JP3750911B2

JP3750911B2 - 電流制御回路

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Publication number: JP3750911B2
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Authority: JP
Inventors: 勝松野
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Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2006-03-01
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電流制御回路に関し、特に接触燃焼式ガスセンサ回路に有用な電流制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、接触燃焼式ガスセンサ回路に有用な電流制御回路に関する特許出願として、すでに特開平９−３１８５８４号を提案している。特開平９−３１８５８４号には、オペアンプを負帰還制御で用いる接触燃焼式ガスセンサ定電流駆動回路において、直流電源プラス端子からの定電圧を前記オペアンプの非反転入力端子に加えるようにすることにより、たとえ直流電源電圧変動があっても誤動作の起こらない信頼性の高い接触燃焼式ガスセンサ定電流駆動回路が開示されている。
【０００３】
図３は、従来の接触燃焼式ガスセンサ回路に用いられる電流制御回路の一例を示す回路図である。図３において、センサ電流制御回路は、オペアンプ（演算増幅器）Ａ１を備えたハイサイド定電流駆動回路を構成しており、オペアンプＡ１の反転入力端子は電流検出抵抗Ｒｃｓを介して電源Ｖｃｃに接続され、非反転入力端子は制御電圧Ｖｃに接続されている。オペアンプＡ１の出力端子にはＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースが接続され、マイナス入力端子にはＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタが接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタと接地間には、負荷ＲＬが接続されている。
【０００４】
負荷ＲＬは、接触燃焼式ガスセンサ回路であり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタと接地間に直列接続された温度補償素子Ｒｒｅｆおよび接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓと、温度補償素子ＲｒｅｆおよびガスセンサＲｓｎｓの直列接続点に反転入力端子が接続されたオペアンプＡ２とからなる。オペアンプＡ２の非反転入力端子には基準電圧が入力される。
【０００５】
負荷ＲＬ、すなわち接触燃焼式ガスセンサ回路において、ガスセンサＲｓｎｓには、電源Ｖｃｃより電流検出抵抗Ｒｃｓ、トランジスタＱ１、温度補償素子Ｒｅｆを介して定電流が供給される。オペアンプＡ２は、その反転入力端子に入力される上述の定電流とガスセンサＲｓｎｓの抵抗分によるガスセンサＲｓｎｓの降下電圧と、非反転入力端子に入力される基準電圧とを比較し、差が生じたときに出力端子に出力信号を発生し、後段に接続される警報ブザー、表示器など（図示しない）を駆動することにより、ガスを検知したことを報知する。
【０００６】
接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓには、センサの仕様によって決まる通常時（アイドル時）の電流と加熱時（検知時）の電流を流す必要がある。そのため、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓに流すべき通常時の負荷電流ＩＬ１と加熱時（検知時）の負荷電流ＩＬ２（ＩＬ１＜ＩＬ２）を電流検出抵抗Ｒｃｓで検出する。電流検出抵抗Ｒｃｓの電流検出電圧、すなわち降下電圧は、オペアンプＡ１の反転入力端子に負帰還電圧として入力される。
