JP5733532B2 - Magnetic sensor - Google Patents
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Description
本発明は、ホールIC等の磁気検出素子を用いた磁気センサに関する。 The present invention relates to a magnetic sensor using a magnetic detection element such as a Hall IC.
磁気センサは、例えば移動体の位置や電流の非接触検出に用いられる。こうした磁気センサは磁気検出素子として例えばホールICを備える。ホールICの中には、磁気感度(ゲイン)や零磁場電圧などの特性(パラメータ)を調節(プログラミング)できるものもあり、プログラマブルリニアホールICなどと呼ばれている。下記特許文献1は、プログラム可能な集積回路であるホール効果装置を電流センサに用いている。この電流センサにおいては、プログラミング専用のコネクタがケースの外側に導かれる。 The magnetic sensor is used, for example, for non-contact detection of the position of a moving body or current. Such a magnetic sensor includes, for example, a Hall IC as a magnetic detection element. Some Hall ICs can adjust (program) characteristics (parameters) such as magnetic sensitivity (gain) and zero magnetic field voltage, and are called programmable linear Hall ICs. The following Patent Document 1 uses a Hall effect device, which is a programmable integrated circuit, as a current sensor. In this current sensor, a connector dedicated to programming is led to the outside of the case.
磁気検出素子の特性調節(プログラミング)にあたっては、磁気センサとしての使用時と比較して高い電圧を磁気検出素子の入力端子に印加することがある。このため、磁気検出素子の入力端子にはレギュレータが接続されていると、レギュレータを構成する各素子に悪影響が及ぶリスクがある。 In the characteristic adjustment (programming) of the magnetic detection element, a higher voltage may be applied to the input terminal of the magnetic detection element than when used as a magnetic sensor. For this reason, if a regulator is connected to the input terminal of the magnetic detection element, there is a risk that each element constituting the regulator is adversely affected.
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、磁気検出素子の特性調節の際にレギュレータに高電圧が印加されることを防止することの可能な磁気センサを提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a magnetic sensor capable of preventing a high voltage from being applied to the regulator when adjusting the characteristics of the magnetic detection element. It is in.
本発明のある態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
印加磁界に対する出力電圧の特性の傾きを調節可能なプログラマブル磁気検出素子ICと、前記プログラマブル磁気検出素子ICに電圧を供給するレギュレータと、前記プログラマブル磁気検出素子IC及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第1及び第2コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記プログラマブル磁気検出素子ICの電源端子に接続され、前記調節端子は前記第1コネクトパッドを介さずに前記プログラマブル磁気検出素子ICの前記電源端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡され、
前記プログラマブル磁気検出素子ICは、前記電源端子に所定の信号が入力されることで前記特性の傾きが調節される。
One embodiment of the present invention is a magnetic sensor. This magnetic sensor
It includes a programmable magnetic sensor IC that modulate the slope of the characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the programmable magnetic sensor IC, and a substrate mounted with the programmable magnetic sensor IC and the regulator The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to a power supply terminal of the programmable magnetic detecting element IC , and the adjustment terminal is not connected to the first connect pad and the programmable magnetic circuit Connected to the power supply terminal of the detection element IC , the first and second connection pads are short-circuited to each other ;
The programmable magnetic sensor IC is the slope of the characteristic by a predetermined signal is input to the power supply terminal Ru is adjusted.
本発明のもう1つの態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
印加磁界に対する出力電圧の特性の傾きを調節可能なプログラマブル磁気検出素子ICと、前記プログラマブル磁気検出素子ICに電圧を供給するレギュレータと、前記プログラマブル磁気検出素子IC及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第1及び第2コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記プログラマブル磁気検出素子ICの電源端子に接続され、前記調節端子は前記第1コネクトパッドを介さずに前記プログラマブル磁気検出素子ICの前記電源端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡可能であり、
前記プログラマブル磁気検出素子ICは、前記電源端子に所定の信号が入力されることで前記特性の傾きが調節される。
Another aspect of the present invention is a magnetic sensor. This magnetic sensor
It includes a programmable magnetic sensor IC that modulate the slope of the characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the programmable magnetic sensor IC, and a substrate mounted with the programmable magnetic sensor IC and the regulator The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to a power supply terminal of the programmable magnetic detecting element IC , and the adjustment terminal is not connected to the first connect pad and the programmable magnetic circuit is connected to the power supply terminal of the detecting element IC, the first and second connect pads Ri shorted capable der each other,
The programmable magnetic sensor IC is the slope of the characteristic by a predetermined signal is input to the power supply terminal Ru is adjusted.
