JP4623289B2 - 電流センサ - Google Patents
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Description
1次側 被測定電流=200(A)、巻き数N1=1(ターン)
2次側 出力電流=0.05(A)、巻き数N2=4,000(ターン)
となる。
V(drop)=50(Ω)×0.05(A)=2.5(V)
また、(N2の抵抗)+(検出抵抗)=50+40=90(Ω)となるから、
合計の電圧ドロップ=90(Ω)×0.05(A)=4.5(V)
となってしまい、上記表1の(b)の結果となる。しかし、上記表1(b)の出力電圧は、単電源電圧Vcc=5Vであるから、演算増幅器出力の能動範囲が0.5〜4.5Vとすれば、不可能であり、0A付近では出力があるが、−200A+200A付近では出力が飽和してしまい、正常な出力を示さなくなってしまうという欠点があった。
単電源で作動し、1次側被測定電流が貫通しかつ2次側出力巻線が設けられた磁心と、前記磁心のギャップ内に配置された磁気検出素子と、前記磁気検出素子の出力電圧が印加される負帰還用の第1差動増幅回路とを有し、前記1次側被測定電流が流れた時に、前記磁気検出素子の出力電圧がゼロとなるように、前記第1差動増幅回路の出力電流を前記2次側出力巻線に流す電流センサであって、
前記第1差動増幅回路の出力端子に前記2次側出力巻線と検出抵抗とが直列に接続されていて、
前記検出抵抗の一方の端子であって前記第1差動増幅回路寄りの端子に反転入力端子が接続され、前記検出抵抗の他方の端子に非反転入力端子が接続された第2差動増幅回路を備え、
前記第2差動増幅回路への差動入力がゼロのとき、前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧が、前記単電源の電圧を分圧した電圧となり、
前記検出抵抗と前記2次側出力巻線との直列接続の一方の端子であって前記第1差動増幅回路の出力端子と反対側の端子は、前記第2差動増幅回路の出力端子と同電位であり、
前記検出抵抗の両端の電圧をセンサ出力電圧とすることを特徴としている。
単電源で作動し、1次側被測定電流が貫通しかつ2次側出力巻線が設けられた磁心と、前記磁心のギャップ内に配置された磁気検出素子と、前記磁気検出素子の出力電圧が印加される負帰還用の第1差動増幅回路とを有し、前記1次側被測定電流が流れた時に、前記磁気検出素子の出力電圧がゼロとなるように、前記第1差動増幅回路の出力電流を前記2次側出力巻線に流す電流センサであって、
前記2次側出力巻線の一方の端子であって前記第1差動増幅回路寄りの端子に反転入力端子が接続され、前記2次側出力巻線の他方の端子に非反転入力端子が接続された第2差動増幅回路を備え、
前記第2差動増幅回路への差動入力がゼロのとき、前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧が、前記単電源の電圧を分圧した電圧となり、
前記第2差動増幅回路の出力端子と前記2次側出力巻線の前記他方の端子との間に負荷を接続して、前記第2差動増幅回路の出力端子と前記2次側出力巻線の前記他方の端子との間の電圧をセンサ出力電圧とすることを特徴としている。
1次側被測定電流が貫通する磁心に対して1個の2次側出力巻線を設ければ足り、2個の出力巻線が必要な特許文献1の場合と比較して、小型化できる。そして、単電源動作であっても、1個の2次側出力巻線だけで、両極性の被測定電流をセンサ出力電圧の基準電位となるコモン・グランド(COM.GND)を基準として、センサ出力電圧が正又は負となることにより、1次側被測定電流の向きを判別可能となる。
電源電圧が比較的低電圧(例えば+5V単電源)の場合に、2次側出力巻線の巻き数が多く使用導線の長さが長くなって直流抵抗が無視できない大きさとなっても、前記コモン・グランドが電源グランド(電源GND)に対して自動的に電源電圧が不足しないように変化するため、電源電圧の低電圧化が可能である。
(i) センサ出力はコモン・グランドを基準として出力されるため、電源グランドを基準とした高精度で高価な基準電源を必要とせず、ローコスト化が可能である。
(ii) 電源グランドを基準としたセンサ出力及びコモン・グランドの2出力をA/D変換し、(センサ出力−電源グランド)−(コモン・グランド−電源グランド)=センサ出力−コモン・グランドの演算を行う構成とした場合、センサ出力とコモン・グランドに重畳するコモンモードノイズを減算時にキャンセルでき、ノイズ低減が可能である。
特許文献1の従来例では2個の出力巻線が必要なため、図9(b)に示すように、巻線断面積が2S1であったのが、本実施の形態では出力巻線は1個で済み、図9(a)のように巻線断面積はS1となり、断面積を1/2に小型化できる。1個の2次側出力巻線だけで、両極性の1次側被測定電流をCOM.GNDを基準として、センサ出力電圧が正又は負となることにより、前記被測定電流の向きを判別可能となる。
電源電圧が比較的低電圧(本例では+5V単電源)の場合、2次側出力巻線が4,000ターンと巻き数が非常に多くなり、銅線の長さが長くなることにより、直流抵抗が例えば50Ωと大きくなるが、COM.GND電位が電源GNDに対して自動的に電源電圧が不足しないように変化するため、電源電圧の低電圧化が可能である。