【０００７】
オペアンプＡ１は、反転入力端子に供給される負帰還電圧、すなわち（電源電圧Ｖｃｃ−電流検出抵抗Ｒｃｓの降下電圧Ｖｃｓ）が、非反転入力端子に入力される制御電圧Ｖａと等しくなるように負帰還制御される。
【０００８】
そこで、オペアンプＡ１の非反転入力端子には、制御電圧Ｖａとして、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓが通常状態にある時に対応する制御電圧Ｖａ１または加熱状態にある時に対応する制御電圧Ｖａ２が入力される。この制御電圧Ｖａ１およびＶａ２は、異なる値になっており、具体的には、Ｖａ１＞Ｖａ２の関係にある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
オペアンプＡ１として、一般的なオペアンプを用いた場合、その入出力応動範囲は、０Ｖ＋１．５Ｖ〜Ｖｃｃ−１．５Ｖである。すなわち、一般的なオペアンプは、ハイサイドの電源電圧側から１．５ボルトの電圧値まで下がった電圧までの電圧範囲と、ローサイドのゼロボルト側から１．５ボルトの電圧値まで上がった電圧までの電圧範囲では使用できない。
【００１０】
上述の電流制御回路の具体的な動作条件として、たとえば、電源電圧Ｖｃｃ：＋５Ｖ、負荷抵抗ＲＬ：約１２Ω、電流検出抵抗Ｒｃｓ：２．５Ω、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓに流すべき通常時の負荷電流ＩＬ１：１７０ｍＡ、加熱時（検知時）の負荷電流ＩＬ２：２６５ｍＡとする場合を考える。この場合、負荷電流ＩＬ＝２６５ｍＡ時には、負荷ＲＬの両端電圧は約３．２Ｖまで上昇するため、電流検出抵抗Ｒｃｓの抵抗値を大きくしてオペアンプＡ１の反転入力端子に入力される電圧Ｖｃｓを、応動範囲内のＶｃｃ−１．５Ｖ以下に下げることはできない。したがって、このような動作条件では、一般的なオペアンプの応動範囲に入らないので、オペアンプＡ１として一般的なオペアンプを用いることができない。
【００１１】
上述の理由から、この電流制御回路例では、オペアンプＡ１として、レイル・ツー・レイル（ＲａｉｌｔｏＲａｉｌ）タイプのオペアンプを用いることが必要である。レイル・ツー・レイルタイプのオペアンプは、その応動範囲が電源電圧からほぼゼロボルトまでの広い応動範囲を有しているので、電流検出抵抗Ｒｃｓの抵抗値を大きくすることなく応動範囲内の動作が可能となる。
以上のように、ハイポテンシャル（ハイサイド）側での電流制御において、Ｖｃｃ−１．５Ｖを上回る電圧（すなわち、Ｖｃｃ−１．５ＶよりＶｃｃに近い電圧）を操作する場合は、制御を行うオペアンプＡ１にレイル・ツー・レイル（ＲａｉｌｔｏＲａｉｌ）タイプのものを用いることにより、動作を確保している。
【００１２】
ところが、レイル・ツー・レイルタイプのオペアンプは、上述した応動範囲が０Ｖ＋１．５Ｖ〜Ｖｃｃ−１．５Ｖである一般的なオペアンプと比べると、価格的には高いため、電流制御回路全体のコストがアップしてしまうという問題がある。
【００１３】
そこで、一般的なオペアンプの応動範囲に入らない動作電圧を扱う際に、レイル・ツー・レイルタイプのオペアンプを使用せず、一般的なオペアンプを使用可能にする技術について、出願人は、すでに特開平９−３１８５８３号として提案している。特開平９−３１８５８３号に記載の技術は、オペアンプの入力信号として用いる信号源電圧がオペアンプの応動範囲以下の動作電圧になり得るオペアンプ装置において、信号源電圧をオペアンプの応動範囲にシフトさせるフローティングリターン電位供給回路を付加するように構成し、信号源電圧をオペアンプの応動範囲内にシフトさせることによって、従来の応動範囲の狭いオペアンプを用いても広い範囲で信号を応動させることが可能になるものである。
【００１４】