本発明のもう1つの態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能な磁気検出素子と、前記磁気検出素子に電圧を供給するレギュレータと、前記磁気検出素子及び前記レギュレータを搭載した基板と、前記基板を保持するケースとを備え、前記基板に第1及び第2コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡され又は短絡可能であり、
前記第1及び第2コネクトパッドが前記ケースの開口近傍ないし開口から突出した位置に存在する。
Another aspect of the present invention is a magnetic sensor. This magnetic sensor
Comprising an adjustable magnetic sensing element characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the magnetic detection element, and a substrate mounted with said magnetic sensing element and the regulator, and a case for holding the substrate The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to an input terminal of the magnetic detection element, the adjustment terminal is connected to the input terminal of the magnetic detection element, The first and second connect pads are short-circuited or short-circuited to each other;
It said first and second connect pad is located at a position projecting from the opening near to the opening of the case.
前記基板に設けられた電源端子、信号端子、及び前記調節端子が単一のコネクタに導出されてもよい。 The power supply terminal, the signal terminal, and the adjustment terminal provided on the substrate may be led out to a single connector.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by converting the expression of the present invention between methods and systems are also effective as aspects of the present invention.
本発明によれば、磁気検出素子の特性調節の際にレギュレータに高電圧が印加されることを防止することの可能な磁気センサを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the magnetic sensor which can prevent that a high voltage is applied to a regulator at the time of the characteristic adjustment of a magnetic detection element can be provided.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, etc. which are shown by each drawing, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably. In addition, the embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
図1は、本発明の実施の形態に係る磁気センサの回路図である。この磁気センサは、電源1と、レギュレータ2と、磁気検出素子としてのホールIC3とを備える。レギュレータ2及びホールIC3は基板4に搭載されている。基板4には、特性調節端子5、電源端子6、グランド端子7、及び信号端子8が設けられる。
FIG. 1 is a circuit diagram of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention. This magnetic sensor includes a power source 1, a
電源1のプラス端子が電源端子6に接続され、マイナス端子がグランド端子7に接続される。電源端子6はレギュレータ2のVdd端子に接続される。レギュレータ2のGnd端子とホールIC3のGnd端子はそれぞれグランド端子7に接続される。特性調節端子5はホールIC3のVdd端子に接続される。ホールIC3のVout端子は信号端子8に接続される。レギュレータ2のVout端子は第1コネクトパッド9に接続される。第2コネクトパッド10はホールIC3のVdd端子に接続される。第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10は、基板4上で相互に近接した位置にあり、ホールIC3の特性調節後にジャンパー抵抗や半田によってショートされる。電源端子6とグランド端子7との間にバイパスコンデンサC1が設けられる。ホールIC3のVdd端子とグランド端子7との間にバイパスコンデンサC2が設けられる。グランド端子7と信号端子8との間にバイパスコンデンサC3が設けられる。
The positive terminal of the power supply 1 is connected to the
電源1は、定格出力電圧が例えば5Vの直流電圧源である。電源1の出力電圧は安定化されておらず、5Vに対して例えば±5%の範囲で変動する。レギュレータ2は、例えば低ドロップアウトレギュレータ(LDO)である。レギュレータ2の入力電圧範囲は例えば4.75V〜5.25Vである。レギュレータ2は、電源1の出力電圧(5V±5%)を4.7Vに降圧してVout端子からホールIC3のVdd端子に出力する。ホールIC3は、推奨入力電圧が例えば5Vであり、入力電圧範囲は例えば4.5V〜5.5Vである。電源1の定格出力電圧とホールIC3の推奨入力電圧は相互に同等であり、ここでは上記のように5Vとしている。ホールIC3は、印加された磁界に応じた電圧信号をVout端子から信号端子8に出力する。ホールIC3は、好ましくは、ホール素子、差動増幅回路、及びEEPROM等をパッケージ化したプログラマブルリニアホールICであり、印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能である。
The power source 1 is a DC voltage source with a rated output voltage of, for example, 5V. The output voltage of the power supply 1 is not stabilized and fluctuates within a range of ± 5% with respect to 5V, for example. The
