JPH07209336A - Current sensor - Google Patents

Current sensor

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JPH07209336A
JPH07209336A JP6001975A JP197594A JPH07209336A JP H07209336 A JPH07209336 A JP H07209336A JP 6001975 A JP6001975 A JP 6001975A JP 197594 A JP197594 A JP 197594A JP H07209336 A JPH07209336 A JP H07209336A
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JP
Japan
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current
output
current sensor
magnetic field
input
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Pending
Application number
JP6001975A
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Japanese (ja)
Inventor
Masami Tamura
雅巳 田村
Toshiyuki Nozoe
利幸 野添
Kiyotaka Sasanouchi
清孝 笹之内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP6001975A priority Critical patent/JPH07209336A/en
Publication of JPH07209336A publication Critical patent/JPH07209336A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a big dynamic range of input current and to simplify the structure, relating to a current sensor that detects magnetic field caused by electric current. CONSTITUTION:A conductor 5 makes measurement current flow, and a pair of magnetoresistance elements 6 for detecting a small current and a pair of magnetoresistance elements 7 for detecting a large current are provided at the positions, on a substrate 9, with different distance from the current sensor of the conduct 5, respectively. Magnets 8 are attached to the magnetoresistance elements 6 and 7, for optimum operation point.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車などエネル
ギー補給を常時受けることがなく、長時間の小電力から
短時間の大電力を消費するような電力機器を部分的に備
えている装置に使用する使用電力のモニター用の電流セ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus, such as an electric vehicle, which is partially provided with electric power equipment which consumes little electric power for a long time and large electric power for a short time without being constantly supplied with energy. The present invention relates to a current sensor for monitoring the power used.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の電流センサには、カレン
トトランスやホール素子を利用したものがある。これら
の電流センサは直流から交流まで、また小電流用から大
電流用までいろいろなタイプのものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, some current sensors of this type utilize a current transformer or a Hall element. These current sensors are of various types, from direct current to alternating current, and from small current to large current.

【0003】近年、バッテリー動作の電力機器において
は機器本来の大電力動作と制御用コンピュータなどのみ
の低電力動作と、バッテリーの動作電流としては大きな
ダイナミックレンジを持つようになった。したがって、
その電力、電力量を制御するために必要な電流センサに
も広いダイナミックレンジが要求される。例えば電気自
動車においては加速時の大電流と通常走行時、停車時の
低電流、また不使用時の機器バックアップ用の超低電流
という具合に、電流信号としては60dBから70dB
ものダイナミックレンジが要求されつつある。
In recent years, a battery-operated power device has a large power operation inherent to the device and a low power operation only for a control computer, and a large dynamic range as a battery operating current. Therefore,
A wide dynamic range is also required for the current sensor necessary for controlling the electric power and electric energy. For example, in an electric vehicle, a large current during acceleration, a low current during normal traveling and a stop, and an ultra-low current for backing up equipment when not in use, such as a current signal of 60 dB to 70 dB.
A dynamic range is being demanded.

【0004】図12はホール素子による電流センサを示
すものである。図において、1は被測定電流通路、2は
磁束発生用コア、3はホール素子、4は駆動・測定回路
である。
FIG. 12 shows a current sensor using a Hall element. In the figure, 1 is a current path to be measured, 2 is a magnetic flux generation core, 3 is a Hall element, and 4 is a drive / measurement circuit.

