフトを相殺するためにゼ
ロクロス近傍に電気回路的に不感知帯を呈するオフセッ
ト相殺回路を設けるようにする。
出器において、磁電変換素子自体及び、磁電変換素子の
出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセットを
相殺し、オフセットの温度変化や更には磁気回路の使用
によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器の出
力へ及ぼす影響を最小限に相殺し得るようにした電流検
出器を提供する。 【解決手段】 磁電変換素子またはその出力を増幅する
増幅器のオフセットの温度ドリフトを相殺するためにゼ
ロクロス近傍に電気回路的に不感知帯を呈するオフセッ
ト相殺回路を設けるようにする。
Description
【０００１】本発明は電流検出器、特に、オフセット相
殺回路を用いてホール素子等の磁電変換素子のオフセッ
ト調整を行うようにした電流検出器に関するものであ
る。
殺回路を用いてホール素子等の磁電変換素子のオフセッ
ト調整を行うようにした電流検出器に関するものであ
る。
【０００２】
【産業上の利用分野】この種の電流検出器は特に電動機
等の可変速度制御装置のモータドライバー、電子機器の
電流検出器、過電流検出器、地絡電流検出器（電子機器
の漏電検出）等に使用される。
等の可変速度制御装置のモータドライバー、電子機器の
電流検出器、過電流検出器、地絡電流検出器（電子機器
の漏電検出）等に使用される。
【０００３】
【従来の技術】ホール素子等の磁電変換素子１を用いた
電流検出器において、そのオフセット調整は、図１に示
すように、磁電変換素子１からのオフセット電圧及び、
当該磁電変換素子１の出力を増幅する増幅器２のオフセ
ット電圧等の値をそれぞれ相殺するような直流電圧を印
加することによって行っていた。たとえば図１において
磁電変換素子１の出力端子V1、V2のいずれか一方の端子
にオフセット電圧を相殺するための電圧を抵抗R1、R2に
よって分割して印加するようにしている。同様に増幅器
２のオフセット電圧を相殺するためには抵抗R3、R4を介
して供給することによって行っていた。また、磁気回路
２のヒステリシスによるオフセットを相殺するには、図
２に示すように被検出電流（If）によって生じる磁束を
相殺するための２次巻線４を有する構造を用いて磁気回
路中の磁束を小さくしてヒステリシスによるオフセット
電圧を小さくする手法がとられている。
電流検出器において、そのオフセット調整は、図１に示
すように、磁電変換素子１からのオフセット電圧及び、
当該磁電変換素子１の出力を増幅する増幅器２のオフセ
ット電圧等の値をそれぞれ相殺するような直流電圧を印
加することによって行っていた。たとえば図１において
磁電変換素子１の出力端子V1、V2のいずれか一方の端子
にオフセット電圧を相殺するための電圧を抵抗R1、R2に
よって分割して印加するようにしている。同様に増幅器
２のオフセット電圧を相殺するためには抵抗R3、R4を介
して供給することによって行っていた。また、磁気回路
２のヒステリシスによるオフセットを相殺するには、図
２に示すように被検出電流（If）によって生じる磁束を
相殺するための２次巻線４を有する構造を用いて磁気回
路中の磁束を小さくしてヒステリシスによるオフセット
電圧を小さくする手法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホール
素子等の磁電変換素子１若しくはそれに準ずる磁電変換
素子からのオフセット電圧、さらに、当該磁電変換素子
の出力を増幅する増幅器２のオフセット電圧は、温度に
より不規則に変化し、一定ではなく、予め前記手法によ
りオフセット電圧の調整をしても、温度が変化すること
により、再度オフセット電圧が発生するため、再びオフ
セット電圧の調整を行う必要がある。
素子等の磁電変換素子１若しくはそれに準ずる磁電変換
素子からのオフセット電圧、さらに、当該磁電変換素子
の出力を増幅する増幅器２のオフセット電圧は、温度に
より不規則に変化し、一定ではなく、予め前記手法によ
りオフセット電圧の調整をしても、温度が変化すること
により、再度オフセット電圧が発生するため、再びオフ
セット電圧の調整を行う必要がある。
【０００５】又、磁気回路３によって生じるヒステリシ
スが原因のオフセット調整は前記図２で示した手法があ
るが製作工数が多く、比較的高価なものとなり広汎に普
及するには障害となっている。
スが原因のオフセット調整は前記図２で示した手法があ
るが製作工数が多く、比較的高価なものとなり広汎に普
及するには障害となっている。
【０００６】本発明は、上述した様な問題点を改善し且
つ安価に製造できることを提案するものである。本発明
の他の目的は、ホール素子等の磁電変換素子を用いた電
流検出器において、磁電変換素子自体及び、磁電変換素
