JP7224568B2 - センサ回路および電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る電子機器1の構成例を示すブロック図である。図1において、電子機器1は、回路部2、センサ回路3および制御部4を備える。回路部2は、駆動回路21と負荷回路22を備えており、駆動回路21と負荷回路22は、配線23によって電気的に接続されている。駆動回路21は、負荷回路22を駆動させる回路であり、配線23に対して電圧VSを印加する。負荷回路22は、インピーダンスZLを有した回路であり、駆動回路21によって駆動される。回路部2は、寄生容量CPによってグラウンド電位の基準GNDと結合している。回路部2には、寄生容量CPを含んだループ経路が形成され、このループ経路には、電圧VCのコモンモードノイズが存在する。
増幅回路3311および増幅回路3321は、例えば、オペアンプを用いた反転増幅回路または非反転増幅回路によって構成される。
VP=VS+VC ・・・(1)
VN=K・VS+VC ・・・(2)
K=ZL/(2・RS+ZL) ・・・(3)
VDIFF=VP-VN=(1-K)・VS ・・・(4)
VCOM=(VP+VN)/2={(1+K)/2}・VS+VC ・・・(5)
VOUT1=AD・VDIFF+AC・VCOM=AD・(1-K)・VS+AC・[{(1+K)/2}・VS+VC] ・・・(6)
VM={(1+K)/2}・VS+VC ・・・(7)
VOUT2=AD・VDIFF+AC・VCOM
=AC・[{(1+K)/2}・VS+VC] ・・・(8)
VOUT3=VOUT1-VOUT2=AD・(1-K)・VS ・・・(9)
図6は、実施の形態2に係る電子機器1Aの構成例を示すブロック図である。図6において、電子機器1Aは、回路部2A、センサ回路3および制御部4Aを備える。回路部2Aは、駆動回路である三相のインバータ回路21Aと、負荷回路である三相のモータ22Aとを備えており、インバータ回路21Aとモータ22Aは、配線23U、配線23Vおよび配線23Wによって電気的に接続されている。
なお、増幅回路3311および増幅回路3321は、例えば、オペアンプを用いた反転増幅回路または非反転増幅回路によって構成される。
例えば、第1の端子対31Uが、端子34Uと増幅回路3311の正端子(+)とを接続する端子配線(1)と、端子35Uと増幅回路3311の負端子(-)とを接続する端子配線(2)とによって構成され、第2の端子対32Uが、端子36Uによってショートされた端子配線(3)と端子配線(4)によって構成される場合、端子配線(1)~(4)は、同一の配線長である。なお、同じ相および異なる相間において、第1の端子対および第2の端子対を構成する端子配線の配線長は同一である。
検出用抵抗は、第1の検出用抵抗RS_1_Uと第2の検出用抵抗RS_2_Uとが配線23Uと配線23Aとの間に直列に接続された直列抵抗回路であってもよい。同様に、V相においては、検出用抵抗は、第1の検出用抵抗RS_1_Vと第2の検出用抵抗RS_2_Vとが配線23Vと配線23Aとの間に直列に接続された直列抵抗回路であり、W相においては、第1の検出用抵抗RS_1_Wと第2の検出用抵抗RS_2_Wとが配線23Wと配線23Aとの間に直列に接続された直列抵抗回路である。配線23Aは、直流電源21Bの負端子(-)に接続されている。
また、電子機器1Aは、図6に示した検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対を備えず、図8に示した各相の配線24にそれぞれ接続された検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対のみを備えてもよい。
いずれの電子機器1Aにおいても、センサ回路3または3Aは、第1の端子対を通じて入力された検出信号から、第2の端子対を通じて入力されたノイズ成分を差し引く。これにより、センサ回路3または3Aは、電子機器1Aが備える配線における電流または電圧の測定値からノイズ成分による誤差を除去することができる。
また、電子機器1Aは、図6に示した配線23U、23Vおよび23Wにそれぞれ接続された検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対に加え、図8に示した各相の配線24にそれぞれ接続された検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対、さらに、図9に示した各相の配線25にそれぞれ接続された検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対を備えてもよい。
さらに、電子機器1Aは、図9に示した各相の配線24にそれぞれ接続された検出用抵抗、第1の端子対および第2の端子対のみを備えてもよい。
いずれの電子機器1Aにおいても、センサ回路3または3Aは、第1の端子対を通じて入力された検出信号から、第2の端子対を通じて入力されたノイズ成分を差し引く。これにより、センサ回路3または3Aは、電子機器1Aが備える配線における電流または電圧の測定値からノイズ成分による誤差を除去することができる。
Claims (11)
- 配線によって駆動回路と負荷回路とが接続された回路部を有する電子機器の前記配線における電流または電圧を測定するセンサ回路であって、
前記配線に接続された検出用抵抗と、
前記検出用抵抗の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成された第1の端子対と、
前記検出用抵抗の一方の端子において互いにショートされた端子配線によって構成された第2の端子対と、
前記第1の端子対を通じて入力された検出信号と前記第2の端子対を通じて入力された検出信号とを用いて、ノイズ成分を除去した電流または電圧を測定するセンシング部と、
を備えたことを特徴とするセンサ回路。 - 前記センシング部は、
