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JP2015121423A - Current detection device - Google Patents

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JP2015121423A
JP2015121423A JP2013264159A JP2013264159A JP2015121423A JP 2015121423 A JP2015121423 A JP 2015121423A JP 2013264159 A JP2013264159 A JP 2013264159A JP 2013264159 A JP2013264159 A JP 2013264159A JP 2015121423 A JP2015121423 A JP 2015121423A
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JP
Japan
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analog signal
conductor
current
analog
detection
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JP2013264159A
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Japanese (ja)
Inventor
達之 山口
Tatsuyuki Yamaguchi
達之 山口
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Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
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Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of accuracy in detecting a level of current flowing through each conductor.SOLUTION: A current detection device 20 includes; Hall elements 21, 22 which generate analog signals V_a, V_b corresponding to magnetic fluxes generated by currents flowing through two conductors 13, 14, respectively; and amplifier circuits 23-26 which output analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, V_bK4, respectively, obtained by amplifying either of the analog signals V_a, V_b with respective gains K1-K2. The current detection device 20 also includes analog arithmetic circuits 27, 28 which output analog signals Out_a, Out_b, respectively, obtained by adding respective analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, V_bK4 generated by the amplifier circuits 23-26.

Description

本発明は、電流検出装置に関する。   The present invention relates to a current detection device.

従来、磁束密度に応じた電圧を出力するホール素子を用いることにより複数の導体(バスバー)に流れる電流の値を検出する電流検出装置としては、例えば、特許文献1に記載の電流検出装置がある。この特許文献1の電流検出装置では、磁気コアを必要としない手法が採用されている。具体的に、各導体に流れる電流と磁気センサとしてのホール素子が出力する電圧との関係を示す係数が予め取得されており、該係数に基づき各導体に流れる各電流の値が、マイコン等の信号処理回路により算出される。   Conventionally, as a current detection device that detects values of currents flowing through a plurality of conductors (bus bars) by using a Hall element that outputs a voltage corresponding to a magnetic flux density, for example, there is a current detection device described in Patent Document 1. . In the current detection device of Patent Document 1, a technique that does not require a magnetic core is employed. Specifically, a coefficient indicating the relationship between the current flowing through each conductor and the voltage output by the Hall element as a magnetic sensor is acquired in advance, and the value of each current flowing through each conductor based on the coefficient is obtained from a microcomputer or the like. Calculated by the signal processing circuit.

特開2008−58035号公報JP 2008-58035 A

しかしながら、特許文献1の電流検出装置では、ホール素子が出力する電圧と予め取得される上記係数に基づき各導体に流れる電流の値が上記信号処理回路により算出されるので、計算処理時間を要することになる。すると、このような計算処理時間が十分でなければ、各導体に流れる電流の値の検出に速い応答速度が要求される場合、こういった電流の値の検出精度の低下を招いてしまう。   However, in the current detection device of Patent Document 1, since the value of the current flowing through each conductor is calculated by the signal processing circuit based on the voltage output from the Hall element and the coefficient acquired in advance, calculation processing time is required. become. Then, if such a calculation processing time is not sufficient, when a fast response speed is required for detection of the value of the current flowing through each conductor, the detection accuracy of such a current value is lowered.

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる電流検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a current detection device capable of suppressing a decrease in detection accuracy of a value of a current flowing through each conductor.

上記課題を解決する電流検出装置は、複数の導体に流れる電流の値をそれぞれに検出することができる電流検出装置として、各導体に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧の値を示す第1アナログ信号を出力する磁気センサと、磁気センサが出力する第1アナログ信号を予め定めた増幅率で増幅した第2アナログ信号を出力する増幅回路と、増幅回路が出力する第2アナログ信号を演算することで対応する導体に流れる電流を算出可能な第3アナログ信号を各導体に対応付けて出力するアナログ演算回路と、を備えるようにしている。   A current detection device that solves the above problem is a current detection device that can detect the values of currents flowing through a plurality of conductors, respectively, and a voltage value corresponding to a magnetic flux generated by a current flowing through each conductor. A magnetic sensor that outputs an analog signal, an amplifier circuit that outputs a second analog signal obtained by amplifying the first analog signal output from the magnetic sensor at a predetermined amplification factor, and a second analog signal output from the amplifier circuit are calculated. And an analog arithmetic circuit that outputs the third analog signal that can calculate the current flowing through the corresponding conductor in association with each conductor.

