JP2516205B2 - 電流検出器 - Google Patents
電流検出器Info
- Publication number
- JP2516205B2 JP2516205B2 JP61315028A JP31502886A JP2516205B2 JP 2516205 B2 JP2516205 B2 JP 2516205B2 JP 61315028 A JP61315028 A JP 61315028A JP 31502886 A JP31502886 A JP 31502886A JP 2516205 B2 JP2516205 B2 JP 2516205B2
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、コイルに流れる被検出電流をホール素子
などの感磁素子により検出する電流検出器に関するもの
である。
などの感磁素子により検出する電流検出器に関するもの
である。
汎用インバータ，産業機器などのパワーエレクトロニ
クス回路においては、半導体素子を過電流から保護する
と同時に性能の向上を図る目的で電流検出器が使用され
ている。第７図（ａ），（ｂ）はこの種の一般的な電流
検出器の構成を示す平面図及び側面図であり、一部を切
欠いて示してある。図において、１は回周形状を有する
磁路の一部に磁気ギャップ２が設けられた強磁性体コ
ア、３はその磁気ギャップ２内に配設されたホール素子
あるいは磁気抵抗素子などの感磁素子、４はこの感磁素
子３及び該感磁素子３の出力信号の処理回路等が実装さ
れた回路基板、５は上記強磁性体コア１と回路基板４を
収容している絶縁性のケース、６はこのケース５に保持
された外部端子で、各端子6a〜6dは回路基板４と接続さ
れている。７は上記磁路に巻回されたコイル、８は本体
固定用のピンである。
クス回路においては、半導体素子を過電流から保護する
と同時に性能の向上を図る目的で電流検出器が使用され
ている。第７図（ａ），（ｂ）はこの種の一般的な電流
検出器の構成を示す平面図及び側面図であり、一部を切
欠いて示してある。図において、１は回周形状を有する
磁路の一部に磁気ギャップ２が設けられた強磁性体コ
ア、３はその磁気ギャップ２内に配設されたホール素子
あるいは磁気抵抗素子などの感磁素子、４はこの感磁素
子３及び該感磁素子３の出力信号の処理回路等が実装さ
れた回路基板、５は上記強磁性体コア１と回路基板４を
収容している絶縁性のケース、６はこのケース５に保持
された外部端子で、各端子6a〜6dは回路基板４と接続さ
れている。７は上記磁路に巻回されたコイル、８は本体
固定用のピンである。
第８図は上述した構成の電流検出器の従来の回路構成
を示す図である。端子6a,6cは図外の直流電源と接続さ
れており、また、第７図の回路基板４には定電流回路4a
及び増幅回路4bが実装されている。そして、この定電流
回路4aによって感磁素子３に一定の電流Ｉが流れるよう
になっており、また感磁素子３の出力電圧を増幅する増
幅回路4bにも上記直流電源から所定の直流電圧が印加さ
れている。
を示す図である。端子6a,6cは図外の直流電源と接続さ
れており、また、第７図の回路基板４には定電流回路4a
及び増幅回路4bが実装されている。そして、この定電流
回路4aによって感磁素子３に一定の電流Ｉが流れるよう
になっており、また感磁素子３の出力電圧を増幅する増
幅回路4bにも上記直流電源から所定の直流電圧が印加さ
れている。
次に動作について説明する。コイル７に被検出電流が
流れると、その電流値に応じた磁界Ｂが発生する。感磁
素子３はその磁界Ｂを受けて上記被検出電流に応じた検
出電圧vHを出力する。この検出電圧vHは、ホール効果に
よりvH＝Ｋ・Ｉ・Ｂで決定される。ここで、Ｋは感磁素
子３の特性により定められる定数である。
流れると、その電流値に応じた磁界Ｂが発生する。感磁
素子３はその磁界Ｂを受けて上記被検出電流に応じた検
出電圧vHを出力する。この検出電圧vHは、ホール効果に
よりvH＝Ｋ・Ｉ・Ｂで決定される。ここで、Ｋは感磁素
子３の特性により定められる定数である。
上記感磁素子３からの検出電圧は、増幅回路4bで増幅
された後、端子6b,6cの間から該検出器の出力信号とし
て出力される。
された後、端子6b,6cの間から該検出器の出力信号とし
て出力される。
しかしながら第８図に示したような回路構成をもつ従
来の電流検出器にあっては、コイル７に流れる一方向の
正電流しか検出できず、交流電流あるいは負電流を検出
できないという問題点があった。即ち、コイル７に被検
出電流として例えば交流電流が流れた場合、その被検出
電流と出力信号の波形は第９図に示すようになり、予め
定められた一方向の正電流しか検出されず、負電流が検
出されないという問題点があった。
来の電流検出器にあっては、コイル７に流れる一方向の
正電流しか検出できず、交流電流あるいは負電流を検出
できないという問題点があった。即ち、コイル７に被検
出電流として例えば交流電流が流れた場合、その被検出
電流と出力信号の波形は第９図に示すようになり、予め
定められた一方向の正電流しか検出されず、負電流が検