図2は、実施の形態の磁気センサにおけるホールIC3の出力特性図である。本図では磁気センサを電流検出に用いる場合を例にしている関係で横軸が電流Ip(被測定電流)となっている。なお、被測定電流とホールIC3への印加磁界は比例関係にあり、横軸は磁界と同等である。ここでは、電流測定のレンジを−400A〜400Aとし、ホールIC3の出力電圧範囲が0.5V〜4.5Vの直線特性になることを目標とする。なお、ホールIC3の特性調節(プログラム)の際は、第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10の間はショートされていない状態で、不図示のプログラミング装置から特性調節端子5経由でホールIC3のVdd端子に信号VPが送信される。
FIG. 2 is an output characteristic diagram of the
ホールIC3の特性調節(プログラム)は、Vdd端子に推奨入力電圧が入力された場合の、印加磁界に対する出力電圧の特性を調節することで行う。このため、本実施の形態では、図3に示す特性AとなるようにホールIC3の特性を調節する。すなわち、ホールIC3のVdd端子に推奨入力電圧(5V)が入力された場合の出力電圧を、−400A〜400Aに対して0.5V〜4.5Vより若干高めに調節する。これにより、ホールIC3のVdd端子に推奨入力電圧(5V)より低い4.7V(レギュレータ2の出力電圧)が入力された場合の出力電圧を、図3の特性Bに示すように−400A〜400Aに対して0.5V〜4.5Vという目標の直線特性にすることができる。これに対し、ホールIC3のVdd端子に推奨入力電圧(5V)が入力された場合の出力電圧を−400A〜400Aに対して0.5V〜4.5Vに調節すると、ホールIC3のVdd端子に4.7Vが入力された場合の出力電圧が特性Cに示すように−400A〜400Aに対して0.5V〜4.5Vより低くなる(目標とする特性から離れる)。
The characteristic adjustment (program) of the
図3は、実施の形態の磁気センサの第1の斜視図である。図4は、同第2の斜視図である。図5は、同平面図である。基板4は例えば絶縁樹脂製のケース11に保持される。ケース11は開口を有する直方体形状である。ケース11にはバスバー挿入孔12が設けられ、被測定電流の経路を成す不図示のバスバーが挿入可能となっている。ホールIC3はバスバー挿入孔12の近傍に位置するように基板4に搭載され、被測定電流によって発生する磁界を検出する。
FIG. 3 is a first perspective view of the magnetic sensor according to the embodiment. FIG. 4 is a second perspective view of the same. FIG. 5 is a plan view of the same. The
特性調節端子5(プログラム端子)、電源端子6、グランド端子7、及び信号端子8は、例えばLピン端子であって基板4を貫通し、基板4上の導体パターン(不図示)と半田付け等により電気的に接続されるとともに、ケース11と一体のコネクタ13に導出される。ケース11の爪14は蓋19(図5に一点鎖線で示す)を係止する。蓋19によってケース11の開口が覆われる。
The characteristic adjustment terminal 5 (program terminal), the
図5に示すように、第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10は、基板4上で相互に近接した位置にある。第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10は好ましくはケース11の開口近傍ないし開口から突出した位置に存在する。これは、ホールIC3の特性調節後に第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10をショート(短絡)する際にジャンパー抵抗(0オーム抵抗)や半田を接続しやすくするためである。
As shown in FIG. 5, the
図4及び図5に示すように磁気センサを組み立てた状態で、コネクタ13を経由して磁気センサと不図示のプログラミング装置とを接続し、特性調節端子5から信号VP(プログラミング電圧)をホールIC3のVdd端子に入力する。このとき、第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10は短絡されていない(絶縁状態にある)。そして、所望の調節が終了すると、第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10を短絡し、図3に示すように蓋19をケース11に被せる。なお、特性調節端子5は、第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10の短絡後、レギュレータ2の出力電圧をモニタするために利用することが出来る。
4 and 5, with the magnetic sensor assembled, the magnetic sensor and a programming device (not shown) are connected via the
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。 According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) 特性調節端子5から信号VPをホールIC3のVdd端子に入力するときに第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10が短絡されていないので、レギュレータ2に信号VPは印加されない。このため、特性調節の際にレギュレータ2に想定を超える高い電圧が印加されることを防止でき、レギュレータ2を構成する各素子に悪影響が及ぶリスクを低減できる。また、VPラインの接続部品が少なくなり、より正確なプログラミングが可能となる。
(1) Since the
(2) 第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10は、ケース11の開口近傍ないし開口から突出した位置に存在するため、ホールIC3の特性調節後に短絡する際の作業性が良い。
(2) Since the
(3) 特性調節端子5は、電源端子6、グランド端子7、及び信号端子8と共に共通のコネクタ13に導出されるため、特許文献1のようにプログラミング専用のコネクタを設ける場合と比較して構成を簡素化できる。
(3) Since the
(4) ホールIC3の特性調節後に第1コネクトパッド9及び第2コネクトパッド10を短絡するため、スイッチによる導通と比較して信頼性が高い。すなわち、スイッチによる導通と比較して使用時にオープン(非導通)になる等の不具合発生確率が低くて好ましい。
(4) Since the
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。 The present invention has been described above by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope of the claims. By the way. Hereinafter, modifications will be described.
