JP4476309B2 - Method for adjusting current sensor device - Google Patents

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Description

この発明は、磁束に応じて抵抗値が変化するホール素子を用いた電流センサ装置の調整方法に関するものである。 The present invention relates to adjusting how the current sensor device using a Hall element whose resistance value changes according to the magnetic flux.

図10は、例えば、特許文献1に同様の技術が開示されているように、従来から一般的に使用されている電流センサ装置の回路構成を示す図である。この図において、符号10はホール素子を示し、このホール素子10は、入力端子a、d間に定電圧電源VCCが接続され、オペアンプ11とトランジスタ12を介して定電流駆動されている。ホール素子10の出力端子b、cは、ホール素子10の出力信号を増幅する増幅回路である差動増幅回路13に接続されている。抵抗14はホール素子10のゲイン温度特性を補正するための抵抗であり、可変抵抗15はホール素子10の駆動定電流を調整するための第1のトリミング抵抗である。また、可変抵抗16はオフセット電圧を調整するための第2のトリミング抵抗である。なお、ホール素子10は、定電流駆動に限らず、定電圧駆動とする回路構成としてもよい。 FIG. 10 is a diagram illustrating a circuit configuration of a current sensor device that has been generally used conventionally , as disclosed in Patent Document 1 , for example . In this figure, reference numeral 10 denotes a Hall element. The Hall element 10 is connected to a constant voltage power supply VCC between input terminals a and d, and is driven by a constant current through an operational amplifier 11 and a transistor 12. The output terminals b and c of the Hall element 10 are connected to a differential amplifier circuit 13 which is an amplifier circuit that amplifies the output signal of the Hall element 10. The resistor 14 is a resistor for correcting the gain temperature characteristic of the Hall element 10, and the variable resistor 15 is a first trimming resistor for adjusting the driving constant current of the Hall element 10. The variable resistor 16 is a second trimming resistor for adjusting the offset voltage. The Hall element 10 is not limited to constant current driving, and may have a circuit configuration with constant voltage driving.

次に、上記のように構成された電流センサ装置のゲイン調整方法、並びにオフセット電圧調整方法について説明する。
図11において、今仮に、L1を目標値とする電流センサ装置の特性とする。ホール素子10への入力電流が0(A)の時の出力電圧、即ち、オフセット電圧がVoff(V)、入力電流を+I(A)供給したときのゲイン幅が+Vg(V)で出力電圧はVoff+Vg(V)、入力電流を−I(A)供給したときのゲイン幅が−Vg(V)であり、出力電圧はVoff−Vg(V)となるような特性である。
Next, a gain adjustment method and an offset voltage adjustment method for the current sensor device configured as described above will be described.
In FIG. 11, suppose that the current sensor device characteristic has L1 as a target value. The output voltage when the input current to the Hall element 10 is 0 (A), that is, the offset voltage is Voff (V), the gain width when the input current is supplied + I (A) is + Vg (V), and the output voltage is The characteristics are such that Voff + Vg (V), the gain width when the input current is supplied to −I (A) is −Vg (V), and the output voltage is Voff−Vg (V).

電流センサ装置を調整する前の特性が、例えばL2の特性であり、このL2の特性の電流センサ装置に対し、図10に示す第1のトリミング抵抗15をトリミングしてゲインを調整し、また第2のトリミング抵抗16をトリミングしてオフセット電圧を調整することにより、目標値の特性L1となるように調整を実施する。 The characteristic before adjusting the current sensor device is , for example , the characteristic of L2 . For the current sensor device having the characteristic of L2, the gain is adjusted by trimming the first trimming resistor 15 shown in FIG. The trimming resistor 16 is trimmed to adjust the offset voltage, thereby adjusting the target value characteristic L1.

ゲイン調整の方法を説明する。まず、電流未供給時のオフセット電圧Voff1(V)を測定する。次に、電流+I(A)を供給し、差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧がVoff1+Vg(V)となるL3の特性まで、第1のトリミング抵抗15をトリミングする。これでゲイン幅の調整が終了である。   A method of gain adjustment will be described. First, the offset voltage Voff1 (V) when no current is supplied is measured. Next, the first trimming resistor 15 is trimmed to the characteristic of L3 where the output voltage is Voff1 + Vg (V) while supplying the current + I (A) and feeding back the output of the differential amplifier circuit 13. This completes the adjustment of the gain width.