この構成によれば、アナログ信号をそのまま用いて、磁気センサが出力する第1アナログ信号の増幅、さらにその後の第2アナログ信号の演算の結果、第3アナログ信号の出力といった一連の過程を経るので、マイコン等の信号処理回路による算出が必要なくなる。これにより、上記信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなる。したがって、該計算処理時間を考慮しなくても各導体に流れる電流の値の検出に速い応答速度にも対応可能になり、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる。   According to this configuration, the analog signal is used as it is, and a series of processes such as amplification of the first analog signal output from the magnetic sensor and output of the third analog signal are performed as a result of the subsequent calculation of the second analog signal. Thus, calculation by a signal processing circuit such as a microcomputer is not necessary. This eliminates the need for calculation processing time by the signal processing circuit. Therefore, it is possible to cope with a fast response speed in detecting the value of the current flowing through each conductor without considering the calculation processing time, and it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the value of the current flowing through each conductor. .

こういった電流検出装置において、各導体に流れる電流の値を検出する手法として、磁気センサは、複数の導体のうち一部又は全部の導体を検出対象として設けられた検出素子を複数有する手法がある。また、こういった手法として、増幅回路は、各検出素子が出力する第1アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率で増幅した第2アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成する手法がある。さらに、こういった手法として、アナログ演算回路は、増幅回路が出力する第2アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分毎に演算した第3アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成するといった手法がある。これらによれば、上記信号処理回路を用いなくても各導体に流れる電流の値の検出を実現することができるので、電流検出装置の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。   In such a current detection device, as a method for detecting the value of the current flowing through each conductor, the magnetic sensor has a method including a plurality of detection elements provided with a part or all of the plurality of conductors as detection targets. is there. Further, as such a technique, the amplifier circuit outputs the second analog signal amplified by the amplification factor determined so that the first analog signal output from each detection element becomes a component corresponding to the conductor to be detected. There is a method of making each output possible. Further, as such a technique, there is a technique in which the analog arithmetic circuit is configured to be able to output the third analog signal calculated for each component corresponding to the conductor whose detection target is the second analog signal output from the amplifier circuit. is there. According to these, since the value of the current flowing through each conductor can be detected without using the signal processing circuit, the configuration of the current detection device is simplified and the cost is reduced.

また、こういった電流検出装置において、増幅率を定める手法として、増幅率は、各検出素子が出力する第1アナログ信号と、検出対象とした導体に基づく磁束密度との関係を用いて、各検出素子が検出対象とした各導体の電流を各検出素子が出力する第1アナログ信号に比例する和とした場合のそれぞれの比例定数とする手法がある。これによれば、上記信号処理回路を用いてなくても、第3アナログ信号といった各導体に流れる電流の値と等価の出力を得ることができるので、電流検出装置の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。   Further, in such a current detection device, as a method for determining the amplification factor, the amplification factor is determined by using the relationship between the first analog signal output from each detection element and the magnetic flux density based on the conductor to be detected. There is a method of setting each proportional constant when the current of each conductor detected by the detection element is the sum proportional to the first analog signal output by each detection element. According to this, since the output equivalent to the value of the current flowing through each conductor such as the third analog signal can be obtained without using the signal processing circuit, the configuration of the current detection device is simplified and the cost is reduced. Contributes to reduction.

また、こうした電流検出装置において、増幅率は、各検出素子が出力する第1アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数として得られる理論値と、該理論値での第2アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて、該実測値から得られる値に調整されることが好ましい。   In such a current detection device, the amplification factor is obtained from the theoretical value obtained as the respective proportionality constant in the sum proportional to the first analog signal output from each detection element and the second analog signal at the theoretical value. It is preferable to adjust the value obtained from the actual measurement value using the relationship with the actual measurement value.