子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセッ
トを相殺し、オフセットの温度変化や更には磁気回路の
使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器
の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺し得るようにした電
流検出器を提供せんとするものである。
つ安価に製造できることを提案するものである。本発明
の他の目的は、ホール素子等の磁電変換素子を用いた電
流検出器において、磁電変換素子自体及び、磁電変換素
子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセッ
トを相殺し、オフセットの温度変化や更には磁気回路の
使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器
の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺し得るようにした電
流検出器を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は磁電変換素子を
用いて電流を測定する電流検出器において、前記磁電変
換素子またはその出力を増幅する増幅器のオフセットの
温度ドリフトを相殺するためにゼロクロス近傍に電気回
路的な不感知帯を呈するオフセット相殺回路を設けるよ
うにしたことを特徴とする。
用いて電流を測定する電流検出器において、前記磁電変
換素子またはその出力を増幅する増幅器のオフセットの
温度ドリフトを相殺するためにゼロクロス近傍に電気回
路的な不感知帯を呈するオフセット相殺回路を設けるよ
うにしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】本発明によれば、ホール素子等の磁電変換素子
を用いた電流検出器において、オフセット相殺回路を用
いることによって、磁電変換素子自体、及び、磁電変換
素子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセ
ットを相殺し、オフセットの温度変化や、更には磁気回
路の使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検
出器の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺することができ
る。特に電動機等の可変速制御装置のモータドライバー
に使用する電流検出器のオフセットは、トルクリップル
を発生させるが、本発明によれば、かかるトルクリップ
ルを最小にすることができる。
を用いた電流検出器において、オフセット相殺回路を用
いることによって、磁電変換素子自体、及び、磁電変換
素子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフセ
ットを相殺し、オフセットの温度変化や、更には磁気回
路の使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検
出器の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺することができ
る。特に電動機等の可変速制御装置のモータドライバー
に使用する電流検出器のオフセットは、トルクリップル
を発生させるが、本発明によれば、かかるトルクリップ
ルを最小にすることができる。
【０００９】
【実施例】図面につき本発明を説明する。図３は本発明
を実施するためのブロック図を示す。本発明は、ホール
素子等の磁電変換素子１若しくはそれに準じる磁電変換
素子からの被検出電流Ifに比例した信号を増幅器で増幅
した場合、オフセット電圧の影響が予想される０近傍を
不感帯とする図４に示すような非線型回路５を電流検出
器の出力側に挿入するものである。この不感帯の幅は、
使用温度範囲全領域のオフセット変動値を包含し、且つ
ヒステリシスによるオフセット値の変動幅も包含するよ
うに定めるのが好適である。
を実施するためのブロック図を示す。本発明は、ホール
素子等の磁電変換素子１若しくはそれに準じる磁電変換
素子からの被検出電流Ifに比例した信号を増幅器で増幅
した場合、オフセット電圧の影響が予想される０近傍を
不感帯とする図４に示すような非線型回路５を電流検出
器の出力側に挿入するものである。この不感帯の幅は、
使用温度範囲全領域のオフセット変動値を包含し、且つ
ヒステリシスによるオフセット値の変動幅も包含するよ
うに定めるのが好適である。
【００１０】斯様に構成することにより、本発明は電流
検出器としての出力にはオフセット値が重畳されず、結
果的に３相交流のU、V、Wの各相の被測定電流Ifと電流