【0005】上記構成においてその動作について説明す
る。電流が電流通路1を流れるとその周囲に磁界が発生
する。この磁界はコア2のところで大きな磁束を生じホ
ール素子3に入力する。ホール素子3は適当なバイアス
回路の下で入力磁束に比例した電圧を発生する。この電
圧を出力とすることで電流センサとして動作する。
The operation of the above configuration will be described. When a current flows through the current path 1, a magnetic field is generated around it. This magnetic field produces a large magnetic flux at the core 2 and is input to the Hall element 3. The Hall element 3 generates a voltage proportional to the input magnetic flux under an appropriate bias circuit. By using this voltage as an output, it operates as a current sensor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、磁気センサの温度特性、外部磁界の影響、
回路のオフセットドリフトなどの影響があり、広いダイ
ナミックレンジをカバーするには温度特性の補償調整等
に大きなコストをかけるか、もしくは感度の異なる2個
以上の電流センサを組み合わせる必要があり、これは本
質的には軟磁性のコアを2種類用意することになり、コ
ストアップは避けられなく、形状寸法も大きくなる。
However, in the above conventional configuration, the temperature characteristics of the magnetic sensor, the influence of the external magnetic field,
This is affected by the offset drift of the circuit, and in order to cover a wide dynamic range, it is necessary to spend a great deal of money on compensation and adjustment of temperature characteristics, or to combine two or more current sensors with different sensitivities. Therefore, two kinds of soft magnetic cores are prepared, which inevitably leads to an increase in cost and increases the size and shape.

【0007】また、外乱以外の出力変動要因、例えば、
経時変化、磁気センサの故障等の問題に対してもその発
見手段をセンサ自身が持つことができるという課題があ
った。
[0007] Further, output fluctuation factors other than the disturbance, for example,
There is a problem in that the sensor itself can have a means for finding out problems such as aging and failure of the magnetic sensor.

【0008】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、入力電流の広いダイナミックレンジを得ることがで
きる電流センサを安価に提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a current sensor which can obtain a wide dynamic range of an input current at a low cost.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の課題
を解決するために、第1の課題解決手段としては、電流
によって発生する磁界を検出する電流センサにおいて、
電流中心からの距離が異なる位置に磁気抵抗素子を複数
個設けたものである。また第2の課題解決手段として
は、電流によって発生する磁界を零にするように補償電
流を流す電流センサにおいて、電流中心からの距離が異
なる位置に磁気抵抗素子を複数個設けたものである。ま
た第3の課題解決手段としては、入力電流の大小によっ
て磁気抵抗素子群の出力を切り替える手段を設けたもの
である。また第4の課題解決手段としては、磁気抵抗素
子群が入力電流に対して互いに矛盾の無い出力をしてい
るかを検査する手段を設けたものである。さらに第5の
課題解決手段としては、磁気抵抗素子群の出力から入力
電流の外乱による部分を分離検出し、この外乱部分を取
り除く手段を設けたものである。
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides, as a first problem solving means, a current sensor for detecting a magnetic field generated by an electric current,
A plurality of magnetoresistive elements are provided at positions different in distance from the current center. A second means for solving the problem is to provide a plurality of magnetoresistive elements at positions different in distance from the center of the current in a current sensor for supplying a compensation current so that the magnetic field generated by the current becomes zero. As a third means for solving the problem, means for switching the output of the magnetoresistive element group depending on the magnitude of the input current is provided. A fourth means for solving the problem is to provide a means for inspecting whether the magnetoresistive element groups output the input currents without any contradiction. Further, as a fifth means for solving the problem, means for separately detecting a portion due to the disturbance of the input current from the output of the magnetoresistive element group and removing the disturbance portion is provided.

【0010】[0010]

【作用】上記した構成において、第1の課題解決手段の
作用は、電流中心からの距離が異なる位置に磁気抵抗素
子を複数個設けるため、感度の異なる電流センサを2個
配置したことになり、入力電流の広いダイナミックレン
ジを測定領域としてカバーすることができる。また第2
の課題解決手段の作用は、磁気抵抗素子の近傍にサーボ
電流を流すことにより、被測定電流より少ない電流で発
生磁界をキャンセルすることができる。また第3の課題
解決手段の作用は、出力を切り替える手段を設けること
によって、大小の入力電流信号を切り替えることができ
る。また第4の課題解決手段の作用は、検査手段を設け
ることによって、外部回路に異常の自己診断信号を出力
できる。さらに第5の課題解決手段の作用は、外乱部分
を取り除く手段を設けることにより、外乱に影響されず
に真の入力信号を得ることができる。
In the above structure, the operation of the first problem solving means is to dispose two current sensors having different sensitivities because a plurality of magnetoresistive elements are provided at positions where the distance from the current center is different. A wide dynamic range of the input current can be covered as a measurement area. The second
The action of the problem solving means is that the generated magnetic field can be canceled with a current smaller than the measured current by flowing the servo current in the vicinity of the magnetoresistive element. Further, as the operation of the third problem solving means, the large and small input current signals can be switched by providing the means for switching the output. In addition, the operation of the fourth problem solving means is that the self-diagnosis signal of abnormality can be output to the external circuit by providing the inspection means. Further, as a function of the fifth problem solving means, a true input signal can be obtained without being affected by the disturbance by providing a means for removing the disturbance portion.