次に、オフセット電圧の調整方法を図12にて説明する。オフセット電圧の調整は、電流未供給の状態で、差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧がVoffとなるL4の特性となるところまで、第2のトリミング抵抗16をトリミングする。これで、電流センサ装置の調整が完了する。しかし、この時、電流センサ装置の出力特性は目標値とする特性L1には一致していない。   Next, a method for adjusting the offset voltage will be described with reference to FIG. The adjustment of the offset voltage is performed by trimming the second trimming resistor 16 until the output voltage becomes L4 characteristics where the output voltage becomes Voff while feeding back the output of the differential amplifier circuit 13 in a state where no current is supplied. This completes the adjustment of the current sensor device. However, at this time, the output characteristic of the current sensor device does not coincide with the characteristic L1 as the target value.

上記のように、従来の電流センサ装置の調整方法においては、ゲイン幅の調整をした後、オフセット電圧がVoff1からVoff2に変化するため、ゲイン幅が+Vgにならないという問題がある。これは、図13に示すように、ホール素子10は、駆動電流を変えることによりオフセット電圧が変わる特性を有しているためである。   As described above, the conventional adjustment method of the current sensor device has a problem that the gain width does not become + Vg because the offset voltage changes from Voff1 to Voff2 after the gain width is adjusted. This is because, as shown in FIG. 13, the Hall element 10 has a characteristic that the offset voltage changes by changing the drive current.

このため、電流センサ装置の調整を終了した後、出力特性を検査する工程において、L1の目標値との差を比較して、許容精度を越えるものについては、電流センサ装置の回路基板を廃却するか、もしくはホール素子10と第1及び第2のトリミング抵抗15,16を交換して再度、トリミングを実施するなど、調整に煩わしさが生じてコストアップの要因となっていた。   For this reason, after the adjustment of the current sensor device is completed, in the step of inspecting the output characteristics, the difference from the target value of L1 is compared, and if the accuracy exceeds the allowable accuracy, the circuit board of the current sensor device is discarded. Or, the adjustment of the Hall element 10 and the first and second trimming resistors 15 and 16 is performed again, and trimming is performed again, resulting in an increase in cost.

ところで、電流センサ回路基板の廃却や部品を置き換えての再トリミングを回避するため、ゲイン幅を調整する前に、ホール素子のオフセット電圧が零になる調整を行い、その後ゲイン幅を調整する方法が提案されている(例えば、特許文献参照)。 By the way , in order to avoid the re-trimming by disposing the current sensor circuit board and replacing the parts, a method of adjusting the offset voltage of the Hall element to zero before adjusting the gain width and then adjusting the gain width Has been proposed (see, for example, Patent Document 2 ).

特開2004−20560号公報(段落0016〜段落0018、図1、図5)JP 2004-20560 A (paragraphs 0016 to 0018, FIGS. 1 and 5) 特開平8−327482号公報(段落0014〜段落0018、図3)JP-A-8-327482 (paragraphs 0014 to 0018, FIG. 3)

上記特許文献に開示された方法によれば、目標値とする電流センサの特性を得ることはできるが、ゲイン調整前に零オフセット調整するための調整工程、その後のゲイン調整工程、最後にオフセット調整工程と、合計3つの調整工程が必要である。従って、高価な調整器を使用する時間が長くなるため、大量生産した場合、調整器の設備能力が不足しやすく、新たな調整器購入が必要となり、やはりコストアップの要因となっていた。 According to the method disclosed in Patent Document 2 , the characteristics of the current sensor as the target value can be obtained, but the adjustment process for adjusting the zero offset before the gain adjustment, the subsequent gain adjustment process, and finally the offset An adjustment process and a total of three adjustment processes are required. Therefore, since the time for using an expensive adjuster becomes long, the equipment capacity of the adjuster tends to be insufficient when mass-produced, and it is necessary to purchase a new adjuster, which also increases the cost.

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、基板の廃却や再トリミングがなく、かつ調整工程も少なくて済む、低コストを目的とした電流センサ装置の調整方法を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, it is not discarded or re-trimming of the substrate, and requires only a adjusting process is small and provide coordination how current sensor device for the purpose of low-cost To do.