出されないという問題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされ
たもので、単一の直流電源のみの簡易な構成でコイルに
流れる交流電流あるいは負電流を検出することができる
電流検出器を提供するものである。
たもので、単一の直流電源のみの簡易な構成でコイルに
流れる交流電流あるいは負電流を検出することができる
電流検出器を提供するものである。
この発明の電流検出器は、回周形状を有する磁路の一
部に磁気ギャップが設けられた強磁性体コアと、その磁
気ギャップ内に配設された感磁素子と、この感磁素子及
び該感磁素子の出力電圧を増幅する増幅回路等が実装さ
れた回路基板とを備え、前記磁路に巻回されたコイルに
流れる電流を検出するものにおいて、前記感磁素子から
の検出電圧に同一の直流電源から得たバイアス電圧を重
畳させるバイアス回路と、被検出電流が流れていない状
態でのバイアス電圧とほぼ等しい基準電圧を出力する基
準電圧発生回路を設けたものである。
部に磁気ギャップが設けられた強磁性体コアと、その磁
気ギャップ内に配設された感磁素子と、この感磁素子及
び該感磁素子の出力電圧を増幅する増幅回路等が実装さ
れた回路基板とを備え、前記磁路に巻回されたコイルに
流れる電流を検出するものにおいて、前記感磁素子から
の検出電圧に同一の直流電源から得たバイアス電圧を重
畳させるバイアス回路と、被検出電流が流れていない状
態でのバイアス電圧とほぼ等しい基準電圧を出力する基
準電圧発生回路を設けたものである。
この発明におけるバイアス回路は、コイルに流れる被
検出電流に応じた感磁素子からの検出電圧に一定のバイ
アス電圧を重畳させる。これにより、検出器の出力信号
を常に一方向の正電圧とすることができ、交流電流ある
いは負電流も検出することができる。
検出電流に応じた感磁素子からの検出電圧に一定のバイ
アス電圧を重畳させる。これにより、検出器の出力信号
を常に一方向の正電圧とすることができ、交流電流ある
いは負電流も検出することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図であ
り、図において、4cは感磁素子３からの検出電圧に正の
バイアス電圧を重畳させるバイアス回路で、このバイア
ス電圧は端子6a,6cから供給される直流電源電圧の25％
から75％となっている。ここでバイアス電圧を直流電源
電圧の25％程度以上にするのは、出力信号の出力電圧巾
をある程度以上広くする目的であり、またバイアス電圧
を直流電源電圧の75％程度以下にするのは、出力信号が
直流電源電圧変動の影響を少なくする目的である。4dは
被検出電流が流れていない状態で上記バイアス電圧とほ
ぼ等しい値の基準電圧を発生する基準電圧発生回路であ
る。なお、その他の構成は第７図に示したものと同様の
構成となっている。
り、図において、4cは感磁素子３からの検出電圧に正の
バイアス電圧を重畳させるバイアス回路で、このバイア
ス電圧は端子6a,6cから供給される直流電源電圧の25％
から75％となっている。ここでバイアス電圧を直流電源
電圧の25％程度以上にするのは、出力信号の出力電圧巾
をある程度以上広くする目的であり、またバイアス電圧
を直流電源電圧の75％程度以下にするのは、出力信号が
直流電源電圧変動の影響を少なくする目的である。4dは
被検出電流が流れていない状態で上記バイアス電圧とほ
ぼ等しい値の基準電圧を発生する基準電圧発生回路であ
る。なお、その他の構成は第７図に示したものと同様の
構成となっている。
次に動作について説明する。第７図におけるコイル７
に被検出電流が流れると、前述した如く感磁素子３から
被検出電流に応じた検出電圧が出力される。この検出電
圧は、バイアス回路4cから出力されたバイアス電圧と加
算または減算された後増幅回路4bに入力され、ここで増
幅されて端子6b,6cから外部に出力信号として出力され
る。その際、例えば第２図に示すように被検出電流
（イ）が交流電流であれば、感磁素子３の検出電圧
（ロ）も交流電圧となる。そして、この検出電圧に上記
バイアウ電圧v1（ハ）が重畳され、更に増幅されて図に
示すような出力信号（ニ）が端子6bから出力される。
に被検出電流が流れると、前述した如く感磁素子３から
被検出電流に応じた検出電圧が出力される。この検出電
圧は、バイアス回路4cから出力されたバイアス電圧と加
算または減算された後増幅回路4bに入力され、ここで増
幅されて端子6b,6cから外部に出力信号として出力され
る。その際、例えば第２図に示すように被検出電流
（イ）が交流電流であれば、感磁素子３の検出電圧
（ロ）も交流電圧となる。そして、この検出電圧に上記
バイアウ電圧v1（ハ）が重畳され、更に増幅されて図に
示すような出力信号（ニ）が端子6bから出力される。
このように、検出器の出力信号（ニ）を常に正とする
ことができるので、コイル７に流れる正電流及び交流電
流を検出できることは勿論、負電流も検出することがで
きる。
ことができるので、コイル７に流れる正電流及び交流電
流を検出できることは勿論、負電流も検出することがで