しかしながら、上述の技術は、オペアンプの入力側で応動範囲に対応するように入力信号源電圧をシフトするものであるが、負荷電流検出手段からの負帰還電圧が入力されるオペアンプを用いて負荷に供給する負荷電流を制御する電流制御回路では、入力側ではなく出力側の負荷電流値に応じてオペアンプの応動範囲を考慮する必要がある。
【００１５】
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、レイル・ツー・レイルタイプのオペアンプを使用せず、応動範囲の狭い一般的なオペアンプを使用して、出願人が先に提案した技術とも異なる新規な構成からなる電流制御回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的にかんがみて、請求項１記載の本発明は、一方の入力端子に負荷電流検出手段からの負帰還電圧が入力される第１のオペアンプを用いて負荷に供給する負荷電流を制御する電流制御回路であって、上記第１のオペアンプの他方の入力端子に、電源の基準電位点からみて上記第１のオペアンプの応動範囲内の基準電圧を与える基準電圧源を接続し、上記一方の入力端子に、上記負荷電流検出手段からの負帰還電圧を上記第１のオペアンプの応動範囲内にシフトさせる制御電圧を与える制御電圧源を接続し、上記制御電圧源は、一方の入力端子に電流検出抵抗からの負帰還電圧が入力される第２のオペアンプと、電流検出抵抗の抵抗値を可変する可変手段とを含む定電流駆動回路で構成されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１記載の発明においては、一方の入力端子に負荷電流検出手段からの負帰還電圧が入力される第１のオペアンプを用いて負荷に供給する負荷電流を制御する電流制御回路において、第１のオペアンプの他方の入力端子に、電源の基準電位点からみて第１のオペアンプの応動範囲内の基準電圧を与える基準電圧源を接続する。また、第１のオペアンプの一方の入力端子に、負荷電流検出手段からの負帰還電圧を第１のオペアンプの応動範囲内にシフトさせる制御電圧を与える制御電圧源を接続し、制御電圧源は、一方の入力端子に電流検出抵抗からの負帰還電圧が入力される第２のオペアンプと、電流検出抵抗の抵抗値を可変する可変手段とを含む定電流駆動回路で構成されるので、応動範囲の狭い一般的なオペアンプでも使用可能となる。また、可変手段によって簡単に第１のオペアンプの他方の入力端子に入力される制御電圧の大きさを可変することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電流制御回路において、可変手段は、電流検出抵抗と並列に接続された、抵抗とスイッチング手段の直列接続からなる少なくとも１つの回路を含む
ことを特徴とする。
【００２３】
請求項２記載の発明においては、可変手段は、電流検出抵抗と並列に接続された、抵抗とスイッチング手段の直列接続からなる少なくとも１つの回路を含み、スイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御により電流検出抵抗の抵抗値を変え、その結果、簡単に第１のオペアンプの他方の入力端子に入力される制御電圧の大きさを可変することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電流制御回路の実施の形態について説明するが、まず、本発明の電流制御回路の主旨を理解するのに役立つ参考例の電流制御回路について説明する。
【００２７】
図１に示すように、参考例のセンサ電流制御回路は、狭い応動範囲（たとえば、０Ｖ＋１．５Ｖ〜Ｖｃｃ−１．５Ｖ）を有する一般的なオペアンプを用いたオペアンプＡ１を備えたハイサイド定電流駆動回路を構成しており、オペアンプＡ１の反転入力端子は、電流検出抵抗Ｒｃｓ、抵抗Ｒｕを介して電源Ｖｃｃに接続され、非反転入力端子は、電源Ｖｃｃに接続された基準電圧源−Ｖｒｅｆに接続されている。また、オペアンプＡ１の反転入力端子は、抵抗Ｒｗを介して制御電圧源Ｖａにも接続されている。オペアンプＡの出力端子には、ダイオードＤ１，Ｄ２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースが接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタは電流検出抵抗Ｒｃｓと抵抗Ｒｕの接続点に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタと接地間には、負荷ＲＬが接続されている。