前記第1の端子対を通じて入力された検出信号を増幅する信号測定回路と、
前記第2の端子対を通じて入力された検出信号を増幅するノイズ測定回路と、
前記信号測定回路によって増幅された検出信号の値から、前記ノイズ測定回路によって増幅された検出信号の値を減算して出力するノイズ補正回路と、
を備え、
前記信号測定回路および前記ノイズ測定回路は、同一の回路構成であること
を特徴とする請求項1に記載のセンサ回路。 - 前記検出用抵抗は、前記配線中に直列に接続された第1の検出用抵抗および第2の検出用抵抗によって構成された直列抵抗回路であり、
前記第1の端子対は、前記直列抵抗回路の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成され、
前記第2の端子対は、前記直列抵抗回路における前記第1の検出用抵抗と前記第2の検出用抵抗とが接続された端子において互いにショートされた端子配線によって構成されること
を特徴とする請求項1に記載のセンサ回路。 - 前記検出用抵抗は、前記駆動回路と前記負荷回路とを接続する複数の前記配線のうちの前記配線間に直列に接続された第1の検出用抵抗および第2の検出用抵抗によって構成された直列抵抗回路であり、
前記第1の端子対は、前記直列抵抗回路の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成され、
前記第2の端子対は、前記直列抵抗回路における前記第1の検出用抵抗と前記第2の検出用抵抗とが接続された端子において互いにショートされた端子配線によって構成されること
を特徴とする請求項1に記載のセンサ回路。 - 前記第1の検出用抵抗および前記第2の検出用抵抗は、同一の抵抗値であること
を特徴とする請求項3または請求項4に記載のセンサ回路。 - 前記第1の端子対および前記第2の端子対は、端子配線の配線長が同一であること
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のセンサ回路。 - 請求項1に記載のセンサ回路と、
前記検出用抵抗が接続された前記配線と、
前記駆動回路と、
前記配線によって前記駆動回路と接続された前記負荷回路と、
を備えたことを特徴とする電子機器。 - 前記駆動回路は、三相のインバータ回路および直流電源を備え、
前記インバータ回路の直流入力正端子には、前記直流電源の正端子が接続され、
前記インバータ回路の直流入力負端子には、前記直流電源の負端子が接続され、
前記インバータ回路における三相の出力配線のうち、少なくとも二相の出力配線には、第1の検出用抵抗および第2の検出用抵抗が直列に接続された直列抵抗回路が接続され、
前記第1の端子対は、前記直列抵抗回路の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成され、
前記第2の端子対は、前記直列抵抗回路における前記第1の検出用抵抗と前記第2の検出用抵抗とが接続された端子において互いにショートされた端子配線によって構成されること
を特徴とする請求項7に記載の電子機器。 - 前記駆動回路は、三相のインバータ回路および直流電源を備え、
前記インバータ回路の直流入力正端子には、前記直流電源の正端子が接続され、
前記インバータ回路の直流入力負端子には、前記直流電源の負端子が接続され、
前記インバータ回路における三相の出力配線のうち、少なくとも二相の出力配線と、前記直流電源の負端子に接続された負端子側配線との間には、第1の検出用抵抗および第2の検出用抵抗が直列に接続された直列抵抗回路が接続され、
前記第1の端子対は、前記直列抵抗回路の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成され、
前記第2の端子対は、前記直列抵抗回路における前記第1の検出用抵抗と前記第2の検出用抵抗とが接続された端子において互いにショートされた端子配線によって構成されること
を特徴とする請求項7に記載の電子機器。 - 上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子が直列に接続された三相のインバータ回路と、
前記インバータ回路の直流入力正端子に正端子が接続され、前記インバータ回路の直流入力負端子に負端子が接続された直流電源と、
前記上アームスイッチング素子と前記直流電源の正端子とを接続する配線に対して直列に接続された検出用抵抗、前記検出用抵抗の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成された第1の端子対、前記検出用抵抗の一方の端子において互いにショートされた端子配線によって構成された第2の端子対、および、前記第1の端子対を通じて入力された検出信号と、前記第2の端子対を通じて入力された検出信号とを用いて、前記配線におけるノイズ成分を除去した電流または電圧を測定するセンシング部を有したセンサ回路と、
を備えたことを特徴とする電子機器。 - 上アームスイッチング素子および下アームスイッチング素子が直列に接続された三相のインバータ回路と、
前記インバータ回路の直流入力正端子に正端子が接続され、前記インバータ回路の直流入力負端子に負端子が接続された直流電源と、
前記下アームスイッチング素子と前記直流電源の負端子とを接続する配線に対して直列に接続された検出用抵抗、前記検出用抵抗の両方の端子にそれぞれ接続された端子配線によって構成された第1の端子対、前記検出用抵抗の一方の端子において互いにショートされた端子配線によって構成された第2の端子対、および、前記第1の端子対を通じて入力された検出信号と、前記第2の端子対を通じて入力された検出信号とを用いて、前記配線におけるノイズ成分を除去した電流または電圧を測定するセンシング部を有したセンサ回路と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
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