この発明に係る電流センサ装置の調整方法は、磁束に応じて抵抗値が変化するホール素子と、上記ホール素子を駆動するための定電圧回路または定電流回路と、上記ホール素子からの出力信号を増幅する増幅回路とを備えた電流センサ装置を、上記増幅回路の出力をフィードバックしながら調整する電流センサ装置の調整方法において、上記電流センサ装置のゲインを調整するときのゲイン調整目標値を、上記ゲインの調整により生じるオフセット電圧の変化量を補正したゲイン調整目標値として調整し、その後、上記オフセット電圧を調整するものである。   An adjustment method of a current sensor device according to the present invention includes a Hall element whose resistance value changes according to magnetic flux, a constant voltage circuit or a constant current circuit for driving the Hall element, and an output signal from the Hall element. In a method of adjusting a current sensor device that adjusts a current sensor device including an amplifier circuit that amplifies while feeding back an output of the amplifier circuit, a gain adjustment target value for adjusting a gain of the current sensor device is The offset voltage change amount caused by the gain adjustment is adjusted as a corrected gain adjustment target value, and then the offset voltage is adjusted.

この発明によれば、基板の廃却や再トリミングの必要がなく、かつ調整工程も少なくて済み、低コスト効果を発揮する電流センサ装置の調整方法を得ることができる。 According to the present invention, there is no need for disposal or re-trimming of the substrate, and adjusting process requires also less, it is possible to obtain the adjustment how the current sensor device exhibits a low cost-effective.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る電流センサ装置の調整方法について好適な実施の形態を説明する。 With reference to the accompanying drawings, illustrating a preferred embodiment with the adjustment how the current sensor apparatus according to the present invention.

実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る電流センサ装置の回路構成図であり、ホール素子1の出力端子b、cに、ランドX,Yが設けられている。このランドX,Yは、ランド間開閉手段2により開閉されるように構成されている。また、ホール素子1の駆動定電流を調整するための第1のトリミング抵抗3が設けられており、この第1のトリミング抵抗3には、後述するように、ゲインの調整により生じるオフセット電圧の変化量を補正したゲイン調整目標値が入力される。また、オフセット電圧を調整するための第2のトリミング抵抗16が設けられている。この第1のトリミング抵抗3は電流センサ装置のゲイン調整手段として機能し、第2のトリミング抵抗16は電流センサ装置のオフセット電圧調整手段として機能する。なお、その他については図10において説明した従来の回路構成図と同様であり、同一符号を付すことにより説明を省略する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of the current sensor device according to the first embodiment, and lands X and Y are provided at the output terminals b and c of the Hall element 1. The lands X and Y are configured to be opened and closed by the inter-land opening / closing means 2. Further, a first trimming resistor 3 for adjusting the driving constant current of the Hall element 1 is provided. The first trimming resistor 3 has a change in offset voltage caused by gain adjustment, as will be described later. The gain adjustment target value with the amount corrected is input. Further, a second trimming resistor 16 for adjusting the offset voltage is provided. The first trimming resistor 3 functions as a gain adjusting unit of the current sensor device, and the second trimming resistor 16 functions as an offset voltage adjusting unit of the current sensor device. The other parts are the same as those in the conventional circuit configuration diagram described in FIG. 10, and the description is omitted by giving the same reference numerals.

実施の形態1に係る電流センサ装置は上記のように構成されており、次に、その調整方法について図1〜図6を用いて説明する。
まず、電流未供給の状態で、ホール素子1の出力端子b、cに接続されたランドX,Y間をランド間開閉手段2により外部で短絡し、零オフセット電圧Voff3を測定すると共に、ランド間開閉手段2を開放してランドX,Y間の短絡を外し、非零オフセット電圧Voff1を測定する。次に、電流+I(A)を供給して、ゲイン調整前のゲイン幅Vg1を測定する。これらの測定を実施した様子を図2及び図3に示している。
The current sensor device according to the first embodiment is configured as described above. Next, an adjustment method thereof will be described with reference to FIGS.
First, in a state in which no current is supplied, the lands X and Y connected to the output terminals b and c of the Hall element 1 are short-circuited externally by the inter-land opening / closing means 2, and the zero offset voltage Voff3 is measured. The switching means 2 is opened to remove the short circuit between the lands X and Y, and the non-zero offset voltage Voff1 is measured. Next, a current + I (A) is supplied, and the gain width Vg1 before gain adjustment is measured. FIGS. 2 and 3 show how these measurements were performed.

