JP2007298415A - 電流検出装置 - Google Patents
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Abstract
ホール素子を使用した電流検出装置において温度に依存する感度の変動を補償し、温度の影響を軽減した高精度の電流検出装置を提供する。
【解決手段】
被測定系の電流を磁界に変換するコア、コアにより変換された磁界を検出するホール素子140、ホール素子130を駆動する演算増幅器160、定電圧発生回路140を具備し、定電圧発生回路140とホール素子130間の抵抗器R4の抵抗値をホール素子の感度の温度勾配を補償するように選定することにした。
【選択図】図1
Description
ここでK*は温度20℃でのホール素子の感度、Vinはホール素子130の電流端子T1、T2間に印加される電圧、B1はコア120により変換された被測定系の電流に正比例した磁界である。
よって、ホール素子130の電流端子T1、T2間に印加される電圧Vinはホール素子130の電流端子T1、T2間の抵抗値がRoであることより以下のようになる。
よって、ホール素子130が出力端子T3、T4間に出力する電圧Voutは以下のようになる。
=K*・B1・E1・Ro/(R4+Ro/2) ・・・・(4)
また、ホール素子130の感度は温度に対してpなる勾配を有しており、その感度K*tは以下の式で表わされる。
ここでK*は温度20℃時のホール素子130の感度、tは温度(摂氏)である。なお、実際のpは−0.005程度である。
ここでRoは温度20℃時のホール素子130の電流端子T1、T2間抵抗値、tは温度(摂氏)である。なお実際のqは+0.008程度である。温度を考慮し上記(4)式に(5)式(6)式を代入すると
Vout=K*t・Vin・B1
=K*t・B1・E1・Rt/(R4+Rt/2)
=K*・(1+p(t−20))・B1・E1・Ro・(1+q(t−20))
/(R4+Ro・(1+q(t−20))/2 ・・・・(7)
となる。
E1=Vref・(1+(R1+R2)/R3) ・・・・(8)
で表わされる。ここでR1は温度によりその抵抗値の温度勾配を変えることができる温度抵抗器である。前述の抵抗R4の選定にておおまかな温度補償を行うことが可能であるが、さらに温度勾配の微調節を行う場合、当該R1の抵抗値の温度勾配を選択することにより、よりきめ細かな温度補償を行うことが可能である。
Vout1=Vt3・(1+R5/R6) ・・・・・・・(9)
である。
Vout2=Vt4・(1+R7/R8) ・・・・・・・(10)
である。ここでR7の抵抗値はR5と、R8の抵抗値はR6と等しくすれば
Vout2=Vt4・(1+R5/R6) ・・・・・・・(11)
となる。
Vout=Vout1−Vout2
=Vt3・(1+R5/R6)−Vt4・(1+R5/R6)
=(1+R5/R6)・(Vt3−Vt4) ・・・・・・(12)
となりホール素子電圧出力端子T3−T4間の電圧を増幅したものとなる。なお、演算増幅器160、増幅器170ならびに増幅器180は接地電位に対し±5V等の正負両電源にて動作している。
A1、A2 端子
120 コア
130 ホール素子
T1、T2 電流端子
T3、T4 電圧出力端子
140 定電圧回路
141 演算増幅器
142 基準電圧源
R1 温度抵抗器
R2、R3 抵抗器
R4 抵抗器
160 演算増幅器
170 増幅器
171 演算増幅器
R5、R6 抵抗器
180 増幅器
181 演算増幅器
R7、R8 抵抗器
191 出力端子
192 出力端子
Ra、Rb、Rc、Rd 等価抵抗
Claims (3)
- 外部電流に正比例した磁界を発生する電流・磁界変換手段と、
前記電流・磁界変換手段により発生された磁界を検出する磁気センサとしてのホール素子と、
正転入力端子を接地電位とし、反転入力端子が前記ホール素子の第一の電圧出力端子に接続され、出力が前記ホール素子の第一の電流端子に接続された演算増幅器と、
一定の直流電圧を発生する電圧発生手段と、
前記ホール素子の第二の電流入力端子と前記電圧発生手段との間に接続され、前記ホール素子の持つ温度勾配を軽減する抵抗値を有する抵抗器と
を具備したことを特徴とする電流検出装置。 - 前記電圧発生手段は温度補償手段を
有したことを特徴とする請求項1記載の電流検出装置。 - 前記ホール素子の第一の出力端子に接続された第一の増幅手段と、
前記ホール素子の第二の出力端子に接続された第二の増幅手段と
を具備したことを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1項記載の電流検出装置。
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---|---|---|---|---|
EP2063429A1 (en) | 2007-11-16 | 2009-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Material data recording system, removable recording medium, recorder and method for managing material data |
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