電源1の定格出力電圧とホールIC3の推奨入力電圧は同等でなくてもよく、レギュレータ2は電源1の出力電圧をホールIC3の推奨入力電圧に合わせて降圧又は昇圧するものであってもよい。磁気検出素子は、ホールIC3に限定されず、特性調節が可能であれば例えばMR素子ブリッジを用いたものであってもよい。
The rated output voltage of the power source 1 and the recommended input voltage of the
1 電源、2 レギュレータ、3 ホールIC、4 基板、5 特性調節端子、6 電源端子、7 グランド端子、8 信号端子、9 第1コネクトパッド、10 第2コネクトパッド、11 ケース、12 バスバー挿入孔、13 コネクタ、14 爪、19 蓋、C1〜C3 バイパスコンデンサ 1 power supply, 2 regulator, 3 Hall IC, 4 substrate, 5 characteristic adjustment terminal, 6 power supply terminal, 7 ground terminal, 8 signal terminal, 9 first connection pad, 10 second connection pad, 11 case, 12 bus bar insertion hole, 13 connectors, 14 claws, 19 lids, C1-C3 bypass capacitors
Claims (4)
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記プログラマブル磁気検出素子ICの電源端子に接続され、前記調節端子は前記第1コネクトパッドを介さずに前記プログラマブル磁気検出素子ICの前記電源端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡され、
前記プログラマブル磁気検出素子ICは、前記電源端子に所定の信号が入力されることで前記特性の傾きが調節される、磁気センサ。 It includes a programmable magnetic sensor IC that modulate the slope of the characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the programmable magnetic sensor IC, and a substrate mounted with the programmable magnetic sensor IC and the regulator The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to a power supply terminal of the programmable magnetic detecting element IC , and the adjustment terminal is not connected to the first connect pad and the programmable magnetic circuit Connected to the power supply terminal of the detection element IC , the first and second connection pads are short-circuited to each other ;
The programmable magnetic sensor IC is the slope of the characteristic Ru is adjusted by a predetermined signal is input to the power supply terminal, a magnetic sensor.
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記プログラマブル磁気検出素子ICの電源端子に接続され、前記調節端子は前記第1コネクトパッドを介さずに前記プログラマブル磁気検出素子ICの前記電源端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡可能であり、
前記プログラマブル磁気検出素子ICは、前記電源端子に所定の信号が入力されることで前記特性の傾きが調節される、磁気センサ。 It includes a programmable magnetic sensor IC that modulate the slope of the characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the programmable magnetic sensor IC, and a substrate mounted with the programmable magnetic sensor IC and the regulator The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to a power supply terminal of the programmable magnetic detecting element IC , and the adjustment terminal is not connected to the first connect pad and the programmable magnetic circuit is connected to the power supply terminal of the detecting element IC, the first and second connect pads Ri shorted capable der each other,
The programmable magnetic sensor IC is the slope of the characteristic Ru is adjusted by a predetermined signal is input to the power supply terminal, a magnetic sensor.
前記第1コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第2コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第1及び第2コネクトパッドが相互に短絡され又は短絡可能であり、
前記第1及び第2コネクトパッドが前記ケースの開口近傍ないし開口から突出した位置に存在する、磁気センサ。 Comprising an adjustable magnetic sensing element characteristic of the output voltage with respect to the applied magnetic field, a regulator for supplying a voltage to the magnetic detection element, and a substrate mounted with said magnetic sensing element and said regulator, and a case for holding the substrate The substrate is provided with first and second connect pads and an adjustment terminal;
The first connect pad is connected to an output terminal of the regulator, the second connect pad is connected to an input terminal of the magnetic detection element, the adjustment terminal is connected to the input terminal of the magnetic detection element, The first and second connect pads are short-circuited or short-circuited to each other;
It said first and second connect pad is located at a position projecting from the opening near to the opening of the case, magnetic sensors.
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