ここで、非零オフセット電圧Voff1と零オフセット電圧Voff3の値に差があるのは、前述したとおりホール素子1にオフセット電圧があるためである。ホール素子1のオフセット電圧は、一般的に駆動電流と比例関係にある。零オフセット電圧Voff3と非零オフセット電圧Voff1の電圧差は、ゲイン調整前の駆動電流における、ホール素子1のオフセット電圧×差動増幅回路13のゲインとなっている。   Here, there is a difference between the values of the non-zero offset voltage Voff1 and the zero offset voltage Voff3 because the Hall element 1 has an offset voltage as described above. The offset voltage of the Hall element 1 is generally proportional to the drive current. The voltage difference between the zero offset voltage Voff3 and the non-zero offset voltage Voff1 is the offset voltage of the Hall element 1 multiplied by the gain of the differential amplifier circuit 13 in the drive current before gain adjustment.

ここで、電流センサ装置の第1のトリミング抵抗3を調整してゲインを変化させることによるオフセット電圧の変化量の計算について、図4を用いて説明する。   Here, calculation of the amount of change in the offset voltage by changing the gain by adjusting the first trimming resistor 3 of the current sensor device will be described with reference to FIG.

図1に示す回路構成において、ゲインを調整するとホール素子1の駆動電流が変わるため、ホール素子1のオフセット電圧が変化する。ホール素子1のオフセット電圧と駆動電流は比例関係にあり、また駆動電流と調整ゲイン幅も比例関係にあるため、結果、調整ゲイン幅とホール素子1のオフセット電圧も比例関係となる。そのため、ゲイン調整後におけるホール素子1のオフセット電圧の変化による電流センサ装置のオフセット電圧変化量は、次の(1)式で計算することができる。
ゲイン調整前後の電流センサ装置のオフセット電圧変化量=
目標ゲインVg÷調整前ゲインVg1×(零オフセット電圧Voff3−非零オフセ
ット電圧Voff1) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
よって、ゲイン調整後のオフセット電圧Voff2は、次の(2)式で計算される。
ゲイン調整後のオフセット電圧Voff2=
目標ゲインVg ÷ 調整前ゲインVg1×(零オフセット電圧Voff3−非零オフ
セット電圧Voff1)+非零オフセット電圧Voff1 ・・・・・(2)
In the circuit configuration shown in FIG. 1, when the gain is adjusted, the drive current of the Hall element 1 changes, so that the offset voltage of the Hall element 1 changes. The offset voltage of the Hall element 1 and the drive current are in a proportional relationship, and the drive current and the adjustment gain width are also in a proportional relationship. As a result, the adjustment gain width and the offset voltage of the Hall element 1 are also in a proportional relationship. Therefore, the amount of change in the offset voltage of the current sensor device due to the change in the offset voltage of the Hall element 1 after gain adjustment can be calculated by the following equation (1).
Amount of change in offset voltage of current sensor device before and after gain adjustment =
Target gain Vg ÷ pre-adjustment gain Vg1 x (zero offset voltage Voff3-non-zero offset voltage Voff1) (1)
Therefore, the offset voltage Voff2 after gain adjustment is calculated by the following equation (2).
Offset voltage Voff2 after gain adjustment =
Target gain Vg ÷ pre-adjustment gain Vg1 × (zero offset voltage Voff3−nonzero offset voltage Voff1) + nonzero offset voltage Voff1 (2)

上記計算でゲイン調整後のオフセット電圧Voff2が分かるので、ゲイン調整は+I(A)の電流を供給し、差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧が
「ゲイン調整後のオフセット電圧Voff2+目標ゲインVg」となるところまで、第1のトリミング抵抗3をトリミングすればよい。この様子を図5に示す。この方法をとれば、ゲイン幅が正確に目標ゲインVgとなる特性L3となる。これでゲイン調整完了する。
Since the offset voltage Voff2 after gain adjustment can be found from the above calculation, the gain adjustment supplies a current of + I (A) and feeds back the output of the differential amplifier circuit 13, while the output voltage is “offset voltage Voff2 + after gain adjustment”. The first trimming resistor 3 may be trimmed until the target gain Vg is reached. This is shown in FIG. If this method is adopted, the characteristic L3 is obtained such that the gain width is accurately the target gain Vg. This completes the gain adjustment.