各検出素子が出力する第1アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数は、あくまで計算上の理論値という位置付けである。一方、電流検出装置で実際に用いる各検出素子は、検知する磁束と出力する電圧の関係に個体差があるのが一般的である。そこで、上記理論値を実際に第2アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて調整するようにした。これにより、各検出素子における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができ、上記信号処理回路を用いてなくても、第3アナログ信号といった各導体に流れる電流の値と等価の出力を高精度で得ることができる。   Each proportionality constant in the sum proportional to the first analog signal output by each detection element is positioned as a theoretical value for calculation. On the other hand, each detection element actually used in the current detection device generally has individual differences in the relationship between the magnetic flux to be detected and the output voltage. Therefore, the theoretical value is adjusted using the relationship with the actual measurement value actually obtained from the second analog signal. As a result, individual differences in the relationship between the magnetic flux detected by each detection element and the output voltage can be absorbed, and the value of the current flowing through each conductor such as the third analog signal can be obtained without using the signal processing circuit. Equivalent output can be obtained with high accuracy.

また、こうした電流検出装置において、各検出素子は、3相交流電流の各相に対応する3本の導体のうち特定の2本の導体を検出対象として設けられた2個であって、増幅回路は、2個の検出素子が出力する第1アナログ信号を検出対象とした特定の2本の導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率で増幅するように設けられた2個ずつで構成され、アナログ演算回路は、2個ずつの増幅回路が出力する第2アナログ信号を検出対象とした導体に対応する成分毎に加算するように設けられた2個で構成され、2個の検出素子を特定の2本の導体と共に覆うとともに、外部からの磁束の影響を遮蔽する遮蔽シールドをさらに備えることが好ましい。   Further, in such a current detection device, each detection element is two provided with detection of two specific conductors among the three conductors corresponding to each phase of the three-phase alternating current, and the amplification circuit Are each provided to amplify the first analog signals output from the two detection elements at a predetermined amplification factor so as to be components corresponding to two specific conductors to be detected. The analog arithmetic circuit is composed of two pieces that are provided so as to add the second analog signal output by the two amplification circuits for each component corresponding to the conductor to be detected. It is preferable to further include a shielding shield that covers the detection element together with two specific conductors and shields the influence of an external magnetic flux.

この構成によれば、まず特定の2本の導体についてこれらで流れる電流の値を検出することができる。そして、残り1本の導体に流れる電流の値については、3相交流電流の特性である、各導体に流れる電流の和が「0(零)」であることを利用して特定の2本の導体に流れる電流の値の検出結果から得られる。特に、2個の検出素子については、特定の2本の導体と共に遮蔽シールドで覆うことで、残り1本の導体に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視することができる。これにより、特定の2本の導体に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができ、各導体に流れる電流の値の検出精度を向上させることができる。   According to this configuration, it is possible to first detect the value of the current flowing through two specific conductors. As for the value of the current flowing in the remaining one conductor, two specific currents are utilized by utilizing the fact that the sum of the current flowing in each conductor is “0 (zero)”, which is a characteristic of the three-phase alternating current. It is obtained from the detection result of the value of the current flowing through the conductor. In particular, for the two detection elements, the influence of the magnetic flux generated by the current flowing through the remaining one conductor can be ignored by covering the two detection elements together with the specific two conductors with a shielding shield. As a result, the magnetic flux generated by the current flowing in the specific two conductors can be detected more greatly, and the detection accuracy of the value of the current flowing in each conductor can be improved.

本発明によれば、各導体に流れる電流の値の検出精度の低下を抑制することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the value of the current flowing through each conductor.

モータ駆動装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of a motor drive device. 電流検出装置の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of an electric current detection apparatus.

