JPH03231159A - ホール素子型電流センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｃ産業上の利用分野〕 この発明は、使用温度が広範囲に及ぶ、ホール素子型電
流センサに関するものである。

（従来の技術〕 第３図は、例えば特開昭６３−４０８２８号公報に示さ
れた従来の四端子磁電変換素子駆動回路であり、この第
３図において、１は計測電流線より発生する磁束を電気
信号に変換する磁電変換素子（以下、ホール素子という
）、２は定電流源、３ａはホール素子１の出力信号■イ
を増幅するための差動増幅器を示す。

ホール素子１の出力端と差動増幅器３ａの日入内端、（
ト）入力端間には、それぞれ抵抗Ｒｓ、Ｒ１が接続され
、また、（ト）入力端は抵抗Ｒ３を介してアースされ、
差動増幅器３ａの出力端と（ハ）入力端間には、抵抗Ｒ
が接続されている。差動増幅器３ａの出力端は出力電圧
端子■。に接続され、定電流［２には、定電圧端子■８
．から定電圧を加えている。

次に、−船釣な温度補償方法について説明する。

ホール素子１の出力信号■９は、素子の種類に関係なく
温度特性をもっているが、使用温度範囲において温度補
償を行い、温度特性を改善するため、定電流ｆｉ２の電
流制御による方法が一般的である。

ホール素子ｌの出力信号■、は、駆動＠？＊Ｉに依有す
るため、出力信号Ｖ、ｌの温度特性を、打ち消すように
駆動電流■を制御する方法である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の西端子ホール素子型駆動電流センサは、以上のよ
うに温度補償されているので、第２図（ａｌに示すよう
な、ｖ、Ｉ特性が線形部と非線形部をもつホール素子に
ついては、広範囲な温度補償をすることが、不可能で、
使用温度範囲が狭くなる問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、使用温度範囲が広く、かつ安価なホール素
子型電流センサを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るホール素子型電流センサは、ホール素子
の出力信号Ｖ。の温度特性のうちの線形部の温度補正に
感温抵抗素子を使用し、非線形部の温度補正にシリコン
ダイオードを使用したホール素子を駆動するための定電
流回路を設けたものである。

〔作　用〕

この発明におけるホール素子を駆動するための定電流回
路に使用する感温抵抗素子の正の温度特性により、ホー
ル素子駆動１ｔ′ｆｔに正の温度特性をもつとともに、
高温域の温度補償のため、シリコンダイオードの順方向
電流の非線形的温度特性を利用し、ホール素子駆動ｘｉ
に非線形特性をもたすので、全温度範囲で、温度補償を
可能とする。

〔実施例〕

以下、この発明のホール素子型ｉｔ′ｆＬセンサの実施
例を図について説明する。第１図はその一実施例の構成
を示す回路図である。この第１図において、第３図と同
一部分には同一符号を付して述べる。

第１図において、１は計測電流線より発生する磁束を電
気信号に変換するホール素子、３ａは、このホール素子
１の出力信号■イを増幅する増幅器としての差動増幅器
である。

この差動増幅器３ａの日入刃端と（ホ）入力端とホール
素子ｌの出力端間には、第３図と同様に抵抗Ｒｓ、Ｒｑ
が接続されており、差動増幅器３ａの（ホ）入力端は抵
抗Ｒ，を介してアースされ、出力端とＨ入力端間には、
抵抗Ｒ６が挿入されている。

ホール素子ｌの出力信号ｖ、４は上記抵抗Ｒｓ　とＲ１
を介して、差動増幅器３ａの日入刃端と（ホ）入力端に
印加するようになっている。

一方、３ｂはホール素子ｌの駆動電流回路の主体をなす
もので、定電流発注用の差動増幅器であり、４は感温抵
抗素子７と抵抗Ｒ４よりなる正の温度特性をもつ抵抗群
である。

この抵抗群４は抵抗Ｒ１と直列回路を形成しており、こ
の直列回路は定電圧端子Ｖ　ｉｎとアース間に挿入され
ている。抵抗Ｒ４と感温抵抗素子７との接続点は差動増
幅器３ｂの（ト）人力に接続されている。

差動増幅器３ｂの出力端はホール素子１および抵抗Ｒ９
を介してアースされ、この抵抗Ｒ９とホール素子ｌとの
接続点は差動増幅器３ｂの（へ）入力端に接続されてい
る。

また、５はシリコンダイオード６と抵抗Ｒ２Ｒ３よりな
る非線形抵抗素子群である。

この非線形抵抗素子群５は抵抗Ｒ２とＲ３の直列回路を
上記抵抗！！＃４に並列に接続されており、抵抗Ｒ８に
並列にシリコンダイオード６が接続されている。抵抗Ｒ
ｚ、Ｒｓはシリコンダイオード６の順方向電圧を決定す
るための抵抗である。