【0011】[0011]

【実施例】 (実施例1)以下本発明の第1の実施例について、図1
〜図6を参照しながら説明する。
Example 1 Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.
-It demonstrates, referring FIG.

【0012】図1において、5は測定電流を流すための
導体、6は小電流検出用の一対の磁気抵抗素子、7は大
電流検出用の一対の磁気抵抗素子、8は磁気抵抗素子7
の動作ポイントを最適化するマグネット、9は上記部品
を形成、保持するための基板である。図2において、1
0,11はそれぞれ小電流、大電流磁界入力による抵抗
値変化を電圧変化に置き換えるブリッジ回路であり、1
2はその駆動用定電流源である。
In FIG. 1, 5 is a conductor for flowing a measurement current, 6 is a pair of magnetoresistive elements for detecting a small current, 7 is a pair of magnetoresistive elements for detecting a large current, and 8 is a magnetoresistive element 7.
Is a magnet for optimizing the operation point of, and 9 is a substrate for forming and holding the above components. In FIG. 2, 1
Reference numerals 0 and 11 denote bridge circuits for replacing the resistance value change due to the input of a small current and a large current magnetic field with a voltage change, respectively.
2 is a constant current source for the drive.

【0013】図3は本実施例におけるブロック図を示
す。13は被測定電流を磁界に変換する変換部で実質的
には導体5、基板9、小電流用磁気抵抗素子6、と大電
流用磁気抵抗素子7などの配置によって決定される。1
4,15はそれぞれ小電流用、大電流用のブリッジ出力
を増幅する増幅器である。そして、電流入力があると磁
気抵抗素子6,7の位置に磁界が発生し、それによって
ブリッジ回路10,11を構成している磁気抵抗素子
6,7の抵抗値が変化し、ブリッジ電圧を発生する。発
生したブリッジ電圧は増幅器14,15で増幅され出力
となる。
FIG. 3 shows a block diagram in this embodiment. Reference numeral 13 is a converter for converting the current to be measured into a magnetic field, which is substantially determined by the arrangement of the conductor 5, the substrate 9, the small current magnetic resistance element 6, the large current magnetic resistance element 7, and the like. 1
Reference numerals 4 and 15 are amplifiers for amplifying bridge outputs for small current and large current, respectively. Then, when there is a current input, a magnetic field is generated at the position of the magnetoresistive elements 6 and 7, whereby the resistance value of the magnetoresistive elements 6 and 7 forming the bridge circuits 10 and 11 changes, and a bridge voltage is generated. To do. The generated bridge voltage is amplified by the amplifiers 14 and 15 and becomes an output.

【0014】図4において、16は大電流用磁気抵抗素
子7のブリッジ電圧を増幅する差動増幅器、17は小電
流用磁気抵抗素子6のブリッジ電圧を増幅する差動増幅
器である。図5は、上記回路に小電流出力が無効の時に
高電位出力をする回路18を付加したものであり、18
aは絶対値を出力するための全波整流回路、18bは基
準電圧Vshと比較するコンパレータである。
In FIG. 4, 16 is a differential amplifier for amplifying the bridge voltage of the large current magnetic resistance element 7, and 17 is a differential amplifier for amplifying the bridge voltage of the small current magnetic resistance element 6. FIG. 5 is a diagram in which a circuit 18 that outputs a high potential when a small current output is invalid is added to the above circuit.
Reference numeral a is a full-wave rectification circuit for outputting an absolute value, and reference numeral 18b is a comparator for comparison with the reference voltage Vsh.