以下、電流検出装置の一実施形態を説明する。
図1に示すモータ駆動装置10は、車両等に搭載され、バッテリ11から供給される直流電力を、モータの駆動に利用される3相(U相、V相、W相)の交流電力に変換するインバータ12を備える。インバータ12は、銅等の導電材料からなる棒状の第1〜第3導体13〜15を介してモータ16に接続される。第1〜第3導体13〜15は、インバータ12で変換された各相の交流電力をモータ16に供給する。第1導体13はU相、第2導体14はV相、第3導体15はW相の各相の交流電力を供給する。
Hereinafter, an embodiment of the current detection device will be described.
A motor drive device 10 shown in FIG. 1 is mounted on a vehicle or the like, and converts DC power supplied from a battery 11 into three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power used for driving the motor. An inverter 12 is provided. The inverter 12 is connected to the motor 16 via rod-shaped first to third conductors 13 to 15 made of a conductive material such as copper. The first to third conductors 13 to 15 supply the AC power of each phase converted by the inverter 12 to the motor 16. The first conductor 13 supplies AC power for the U phase, the second conductor 14 for V phase, and the third conductor 15 for W phase.

また、モータ駆動装置10は、インバータ12の電力供給を制御するための指令信号を出力する制御装置17を備える。制御装置17が出力する指令信号は、インバータ12を構成する各スイッチング素子のオンオフ状態を指令する。そして、制御装置17は、指令信号を出力することでモータ16の駆動を制御する。   In addition, the motor driving device 10 includes a control device 17 that outputs a command signal for controlling the power supply of the inverter 12. The command signal output from the control device 17 commands the on / off state of each switching element constituting the inverter 12. And the control apparatus 17 controls the drive of the motor 16 by outputting a command signal.

また、モータ駆動装置10は、第1導体13及び第2導体14に流れる電流の値(電流値)に応じたアナログ信号(電圧信号)を出力する電流検出装置20を備えている。そして、制御装置17は、電流検出装置20が出力する第3アナログ信号としてのアナログ信号Out_a,Out_bを入力し、該アナログ信号Out_a,Out_bに基づいてモータ16の駆動を制御する。   In addition, the motor drive device 10 includes a current detection device 20 that outputs an analog signal (voltage signal) corresponding to the value (current value) of the current flowing through the first conductor 13 and the second conductor 14. The control device 17 receives analog signals Out_a and Out_b as third analog signals output from the current detection device 20, and controls driving of the motor 16 based on the analog signals Out_a and Out_b.

次に、電流検出装置20の構成について説明する。
図2に示すように、電流検出装置20は、磁束密度(磁束)に応じたアナログ信号(電圧信号)を出力するホール素子(2個)と、アナログ信号を入出力する増幅回路(4個)と、アナログ信号を入出力するアナログ演算回路(2個)とが一つのパッケージとして提供されるホールICである。
Next, the configuration of the current detection device 20 will be described.
As shown in FIG. 2, the current detection device 20 includes a Hall element (two) that outputs an analog signal (voltage signal) corresponding to a magnetic flux density (magnetic flux), and an amplifier circuit (four) that inputs and outputs the analog signal. And an analog arithmetic circuit (two) for inputting / outputting analog signals is a Hall IC provided as one package.

具体的に、電流検出装置20は、磁気センサ(検出素子)としての複数(本実施形態では2個)の第1ホール素子21と第2ホール素子22とを備える。第1ホール素子21には、該ホール素子21が出力する第1アナログ信号としてのアナログ信号V_aを入力し、このアナログ信号V_aを予め定めた増幅率で増幅する複数(本実施形態では2個)の第1増幅回路23と第2増幅回路24が接続される。   Specifically, the current detection device 20 includes a plurality of (two in this embodiment) first Hall elements 21 and second Hall elements 22 as magnetic sensors (detection elements). The first hall element 21 receives an analog signal V_a as a first analog signal output from the hall element 21 and amplifies the analog signal V_a with a predetermined amplification factor (two in this embodiment). The first amplifier circuit 23 and the second amplifier circuit 24 are connected.

各増幅回路23,24は、アナログ信号V_aをそれぞれに定めた増幅率K1,K2で増幅する。そして、第1増幅回路23は、第2アナログ信号としてのアナログ信号V_aK1を出力(生成)する。また、第2増幅回路24は、第2アナログ信号としてのアナログ信号V_aK2を出力(生成)する。   Each amplifier circuit 23, 24 amplifies the analog signal V_a with amplification factors K1, K2 respectively determined. The first amplifier circuit 23 outputs (generates) the analog signal V_aK1 as the second analog signal. The second amplifier circuit 24 outputs (generates) an analog signal V_aK2 as the second analog signal.