【００２８】
負荷ＲＬは、接触燃焼式ガスセンサ回路であり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタと接地間に直列接続された温度補償素子Ｒｒｅｆおよび接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓと、温度補償素子ＲｒｅｆおよびガスセンサＲｓｎｓの直列接続点に反転入力端子が接続されたオペアンプＡ２とからなる。オペアンプＡ２の非反転入力端子には基準電圧が入力される。
【００２９】
負荷ＲＬ、すなわち接触燃焼式ガスセンサ回路において、ガスセンサＲｓｎｓには、電源Ｖｃｃより電流検出抵抗Ｒｃｓ、トランジスタＱ１、温度補償素子Ｒｅｆを介して定電流が供給される。オペアンプＡ２は、その反転入力端子に入力される上述の定電流とガスセンサＲｓｎｓの抵抗分によるガスセンサＲｓｎｓの降下電圧と、非反転入力端子に入力される基準電圧とを比較し、差が生じたときに出力端子に出力信号を発生し、この出力信号によって後段に接続される警報ブザー、表示器など（図示しない）を駆動することにより、ガスを検知したことを報知する。
【００３０】
電流検出抵抗Ｒｃｓは、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓに流すべき通常時の負荷電流ＩＬ１と加熱時（検知時）の負荷電流ＩＬ２を検出する。電流検出抵抗Ｒｃｓの電流検出電圧、すなわち降下電圧は、抵抗Ｒｕを介してオペアンプＡ１の反転入力端子に負帰還電圧として入力される。
【００３１】
オペアンプＡ１は、反転入力端子に供給される電圧、すなわち（電源電圧Ｖｃｃ−電流検出抵抗Ｒｃｓの降下電圧Ｖｃｓ−抵抗Ｒｕの降下電圧）が、非反転入力端子に入力される電圧、すなわちＶｃｃ−Ｖｒｅｆと等しくなるように負帰還制御される。
【００３２】
そこで、基準電圧源−Ｖｒｅｆは、オペアンプＡ１の非反転入力端子に与えられる基準電圧、すなわちＶｃｃ−Ｖｒｅｆが、電源Ｖｃｃの基準電位点、ここでは電源電圧、からみてオペアンプＡ１の応動範囲内の電圧となる電圧値に設定される。
【００３３】
また、制御電圧源Ｖａは、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓが通常状態にある時に対応する制御電圧Ｖａ１または加熱状態にある時に対応する制御電圧Ｖａ２（ここで、Ｖａ１＞Ｖａ２）に設定される。
【００３４】
そこで、ガスセンサＲｓｎｓに、通常時の負荷電流ＩＬ１と加熱時（検知時）の負荷電流ＩＬ２を流す場合を考える。
まず、ガスセンサＲｓｎｓに通常時の負荷電流ＩＬ１を流す場合、電流検出抵抗Ｒｃｓの降下電圧をＶｃｓ１、抵抗ＲｕおよびＲｗを流れる電流をＩａ１とすると、
【００３５】
Ｉａ１＝（Ｖｃｓ１−Ｖｒｅｆ）／Ｒｕ……（１）
【００３６】
となり、制御電圧源ＶａにおいてガスセンサＲｓｎｓに通常時の負荷電流ＩＬ１を流す場合の設定電圧Ｖａ１は、
【００３７】
Ｖａ１＝Ｖｒｅｆ−Ｉａ１×Ｒｗ……………（２）
となる。
【００３８】
次に、ガスセンサＲｓｎｓに加熱時の負荷電流ＩＬ２を流す場合、電流検出抵抗Ｒｃｓの降下電圧をＶｃｓ２、抵抗ＲｕおよびＲｗを流れる電流をＩａ２とすると、
【００３９】
Ｉａ２＝（Ｖｃｓ２−Ｖｒｅｆ）／Ｒｕ……（３）
【００４０】
となり、制御電圧源ＶａにおいてガスセンサＲｓｎｓに加熱時の負荷電流ＩＬ１を流す場合の設定電圧Ｖａ２は、
【００４１】
Ｖａ２＝Ｖｒｅｆ−Ｉａ２×Ｒｗ……………（４）
となる。
【００４２】