【0015】上記構成により、入力電流が小電流のうち
はコンパレータ18bの出力は低電位であるが、入力電
流が小電流用と大電流用のオーバーラップ領域に達する
と絶対値増幅回路の出力がVshを越え、コンパレータ
18bが高電位を出力する。このように、コンパレータ
18bの出力によって小電流用磁気抵抗素子6または大
電流用磁気抵抗素子7のどちらの出力が有効であるかの
信号を付加して出力することができる。
With the above configuration, the output of the comparator 18b has a low potential when the input current is a small current, but when the input current reaches the overlap region for the small current and the large current, the output of the absolute value amplifier circuit is output. The voltage exceeds Vsh, and the comparator 18b outputs a high potential. In this way, the output of the comparator 18b can add and output a signal indicating which of the small current magnetic resistance element 6 and the large current magnetic resistance element 7 is effective.

【0016】上記構成においてその動作を説明する。ま
ず、導体5に入力電流が流れると小電流用磁気抵抗素子
6および大電流磁気抵抗素子7にはそれぞれ入力電流に
比例した磁界が発生する。その比例定数は大電流用磁気
抵抗素子7の方が導体5からの距離が遠い分だけ小さ
い。
The operation of the above configuration will be described. First, when an input current flows through the conductor 5, a magnetic field proportional to the input current is generated in each of the small current magnetic resistance element 6 and the large current magnetic resistance element 7. The proportional constant is smaller in the large-current magnetoresistive element 7 as the distance from the conductor 5 is longer.

【0017】ここで、小電流用も大電流用も同じ磁気抵
抗素子を用いた場合、各磁気抵抗素子は同じレンジの磁
界入力について出力電圧を担うことになる。これは導体
5からの距離が短い小電流用磁気抵抗素子6が小電流領
域を、導体5からの距離が遠い大電流用磁気抵抗素子7
が大電流領域を担うことを意味する。この双方の磁気抵
抗素子のカバーする領域を小電流、大電流の中間領域で
オーバーラップするようにそれぞれの磁気抵抗素子の導
体5からの距離を決定する。
When the same magnetoresistive element is used for both small current and large current, each magnetoresistive element bears the output voltage for the magnetic field input in the same range. This is because the small-current magnetoresistive element 6 having a short distance from the conductor 5 is in the small-current region, and the large-current magnetoresistive element 7 is far from the conductor 5.
Is responsible for the large current region. The distance from the conductor 5 of each magnetoresistive element is determined so that the area covered by both magnetoresistive elements overlaps with the intermediate area of small current and large current.

【0018】さらに、本実施例においては、導体5を図
のように折曲げて往復電流による磁界を検出すること
で、大電流用磁気抵抗素子7への入力磁界を弱め合う構
成となっており、その分大電流用磁気抵抗素子7を導体
5に近づけて広いダイナミックレンジを確保する構成に
なっている。また、小電流用磁気抵抗素子6を互いに対
称な位置のまま離し、大電流用磁気抵抗素子7を互いに
対称な位置のまま近づけることにより導体5からの距離
による磁界減衰効果をより生かすことができる。
Further, in this embodiment, the conductor 5 is bent as shown in the figure and the magnetic field due to the reciprocating current is detected to weaken the input magnetic field to the large current magnetoresistive element 7. That is, the large current magnetoresistive element 7 is brought closer to the conductor 5 to secure a wide dynamic range. Further, the small-current magnetic resistance element 6 is separated from each other in a symmetrical position, and the large-current magnetic resistance element 7 is brought closer to each other in a symmetrical position, so that the magnetic field attenuation effect due to the distance from the conductor 5 can be further utilized. .

【0019】このように本実施例においては、2組の磁
気抵抗素子の導体5に対する位置を最適に設計するだけ
で広いダイナミックレンジを有する電流センサの電流検
出部を構成することができる。
As described above, in this embodiment, the current detecting portion of the current sensor having a wide dynamic range can be constructed only by optimally designing the positions of the two sets of magnetoresistive elements with respect to the conductor 5.

