JP5806604B2 - 磁場検出回路 - Google Patents
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Description
図6は、図5に示した磁場検出スイッチIC800に、MOSトランジスタ8と抵抗素子9とを設けた磁場検出回路801を説明するための図である。磁場検出回路801では、磁場検出回路800から電圧値VCCの出力信号が出力されたときにMOSトランジスタ8がオンされる。MOSトランジスタ801のオンにより、磁場検出スイッチIC800の外部に接続された抵抗素子9に、図5に示した電源端子6からGND端子7に向かう電流が流れる。
図7(a)〜(e)は、図5に示した磁場検出スイッチIC800の動作のタイミングチャートを示した図である。図7(a)は磁場検出スイッチIC800に外部から加えられた磁場B(G)のタイミングチャートであって、縦軸に磁場の強度を示している。図7(b)は、図5に示した内部発振器5の出力信号のタイミングチャートであり、縦軸に出力信号の大きさを示している。図7(c)は、図5に示した内部発振器カウンタ4の出力信号のタイミングチャートである。図7(c)の縦軸は内部発振器カウンタ4の出力信号の大きさを示していて、出力信号の値が0であるときに電圧比較器3及び4端子センサ1は停止する。そして、出力信号の値がVCCになると、電圧比較器3及び4端子センサ1が動作する。
また、本発明の一態様の磁場検出回路は、前記出力部が、前記容量素子の一端と、当該
一端と異なる他端とに接続されることを特徴とする。
・回路構成
図1は、本実施形態の磁場検出回路101を説明するための図である。磁場検出回路101は、磁場検出スイッチIC100と、抵抗素子109と、容量素子110と、を含んでいる。磁場検出スイッチIC100は、電源端子102とグランド(GND)端子103との間に接続されている。磁場検出スイッチIC100には3つの端子100a、100b、100cが設けられていて、電源端子102は端子100aに接続されていて、端子100aには電源端子102から電圧VCCが供給されている。
図2−1は、図1に示した磁場検出スイッチIC100の回路構成を説明するための図である。磁場検出スイッチIC100は、4端子センサ201、閾値調整回路202、電圧比較器203、内部発振器カウンタ204、内部発振器205、定電流源206、MOSトランジスタ208を含んでいる。
電圧比較器203の出力端子203dからは、出力信号OUTが出力される。出力信号OUTは、MOSトランジスタ8のゲート端子に印加される。MOSトランジスタ8のソース・ドレイン間には電圧VCCが印加されている。また、端子100aには定電流源206から定電流が供給されている。
電圧比較器203は、電磁変換された電圧と、この電圧にオフセット電圧を加算した電圧とを比較して、その差分にあたる電圧を出力する。出力された電圧はMOSトランジスタ208のゲート端子に接続され、MOSトランジスタ208がオン、オフされる。MOSトランジスタ208がオン、オフすることにより、図1に示した電源端子102とGND端子103との間に流れる電流の値が変化する。
内部発信器カウンタ204からは、分周された信号(例えば1msecのうちの0.1msec)に基づいて制御信号s1、s2が出力される。制御信号s1は、4端子センサ201に入力され、制御信号s2は、電圧比較器203に入力される。4端子センサ201、電圧比較器203は、制御信号にしたがって動作、動作の停止を実行し、間欠駆動動作を行う。定電流源206は、図1に示した端子100bに、一定の電流を供給する。このような磁場検出回路101の駆動方式は、容量駆動方式と呼ばれている。
図2−2は、制御信号S1によって4端子センサ201の駆動を停止するための具体的な構成を例示した図である。このような構成は、例えば、4端子センサの端子201aと電圧VCAPが印加される端子との間にMOSトランジスタ221を設ける。そして、4端子センサの端子201bと電圧GNDの端子との間にMOSトランジスタ222を設ける。そして、MOSトランジスタ221、222のゲート端子をドライバ223によって駆動するよう構成し、制御信号s1がドライバ223に入力されるようにする。
また、図2−1に示した磁場検出回路101では、図1に示した容量素子110に、定電流源206によって一定の値の電流を流すことができる。電流によって容量素子110に電荷がチャージされ、容量素子110にかかる電圧VCAPが、磁場検出スイッチIC100に印加される。
図3(a)、(b)は、図2−1に示した磁場検出スイッチIC100における、VCAPとポイントBに流れる電流とを示した図である。図3(a)は、間欠駆動動作の動作停止中の状態を示し、図3(b)は、間欠駆動動作の動作中の状態を示している。