なお、抵抗ＲｕおよびＲｗを流れる電流Ｉａ（Ｉａ１，Ｉａ２）が、負荷電流ＩＬ（ＩＬ１，ＩＬ２）に影響を及ぼさないように、抵抗ＲｕおよびＲｗの抵抗値と電流検出抵抗Ｒｃｓの抵抗値の関係をＲｃｓ＜＜Ｒｕ，Ｒｗとなるように設定する必要がある。
【００４３】
このように、制御電圧源Ｖａの制御電圧を、ガスセンサＲｓｎｓの通常動作時および加熱動作時に合わせてそれぞれＶａ１およびＶａ２と設定することにより、オペアンプＡ１の反転入力端子の電位が、Ｖｃｃ−Ｖｒｅｆになり（言い換えれば、電流検出抵抗Ｒｃｓからの負帰還電圧がオペアンプＡ１の応動範囲内にシフトされ）、ガスセンサＲｓｎｓの仕様に合った通常時負荷電流ＩＬ１および加熱時負荷電流ＩＬ２を流すように制御することができる。
【００４４】
次に、この電流制御回路の具体的な動作条件の一例について説明する。たとえば、電源電圧Ｖｃｃ：＋５Ｖ、負荷抵抗ＲＬ：約１２Ω、電流検出抵抗Ｒｃｓ：２．５Ω、抵抗Ｒｕ：２０ｋΩ、抵抗Ｒｗ：５ｋΩとし、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓの通常時負荷電流ＩＬ１：１７０ｍＡおよび加熱時負荷電流ＩＬ２：２６５ｍＡとする場合を考える。
【００４５】
この場合、まず、オペアンプＡ１を一般的なオペアンプ（たとえば、入出力応動範囲が０Ｖ＋１．５Ｖ〜Ｖｃｃ−１．５Ｖのもの）を使用し、オペアンプＡ１の非反転入力端子に、ハイサイドの電源電圧５．０Ｖ側からオペアンプＡ１の応動範囲内の電圧となる電圧値が供給されるようにするために、基準電圧源−Ｖｒｅｆの電圧値を−１．７５Ｖ（最小限−１．５Ｖでも良いが、公差を考慮している）と設定する。したがって、オペアンプＡ１の非反転入力端子には、Ｖｃｃ−Ｖｒｅｆ＝５．０−１．７５＝３．２５ボルトの基準電圧が供給される。
【００４６】
そこで、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓの通常時負荷電流ＩＬ１：１７０ｍＡを流す場合は、抵抗Ｒｕを流れる電流Ｉａ１は、上述の（１）式から下記のように求められる。
【００４７】
Ｉａ１＝（−０．４２５Ｖ−（−１．７５Ｖ））／２００００＝６６．２５μＡ
【００４８】
制御電圧源ＶａにおいてガスセンサＲｓｎｓの通常時負荷電流ＩＬ１を流すための設定電圧Ｖａ１は、上述の（２）式から下記のように求められる。
【００４９】
Ｖａ１＝−１．７５Ｖ−６６．２５μＡ×５０００＝−２．０８１２５Ｖ
【００５０】
次に、接触燃焼式ガスセンサＲｓｎｓの加熱時負荷電流ＩＬ１：２６５ｍＡを流す場合は、抵抗Ｒｕを流れる電流Ｉａ２は、上述の（３）式から下記のように求められる。
【００５１】
Ｉａ２＝（−０．６６２５Ｖ−（−１．７５Ｖ））／２００００＝５４．３７５μＡ
【００５２】
制御電圧源ＶａにおいてガスセンサＲｓｎｓの加熱時負荷電流ＩＬ２を流すための設定電圧Ｖａ２は、上述の（４）式から下記のように求められる。
【００５３】
Ｖａ２＝−１．７５Ｖ−５４．３７５μＡ×５０００＝−２．０２１８５Ｖ
【００５４】
このように、制御電圧源Ｖａの制御電圧を、ガスセンサＲｓｎｓの通常動作時および加熱動作時に合わせてそれぞれ−２．０８１２５Ｖおよび−２．０２１８５Ｖと設定することにより、オペアンプＡ１の反転入力端子の電位が、Ｖｃｃ−１．７５Ｖになり（言い換えれば、電流検出抵抗Ｒｃｓからの負帰還電圧がオペアンプＡ１の応動範囲内にシフトされ）、ガスセンサＲｓｎｓの通常時負荷電流ＩＬ１：１７０ｍＡおよび加熱時負荷電流ＩＬ２：２６５ｍＡを流すように制御することができる。
【００５５】
次に、図２は、本発明に係る電流制御回路の実施の形態の構成例を示す回路図である。図２において、図１と同一の構成要素は同一符号を付して説明する。
【００５６】
図２において、本発明のセンサ電流制御回路は、狭い応動範囲（たとえば、０Ｖ＋１．５Ｖ〜Ｖｃｃ−１．５Ｖ）を有する一般的なオペアンプを用いたオペアンプＡ１を備えたハイサイド定電流駆動回路を構成しており、オペアンプＡ１の反転入力端子は、電流検出抵抗Ｒｃｓ、抵抗Ｒｕを介して電源Ｖｃｃに接続され、非反転入力端子は、電源Ｖｃｃに接続された基準電圧源−Ｖｒｅｆに接続されている。また、オペアンプＡ１の反転入力端子は、制御電圧源Ｖａにも接続されている。
