JP4590395B2 - 電流センサおよび電流センサのオフセット除去方法 - Google Patents
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Description
(1)本発明は、ホール素子を用いた電流センサであって、ホール素子に極性を切り換えて電源を供給し、前記ホール素子から出力されるセンサ信号を抽出するセンサ信号抽出手段と、前記センサ信号を前記切り換えられる電源の極性に対応して、サンプルホールドするサンプルホールド手段と、該サンプルホールド手段により得られる正の極性に対応したサンプルホールド信号と負の極性に対応したサンプルホールド信号とを加算してオフセットを抽出するオフセット抽出手段と、前記センサ信号抽出手段から抽出した前記センサ信号と該センサ信号を反転させた信号から前記オフセット抽出手段において抽出されたオフセットを除去した双方の信号を合成して連続的な波形をなす出力信号を生成する出力信号生成手段と、を備えたことを特徴とする電流センサを提案している。
なお、本実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、本実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
図1は、本実施形態に係る電流センサの回路構成を示している。
図1に示すように、スイッチ回路網2は、4つのスイッチSa、Sb、Sc、Sdからなっている。スイッチSaは、一端が定電流源1に、他端がホール素子3の電流端子3aに接続され、スイッチSbは、一端がグランドに、他端がホール素子3の電流端子3aに接続され、スイッチScは、一端が定電流源1に、他端がホール素子3の電流端子3bに接続され、スイッチSdは、一端がグランドに、他端がホール素子3の電流端子3bに接続されている。
まず、ホール素子3にリファレンス信号として、図5(1)に示す信号を入力する。スイッチ回路網2は、図示しない制御部のコントロールにより、所定の周期で、定電流源1からの電流の極性を切り替えてホール素子3の電流端子3a、3bに電流を供給する。ホール素子3は、供給される電流の極性に応じた出力信号(HE+、HE−)をホール端子3c、3dから差動増幅器4に出力する。
図2は、第1の実施形態の変形例に係る電流センサの回路構成を示している。
第1の実施形態との相違点は、第1の実施形態に係るスイッチ回路網11をダイオードD1、ダイオードD2からなるダイオードアレーに置き換えた点にある。なお、差動増幅器4のゲインについては、適切なゲインに設定されているものとする。
図3は、本実施形態に係る電流センサの回路構成を示している。
なお、第1の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同一の機能を有するものであるため、詳細な説明は省略する。また、差動増幅器4のゲインについては、適切なゲインに設定されているものとする。
図4は、本実施形態に係る電流センサの回路構成を示している。
なお、第1の実施形態および第2の実施形態と同一の符号を付す構成要素については、同一の機能を有するものであるため、詳細な説明は省略する。また、差動増幅器4のゲインについては、適切なゲインに設定されているものとする。
Claims (6)
- ホール素子を用いた電流センサであって、
ホール素子に極性を切り換えて電源を供給し、前記ホール素子から出力されるセンサ信号を抽出するセンサ信号抽出手段と、
前記センサ信号を前記切り換えられる電源の極性に対応して、サンプルホールドするサンプルホールド手段と、
該サンプルホールド手段により得られる正の極性に対応したサンプルホールド信号と負の極性に対応したサンプルホールド信号とを加算してオフセットを抽出するオフセット抽出手段と、
前記センサ信号抽出手段から抽出した前記センサ信号と該センサ信号を反転させた信号から前記オフセット抽出手段において抽出されたオフセットを除去した双方の信号を合成して連続的な波形をなす出力信号を生成する出力信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする電流センサ。 - 前記出力信号生成手段が、2つのスイッチを有するスイッチ回路網を備え、該スイッチ回路網の2つのスイッチを前記電源の切換周期に応じて、交互に閉状態とすることにより、前記双方の信号を合成して連続的な波形をなす出力信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
- 前記出力信号生成手段が、前記双方の信号をそれぞれ半波整流するダイオードを備え、該ダイオードにより半波整流された信号を合成して連続的な波形をなす出力信号を生成することを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
- ホール素子を用いた電流センサであって、
ホール素子に極性を切り換えて電源を供給し、前記ホール素子から出力されるセンサ信号を抽出するセンサ信号抽出手段と、
切り換えられる電源の極性に対応して、前記センサ信号をサンプルホールドし、正の極性に対応した第1のサンプルホールド信号と負の極性に対応した第2のサンプルホールド信号とを生成するサンプルホールド回路と、
前記第1のサンプルホールド信号と第2のサンプルホールド信号とを加算し、オフセットを抽出するオフセット抽出手段と、
前記第1のサンプルホールド信号から前記オフセットを除去した第1の信号と前記第2のサンプルホールド信号を反転した信号から前記オフセットを除去した第2の信号とを合成して連続的な波形をなす出力信号を生成する出力信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする電流センサ。 - 前記出力信号生成手段が、2つのスイッチを有するスイッチ回路網を備え、該スイッチ回路網の2つのスイッチを前記電源の切換周期に応じて、交互に閉状態とすることにより、前記第1の信号と第2の信号とを合成して連続的な波形をなす出力信号を生成することを特徴とする請求項5に記載の電流センサ。
- ホール素子を用いた電流センサのオフセット除去方法であって、
ホール素子に極性を切り換えて電源を供給し、前記ホール素子から出力されるセンサ信号を抽出する第1のステップと、
該抽出したセンサ信号を前記切り換えられる電源の極性に対応して、サンプルホールドし、その結果得られる正の極性に対応したサンプルホールド信号と負の極性に対応したサンプルホールド信号とを加算してオフセットを抽出する第2のステップと、
前記抽出したセンサ信号と該センサ信号を反転させた信号から前記オフセットを除去した双方の信号を合成して連続的な波形をなす出力信号を生成する第3のステップと、
を有することを特徴とする電流センサのオフセット除去方法。
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