また、第2ホール素子22には、該ホール素子22が出力する第1アナログ信号としてのアナログ信号V_bを入力し、このアナログ信号V_bを予め定めた増幅率で増幅する複数(本実施形態では2個)の第3増幅回路25と第4増幅回路26が接続される。   The second hall element 22 receives an analog signal V_b as the first analog signal output from the hall element 22 and amplifies the analog signal V_b at a predetermined amplification factor (in this embodiment, 2). ) Third amplifier circuit 25 and fourth amplifier circuit 26 are connected.

各増幅回路25,26は、アナログ信号V_bをそれぞれに定めた増幅率K3,K4で増幅する。そして、第3増幅回路25は、第2アナログ信号としてのアナログ信号V_bK3を出力(生成)する。また、第4増幅回路26は、第2アナログ信号としてのアナログ信号V_bK4を出力(生成)する。   Each amplifier circuit 25, 26 amplifies the analog signal V_b with amplification factors K3, K4 respectively determined. Then, the third amplifier circuit 25 outputs (generates) an analog signal V_bK3 as the second analog signal. The fourth amplifier circuit 26 outputs (generates) an analog signal V_bK4 as the second analog signal.

本実施形態では、各ホール素子21,22に対して増幅回路が2個ずつ接続される。また、各増幅回路23〜26は、入力抵抗を可変させて増幅率を可変可能に構成される。
また、第1増幅回路23及び第3増幅回路25には、第1増幅回路23が出力するアナログ信号V_aK1と第3増幅回路25が出力するアナログ信号V_bK3とを入力し、これらをアナログ的に加算する第1アナログ演算回路27が接続される。なお、アナログ的な加算は、例えば、各アナログ信号(電圧信号)を抵抗を介して入力する等の構成で実現される。
In the present embodiment, two amplifying circuits are connected to each Hall element 21, 22. In addition, each of the amplifier circuits 23 to 26 is configured to be able to vary the amplification factor by varying the input resistance.
The first amplifier circuit 23 and the third amplifier circuit 25 receive the analog signal V_aK1 output from the first amplifier circuit 23 and the analog signal V_bK3 output from the third amplifier circuit 25, and add them in an analog manner. The first analog arithmetic circuit 27 is connected. Note that the analog addition is realized by, for example, a configuration in which each analog signal (voltage signal) is input via a resistor.

第1アナログ演算回路27は、第1ホール素子21が出力するアナログ信号V_aに比例するアナログ信号V_aK1と、第2ホール素子22が出力するアナログ信号V_bに比例するアナログ信号V_bK3とを加算する。そして、第1アナログ演算回路27は、第3アナログ信号としてのアナログ信号Out_aを出力(生成)する。   The first analog arithmetic circuit 27 adds the analog signal V_aK1 proportional to the analog signal V_a output from the first Hall element 21 and the analog signal V_bK3 proportional to the analog signal V_b output from the second Hall element 22. Then, the first analog arithmetic circuit 27 outputs (generates) an analog signal Out_a as a third analog signal.

また、第2増幅回路24及び第4増幅回路26には、第2増幅回路24が出力するアナログ信号V_aK2と第4増幅回路26が出力するアナログ信号V_bK4とを入力し、これらをアナログ的に加算する第2アナログ演算回路28が接続される。   In addition, the analog signal V_aK2 output from the second amplifier circuit 24 and the analog signal V_bK4 output from the fourth amplifier circuit 26 are input to the second amplifier circuit 24 and the fourth amplifier circuit 26, and these are added in an analog manner. The second analog arithmetic circuit 28 is connected.

第2アナログ演算回路28は、第1ホール素子21が出力するアナログ信号V_aに比例するアナログ信号V_aK2と、第2ホール素子22が出力するアナログ信号V_bに比例するアナログ信号V_bK4とを加算する。そして、第2アナログ演算回路28は、第3アナログ信号としてのアナログ信号Out_bを出力(生成)する。   The second analog arithmetic circuit 28 adds the analog signal V_aK2 proportional to the analog signal V_a output from the first Hall element 21 and the analog signal V_bK4 proportional to the analog signal V_b output from the second Hall element 22. Then, the second analog arithmetic circuit 28 outputs (generates) an analog signal Out_b as a third analog signal.