206を通って定電流I1が容量素子110に流れる。このため、容量素子110には、
電荷がチャージされる。このとき、4端子センサ201と閾値調整回路202とは動作を
停止しているから、図2−1に示したVCAPが印加される端子201aから磁場検出ス
イッチIC100内には電流が流れない。
図4(a)〜(g)は、本実施形態の磁場検出回路101の、容量駆動方式を使った動作を説明するためのタイミングチャートである。図4(a)〜(g)に示した横軸は、全て時間軸となっている。図4(a)は、磁場検出スイッチIC100に外部から印加される(入力される)磁場のタイミングチャートであって、縦軸は磁場B(G)の強度である。図中に示した一点鎖線は、磁場検出スイッチIC100が磁場を検出したと判定される閾値であり、一点鎖線に示した強度以上の強度を持った磁場が磁場検出スイッチIC100に入力されると、磁場検出スイッチIC100は、磁場を検出したとして、図2−1に示した出力信号OUTを出力する。
また、本実施形態の磁場検出回路101は、磁場検出スイッチIC100の4端子センサ等が、間欠駆動動作の停止中は容量素子110にチャージされた電荷を駆動電圧電源とする。このため、図4(f)に示したように、間欠駆動動作の停止中に磁場が入力されたとしても、抵抗素子109に流れる電流が変化することがない。このように本発明によれば、磁場検出スイッチIC100で消費される電力を低減することができる。
図4に示したように、本実施形態の磁場検出回路では、間欠駆動動作中に電圧VCAPが下がる。電圧VCAPの低下量を、電圧量Vdropと記す。電圧量Vdropは、簡易的に、
Vdrop=C×I3×tp 式(1)
で求めることができる。また、Vdropには、以下の関係があることが望ましい。
Vt>VCC−Vdrop 式(2)
なお、式(1)において、Cは容量素子110の容量値であり、I3は、電圧VCAPで駆動される4端子センサ201、閾値調整回路202、電圧比較器203の消費電流の総和である。tpは間欠駆動の動作時間を示している。また、式(2)において、Vtは4端子センサ201、閾値調整回路202、電圧比較器203が駆動できる最少の電圧を示している。
C×I1×tn>Vdrop=C×I3×tp 式(3)
本実施形態の電流I1、容量素子110の容量値は、上記した式(1)〜(3)を満たす範囲内で、任意に決定することができる。
なお、以上説明した本実施形態の磁場検出回路では、磁場検出スイッチIC100を、4端子センサ201、閾値調整回路202、電圧比較器203、内部発信器205、内部発信器カウンタ204、定電流源206、MOSトランジスタ208を備えるように構成した。そして、磁場検出回路101を、このような磁場検出スイッチIC100と、抵抗素子109と、容量素子110とによって構成している。
さらに、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
100a,100b,100c,201a,201b,201c,201d 端子
101 磁場検出回路
102 電源端子
103 GND端子
109 抵抗素子
110 容量素子
110b 一端
110b 他端
201 4端子センサ
202 閾値調整回路
203 電圧比較器
203a,203b 入力端子
203d 出力端子
204 内部発振器カウンタ
205 内部発振器
206 定電流源
208 MOSトランジスタ
Claims (2)
- 磁場センサによって検出される磁場に基づいた出力信号を出力する出力部と、
ソース・ドレイン端子の一方が、電源電圧と接続される第1の端子に接続され、前記ソース・ドレイン端子の他方が第2の端子に接続され、ゲート端子が前記出力部から出力された前記出力信号によってオン、オフされるMOSトランジスタと、
前記第1の端子から電力の供給を受けて、前記出力部が間欠駆動するように制御する間欠駆動制御部と、
前記第1の端子から電力の供給を受けて、一定の値の電流を出力する定電流源と、
前記定電流源によって出力された電流に基づく電荷がチャージされ、一端が前記定電流源に接続され、もう一端が前記第2の端子と接続される容量素子と、
前記第2の端子と接地電圧との間に接続され、前記MOSトランジスタがオンされた場合に電流の供給を受ける抵抗素子と、
を含み、
前記出力部は、
前記間欠駆動制御部によって間欠駆動を停止されたときには信号を出力することがなく、間欠駆動動作中には、前記容量素子にチャージされた電荷を駆動電力に使用することを特徴とする磁場検出回路。 - 前記出力部は、前記容量素子の一端と、当該一端と異なる他端とに接続されることを特徴とする請求項1に記載の磁場検出回路。
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