次に、オフセット電圧を調整する。オフセット電圧の調整は、電流未供給の状態で差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧がVoffとなるところまで、第2のトリミング抵抗16をトリミングする。この様子を図6に示す。ゲインの調整、及びオフセット電圧の調整が完了した特性は、目標値とする特性L1に一致する。   Next, the offset voltage is adjusted. The offset voltage is adjusted by trimming the second trimming resistor 16 until the output voltage becomes Voff while feeding back the output of the differential amplifier circuit 13 in a state where no current is supplied. This is shown in FIG. The characteristics for which the gain adjustment and the offset voltage adjustment have been completed coincide with the target characteristic L1.

なお、上記実施の形態1においては、ホール素子1の出力端子b、cに設けられたランドX,Y間をランド間開閉手段2により開閉する構成について図示説明したが、ランドX,Y間はランド間開閉手段2を用いなくても、他の手段、例えば人的操作により、開閉しても良く、設計的変更は可能である。   In the first embodiment, the configuration in which the lands X and Y provided at the output terminals b and c of the Hall element 1 are opened and closed by the inter-land opening / closing means 2 is illustrated and described. Even if the inter-land opening / closing means 2 is not used, it may be opened / closed by other means, for example, by human operation, and the design can be changed.

以上のように、実施の形態1に係る電流センサ装置の調整方法によれば、調整後の特性を目標値とする特性L1に調整でき、目標特性から外れることがなくなる。従って、電流センサ基板を廃却したり、部品を載せ変えて再調整する必要がなく、また、前記特許文献1による方法と比べても、零オフセット電圧に設定するための調整工程がなく、従来と同じ2回の調整で済み設備能力を大きく取れるため、低コスト化に寄与できる効果がある。 As described above, according to the adjustment how the current sensor apparatus according to the first embodiment, to adjust the properties after the adjustment to the characteristic L1 to the target value, it is not necessary to deviate from the target characteristic. Therefore, there is no need to dispose of the current sensor board or re-adjustment by replacing parts, and there is no adjustment step for setting the zero offset voltage as compared with the method according to Patent Document 1. The same two adjustments can be used, and the equipment capacity can be greatly increased, which contributes to cost reduction.

実施の形態2.
次に、実施の形態2に係る電流センサ装置の調整方法について図7〜図9を用いて説明する。図7は実施の形態2に係る電流センサ装置の回路構成図であり、実施の形態1で説明した第1及び第2のトリミング抵抗を使用する代わりに、EEPROMと8ビットR−2Rラダー抵抗を用いたデジタルトリミングの構成としたものである。
Embodiment 2. FIG.
Will now be described with reference to FIGS about the adjustment how the current sensor apparatus according to the second embodiment. FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the current sensor device according to the second embodiment. Instead of using the first and second trimming resistors described in the first embodiment, an EEPROM and an 8-bit R-2R ladder resistor are used. This is a digital trimming configuration used.

符号70はEEPROMを示し、符号71はゲイントリミング部を示している。ゲイントリミング部71は第1の8ビットR−2Rラダー抵抗72とオペアンプ73より構成されている。また、符号74はオフセットトリミング部を示し、このオフセットトリミング部74は第2の8ビットR−2Rラダー抵抗75とオペアンプ76より構成されている。   Reference numeral 70 denotes an EEPROM, and reference numeral 71 denotes a gain trimming unit. The gain trimming unit 71 includes a first 8-bit R-2R ladder resistor 72 and an operational amplifier 73. Reference numeral 74 denotes an offset trimming unit. The offset trimming unit 74 includes a second 8-bit R-2R ladder resistor 75 and an operational amplifier 76.

実施の形態1において第1及び第2のトリミング抵抗が実装されていた個所には、抵抗値が固定されている薄膜抵抗Ri,Roを用いている。なお、抵抗14は実施の形態1と同様にホール素子1のゲイン温度特性を補正するための抵抗であり、その他の構成についても実施の形態1と同様であるので、同一符号を付すことにより説明を省略する。   The thin film resistors Ri and Ro whose resistance values are fixed are used in places where the first and second trimming resistors are mounted in the first embodiment. The resistor 14 is a resistor for correcting the gain temperature characteristic of the Hall element 1 as in the first embodiment, and the other components are the same as those in the first embodiment. Is omitted.