センサ出力電圧はCOM.GNDを基準として出力されるため、電源GNDを基準とした高精度で高価な基準電源を必要とせず、ローコスト化が可能である。
(センサ出力端子電位−電源GND)−(COM.GND−電源GND)=センサ出力端子電位−COM.GND=センサ出力電圧
をデジタル値で算出している。この場合にも、図4のセンサ出力特性が得られる。
(センサ出力端子電位−電源GND)−(COM.GND−電源GND)=センサ出力端子電位−COM.GND
の演算をCPU40で行い、差動出力するため、センサ出力端子電位とCOM.GNDにそれぞれ重畳しているコモンモードノイズを減算時にキャンセルでき、ノイズ低減化が可能である。
2 磁心カバー
3 ホール素子
5 単電源
10 負帰還用差動増幅回路
20,20A 差動増幅回路
30 インピーダンス変換器
40 CPU
41,42 A/D変換器
G エアギャップ
L1 電線
L2 2次側出力巻線
OP1,OP2,OP2A,OP3 演算増幅器
R1〜R6 抵抗
RL 検出抵抗
Rs 直流抵抗成分
Claims (6)
- 単電源で作動し、1次側被測定電流が貫通しかつ2次側出力巻線が設けられた磁心と、前記磁心のギャップ内に配置された磁気検出素子と、前記磁気検出素子の出力電圧が印加される負帰還用の第1差動増幅回路とを有し、前記1次側被測定電流が流れた時に、前記磁気検出素子の出力電圧がゼロとなるように、前記第1差動増幅回路の出力電流を前記2次側出力巻線に流す電流センサであって、
前記第1差動増幅回路の出力端子に前記2次側出力巻線と検出抵抗とが直列に接続されていて、
前記検出抵抗の一方の端子であって前記第1差動増幅回路寄りの端子に反転入力端子が接続され、前記検出抵抗の他方の端子に非反転入力端子が接続された第2差動増幅回路を備え、
前記第2差動増幅回路への差動入力がゼロのとき、前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧が、前記単電源の電圧を分圧した電圧となり、
前記検出抵抗と前記2次側出力巻線との直列接続の一方の端子であって前記第1差動増幅回路の出力端子と反対側の端子は、前記第2差動増幅回路の出力端子と同電位であり、
前記検出抵抗の両端の電圧をセンサ出力電圧とすることを特徴とする電流センサ。 - 前記第2差動増幅回路の出力端子がインピーダンス変換器の入力端子に接続され、前記インピーダンス変換器の出力端子と前記第1差動増幅回路の出力端子との間に前記検出抵抗と前記2次側出力巻線とが直列に接続されていることを特徴とする請求項1記載の電流センサ。
- 前記検出抵抗の前記一方の端子の電圧のアナログ値、及び前記検出抵抗の前記他方の端子の電圧のアナログ値をそれぞれデジタル値に変換し、演算器により前記一方の端子の電圧のデジタル値と前記他方の端子の電圧のデジタル値とを減算処理して前記センサ出力電圧のデジタル値を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の電流センサ。
- 単電源で作動し、1次側被測定電流が貫通しかつ2次側出力巻線が設けられた磁心と、前記磁心のギャップ内に配置された磁気検出素子と、前記磁気検出素子の出力電圧が印加される負帰還用の第1差動増幅回路とを有し、前記1次側被測定電流が流れた時に、前記磁気検出素子の出力電圧がゼロとなるように、前記第1差動増幅回路の出力電流を前記2次側出力巻線に流す電流センサであって、
前記2次側出力巻線の一方の端子であって前記第1差動増幅回路寄りの端子に反転入力端子が接続され、前記2次側出力巻線の他方の端子に非反転入力端子が接続された第2差動増幅回路を備え、
前記第2差動増幅回路への差動入力がゼロのとき、前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧が、前記単電源の電圧を分圧した電圧となり、
前記第2差動増幅回路の出力端子と前記2次側出力巻線の前記他方の端子との間に負荷を接続して、前記第2差動増幅回路の出力端子と前記2次側出力巻線の前記他方の端子との間の電圧をセンサ出力電圧とすることを特徴とする電流センサ。 - 前記2次側出力巻線の前記他方の端子の電圧のアナログ値、及び前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧のアナログ値をそれぞれデジタル値に変換し、演算器により前記2次側出力巻線の前記他方の端子の電圧のデジタル値と前記第2差動増幅回路の出力端子の電圧のデジタル値とを減算処理して前記センサ出力電圧のデジタル値を算出することを特徴とする請求項4記載の電流センサ。
- 前記単電源の両端子間に直列に接続された2つの抵抗を備え、当該2つの抵抗の接続点の電圧が前記第2差動増幅回路に加えられ、前記第2差動増幅回路は差動入力がゼロのときに出力端子の電圧が前記2つの抵抗の接続点の電圧と一致する、請求項1から5のいずれかに記載の電流センサ。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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