きる。
なお、第２図ではコイル７に流れる被検出電流（イ）
と端子6bの出力信号（ニ）の位相は同相で示してある
が、位相が反転した場合も全く同様の効果が得られる。
と端子6bの出力信号（ニ）の位相は同相で示してある
が、位相が反転した場合も全く同様の効果が得られる。
ここで、基準電圧発生回路4dの機能について説明す
る。第２図に示すように、出力信号（ニ）はバイアス回
路4cの作用により増幅回路4bのコモン電圧から所定の電
圧分ずれたレベルとなって出力される。この出力信号
（ニ）を利用して種々の制御を行なう場合、電流検出信
号が変化する中心値（第２図の出力信号（ニ）の中心値
で示すレベル）に対応する信号、つまり上記バイアス電
圧v1とほぼ等しい基準電圧v2の信号を端子6dから出力す
ることにより、検出信号の処理回路を高精度かつ安価に
構成することが可能となる。そこで、この基準電圧v2の
信号（ホ）を基準電圧発生回路4dから端子6dを通して得
られるようにしている。
る。第２図に示すように、出力信号（ニ）はバイアス回
路4cの作用により増幅回路4bのコモン電圧から所定の電
圧分ずれたレベルとなって出力される。この出力信号
（ニ）を利用して種々の制御を行なう場合、電流検出信
号が変化する中心値（第２図の出力信号（ニ）の中心値
で示すレベル）に対応する信号、つまり上記バイアス電
圧v1とほぼ等しい基準電圧v2の信号を端子6dから出力す
ることにより、検出信号の処理回路を高精度かつ安価に
構成することが可能となる。そこで、この基準電圧v2の
信号（ホ）を基準電圧発生回路4dから端子6dを通して得
られるようにしている。
第３図はこの発明の他の実施例を示す回路構成図であ
る。上記実施例ではバイアス回路4c及び基準電圧発生回
路4dの駆動電源を端子6a,6c間に与えられた電源から得
ているが、この実施例ではこれらの回路4c,4dの電源を
定電流回路4aを介して得ている。このような構成とする
ことにより、上記実施例と同様の効果を得ることができ
ると共に、各回路の保護を図ることができる。また、こ
れらの回路4c,4dは、抵抗器を用いたもの、半導体を用
いたものあるいは両者を併用したもの何れの構成であっ
ても良い。
る。上記実施例ではバイアス回路4c及び基準電圧発生回
路4dの駆動電源を端子6a,6c間に与えられた電源から得
ているが、この実施例ではこれらの回路4c,4dの電源を
定電流回路4aを介して得ている。このような構成とする
ことにより、上記実施例と同様の効果を得ることができ
ると共に、各回路の保護を図ることができる。また、こ
れらの回路4c,4dは、抵抗器を用いたもの、半導体を用
いたものあるいは両者を併用したもの何れの構成であっ
ても良い。
第４図ないし第６図は、上記の回路4c,4dを抵抗器及
び半導体を用いて構成した具体例を示す回路図である。
び半導体を用いて構成した具体例を示す回路図である。
第４図中、９は増幅回路６を構成する演算増幅器であ
り、この増幅器９の入力側に固定抵抗R1〜R3及び可変抵
抗VR1,VR2で構成されたバイアス回路4cが接続されてい
る。また、端子6a,6c間に直列接続された固定抵抗R4,R4
によって基準電圧発生回路4dが構成され、その接続点が
端子6dと接続されている。その他図中R6〜R10は固定抵
抗、VR3は可変抵抗である。
り、この増幅器９の入力側に固定抵抗R1〜R3及び可変抵
抗VR1,VR2で構成されたバイアス回路4cが接続されてい
る。また、端子6a,6c間に直列接続された固定抵抗R4,R4
によって基準電圧発生回路4dが構成され、その接続点が
端子6dと接続されている。その他図中R6〜R10は固定抵
抗、VR3は可変抵抗である。
また、第５図の例では、端子6a,6c間に直列接続した
抵抗R4,R5の接続点を演算増幅器10の入力側と接続し、
これらの抵抗R4,R5及び演算増幅器10で基準電圧発生回
路4dを構成している。そして、この演算増幅器10の出力
側が端子6dを通して固定抵抗R11の一方側と接続され、
抵抗R11の他方側は演算増幅器９の入力側と接続されて
おり、これらによってバイアス回路4cが構成されてい
る。なお、上記の基準電圧発生回路4dは、第６図に示す
ように演算増幅器10を有していない構成であっても同様
の効果が得られる。
抵抗R4,R5の接続点を演算増幅器10の入力側と接続し、
これらの抵抗R4,R5及び演算増幅器10で基準電圧発生回
路4dを構成している。そして、この演算増幅器10の出力
側が端子6dを通して固定抵抗R11の一方側と接続され、
抵抗R11の他方側は演算増幅器９の入力側と接続されて
おり、これらによってバイアス回路4cが構成されてい
る。なお、上記の基準電圧発生回路4dは、第６図に示す
ように演算増幅器10を有していない構成であっても同様
の効果が得られる。
上記第５図及び第６図に示した基準電圧発生回路4dは
回路基板４（第７図参照）の外部に設けても良く、この
場合基準電圧の出力信号は外部から端子6dを通して得ら
れる。
回路基板４（第７図参照）の外部に設けても良く、この
場合基準電圧の出力信号は外部から端子6dを通して得ら