かくして、抵抗群４．非線形抵抗素子群５．差動増幅器
３ｂおよび抵抗Ｒ１とにより、ホール素子１を駆動する
ための定電流回路が構成されている。

なお、ＶＲ，は抵抗群４の基準電圧、ＶＲｌは非線形抵
抗素子群５の基準電圧を示す。

この基準電圧ＶＲＩ、ＶＲｆを差動増幅器３ａの（ト）
入力端に加えることにより、ホール素子ｌの駆動電流を
制限するものである。

次に、動作について説明する。ホール素子ｌを駆動する
ための定電流回路に使用する感温抵抗素子７と抵抗Ｒ４
とよりなる抵抗群４は正の４１廣特性を有し、したがっ
て、ホール素子ｌの駆動電流に正の温度特性をもたせる
ことができる。

また、非線形抵抗素子群５のシリコンダイオード６に定
電圧端子Ｖ　＋ｎから抵抗Ｒ３，Ｒｚを介して順方向ｔ
Ｉ！１ｉｉＬを供給することにより、シリコンダイオー
ド６の非線形的温度特性を有し、この非線形温度特性に
より、ホール素子１の駆動ｉａｉが非線形特性となり、
全温度範囲に亘ってホール素子１の温度補償を行うこと
になる。

このように、広い温度範囲において、高精度な出力特性
をもつようにホール素子１の駆動電流を制御する。

第２図（ａｌにおいて、１ｎＡｓ型ホール素子の出力電
圧温度特性を示す、素子使用温度範囲は、−４０−＋　
ｌ　２　ＱｏＣの範囲であるが、Ｔａ　（６０℃）付近
で線形令買域と、非線形領域からなる。そのためＴａを
境えとじて、２通りの温度補償をする必要がある。

また、第２図中）に低温域からＴａまでの温度補償を感
温抵抗で補償し、抵抗群４の基準電圧ＶＲ，＊性を得る
。この、Ｔａから高温域までの温度補償をシリコンダイ
オード６の順方向電流の温度依存性により非線形抵抗素
子群５のＶＲ，特性を得る。

第２図（Ｃ）に出力電圧端子■。の電圧の温度特性を示
す、ホール素子駆動電流に、温度特性をもたせないとき
が、第２図（Ｃ）の補償なしで示す特性で、補償ありは
、ホール素子駆動電流に、温度補償を實施した特性であ
り、全温度領域で、温度特性が改善される。すなわち、
一定となる。

また、上記実施例では、ＩｎＡｓ型ホール素子を使用し
た場合について説明したが、ＧａＡｓ型ホール素子につ
いても同様な温度補償が同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ホール素子の温度補
償回路を、感温抵抗素子の正の温度特性により駆動ｉｔ
流に正の温度特性をもたせ、かつシリコンダイオードの
順方向電流の非線形温度特性を利用して、ホール素子の
駆動電流の高温域の温度補償を行うよう構成したもので
、安価で、広い使用温度範囲にて、精度の高いものが得
られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるホール素子型電流
センサの回路図、第２図（ａ）は、ＩｎＡｓ型ホール素
子の一般的な出力電圧■イ特性図、第２図〜）は、第１
図の抵抗群と非線形抵抗素子群におけるＳ１！電圧の温
度特性図、第２図（Ｃ１は、出力電圧温度特性図、第３
図は従来の四端子磁電変換素子駆動回路の回路図である
。 １・・・ホール素子、３ａ、３ｂ・・・差動増幅器、４
・・・抵抗群、５・・・非線形抵抗素子群、６・・・シ
リコンダイオード、７・・・感温抵抗素子、Ｒ，−Ｒ，
・・・抵抗。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 線形部と非線形部よりなる出力の温度特性を有するホー
   ル素子と、このホール素子を定電流で駆動する差動増幅
   器と、上記ホール素子の出力信号を増幅する増幅器と、
   上記ホール素子の出力信号の低温度域の温度補償をする
   ために上記差動増幅器に第１基準電圧を印加する正の温
   度特性をもつ感温抵抗素子を含む抵抗群と、上記ホール
   素子の出力信号の高温度域の温度補償をするために上記
   差動増幅器に第２基準電圧を印加するために順方向電流
   の非線形的温度特性を有するシリコンダイオードとこの
   シリコンダイオードの順方向電圧を決定する直列抵抗と
   を含む非線形抵抗素子群とを備えたホール素子型電流セ
   ンサ。