【００５７】
オペアンプＡの出力端子には、抵抗Ｒ６を介してＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースが接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ２のコレクタは接地され、エミッタは、抵抗Ｒ７を介して電源Ｖｃｃに接続されると共にＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタは電流検出抵抗Ｒｃｓと抵抗Ｒｕの接続点に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタと接地間には、負荷ＲＬが接続されている。
【００５８】
抵抗Ｒ６，Ｒ７およびＰＮＰ型トランジスタＱ２は、図１におけるダイオードＤ１，Ｄ２に相当するものである。
【００５９】
制御電圧源Ｖａは、オペアンプＡ３と、ＮＰＮ型トランジスタＱ３，Ｑ４と、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５とからなる。ＮＰＮ型トランジスタＱ３のコレクタは、オペアンプＡ１の反転入力端子に接続され、ベースは、オペアンプＡ３の反転入力端子に接続されると共に抵抗Ｒ５を介して接地されている。オペアンプＡ３の非反転入力端子は、基準電圧が供給されている。スイッチング手段としてのＮＰＮ型トランジスタＱ４のコレクタは抵抗Ｒ４を介してＮＰＮ型トランジスタＱ３のエミッタに接続され、エミッタは接地されて、ベースは、電源Ｖｃｃと接地間に直列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３からなる抵抗分圧回路の抵抗Ｒ２およびＲ３の接続点に接続されている。抵抗分圧回路の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に制御信号が供給される。オペアンプＡ３、ＮＰＮ型トランジスタＱ４および抵抗Ｒ５は、定電流駆動回路を構成しており、抵抗Ｒ５は定電流駆動回路の電流検出抵抗として作用する。
【００６０】
この回路では、特に制御電圧源Ｖａの構成に特徴があり、以下にその動作を説明する。
【００６１】
そこで、ガスセンサＲｓｎｓに、通常時の負荷電流ＩＬ１と加熱時（検知時）の負荷電流ＩＬ２を流す場合を考える。ガスセンサＲｓｎｓに通常時の負荷電流ＩＬ１を流す場合、抵抗分圧回路の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点にハイレベルの制御信号が入力される。この場合、抵抗分圧回路のＲ２，Ｒ３の接続点の分圧電圧によりＮＰＮ型トランジスタＱ４はＯＮとなり、抵抗Ｒ４が抵抗Ｒ５に並列接続された状態となる。このときの抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５の並列抵抗値をＲａとする。
【００６２】
次に、ガスセンサＲｓｎｓに加熱時の負荷電流ＩＬ２を流す場合、抵抗分圧回路の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点にローレベルの制御信号が入力される。この場合、抵抗分圧回路のＲ２，Ｒ３の接続点の分圧電圧が下がることによりＮＰＮ型トランジスタＱ４はＯＦＦとなり、抵抗Ｒ４が抵抗Ｒ５に並列接続されない状態となる。このときの抵抗Ｒ５の抵抗値をＲｂとすると、Ｒａ＜Ｒｂとなる。
【００６３】
このように、抵抗分圧回路の抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に入力されるハイまたはローレベルの制御信号によって、スイッチング手段としてのＮＰＮ型トランジスタＱ４と抵抗Ｒ４の直列接続からなる回路Ｒｘは、電流検出抵抗として働く抵抗Ｒ５の抵抗値を可変する可変手段として作用し、定電流駆動回路の電流検出抵抗の抵抗値がＲａまたはＲｂに可変される。
【００６４】