検出器の出力Vhとの関係は図4に示すような特性を得る
ことができる。
検出器としての出力にはオフセット値が重畳されず、結
果的に３相交流のU、V、Wの各相の被測定電流Ifと電流
検出器の出力Vhとの関係は図4に示すような特性を得る
ことができる。
【００１１】例えば図５の例に示すような三相負荷６に
流れる三相交流電流（U相の電流Iu、V相の電流Iv、W相
の電流Iw）を測定する場合には、その総和は次式（１）
から明らかなように零値となるべきである。 Iu×Sin(ωt) ＋ Iv×Sin(ωt+2/3π) + Iw×Sin(ωt+4/3π) = 0 （１ ） 但し U相の電流をIu×Sin(ωt) V相の電流をIv×Sin(ωt+2/3π) W相の電流をIw×Sin(ωt+4/3π)とする。
流れる三相交流電流（U相の電流Iu、V相の電流Iv、W相
の電流Iw）を測定する場合には、その総和は次式（１）
から明らかなように零値となるべきである。 Iu×Sin(ωt) ＋ Iv×Sin(ωt+2/3π) + Iw×Sin(ωt+4/3π) = 0 （１ ） 但し U相の電流をIu×Sin(ωt) V相の電流をIv×Sin(ωt+2/3π) W相の電流をIw×Sin(ωt+4/3π)とする。
【００１２】しかし、各相の電流測定に供する電流検出
器の出力にオフセット電圧が重畳している場合には、各
層の電流の総和は次式（２）に示すように零値にはなら
ない。 {Vhu×Sin(ωt)＋Vou}＋{Vhv×Sin(ωt+2/3π)＋Vov} ＋{Vhw×Sin(ωt+4/3π)＋Vow} = Vou＋Vov＋Vow （２） ここに、U相の電流の電流検出器の出力電圧をVhu、オフ
セット電圧をVou V相の電流の電流検出器の出力電圧をVhv、オフセット電
圧をVov W相の電流の電流検出器の出力電圧をVhw、オフセット電
圧をVowとする。
器の出力にオフセット電圧が重畳している場合には、各
層の電流の総和は次式（２）に示すように零値にはなら
ない。 {Vhu×Sin(ωt)＋Vou}＋{Vhv×Sin(ωt+2/3π)＋Vov} ＋{Vhw×Sin(ωt+4/3π)＋Vow} = Vou＋Vov＋Vow （２） ここに、U相の電流の電流検出器の出力電圧をVhu、オフ
セット電圧をVou V相の電流の電流検出器の出力電圧をVhv、オフセット電
圧をVov W相の電流の電流検出器の出力電圧をVhw、オフセット電
圧をVowとする。
【００１３】しかし、実際には、三相負荷６に流れる各
相の電流に不平衡電流が流れているような現象が生じ、
前述したように、電動機にトルクリップルが発生するよ
うになる。本発明によれば、零値近傍の不連続な非線型
があるものの、各相の電流検出器のオフセット電圧Vo
u、Vov、Vowは限りなく零値に近付くように相殺されて
いるので前述のような電動機にトルクリップルを誘発さ
せることはない。
相の電流に不平衡電流が流れているような現象が生じ、
前述したように、電動機にトルクリップルが発生するよ
うになる。本発明によれば、零値近傍の不連続な非線型
があるものの、各相の電流検出器のオフセット電圧Vo
u、Vov、Vowは限りなく零値に近付くように相殺されて
いるので前述のような電動機にトルクリップルを誘発さ
せることはない。
【００１４】次に、本発明の主要部であるオフセット相
殺回路の実施例を示す。図６に示すように、磁電変換素
子１の入力側を定電流源７に接続し、出力側をリニア増
幅器２の入力側に接続する。オフセット相殺回路の非線
形回路５は２個の逆並列されたダイオードD1、D2と、こ
の逆並列ダイオードD1、D2の入力側に接続され、摺動端
子が前記増幅器2の出力端子に接続された可変抵抗Rvと
で構成する。前記逆並列ダイオードD1、D2の出力側には
リニア増幅器８を接続する。 斯様に構成した本発明電
流検出器を実際に実験した結果を図７に示す。
殺回路の実施例を示す。図６に示すように、磁電変換素
子１の入力側を定電流源７に接続し、出力側をリニア増
幅器２の入力側に接続する。オフセット相殺回路の非線
形回路５は２個の逆並列されたダイオードD1、D2と、こ
の逆並列ダイオードD1、D2の入力側に接続され、摺動端
子が前記増幅器2の出力端子に接続された可変抵抗Rvと
で構成する。前記逆並列ダイオードD1、D2の出力側には
リニア増幅器８を接続する。 斯様に構成した本発明電
流検出器を実際に実験した結果を図７に示す。
【００１５】
【発明の効果】斯様に構成された本発明によるオフセッ
ト相殺回路によれば、磁電変換素子自体、及び、磁電変
換素子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフ
セットを相殺し、オフセットの温度変化や、磁気回路の
使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器