【0020】図6は磁気抵抗素子を単独で用いた電流セ
ンサの入力磁界とダイナミックレンジ、および電流セン
サの各磁気抵抗素子への入力磁界とダイナミックレンジ
を示す。
FIG. 6 shows the input magnetic field and dynamic range of a current sensor using a magnetoresistive element alone, and the input magnetic field and dynamic range of each magnetoresistive element of the current sensor.

【0021】(a)には、往復の電流Iによって、電流
の中心からIの位置にある磁気抵抗素子の位置Aにそれ
ぞれの電流によって発生する磁界の様子と、磁気抵抗素
子に入力するH方向の磁界成分の簡単な理論式を示す。
(A) shows the state of the magnetic field generated by each current at the position A of the magnetoresistive element located at the position I from the center of the current due to the reciprocating current I, and the H direction input to the magnetoresistive element. A simple theoretical formula of the magnetic field component of is shown.

【0022】(b)には、電流100アンペア電流間距
離aが5mmの場合、(a)に示したIと磁気抵抗素子間
距離dをいろいろ変えていったときのA点の磁気抵抗素
子への入力磁界を示す。ここで、小電流用磁気抵抗素子
6の位置をI=4mm、d=5mmに、大電流用磁気抵抗素
子7の位置をI=18mm、d=2mmに設定すると(a)
に示すように、小電流用への入力磁界が約26000A
/m、大電流用への入力磁界が260A/mとなり、1
00倍になることがわかる。
In (b), when the current a distance between currents of 100 amperes is 5 mm, the magnetic resistance element at the point A when I and the distance d between the magnetoresistance elements shown in (a) are variously changed. The input magnetic field of is shown. Here, if the position of the small current magnetic resistance element 6 is set to I = 4 mm and d = 5 mm, and the position of the large current magnetic resistance element 7 is set to I = 18 mm and d = 2 mm (a)
As shown in, the input magnetic field for small current is about 26000A.
/ M, the input magnetic field for large current is 260 A / m, and 1
It turns out that it will be 00 times.

【0023】(c)には、上記の位置に磁気抵抗素子を
置いたとき、入力電流によってどのように入力磁界が変
化するかを示したものである。ここで、磁気抵抗素子の
入力磁界ダイナミックレンジが10〜1100A/mの
ものを使用すると、小電流用で40mA〜60A、大電
流用で40A〜600Aのダイナミックレンジが得ら
れ、両方合わせ83.5dBもの広大なダイナミックレ
ンジを得ることができる。
(C) shows how the input magnetic field changes depending on the input current when the magnetoresistive element is placed at the above position. Here, if a magnetic resistance element having an input magnetic field dynamic range of 10 to 1100 A / m is used, a dynamic range of 40 mA to 60 A for a small current and 40 A to 600 A for a large current can be obtained, both of which are 83.5 dB. A vast dynamic range can be obtained.

【0024】一方、同じ磁気抵抗素子を単独で使用した
場合、単独のダイナミックレンジ427dBしか得られ
ない。
On the other hand, when the same magnetoresistive element is used alone, only a single dynamic range of 427 dB can be obtained.

【0025】以上のように本実施例によれば、小電流用
磁気抵抗素子6および大電流用磁気抵抗素子7を、導体
5からの距離が異なる位置に配置したことにより、容易
に、安価に、広いダイナミックレンジの電流センサを得
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the small-current magnetoresistive element 6 and the large-current magnetoresistive element 7 are arranged at positions different in distance from the conductor 5, so that it is easy and inexpensive. A wide dynamic range current sensor can be obtained.

【0026】(実施例2)図7および図8は本発明の第
2の実施例を示すものであり、各図において実施例1と
同一番号を付したものは同一部品であり、その説明は省
略する。
(Embodiment 2) FIGS. 7 and 8 show a second embodiment of the present invention. In each of the drawings, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. Omit it.

【0027】本実施例の特徴的構成は被測定電流の発生
する磁界をキャンセルして零にするような電流を別に設
けた電流通路に流す、いわゆるサーボ方式の電流センサ
に関するものである。図において、19は小電流用サー
ボ回路、20は大電流用サーボ回路、21は小電流用サ
ーボ電流発生回路、22は大電流用サーボ電流発生回
路、23,24はそれぞれ小電流、大電流用のサーボ電
流通路用の導体であり、これは被測定電流の導体5に比
べて磁気抵抗素子6,7のごく近傍に配置される。
The characteristic configuration of the present embodiment relates to a so-called servo type current sensor in which a current for canceling the magnetic field generated by the current to be measured and making it zero is passed through a separately provided current path. In the figure, 19 is a small current servo circuit, 20 is a large current servo circuit, 21 is a small current servo current generation circuit, 22 is a large current servo current generation circuit, and 23 and 24 are small current and large current, respectively. Is a conductor for the servo current path, and is arranged in the vicinity of the magnetoresistive elements 6 and 7 as compared with the conductor 5 of the current to be measured.

【0028】上記構成によれば、各サーボ回路19,2
0が被測定電流とサーボ電流の合成磁界による前段の増
幅器の出力の変化を零にするように次段のサーボ電流発
生回路21,22に電圧を出力し、その出力に比例した
電圧をセンサ出力とするところにある。さらに、磁気抵
抗素子6,7のごく近傍にサーボ電流を流すことによっ
て、被測定電流よりもはるかに少ない電流で被測定電流
による発生磁界をキャンセルすることができる。
According to the above configuration, each servo circuit 19, 2
0 outputs a voltage to the servo current generating circuits 21 and 22 of the next stage so that the change of the output of the amplifier of the previous stage due to the combined magnetic field of the measured current and the servo current becomes zero, and the voltage proportional to the output is output to the sensor. There is a place to do. Further, by causing the servo current to flow in the immediate vicinity of the magnetoresistive elements 6 and 7, it is possible to cancel the magnetic field generated by the measured current with a current much smaller than the measured current.

【0029】上記構成によれば、磁気抵抗素子を用いた
サーボ方式の電流センサに小電流用と大電流用の磁気抵
抗素子を設け、それぞれにサーボ構成をとることによ
り、さらに広いダイナミックレンジを得ることができ
る。
According to the above construction, a servo type current sensor using a magnetoresistive element is provided with a small current magnetoresistive element and a large current magnetoresistive element, and by adopting a servo configuration for each, a wider dynamic range is obtained. be able to.

【0030】(実施例3)図9は本発明の第3の実施例
を示すものである。図において実施例1と同一番号を付
したものは同一部品であり、その説明は省略する。本実
施例の特徴的構成は、入力電流の大小によって磁気抵抗
素子群の出力を切り替えるようにしたものである。すな
わち、25はコンパレータ18bの出力によって開閉す
るトランジスタ、26はトランジスタ25の開閉によっ
て出力を切り替えるリレーである。
(Third Embodiment) FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The characteristic configuration of the present embodiment is that the output of the magnetoresistive element group is switched depending on the magnitude of the input current. That is, 25 is a transistor that opens and closes by the output of the comparator 18b, and 26 is a relay that switches the output by opening and closing the transistor 25.

【0031】上記構成により、信号を受けたトランジス
タ25がON−OFFし、リレー26により小電流用と
大電流用の信号に切り替える。
With the above configuration, the transistor 25 receiving the signal is turned on and off, and the relay 26 switches the signal for the small current and the signal for the large current.

【0032】なお、上記回路は、実施例2のサーボ方式
の電流センサについても適用可能である。
The above circuit can be applied to the servo type current sensor of the second embodiment.

【0033】(実施例4)図10は本発明の第4の実施
例を示すものである。図において、実施例1と同一番号
を付したものは同一部品であり、その説明は省略する。
本実施例の特徴的構成は、磁気抵抗素子群の入力電流に
対して互いに矛盾の無い出力をしているかを検査するよ
うにしたものである。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 shows a fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
The characteristic configuration of the present embodiment is to inspect whether or not outputs which are consistent with each other with respect to the input current of the magnetoresistive element group.

【0034】すなわち、27は小電流用磁気抵抗素子6
の出力を大電流用磁気抵抗素子7の出力とレベルを合わ
せるための減衰器、28は両者の出力差をとる差動増幅
器、29は差の絶対値をとる全波整流器、30は両者の
差がVshを越えたときに高電位出力をとるコンパレー
タである。
That is, 27 is a small-current magnetic resistance element 6
Attenuator for matching the level of the output with the output of the large-current magnetic resistance element 7, 28 is a differential amplifier that takes the difference between the outputs, 29 is a full-wave rectifier that takes the absolute value of the difference, and 30 is the difference between the two. Is a comparator that outputs a high potential when V exceeds Vsh.

【0035】上記構成により、何らかの異常で片方の磁
気抵抗素子が正常に動作しなくなったときにオーバーラ
ップ領域での出力が増加し、判定基準Vshを越える
と、外部回路に異常の自己診断信号を出力する。
With the above configuration, when one of the magnetoresistive elements does not operate normally due to some abnormality, the output in the overlap region increases, and when the judgment reference Vsh is exceeded, an abnormal self-diagnosis signal is sent to the external circuit. Output.

【0036】なお、上記回路は実施例2のサーボ方式の
電流センサについても適用可能である。
The above circuit can be applied to the servo type current sensor of the second embodiment.

【0037】(実施例5)図11は本発明の第5の実施
例を示すものである。図において、実施例1と同一番号
を付したものは同一部品である。図において31は小電
流用磁気抵抗素子6の出力を減衰して大電流用磁気抵抗
素子7の出力とレベルを合わせる減衰器、32は両者の
出力の差をとり、共通の外乱成分を取り出す差動増幅
器、33は外乱成分を小電流用磁気抵抗素子6の出力に
レベルを戻すための増幅器、34,35は小電流用、大
電流用の信号から共通の外乱成分を取り除くための減算
器である。
(Embodiment 5) FIG. 11 shows a fifth embodiment of the present invention. In the drawing, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. In the figure, 31 is an attenuator for attenuating the output of the small-current magnetic resistance element 6 to match the level with the output of the large-current magnetic resistance element 7, and 32 is a difference for taking out the difference between both outputs and extracting a common disturbance component. A dynamic amplifier 33 is an amplifier for returning the level of the disturbance component to the output of the small current magnetic resistance element 6, and 34 and 35 are subtracters for removing a common disturbance component from the small current and large current signals. is there.

【0038】上記構成において、小電流用、大電流用の
電流検出部に温度変動、外来磁界、バイアスマグネット
の経時変化などの共通の外乱が生じた場合、電流検出部
は電流感度が異なるにも関わらず、外乱感度は同じとな
り、Vs,Vbは同じレベルの外乱成分電圧を含んでい
る。入力電流による成分を小電流用磁気抵抗素子6のブ
リッジ出力成分でVis、大電流用磁気抵抗素子7のブ
リッジ出力成分でVibとすると両者には電流感度の違
いからVs=A・Vbという一定の関係がある。そし
て、双方の磁気抵抗素子から同一の外乱Vnが出力した
とすれば結局、小電流用の磁気抵抗素子6の出力はVs
=A・Vb+Vn、大電流用磁気抵抗素子7の出力はV
b=Vib+Vnとなり、電流が、小電流用磁気抵抗素
子6の出力の1/Aと大電流用磁気抵抗素子7の出力と
の差をとれば(1/A+1)・Vn〜Vnとなり、外乱
のレベルが得られる。大電流用信号からはVnを減じ、
小電流用信号からはVn/Aを減じることによって真の
入力電流信号が得られる。
In the above structure, when common disturbances such as temperature fluctuation, external magnetic field, and change of bias magnet with time occur in the current detectors for small current and large current, the current detectors have different current sensitivities. Regardless, the disturbance sensitivities are the same, and Vs and Vb include disturbance component voltages of the same level. When the component due to the input current is Vis as the bridge output component of the small current magnetoresistive element 6 and Vib as the bridge output component of the large current magnetoresistive element 7, both have a constant current sensitivity Vs = A.Vb. I have a relationship. If the same disturbance Vn is output from both magnetoresistive elements, the output of the magnetoresistive element 6 for a small current is eventually Vs.
= A · Vb + Vn, the output of the large current magnetoresistive element 7 is V
b = Vib + Vn, and the current becomes (1 / A + 1) · Vn to Vn if the difference between 1 / A of the output of the small-current magnetic resistance element 6 and the output of the large-current magnetic resistance element 7 is obtained, You get a level. Vn is subtracted from the high current signal,
A true input current signal can be obtained by subtracting Vn / A from the small current signal.

【0039】なお、上記回路は、実施例2のサーボ方式
の電流センサについても適用可能である。
The above circuit can be applied to the servo type current sensor of the second embodiment.

【0040】[0040]

【発明の効果】上記実施例から明らかなように本発明の
電流センサは、電流中心からの距離が異なる位置に磁気
抵抗素子を複数個設けたものであり、この構成とするこ
とにより、入力電流の広いダイナミックレンジを得るこ
とができ、構造が簡単となるため安価に製造することが
できる。
As is apparent from the above-described embodiments, the current sensor of the present invention is provided with a plurality of magnetoresistive elements at different distances from the current center. Since a wide dynamic range can be obtained and the structure is simple, it can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)本発明の第1の実施例における電流セン
サの正面図 (b)同電流センサの平面図 (c)同電流センサの側面図
1A is a front view of a current sensor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a plan view of the current sensor, and FIG. 1C is a side view of the current sensor.

【図2】同電流センサの検出部回路図FIG. 2 is a circuit diagram of a detection unit of the same current sensor.

【図3】同電流センサのブロック図FIG. 3 is a block diagram of the current sensor.

【図4】同電流センサの信号処理回路図FIG. 4 is a signal processing circuit diagram of the current sensor.

【図5】同電流センサの信号処理回路図FIG. 5 is a signal processing circuit diagram of the current sensor.

【図6】同電流センサの動作を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the current sensor.

【図7】本発明の第2の実施例における電流センサの斜
視図
FIG. 7 is a perspective view of a current sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図8】同電流センサのブロック図FIG. 8 is a block diagram of the current sensor.

【図9】本発明の第3の実施例における電流センサの信
号処理回路図
FIG. 9 is a signal processing circuit diagram of a current sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施例における電流センサの
信号処理回路図
FIG. 10 is a signal processing circuit diagram of a current sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施例における電流センサの
信号処理回路図
FIG. 11 is a signal processing circuit diagram of a current sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】(a)従来の電流センサの正面図 (b)同電流センサの平面図12A is a front view of a conventional current sensor, and FIG. 12B is a plan view of the current sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

6,7 磁気抵抗素子 6,7 Magnetoresistive element

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電流によって発生する磁界を検出する電
流センサにおいて、電流中心からの距離が異なる位置に
磁気抵抗素子を複数個設けた電流センサ。
1. A current sensor for detecting a magnetic field generated by a current, wherein a plurality of magnetoresistive elements are provided at positions different in distance from a current center.
【請求項2】 電流によって発生する磁界を零にするよ
うに補償電流を流す電流センサにおいて、電流中心から
の距離が異なる位置に磁気抵抗素子を複数個設けた電流
センサ。
2. A current sensor in which a compensating current is passed so that a magnetic field generated by the current is zero, wherein a plurality of magnetoresistive elements are provided at positions different in distance from the current center.
【請求項3】 入力電流の大小によって磁気抵抗素子群
の出力を切り替える手段を設けた請求項1または2記載
の電流センサ。
3. The current sensor according to claim 1, further comprising means for switching the output of the magnetoresistive element group depending on the magnitude of the input current.
【請求項4】 磁気抵抗素子群が入力電流に対して互い
に矛盾の無い出力をしているかを検査する手段を備えた
請求項1または2記載の電流センサ。
4. The current sensor according to claim 1 or 2, further comprising means for inspecting whether the magnetoresistive element groups output outputs which are consistent with each other with respect to an input current.
【請求項5】 磁気抵抗素子群の出力から入力電流の外
乱による部分を分離検出し、この外乱部分を取り除く手
段を備えた請求項1または2記載の電流センサ。
5. The current sensor according to claim 1, further comprising means for separately detecting a portion of the input current caused by disturbance from the output of the magnetoresistive element group and removing the disturbance portion.
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