したがって、抵抗Ｒ４および抵抗Ｒ５の抵抗値を適宜に選択することにより、ガスセンサＲｓｎｓに通常時または加熱時の負荷電流ＩＬ１およびＩＬ２を流すために、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５と並列接続による電流検出抵抗Ｒａまたは抵抗Ｒ５単独による電流検出抵抗ｒｂとに可変して、その降下電圧をＮＰＮ型トランジスタＱ３のコレクタからオペアンプＡ１の反転入力端子へ供給することによって、オペアンプＡ１の反転入力端子の電位が、Ｖｃｃ−Ｖｒｅｆになり（言い換えれば、電流検出抵抗Ｒｃｓからの負帰還電圧がオペアンプＡ１の応動範囲内にシフトされ）、ガスセンサＲｓｎｓの仕様に合った通常時負荷電流ＩＬ１および加熱時負荷電流ＩＬ２を流すように制御することができる。
【００６５】
以上のように、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００６６】
たとえば、制御電圧源Ｖａにおける定電流駆動回路の電流検出抵抗の可変手段としての、スイッチング手段であるＮＰＮ型トランジスタＱ４と抵抗Ｒ４との直列接続からなる回路は、実施の形態では１つだけ示されているが、これに限らず複数設けても良い。
【００６７】
また、上述の実施の形態では、電源の基準電位点を電源電圧としてハイサイド側で動作する電流制御回路として構成したが、電源の基準電位点をゼロ電位としてローサイド側で動作する電流制御回路として構成することもできる。
【００６８】
また、上述の実施の形態では、負荷ＲＬとしてガスセンサ回路の場合を説明したが、これに限らず種々の負荷の電流制御に実施可能である。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、レイル・ツー・レイルタイプのオペアンプを使用せず、応動範囲の狭い一般的なオペアンプを使用して、コストが安くかつ精度の高い電流制御回路を得ることができる。
【００７１】
また、制御電圧源は、定電圧回路ではなく安価な定電流駆動回路構成とすることができる。また、可変手段によって簡単にオペアンプの他方の入力端子に入力される制御電圧の大きさを可変することができる。
【００７２】
請求項２記載の発明によれば、スイッチング手段のＯＮ／ＯＦＦ制御により電流検出抵抗の抵抗値を変え、その結果、簡単にオペアンプの他方の入力端子に入力される制御電圧の大きさを可変することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例の電流制御回路の回路図である。
【図２】本発明に係る電流制御回路の実施の形態の構成例を示す回路図である。
【図３】従来の電流制御回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
Ｒｃｓ電流検出抵抗（負荷電流検出手段）
Ａ１オペアンプ（第１のオペアンプ）
ＲＬ負荷（ガスセンサ回路）
Ｖｃｃ電源
Ｖｒｅｆ基準電圧源
Ｖａ制御電圧源
ＣＤ定電流駆動回路
Ｒ４抵抗
Ｒ５抵抗（電流検出抵抗）
Ａ３オペアンプ（第２のオペアンプ）
Ｒｘ可変手段
Ｑ４ＮＰＮ型トランジスタ（スイッチング手段）

Claims

一方の入力端子に負荷電流検出手段からの負帰還電圧が入力される第１のオペアンプを用いて負荷に供給する負荷電流を制御する電流制御回路であって、
上記第１のオペアンプの他方の入力端子に、電源の基準電位点からみて上記第１のオペアンプの応動範囲内の基準電圧を与える基準電圧源を接続し、上記一方の入力端子に、上記負荷電流検出手段からの負帰還電圧を上記第１のオペアンプの応動範囲内にシフトさせる制御電圧を与える制御電圧源を接続し、
上記制御電圧源は、一方の入力端子に電流検出抵抗からの負帰還電圧が入力される第２のオペアンプと、上記電流検出抵抗の抵抗値を可変する可変手段とを含む定電流駆動回路で構成される
ことを特徴とする電流制御回路。
前記可変手段は、前記電流検出抵抗と並列に接続された、抵抗とスイッチング手段の直列接続からなる少なくとも１つの回路を含む
ことを特徴とする請求項１記載の電流制御回路。