実施の形態2に係る電流センサ装置は上記のように構成されており、実装されているホール素子1は、予めホール素子単体で駆動電流とオフセット電圧の関係が図8に示すように取得されている。ホール素子単体でオフセット電圧を測定する時の駆動電流は、図7に示す回路構成におけるゲイン調整前のホール素子駆動電流としている。ゲイン調整前のホール素子駆動電流は、ゲイントリミング部71の8ビットの初期データを例えばFFhとすれば、次の(3)式の計算で求めることが出来る。
ゲイン調整前駆動電流=
Vcc×255÷256×(R2+Rr)÷(R1+R2+Rr)÷Ri ・・(3)
ここで、抵抗値R1,R2,Riは、抵抗値が固定されている薄膜抵抗を使用することにより、抵抗値精度が良いため、駆動電流を精度良く計算することが可能である。なお、レーザトリミング抵抗は初期抵抗値バラツキが大きく、駆動電流が精度良く計算できないため、デジタルトリミング構成とするのが望ましい。
The current sensor device according to the second embodiment is configured as described above, and the mounted Hall element 1 is obtained by previously obtaining the relationship between the drive current and the offset voltage as shown in FIG. Yes. The drive current when measuring the offset voltage with the Hall element alone is the Hall element drive current before gain adjustment in the circuit configuration shown in FIG. The Hall element drive current before gain adjustment can be obtained by the calculation of the following equation (3), assuming that the 8-bit initial data of the gain trimming unit 71 is FFh, for example.
Drive current before gain adjustment =
Vcc × 255 ÷ 256 × (R2 + Rr) ÷ (R1 + R2 + Rr) ÷ Ri (3)
Here, since the resistance values R1, R2, and Ri have good resistance value accuracy by using thin film resistors having fixed resistance values, it is possible to calculate the driving current with high accuracy. The laser trimming resistor has a large initial resistance value variation, and the drive current cannot be calculated with high accuracy. Therefore, the digital trimming configuration is desirable.

次に、電流センサ装置の調整方法について説明する。目標とする特性は、実施の形態1と同じ図2,図3の特性L1とする。
まず、電流未供給の状態にて、オフセット電圧Voff1を測定する。次に、+I(A)の電流を供給し、ゲイン調整前のゲイン幅Vg1を測定する。
Next, a method for adjusting the current sensor device will be described. The target characteristic is the same characteristic L1 in FIGS. 2 and 3 as in the first embodiment.
First, the offset voltage Voff1 is measured in a state where no current is supplied. Next, a current of + I (A) is supplied, and the gain width Vg1 before gain adjustment is measured.

ここで、ゲイン調整後のオフセット電圧の変化量を計算する。図7の回路構成において、ゲインを調整するとホール素子駆動電流が変わるので、ホール素子1のオフセット電圧が変化する。調整ゲイン幅とホール素子1のオフセット電圧は前述のとおり比例関係にあるため、ゲイン調整後のホール素子1のオフセット電圧Vhoff2は次の(4)式にて計算できる。
ゲイン調整後のホール素子1のオフセット電圧Vhoff2=
Vhoff1×Vg÷Vg1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
ここで、Vhoff1は、ゲイン調整前駆動電流におけるホール素子単体で測定したオフセット電圧である。
Here, the amount of change in the offset voltage after gain adjustment is calculated. In the circuit configuration of FIG. 7, when the gain is adjusted, the Hall element drive current changes, so that the offset voltage of the Hall element 1 changes. Since the adjustment gain width and the offset voltage of the Hall element 1 are in a proportional relationship as described above, the offset voltage Vhoff2 of the Hall element 1 after gain adjustment can be calculated by the following equation (4).
The offset voltage Vhoff2 of the Hall element 1 after gain adjustment =
Vhoff1 × Vg ÷ Vg1 (4)
Here, Vhoff1 is an offset voltage measured with the Hall element alone in the drive current before gain adjustment.

差動増幅回路14のゲインをGとすれば、ゲイン調整後のオフセット電圧Voff2は、次の(5)式により計算できる。
Voff2=Voff1−Vhoff1×G+Vhoff1×G ・・・(5)
If the gain of the differential amplifier circuit 14 is G, the offset voltage Voff2 after gain adjustment can be calculated by the following equation (5).
Voff2 = Voff1−Vhoff1 × G + Vhoff1 × G (5)

上記計算でゲイン調整後のオフセット電圧Voff2が分かるので、ゲイン調整は+I(A)の電流を供給し、差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧がVoff2+Vgとなるところまで、EEPROM70に書き込むゲイントリミング部71のデータを、初期FFhから下げていけばよい。この様子を図9に示す。このようにすれば、ゲイン幅が正確にVgとなる特性L3となる。これでゲインの調整が完了する。   Since the offset voltage Voff2 after gain adjustment is found from the above calculation, the gain adjustment supplies the current of + I (A) and feeds back the output of the differential amplifier circuit 13 until the output voltage becomes Voff2 + Vg. The data of the gain trimming unit 71 to be written may be lowered from the initial FFh. This is shown in FIG. In this way, the characteristic L3 has a gain width of exactly Vg. This completes the gain adjustment.