れる。
なお、この発明は電流検出用電線を含まない磁界セン
サーや物体検出器に対しても適用できることは言うまで
もない。
サーや物体検出器に対しても適用できることは言うまで
もない。
以上説明したように、この発明によれば、感磁素子か
らの検出電圧に同一の直流電源から得たバイアス電圧を
重畳させるバイアス回路と、被検出電流が流れていない
状態でのバイアス電圧とほぼ等しい基準電圧を出力する
基準電圧発生回路を設けたため、単一の直流電源のみの
簡易な構成でコイルに流れる正電流・交流電流は勿論、
負電流も検出できるという効果が得られる。
らの検出電圧に同一の直流電源から得たバイアス電圧を
重畳させるバイアス回路と、被検出電流が流れていない
状態でのバイアス電圧とほぼ等しい基準電圧を出力する
基準電圧発生回路を設けたため、単一の直流電源のみの
簡易な構成でコイルに流れる正電流・交流電流は勿論、
負電流も検出できるという効果が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２図
はその動作を示す出力波形図、第３図はこの発明の他の
実施例を示す回路構成図、第４図ないし第６図はバイア
ス回路及び基準電圧発生回路を抵抗器及び半導体で構成
した具体例を示す回路図、第７図（ａ），（ｂ）は一般
的な電流検出器の構成を示す平面図及び側面図、第８図
は従来の電流検出器の回路構成図、第９図は第８図の回
路動作を示す出力波形図である。 １……強磁性体コア ２……磁気ギャップ ３……感磁素子 ４……回路基板 4b……増幅回路 4c……バイアス回路 4d……基準電圧発生回路 ７……コイル なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
はその動作を示す出力波形図、第３図はこの発明の他の
実施例を示す回路構成図、第４図ないし第６図はバイア
ス回路及び基準電圧発生回路を抵抗器及び半導体で構成
した具体例を示す回路図、第７図（ａ），（ｂ）は一般
的な電流検出器の構成を示す平面図及び側面図、第８図
は従来の電流検出器の回路構成図、第９図は第８図の回
路動作を示す出力波形図である。 １……強磁性体コア ２……磁気ギャップ ３……感磁素子 ４……回路基板 4b……増幅回路 4c……バイアス回路 4d……基準電圧発生回路 ７……コイル なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】回周形状を有する磁路の一部に磁気ギャッ
プが設けられた強磁性体コアと、その磁気ギャップ内に
配設された感磁素子と、この感磁素子及び該感磁素子の
出力電圧を増幅する増幅回路等が実装された回路基板と
を備え、前記磁路に巻回されたコイルに流れる電流を検
出する電流検出器において、前記感磁素子からの検出電
圧に同一の直流電源から得たバイアス電圧を重畳させる
バイアス回路と、被検出電流が流れていない状態でのバ
イアス電圧とほぼ等しい基準電圧を出力する基準電圧発
生回路を設けたことを特徴とする電流検出器。 - 【請求項２】バイアス回路からのバイアス電圧は、直流
電源電圧の25％から75％の電圧であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315028A JP2516205B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315028A JP2516205B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63163173A JPS63163173A (ja) | 1988-07-06 |
| JP2516205B2 true JP2516205B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=18060552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315028A Expired - Lifetime JP2516205B2 (ja) | 1986-12-25 | 1986-12-25 | 電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2516205B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222701Y2 (ja) * | 1980-04-21 | 1990-06-19 | ||
| JPS6396471U (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-22 |
-
1986
- 1986-12-25 JP JP61315028A patent/JP2516205B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63163173A (ja) | 1988-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |