KR20170104941A - Magnetic sensor and magnetic sensor device - Google Patents

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겐타로 후카이
미노루 아리야마
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에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤
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Abstract

Provided are a magnetic sensor and a magnetic sensor device capable of accurately determining an abnormality such as disconnection or short circuit of a wire of the magnetic sensor device. An output control circuit of the magnetic sensor includes a voltage dividing circuit connected to an output terminal, and an amplifier configured to control the gate voltage of a MOS transistor connected to the output terminal of the magnetic sensor so that the voltage of the voltage dividing circuit is the same as a reference voltage, thereby determining the output voltage of the magnetic sensor by the voltage division ratio of the reference voltage and the voltage dividing circuit.

Description

자기 센서 및 자기 센서 장치{MAGNETIC SENSOR AND MAGNETIC SENSOR DEVICE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a magnetic sensor and a magnetic sensor,

본 발명은 자기 센서에 관한 것이며, 보다 상세하게는 출력 단자를 외부에서 풀업하는 구성의 자기 센서 및 자기 센서 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor, and more particularly, to a magnetic sensor and a magnetic sensor device configured to pull up an output terminal from the outside.

자기 센서 장치는 자속 밀도를 전기 신호로 변환하는 자기 검출 소자를 구비하며, 자성체가 설치된 피검출 부재와의 상대 거리의 변화에 따라 변화하는 자속 밀도와, 미리 설정된 자속 밀도 역치의 대소를 전기적으로 판정하여, 2레벨 전압의 검출 신호를 출력한다. 자기 센서를 이용하는 스위칭 시스템, 특히 자동차의 분야에서는, 자동차의 이용자에게 안전을 제공하기 위해, 기능 안전(ISO26262)의 관점에서 시스템을 구축하는 것이 요구된다. 예를 들면, 자기 센서 소자 자체의 고장이나, 시스템 내의 신호 전달 경로의 고장에 의해, 잘못된 스위칭 동작이 행해져 버릴 염려를 불식시키는 것이 요구된다.The magnetic sensor device is provided with a magnetic detecting element for converting the magnetic flux density into an electric signal and electrically determines the magnitude of the magnetic flux density which changes in accordance with the change of the relative distance with the detected member provided with the magnetic body and the predetermined magnetic flux density threshold value And outputs a detection signal of a two-level voltage. BACKGROUND OF THE INVENTION Switching systems using magnetic sensors, particularly in the field of automobiles, are required to build systems in terms of functional safety (ISO 2662) in order to provide safety for the users of automobiles. For example, it is required to eliminate the possibility that erroneous switching operation is performed due to a failure of the magnetic sensor element itself or a failure of a signal transmission path in the system.

도 4는 종래의 자기 센서 장치이다. 자기 센서(50)는 자기 센서를 포함하는 신호 처리 회로(51)와, 트랜지스터(52)와, 정전류 회로(53)와, 저항(54)으로 구성된다. 판별 회로(59)는 자기 센서(50)와 GND가 공통으로 접속되고, 단자 IN이 자기 센서(50)의 단자 OUT와 접속되어 있다. 또한 자기 센서(50)의 단자 IN은 풀업 저항(58)에 의해 전압 VDD에 풀업되어 있다.4 is a conventional magnetic sensor device. The magnetic sensor 50 is constituted by a signal processing circuit 51 including a magnetic sensor, a transistor 52, a constant current circuit 53 and a resistor 54. The discrimination circuit 59 is connected to the magnetic sensor 50 and GND in common, and the terminal IN is connected to the terminal OUT of the magnetic sensor 50. The terminal IN of the magnetic sensor 50 is pulled up to the voltage VDD by the pull-up resistor 58. [

자기 센서(50)는 전압 VDD보다 소정치만큼 낮은 고레벨치와 전압 GND보다 소정치만큼 높은 저레벨치의 2값를 단자 OUT에 출력한다. 판별 회로(59)는 입력 전압 레벨이 그들 2값 근방 이외의 전압인 경우에 이상이라고 판정하는 이상 검출 기능을 갖는다.The magnetic sensor 50 outputs a high level value which is lower than the voltage VDD by a predetermined value and a low level value which is higher than the voltage GND by a predetermined value to the terminal OUT. The discrimination circuit 59 has an abnormality detecting function of judging abnormality when the input voltage level is a voltage other than the vicinity of the two values.

이와 같이 전압 VDD나 전압 GND와 등가가 아닌 소정의 전압 레벨을 정상으로 판단하도록 구성함으로써, 입력 단자의 단선 등 이상을 용이하게 검출할 수 있다. 예를 들면, 자기 센서(50)의 단자 OUT와 판별 회로(59)의 단자 IN 사이의 배선이 단선되어 오픈으로 된 경우는, 판별 회로(59)의 입력 레벨이 전압 VDD가 되므로 이상으로 판정된다. 또 자기 센서(50)의 단자 OUT와 판별 회로(59)의 단자 IN 사이의 배선이 전압 GND에 단락된 경우는, 판별 회로(59)의 입력 레벨이 전압 GND가 되므로 이상으로 판정된다.By structuring such that the predetermined voltage level that is not equivalent to the voltage VDD or the voltage GND is determined to be normal, it is possible to easily detect an abnormality such as disconnection of the input terminal. For example, when the wiring between the terminal OUT of the magnetic sensor 50 and the terminal IN of the discrimination circuit 59 is disconnected and opened, the input level of the discrimination circuit 59 becomes the voltage VDD and thus it is judged as abnormal . When the wiring between the terminal OUT of the magnetic sensor 50 and the terminal IN of the discriminating circuit 59 is short-circuited to the voltage GND, the input level of the discriminating circuit 59 becomes the voltage GND, so that it is judged as abnormal.

일본국 특허공개 2001－165944호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-165944

상술한 회로 구성의 경우, 정상 시의 판별 회로(59)의 입력 전압 레벨은 저항(54)과, 정전류 회로(53)와, 트랜지스터(52) 및 풀업 저항(58)에 의해 결정된다. 따라서, 풀업 저항(58)은 제조 편차에 따라 저항치에 편차가 생기므로, 입력 전압 레벨이 변동되어 버려, 판별 회로(59)가 오판정해 버린다는 과제가 있다.The input voltage level of the discrimination circuit 59 at the normal time is determined by the resistor 54, the constant current circuit 53, the transistor 52 and the pull-up resistor 58 in the above-described circuit configuration. Therefore, the pull-up resistor 58 has a problem that the resistance value varies depending on the manufacturing variation, so that the input voltage level fluctuates and the determination circuit 59 misjudges.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 자기 센서의 출력 제어 회로는 출력 단자에 접속된 분압 회로와, 분압 회로의 전압과 기준 전압이 동일해지도록 자기 센서의 출력 단자에 접속된 MOS 트랜지스터의 게이트 전압을 제어하는 증폭기를 구비하였다.In order to solve such a problem, the output control circuit of the magnetic sensor of the present invention comprises a voltage dividing circuit connected to the output terminal, a gate voltage of the MOS transistor connected to the output terminal of the magnetic sensor so that the voltage of the voltage dividing circuit becomes equal to the reference voltage As shown in Fig.

본 발명의 자기 센서에 의하면, 자기 센서의 출력 전압은 기준 전압과 분압 회로의 분압비에 의해 결정되므로, 풀업 저항의 저항치 편차에 좌우되지 않는다는 효과가 있다. 따라서, 판별 회로는 자기 센서 장치의 배선의 단선이나 단락 등의 이상을 정확하게 판정할 수 있다.According to the magnetic sensor of the present invention, since the output voltage of the magnetic sensor is determined by the reference voltage and the partial pressure ratio of the voltage dividing circuit, there is an effect that it is not dependent on the resistance value deviation of the pull-up resistor. Therefore, the determination circuit can accurately determine an abnormality such as disconnection or short circuit of the wiring of the magnetic sensor device.

도 1은 본 발명의 자기 센서의 제1 실시 형태를 도시하는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 자기 센서의 제2 실시 형태를 도시하는 회로도이다.
도 3은 본 발명의 자기 센서의 제3 실시 형태를 도시하는 회로도이다.
도 4는 종래의 자기 센서 장치를 도시하는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the magnetic sensor of the present invention.
2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the magnetic sensor of the present invention.
3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the magnetic sensor of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a conventional magnetic sensor device.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 자기 센서의 제1 실시 형태를 도시하는 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the magnetic sensor of the present invention.

자기 센서 장치는 자기 센서(1)와, 풀업 저항(18)과, 판별 회로(19)로 구성된다.The magnetic sensor device comprises a magnetic sensor 1, a pull-up resistor 18, and a discrimination circuit 19.

제1 실시 형태의 자기 센서(1)는 자기 센서 소자(3)와, 자기 판정 회로(4)와, 출력 제어 회로(10)로 구성된다. 출력 제어 회로(10)는 MOS 스위치(5)와, 출력 드라이브 소자(6)와, 증폭기(7)와, 기준 전압 회로(8)와, 분압 회로인 저항(R1, R2, R3)으로 구성된다.The magnetic sensor 1 of the first embodiment comprises a magnetic sensor element 3, a magnetic determination circuit 4, and an output control circuit 10. The output control circuit 10 is constituted by a MOS switch 5, an output drive element 6, an amplifier 7, a reference voltage circuit 8 and resistors R1, R2 and R3 which are voltage dividing circuits .

자기 센서(1)는 출력 단자 OUT가 판별 회로(19)의 입력 단자에 접속되고, 또한 풀업 저항(18)을 통해 외부 전원 단자 VPU에 접속된다. 자기 센서 소자(3)는, 입력 단자가 전원 단자 VDD 및 GND에 접속되고, 출력 단자가 자기 판정 회로(4)의 입력 단자에 접속된다. 출력 드라이브 소자(6)는, 예를 들면 N채널 MOSFET로 구성되고, 드레인은 출력 단자 OUT에 접속되며, 소스는 접지 단자 GND에 접속되어 있다. 저항 R1은, 일단이 출력 단자 OUT에 접속되고, 타단(노드 N1)이 저항 R2의 일단에 접속되어 있다. 저항 R2는, 타단(노드 N2)이 저항 R3의 일단에 접속되어 있다. 저항 R3은, 타단이 접지 단자 GND에 접속되어 있다. 증폭기(7)는, 출력 단자가 출력 드라이브 소자(6)의 게이트에 접속되고, 반전 입력 단자는 기준 전압 회로(8)의 출력 단자에 접속되며, 비반전 입력 단자는 노드 N1에 접속되어 있다. MOS 스위치(5)는, 예를 들면 N채널 MOSFET로 구성되고, 게이트는 자기 판정 회로(4)의 출력 단자에 접속되고, 드레인은 노드 N2에 접속되며, 소스는 접지 단자 GND에 접속된다.The output terminal OUT of the magnetic sensor 1 is connected to the input terminal of the discrimination circuit 19 and is also connected to the external power supply terminal VPU through the pull-up resistor 18. In the magnetic sensor element 3, the input terminal is connected to the power supply terminal VDD and GND, and the output terminal is connected to the input terminal of the magnetic judgment circuit 4. [ The output drive element 6 is composed of, for example, an N-channel MOSFET, the drain is connected to the output terminal OUT, and the source is connected to the ground terminal GND. One end of the resistor R1 is connected to the output terminal OUT, and the other end (node N1) is connected to one end of the resistor R2. The other end (node N2) of the resistor R2 is connected to one end of the resistor R3. The other end of the resistor R3 is connected to the ground terminal GND. In the amplifier 7, the output terminal is connected to the gate of the output drive element 6, the inverting input terminal is connected to the output terminal of the reference voltage circuit 8, and the non-inverting input terminal is connected to the node N1. The MOS switch 5 is composed of, for example, an N-channel MOSFET, its gate is connected to the output terminal of the magnetic judgment circuit 4, its drain is connected to the node N2, and its source is connected to the ground terminal GND.

판별 회로(19)는, 자기 센서(1)가 출력하는 자속 밀도에 따른 고레벨치와 저레벨치를 구별하는 기능에 더하여, 이상 검출 기능을 갖는다. 이상 검출 기능은, 입력되는 전압이 고레벨치와 저레벨치의 근방인 경우에 자기 센서 장치가 정상이라고 판정하고, 입력되는 전압이 그 이외의 전압 영역인 경우에 자기 센서 장치가 비정상이라고 판정한다.The discrimination circuit 19 has an abnormality detection function in addition to a function of distinguishing a high level value and a low level value according to the magnetic flux density outputted by the magnetic sensor 1. [ The abnormality detecting function determines that the magnetic sensor device is normal when the input voltage is in the vicinity of the high level value and the low level value, and determines that the magnetic sensor device is abnormal when the input voltage is in the other voltage range.

자기 센서 소자(3)는 전압 VDD를 전원으로 하여, 자기 센서 소자에 입력되는 자속 밀도에 따른 전기 신호를 출력한다. 자기 센서 소자(3)는, 예를 들면 홀 소자를 이용할 수 있다. 자기 판정 회로(4)는, 자기 센서 소자(3)가 출력하는 전기 신호와, 미리 설정된 역치 신호를 비교하여, 자기 판정 결과를 전압 VDD와 전압 GND의 2값 전압으로 출력 제어 회로(10)에 출력한다.The magnetic sensor element 3 uses the voltage VDD as a power supply and outputs an electric signal according to the magnetic flux density inputted to the magnetic sensor element. As the magnetic sensor element 3, for example, a Hall element can be used. The magnetic determination circuit 4 compares the electric signal output from the magnetic sensor element 3 with a predetermined threshold value signal and outputs the result of the magnetic determination to the output control circuit 10 with the binary voltage of the voltage VDD and the voltage GND Output.

자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 GND인 경우, MOS 스위치(5)는 오프 상태이고, 노드 N2는 저항 R3에 의해 접지 단자 GND와 접속되어 있다.When the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage GND, the MOS switch 5 is in the OFF state, and the node N2 is connected to the ground terminal GND by the resistor R3.

한편, 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 VDD인 경우, MOS 스위치(5)는 온 상태이며, 노드 N2는 접지 단자 GND와 접속되어 있다.On the other hand, when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage VDD, the MOS switch 5 is in the ON state and the node N2 is connected to the ground terminal GND.

출력 단자 OUT와 접지 단자 GND의 사이에는, 분압 회로와 전기적으로 병렬로 출력 드라이브 소자(6)가 접속된다. 출력 드라이브 소자(6)는 N채널 MOSFET이며, 게이트 전압을 제어함으로써, 출력 단자 OUT와 접지 단자 GND의 사이에 드레인 전류를 흐르게 할 수 있다. 또 증폭기(7)는 노드 N1이 비반전 입력 단자에 접속되고, 기준 전압 회로(8)가 반전 입력 단자에 접속되며, 출력 단자가 출력 드라이브 소자(6)의 게이트 단자에 접속되어 있으므로, 노드 N1의 전압을 기준 전압 회로(8)의 기준 전압과 동일해지도록 출력 드라이브 소자(6)를 제어한다.Between the output terminal OUT and the ground terminal GND, the output drive element 6 is electrically connected in parallel to the voltage divider circuit. The output drive element 6 is an N-channel MOSFET, and by controlling the gate voltage, a drain current can flow between the output terminal OUT and the ground terminal GND. The amplifier 7 has the node N1 connected to the non-inverting input terminal, the reference voltage circuit 8 connected to the inverting input terminal, and the output terminal connected to the gate terminal of the output drive element 6, To be equal to the reference voltage of the reference voltage circuit (8).

자기 센서(1)의 출력 단자 OUT의 출력 전압을 VOUT로 하고, 기준 전압 회로(8)의 기준 전압을 VREF로 하면, 출력 전압 VOUT는 자기 판정 결과의 경우에 따라 2개의 식으로 표시된다.Assuming that the output voltage of the output terminal OUT of the magnetic sensor 1 is VOUT and the reference voltage of the reference voltage circuit 8 is VREF, the output voltage VOUT is expressed by two equations in accordance with the result of self determination.

VOUT=(1＋R1/R2)×VREF …(1) VOUT = (1 + R1 / R2) x VREF ... (One)

VOUT=｛1＋R1/(R2＋R3)｝×VREF …(2) VOUT = {1 + R1 / (R2 + R3)} VREF ... (2)

식 1은 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 VDD인 경우의 출력 전압 VOUT를 나타낸다. 식 2는 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 GND인 경우의 출력 전압 VOUT를 나타낸다.Equation 1 represents the output voltage VOUT when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage VDD. Equation 2 represents the output voltage VOUT when the output of the magnetic determination circuit 4 is the voltage GND.

이와 같이, 자기 센서(1)의 출력 전압 VOUT는 풀업 저항(18)의 저항치에 의존하지 않으므로, 풀업 저항(18)의 편차에 대해 영향을 받는 일이 없다. 따라서, 풀업 저항치를 유연하게 설정할 수 있으므로, 또 다른 효과로서, 풀업 저항치를 크게 함으로써 자기 센서 시스템의 전력 절약화도 가능해진다.As described above, since the output voltage VOUT of the magnetic sensor 1 does not depend on the resistance value of the pull-up resistor 18, it is not affected by the deviation of the pull-up resistor 18. [ Therefore, the pull-up resistance value can be flexibly set, and as a further effect, the pull-up resistance value can be increased to make it possible to save power of the magnetic sensor system.

이하에, 제1 실시 형태의 자기 센서(1)를 실현하는 구체적인 저항치의 예를 나타낸다.An example of a specific resistance value for realizing the magnetic sensor 1 of the first embodiment is shown below.

외부 전원 VPU를 5.0V, 기준 전압 VREF를 0.3V로 한 경우의, 식 1의 출력 전압 VOUT가 4.5V, 식 2의 출력 전압 VOUT가 0.5V가 되는 회로 상수를 구한다. 식 1 및 식 2로부터 R1：R2：R3의 비율은 7：0.5：10으로 설정하면 되는 것을 알 수 있다.The circuit constant in which the output voltage VOUT of Equation 1 is 4.5 V and the output voltage VOUT of Equation 2 is 0.5 V when the external power VPU is 5.0 V and the reference voltage VREF is 0.3 V is obtained. It can be seen that the ratio of R1: R2: R3 is set to 7: 0.5: 10 from the equations 1 and 2.

더욱 구체적으로는, 풀업 저항(18)의 저항치를 한정하지 않기 위해서는, 저항 R1 내지 R3의 저항치는 클수록 바람직하다. RPU를 풀업 저항(18)의 저항치로 하면, 그 허용치는 식 3으로부터 구해진다.More specifically, in order not to limit the resistance value of the pull-up resistor 18, the resistance value of the resistors R1 to R3 is preferably as large as possible. Assuming that the RPU is the resistance value of the pull-up resistor 18, the permissible value is obtained from the equation (3).

RPU＞(VPU－VOUT(1))/{VOUT(1)/(R1＋R2＋R3)｝ …(3) RPU> (VPU-VOUT (1)) / {VOUT (1) / (R1 + R2 + R3)} (3)

예를 들면, R1=700kΩ, R2=50kΩ, R3=1MΩ으로 하면, 풀업 저항(18)의 저항치 RPU는 194kΩ 미만이면 자기 센서(1)는 동작 가능해진다.For example, when R1 = 700 kΩ, R2 = 50 kΩ, and R3 = 1 MΩ, the magnetic sensor 1 becomes operable if the resistance value RPU of the pullup resistor 18 is less than 194 kΩ.

보다 현실적으로 출력 드라이브 소자(6)의 드레인 전류 허용 범위를 고려하면, 풀업 저항(18)의 저항치는 수십 Ω 이상인 것이 바람직하다.In consideration of the drain current allowable range of the output drive element 6, the resistance value of the pull-up resistor 18 is preferably several tens of ohms or more.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태의 자기 센서(1)에 의하면, 판별 회로(19)의 입력 전압이 기준 전압과 분압 회로의 분압비에 의해 결정되므로, 풀업 저항(18)의 저항치 편차에 좌우되지 않고, 배선의 단선이나 단락 등의 이상을 정확하게 판정할 수 있다.As described above, according to the magnetic sensor 1 of the first embodiment, since the input voltage of the determination circuit 19 is determined by the reference voltage and the voltage division ratio of the voltage division circuit, And it is possible to accurately determine an abnormality such as disconnection or short circuit of the wiring.

또한 판별 회로(19)가 구하는 입력 전압에 따라, 출력 전압 VOUT를 조정할 수 있도록 분압 회로의 저항을 트리밍 가능한 구성으로 해도 된다.The resistor of the voltage divider circuit may be trimmed so that the output voltage VOUT can be adjusted in accordance with the input voltage obtained by the determination circuit 19. [

도 2는 본 발명의 자기 센서의 제2 실시 형태를 도시하는 회로도이다.2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the magnetic sensor of the present invention.

자기 센서(100)는 자기 센서 소자(3)와, 자기 판정 회로(4)와, 출력 제어 회로(20)로 구성된다. 출력 제어 회로(20)는 출력 드라이브 소자(6)와, 증폭기(7)와, 분압 회로인 저항 R1, R2, 기준 전압 회로(81)와, 기준 전압 회로(82)와, MOS 스위치(90)로 구성된다.The magnetic sensor 100 includes a magnetic sensor element 3, a magnetic determination circuit 4, and an output control circuit 20. The output control circuit 20 includes an output drive element 6, an amplifier 7, resistors R1 and R2 which are voltage dividing circuits, a reference voltage circuit 81, a reference voltage circuit 82, a MOS switch 90, .

자기 센서(100)와, 판별 회로(19)와, 풀업 저항(18)은 제1 실시 형태와 동일하게 접속되며, 동일한 동작을 한다. 또한 자기 센서 소자(3)와, 자기 판정 회로(4)와, 출력 드라이브 소자(6)와, 증폭기(7)는 제1 실시 형태와 동일하게 접속되며, 동일한 동작을 하므로, 설명을 생략한다.The magnetic sensor 100, the discrimination circuit 19, and the pull-up resistor 18 are connected in the same manner as in the first embodiment, and perform the same operation. The magnetic sensor element 3, the magnetic determination circuit 4, the output drive element 6, and the amplifier 7 are connected in the same manner as in the first embodiment and operate in the same manner, and thus description thereof is omitted.

MOS 스위치(90)는, 예를 들면 CMOS 트랜지스터로 구성되며, 기준 전압 회로(81) 혹은 기준 전압 회로(82)를 택일적으로 선택하여 증폭기(7)의 반전 입력 단자에 접속한다. MOS 스위치(90)는 제어 단자를 구비하고, 제어 단자에는 자기 판정 회로(4)가 출력하는 2값 전압이 입력된다.The MOS switch 90 is composed of, for example, a CMOS transistor and selectively connects the reference voltage circuit 81 or the reference voltage circuit 82 to the inverting input terminal of the amplifier 7. The MOS switch 90 has a control terminal, and a binary voltage output from the magnetic determination circuit 4 is input to the control terminal.

자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 GND인 경우, MOS 스위치(90)는 기준 전압 회로(81)를 선택하고, 기준 전압 회로(81)의 출력 단자를 증폭기(7)의 반전 입력 단자에 접속한다. The MOS switch 90 selects the reference voltage circuit 81 and connects the output terminal of the reference voltage circuit 81 to the inverting input terminal of the amplifier 7 when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage GND do.

한편, 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 VDD인 경우, MOS 스위치(90)는 기준 전압 회로(82)를 선택하고, 기준 전압 회로(82)의 출력 단자를 증폭기(7)의 반전 입력 단자에 접속한다.On the other hand, when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage VDD, the MOS switch 90 selects the reference voltage circuit 82 and the output terminal of the reference voltage circuit 82 is connected to the inverting input terminal .

기준 전압 회로(81)가 생성하는 기준 전압을 VREF1로 하고, 기준 전압 회로(82)가 생성하는 기준 전압을 VREF2로 한다. 기준 전압 VREF1과 기준 전압 VREF2는 서로 값이 다른 기준 전압이다.The reference voltage generated by the reference voltage circuit 81 is VREF1, and the reference voltage generated by the reference voltage circuit 82 is VREF2. The reference voltage VREF1 and the reference voltage VREF2 are reference voltages having different values.

자기 센서(100)의 출력 단자 OUT의 출력 전압을 VOUT로 하면, 출력 전압 VOUT는 자기 판정 결과의 경우에 따라 2개의 식으로 표시된다.Assuming that the output voltage of the output terminal OUT of the magnetic sensor 100 is VOUT, the output voltage VOUT is represented by two equations in accordance with the result of self determination.

VOUT=(1＋R1/R2)×VREF1 …(4)VOUT = (1 + R1 / R2) x VREF1 ... (4)

VOUT=(1＋R1/R2)×VREF2 …(5)VOUT = (1 + R1 / R2) x VREF2 ... (5)

식 4는 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 GND인 경우의 출력 전압 VOUT를 나타낸다. 식 5는 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 VDD인 경우의 출력 전압 VOUT를 나타낸다.Equation 4 shows the output voltage VOUT when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage GND. Equation 5 shows the output voltage VOUT when the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage VDD.

이하에 제2 실시 형태의 자기 센서(100)를 실현하는 구체적인 수치예를 나타낸다.Specific numerical examples for realizing the magnetic sensor 100 of the second embodiment are shown below.

외부 전원 VPU를 5.0V로 하고, 식 4의 출력 전압 VOUT가 4.5V, 식 5의 출력 전압 VOUT가 0.5V가 되는 회로 상수를 구한다. 기준 전압 VREF1이 3.0V가 되도록 기준 전압 회로(81)를 설정하는 경우, 식 4로부터 R1：R2의 비율은 0.5：1로 설정하면 되는 것을 알 수 있다. 또 기준 전압 VREF2는 식 4 및 식 5로부터 0.33V로 설정하면 되는 것을 알 수 있다.The external power VPU is 5.0 V, and the circuit constant in which the output voltage VOUT in Equation 4 is 4.5 V and the output voltage VOUT in Equation 5 is 0.5 V is obtained. When the reference voltage circuit 81 is set so that the reference voltage VREF1 is 3.0 V, it can be seen that the ratio of R1: R2 can be set to 0.5: 1 from the formula 4. [ It is also understood that the reference voltage VREF2 can be set to 0.33 V from the equations 4 and 5.

도 3은 본 발명의 자기 센서의 제3 실시 형태를 도시하는 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the magnetic sensor of the present invention.

자기 센서(200)는 자기 센서 소자(3)와, 자기 판정 회로(4)와, 출력 제어 회로(30)로 구성된다.The magnetic sensor 200 includes a magnetic sensor element 3, a magnetic determination circuit 4, and an output control circuit 30.

기준 전압 회로는 제2 실시 형태와 달리, 저항(91)과, 저항(92)과, 저항(93)으로 구성된다. 또 자기 센서(200)는 외부 전원 VPU가 접속되는 VDD2 단자를 구비하고, VDD2 단자는 저항(93)의 일단과 증폭기(7)의 반전 입력 단자에 접속된다. 저항(93)은 MOS 스위치(90)에 의해 저항(91)과 저항(92) 중 어느 하나에 접속된다. 그리고 그들 저항은, 전압 VPU를 저항 분압함으로써 기준 전압이 얻어진다.The reference voltage circuit is constituted by a resistor 91, a resistor 92 and a resistor 93, unlike the second embodiment. The VDD2 terminal is connected to one end of the resistor 93 and the inverting input terminal of the amplifier 7. The VDD2 terminal of the magnetic sensor 200 is connected to the external power supply VPU. The resistor 93 is connected to either the resistor 91 or the resistor 92 by the MOS switch 90. The resistance of these resistors is obtained by dividing the voltage VPU by resistance.

자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 VDD인 경우, MOS 스위치(90)는 저항(91)을 선택하여 저항(93)과 직렬 접속한다. 자기 판정 회로(4)의 출력이 전압 GND인 경우, MOS 스위치(90)는 저항(92)을 선택하여 저항(93)과 직렬 접속한다.When the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage VDD, the MOS switch 90 selects the resistor 91 and connects it in series with the resistor 93. [ When the output of the magnetic judgment circuit 4 is the voltage GND, the MOS switch 90 selects the resistor 92 and connects it in series with the resistor 93. [

외부 전원 VPU와 저항(93)과 저항(91)으로 생성되는 기준 전압을 VREF1로 하고, 외부 전원 VPU와 저항(93)과 저항(92)으로 생성되는 기준 전압을 VREF2로 한다. 기준 전압 VREF1과 기준 전압 VREF2는 서로 값이 다른 기준 전압이다.The reference voltage generated by the external power supply VPU, the resistor 93 and the resistor 91 is VREF1 and the reference voltage generated by the external power VPU, the resistor 93 and the resistor 92 is VREF2. The reference voltage VREF1 and the reference voltage VREF2 are reference voltages having different values.

자기 센서(200)의 출력 단자 OUT의 출력 전압을 VOUT로 하면, 출력 전압 VOUT는 제2 실시 형태의 자기 센서(100)와 동일하게 식 4로 식 5로 표시된다.Assuming that the output voltage of the output terminal OUT of the magnetic sensor 200 is VOUT, the output voltage VOUT is expressed by the equation (5) in the same manner as the magnetic sensor 100 of the second embodiment.

이하에 제3 실시 형태의 자기 센서(200)를 실현하는 구체적인 수치예를 나타낸다. Specific numerical examples for realizing the magnetic sensor 200 of the third embodiment are shown below.

외부 전원 VPU를 5.0V로 하고, 식 4의 출력 전압 VOUT가 4.5V, 식 5의 출력 전압 VOUT가 0.5V가 되는 회로 상수를 구한다. 식 4의 출력 전압 VOUT와 식 5의 출력 전압 VOUT의 비는 9：1이므로, 기준 전압 VREF1과 기준 전압 VREF2의 비도 9：1이 되도록 설정한다. 기준 전압 VREF1을 3.0V, 기준 전압 VREF2를 0.33V로 하면, 식 4로부터 R1：R2의 비율은 0.5：1로 설정하면 되는 것을 알 수 있다. 또한, 저항(91)과 저항(92)과 저항(93)은, 저항(91)을 300kΩ, 저항(92)을 14kΩ, 저항(93)을 200kΩ으로 함으로써 제3 실시 형태를 실현할 수 있다.The external power VPU is 5.0 V, and the circuit constant in which the output voltage VOUT in Equation 4 is 4.5 V and the output voltage VOUT in Equation 5 is 0.5 V is obtained. Since the ratio of the output voltage VOUT of Equation 4 to the output voltage VOUT of Equation 5 is 9: 1, the ratio of the reference voltage VREF1 to the reference voltage VREF2 is set to be 9: 1. When the reference voltage VREF1 is set to 3.0 V and the reference voltage VREF2 is set to 0.33 V, the ratio of R1: R2 can be set to 0.5: 1 from the equation 4. [ The resistor 91, the resistor 92 and the resistor 93 can realize the third embodiment by setting the resistor 91 to 300 kΩ, the resistor 92 to 14 kΩ, and the resistor 93 to 200 kΩ.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 자기 센서에 의하면, 판별 회로(19)의 입력 전압이 기준 전압과 분압 회로의 분압비에 의해 결정되므로, 풀업 저항(18)의 저항치 편차에 좌우되지 않고, 배선의 단선이나 단락 등의 이상을 정확하게 판정할 수 있다.As described above, according to the magnetic sensor of the present invention, since the input voltage of the determination circuit 19 is determined by the reference voltage and the voltage division ratio of the voltage division circuit, It is possible to accurately determine an abnormality such as disconnection or short circuit.

1, 100, 200: 자기 센서 3: 자기 센서 소자
4: 자기 판정 회로 5, 90: MOS 스위치
6: 출력 드라이브 소자 7: 증폭기
8, 81, 82: 기준 전압 회로 10, 20, 30: 출력 제어 회로
19: 판별 회로1, 100, 200: magnetic sensor 3: magnetic sensor element
4: magnetic determination circuit 5, 90: MOS switch
6: Output drive element 7: Amplifier
8, 81, 82: reference voltage circuit 10, 20, 30: output control circuit
19: discrimination circuit

Claims (3)

판별 회로의 입력 단자에 접속되는 출력 단자가 풀업 저항으로 외부 전원 단자와 접속된 자기 센서로서,
상기 자기 센서는, 자기 센서 소자와, 상기 자기 센서 소자의 출력 전압이 입력되는 판정 회로와, 상기 판정 회로의 신호를 상기 자기 센서의 출력 단자에 출력하는 출력 제어 회로를 구비하고,
상기 출력 제어 회로는,
상기 자기 센서의 출력 단자와 접지 단자의 사이에 직렬 접속된 제1, 제2, 제3 저항과,
게이트가 상기 판정 회로의 출력 단자에 접속되고, 드레인이 상기 제2 저항과 상기 제3 저항의 접점에 접속되며, 소스가 접지 단자에 접속된 제1 MOS 트랜지스터와,
반전 입력 단자가 기준 전압 회로의 출력 단자에 접속되고, 비반전 입력 단자가 상기 제1 저항과 상기 제2 저항의 접점에 접속된 증폭기와,
게이트가 상기 증폭기의 출력 단자에 접속되고, 드레인이 상기 자기 센서의 출력 단자에 접속되며, 소스는 접지 단자에 접속된 제2 MOS 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 자기 센서.An output terminal connected to an input terminal of the discrimination circuit is connected to an external power supply terminal as a pull-up resistor,
The magnetic sensor includes a magnetic sensor element, a determination circuit to which an output voltage of the magnetic sensor element is input, and an output control circuit that outputs a signal of the determination circuit to an output terminal of the magnetic sensor,
Wherein the output control circuit comprises:
First, second and third resistors connected in series between an output terminal and a ground terminal of the magnetic sensor;
A first MOS transistor having a gate connected to the output terminal of the determination circuit, a drain connected to the contact between the second resistor and the third resistor, and a source connected to the ground terminal,
An amplifier whose inverting input terminal is connected to the output terminal of the reference voltage circuit and whose non-inverting input terminal is connected to the contact of the first resistor and the second resistor,
And a second MOS transistor having a gate connected to the output terminal of the amplifier, a drain connected to the output terminal of the magnetic sensor, and a source connected to the ground terminal. 판별 회로의 입력 단자에 접속되는 출력 단자가 풀업 저항으로 외부 전원 단자와 접속된 자기 센서로서,
상기 자기 센서는, 자기 센서 소자와, 상기 자기 센서 소자의 출력 전압이 입력되는 판정 회로와, 상기 판정 회로의 신호를 상기 자기 센서의 출력 단자에 출력하는 출력 제어 회로를 구비하고,
상기 출력 제어 회로는,
상기 자기 센서의 출력 단자와 접지 단자의 사이에 직렬 접속된 제1, 제2 저항과,
비반전 입력 단자가 상기 제1 저항과 상기 제2 저항의 접점에 접속된 증폭기와,
제어 단자가 상기 판정 회로의 출력 단자에 접속되고, 제1 입력 단자가 제1 기준 전압 회로에 접속되며, 제2 입력 단자가 제2 기준 전압 회로에 접속되고, 출력 단자가 상기 증폭기의 반전 입력 단자에 접속된 스위치와,
상기 증폭기의 출력 단자가 게이트에 접속되고, 드레인이 상기 자기 센서의 출력 단자에 접속되며, 소스가 접지 단자에 접속된 MOS 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 자기 센서.An output terminal connected to an input terminal of the discrimination circuit is connected to an external power supply terminal as a pull-up resistor,
The magnetic sensor includes a magnetic sensor element, a determination circuit to which an output voltage of the magnetic sensor element is input, and an output control circuit that outputs a signal of the determination circuit to an output terminal of the magnetic sensor,
Wherein the output control circuit comprises:
First and second resistors connected in series between an output terminal of the magnetic sensor and a ground terminal,
An amplifier whose non-inverting input terminal is connected to the contact of the first resistor and the second resistor,
The control terminal is connected to the output terminal of the determination circuit, the first input terminal is connected to the first reference voltage circuit, the second input terminal is connected to the second reference voltage circuit, and the output terminal is connected to the inverting input terminal Respectively,
And a MOS transistor having an output terminal connected to the gate of the amplifier, a drain connected to the output terminal of the magnetic sensor, and a source connected to the ground terminal. 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 자기 센서와,
입력 단자에 상기 자기 센서의 출력 단자가 접속되는 판별 회로와,
상기 자기 센서의 출력 단자와 외부 전원 단자의 사이에 접속되는 풀업 저항을 구비한 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.A magnetic sensor according to claim 1 or 2,
A discrimination circuit in which an output terminal of the magnetic sensor is connected to an input terminal,
And a pull-up resistor connected between an output terminal of the magnetic sensor and an external power supply terminal.
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