次に、オフセット電圧を調整する。オフセット電圧の調整は、電流未供給の状態で、差動増幅回路13の出力をフィードバックしながら、出力電圧がVoffとなるところまで、EEPROM70に書き込むオフセットトリミング部74のデータを変えればよい。この様子を図6に示す。ゲイン調整及びオフセット調整が完了した特性は、目標値とする特性L1となる。   Next, the offset voltage is adjusted. The adjustment of the offset voltage may be performed by changing the data of the offset trimming unit 74 written in the EEPROM 70 until the output voltage becomes Voff while feeding back the output of the differential amplifier circuit 13 in a state where current is not supplied. This is shown in FIG. The characteristic for which the gain adjustment and the offset adjustment are completed is a characteristic L1 that is a target value.

以上のように、実施の形態2に係る電流センサ装置の調整方法によれば、調整後の特性を目標値とする特性L1に出来るため、従来例のように、目標特性から外れた場合に電流センサ基板を廃却したり、部品を載せ変えて再調整する必要がなく、また、前記特許文献1による方法と比べて調整工程も2回で済むので低コスト化に寄与できる効果がある。 As described above, according to the adjustment how the current sensor apparatus according to the second embodiment, since the possible characteristic after adjustment to the characteristic L1 to the target value, as in the conventional example, when the off-target properties There is no need to dispose of the current sensor substrate or re-adjusting the parts, and the adjustment process is only twice as compared with the method according to Patent Document 1, so that the cost can be reduced.

この発明は、低コストを目的とした電流センサ装置の調整方法に利用できる。 This invention can be utilized to adjust how the current sensor device for the purpose of low cost.

この発明の実施の形態1に係る電流センサ装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る電流センサ装置の零オフセット電圧と非零オフセット電圧を示す図である。It is a figure which shows the zero offset voltage and nonzero offset voltage of the current sensor apparatus which concern on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る電流センサ装置のゲイン調整前のゲイン幅を示す図である。It is a figure which shows the gain width before gain adjustment of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態1に係る電流センサ装置のゲイン調整によるオフセット電圧変化量の計算を説明する図である。It is a figure explaining calculation of the amount of change of offset voltage by gain adjustment of the current sensor apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る電流センサ装置のゲイン調整時の目標電圧とゲイン調整後の特性の説明図である。It is explanatory drawing of the target voltage at the time of gain adjustment of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and the characteristic after gain adjustment. この発明の実施の形態1及び実施の形態2に係る電流センサ装置のオフセット調整の説明図である。It is explanatory drawing of offset adjustment of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 1 and Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る電流センサ装置の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る電流センサ装置のゲイン調整によるオフセット電圧変化量の計算の説明図である。It is explanatory drawing of calculation of the offset voltage variation | change_quantity by the gain adjustment of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る電流センサ装置のゲイン調整時の目標電圧とゲイン調整後の特性の説明図である。It is explanatory drawing of the target voltage at the time of gain adjustment of the current sensor apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention, and the characteristic after gain adjustment. 従来から使用されている電流センサ装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the current sensor apparatus currently used conventionally. 従来のゲイン調整時の目標電圧とゲイン調整後の特性の説明図である。It is explanatory drawing of the characteristic after the target voltage and gain adjustment at the time of the conventional gain adjustment. 従来のオフセット調整と調整完了後の特性の説明図である。It is explanatory drawing of the characteristic after the conventional offset adjustment and adjustment completion. ホール素子のオフセット電圧と駆動電流の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the offset voltage of a Hall element, and a drive current.