の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺することができる。
ト相殺回路によれば、磁電変換素子自体、及び、磁電変
換素子の出力を増幅して使用するための増幅回路のオフ
セットを相殺し、オフセットの温度変化や、磁気回路の
使用によって発生する磁路のヒステリシスが電流検出器
の出力へ及ぼす影響を最小限に相殺することができる。
【００１６】
【図１】 図１は従来の電流検出器の構成を示す説明図
である。
である。
【図２】 図２は従来の他の電流検出器の構成を示す説
明図である。
明図である。
【図３】 図３は本発明による振幅変調型電流検出方法
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
【図４】 図４は同じくその作動を説明するための波形
図である。
図である。
【図５】 図５は三相交流電流を測定する際の例を示す
説明図である。
説明図である。
【図６】 図６は本発明による零値近傍不感帯電流検出
器の一例を示す概略回路図である。
器の一例を示す概略回路図である。
【図７】 図７は本発明による零値近傍不感帯電流検出
器の実験例の数値を示す特性図である。
器の実験例の数値を示す特性図である。
１ 磁電変換素子（ホール素子） ２ 増幅器 ３ 磁気回路 ４ ２次巻線 ５ 非線形回路 ６ ３相負荷 ７ 定電流源 ８ リニア増幅器
Claims (3)
- 【請求項１】 磁電変換素子を用いて電流を測定する電
流検出器において、前記磁電変換素子またはその出力を
増幅する増幅器のオフセットの温度ドリフトを相殺する
ためにゼロクロス近傍に電気回路的に不感知帯を呈する
オフセット相殺回路を設けるようにしたことを特徴とす
る電流検出器。 - 【請求項２】 前記磁電変換素子をホール素子としたこ
とを特徴とする請求項１に記載の電流検出器。 - 【請求項３】 前記オフセット相殺回路は２個の逆並列
されたダイオードと、この逆並列ダイオードの入力側に
接続され、摺動端子が前記増幅器の出力端子に接続され
た可変抵抗と、前記逆並列ダイオードの出力側に接続さ
れたリニア増幅器とより成る非線形回路によって構成す
ることを特徴とする請求項１に記載の電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002377A JP2002207052A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | オフセット相殺回路を有する電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001002377A JP2002207052A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | オフセット相殺回路を有する電流検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002207052A true JP2002207052A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18870896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001002377A Pending JP2002207052A (ja) | 2001-01-10 | 2001-01-10 | オフセット相殺回路を有する電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002207052A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003248023A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電子式交流電流計 |
-
2001
- 2001-01-10 JP JP2001002377A patent/JP2002207052A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003248023A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電子式交流電流計 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071129 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100114 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100119 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100525 |