符号の説明Explanation of symbols

1,10 ホール素子
2 ランド間開閉手段
3,15 第1のトリミング抵抗
11 オペアンプ
12 トランジスタ
13 差動増幅回路
14 抵抗
16 第2のトリミング抵抗
VCC 定電圧電源
X,Y ランド
L1 目標とする特性
L2 ゲイン調整前の特性
L3 ゲイン調整後の特性
L4 ゲイン/オフセット調整後の特性
Voff 目標とする特性のオフセット電圧
Voff1 ゲイン調整前のオフセット電圧(非零オフセット電圧)
Voff2 ゲイン調整後のオフセット電圧
Voff3 ホール素子出力ショート時のオフセット電圧(零オフセット電圧)
Vg 目標とする特性の+I(A)供給したときのゲイン幅
Vg1 ゲイン調整前の+I(A)供給したときのゲイン幅
Vhoff1 ゲイン調整前駆動電流でのホール素子のオフセット電圧
Vhoff2 ゲイン調整後駆動電流でのホール素子のオフセット電圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 Hall element 2 Land switching means 3,15 1st trimming resistor 11 Operational amplifier 12 Transistor 13 Differential amplifier circuit 14 Resistor 16 2nd trimming resistor VCC Constant voltage power supply X, Y Land L1 Target characteristic L2 Gain Characteristic L3 before adjustment Characteristic L4 after gain adjustment Characteristic Voff after gain / offset adjustment Offset voltage Voff1 of target characteristic Offset voltage before gain adjustment (non-zero offset voltage)
Voff2 Offset voltage after gain adjustment Voff3 Offset voltage when Hall element output is short (zero offset voltage)
Vg Gain width Vg1 when + I (A) is supplied as a target characteristic Gain width Vhoff1 when + I (A) is supplied before gain adjustment Offset voltage Vhoff2 of Hall element at drive current before gain adjustment Drive current after gain adjustment Hall element offset voltage at

Claims (6)

磁束に応じて抵抗値が変化するホール素子と、上記ホール素子を駆動するための定電圧回路または定電流回路と、上記ホール素子からの出力信号を増幅する増幅回路とを備えた電流センサ装置を、上記増幅回路の出力をフィードバックしながら調整する電流センサ装置の調整方法において、
上記電流センサ装置のゲインを調整するときのゲイン調整目標値を、上記ゲインの調整により生じるオフセット電圧の変化量を補正したゲイン調整目標値として調整し、その後、上記オフセット電圧を調整することを特徴とする電流センサ装置の調整方法。
A current sensor device comprising: a Hall element whose resistance value changes according to magnetic flux; a constant voltage circuit or a constant current circuit for driving the Hall element; and an amplifier circuit for amplifying an output signal from the Hall element. In the adjustment method of the current sensor device that adjusts while feeding back the output of the amplifier circuit,
The gain adjustment target value when adjusting the gain of the current sensor device is adjusted as a gain adjustment target value obtained by correcting the amount of change in the offset voltage caused by the gain adjustment, and then the offset voltage is adjusted. A method for adjusting the current sensor device.
上記ゲインの調整により生じるオフセット電圧の変化量は、上記ホール素子の出力端子間を短絡させて測定した零オフセット電圧と、上記ホール素子の出力端子間を短絡させないで測定した非零オフセット電圧と、上記ゲインの調整前に測定した未調整時ゲイン幅、及び目標ゲイン幅を用いて計算されることを特徴とする請求項1記載の電流センサ装置の調整方法。   The amount of change in the offset voltage caused by adjusting the gain is a zero offset voltage measured by short-circuiting between the output terminals of the Hall element, and a non-zero offset voltage measured without short-circuiting between the output terminals of the Hall element, 2. The method of adjusting a current sensor device according to claim 1, wherein the adjustment is performed using an unadjusted gain width measured before the gain adjustment and a target gain width. 上記計算は、目標ゲイン幅÷未調整ゲイン幅×(零オフセット電圧−非零オフセット電圧)であることを特徴とする請求項2記載の電流センサ装置の調整方法。   3. The method of adjusting a current sensor device according to claim 2, wherein the calculation is target gain width / unadjusted gain width × (zero offset voltage−non-zero offset voltage). 上記ゲインの調整により生じるオフセット電圧の変化量は、予め、上記ホール素子を単体で測定して得た値を用いることを特徴とする請求項1記載の電流センサ装置の調整方法。   2. The method of adjusting a current sensor device according to claim 1, wherein a value obtained by previously measuring the Hall element alone is used as the amount of change in the offset voltage caused by the gain adjustment. (削除) (Delete) (削除) (Delete)
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