また、図2に示すように、電流検出装置20は、長手方向に並行して配置される3本の各導体13〜15のうち、隣り合う第1導体13及び第2導体14に対向するようにしてモータ駆動装置10に実装される。また、電流検出装置20には、モータ駆動装置10に実装される場合、第1ホール素子21が第1導体13に対向する一方、第2ホール素子22が第2導体14に対向するように、各ホール素子21,22が離間して配置される。   Further, as shown in FIG. 2, the current detection device 20 faces the adjacent first conductor 13 and second conductor 14 among the three conductors 13 to 15 arranged in parallel in the longitudinal direction. Is mounted on the motor driving device 10. Further, when the current detection device 20 is mounted on the motor drive device 10, the first Hall element 21 faces the first conductor 13, while the second Hall element 22 faces the second conductor 14. The hall elements 21 and 22 are spaced apart.

また、モータ駆動装置10は、内部における外部からの磁束の影響を遮蔽する鉄やフェライト等の強磁性体からなる遮蔽シールドを備えている。遮蔽シールド30は、第1導体13及び第2導体14と共に、電流検出装置20を覆う。このため、電流検出装置20の各ホール素子21,22は、モータ駆動装置10で共に遮蔽シールド30に覆われる第1導体13及び第2導体14に流れる電流が発生させる磁束の影響を受ける。一方、各ホール素子21,22は、モータ駆動装置10で遮蔽シールド30外の第3導体15(図2では破線で示す)に流れる電流が発生させる磁束の影響を受けず、仮に影響を受けたとしても電流値の検出に無視できる程度である。   Further, the motor drive device 10 includes a shielding shield made of a ferromagnetic material such as iron or ferrite that shields the influence of magnetic flux from outside inside. The shielding shield 30 covers the current detection device 20 together with the first conductor 13 and the second conductor 14. For this reason, each Hall element 21, 22 of the current detection device 20 is affected by the magnetic flux generated by the current flowing in the first conductor 13 and the second conductor 14 that are both covered by the shield shield 30 in the motor driving device 10. On the other hand, each Hall element 21, 22 is not affected by the magnetic flux generated by the current flowing through the third conductor 15 (shown by a broken line in FIG. 2) outside the shield shield 30 in the motor drive device 10, but was temporarily affected. However, it is negligible for detection of the current value.

上述したように、電流検出装置20は、3本の各導体13〜15のうち、第1導体13及び第2導体14といった特定の2本の導体を検出対象として電流値を示す情報を出力する。電流検出装置20は、第1導体13に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号Out_aを出力し、第2導体14に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号Out_bを出力する。   As described above, the current detection device 20 outputs information indicating a current value by detecting two specific conductors such as the first conductor 13 and the second conductor 14 among the three conductors 13 to 15. . The current detection device 20 outputs an analog signal Out_a as information indicating a current value flowing through the first conductor 13 and outputs an analog signal Out_b as information indicating a current value flowing through the second conductor 14.

このようにして出力されるアナログ信号Out_a,Out_bは、検出対象とした導体に対応する電圧信号である。このため、これらアナログ信号Out_a,Out_bは、モータ駆動装置10の定格電流値及び定格電圧値の各定格値に基づき電流値に変換されることで、検出対象の導体に流れる電流値を示す。そして、制御装置17は、アナログ信号Out_aを入力し、これを電流値に変換して検出対象とした第1導体13に流れる電流値を示す情報を取得する。また、制御装置17は、アナログ信号Out_bを入力し、これを電流値に変換して検出対象とした第2導体14に流れる電流値を示す情報を取得する。   The analog signals Out_a and Out_b output in this way are voltage signals corresponding to the conductors to be detected. For this reason, these analog signals Out_a and Out_b are converted into current values based on the rated current values and the rated voltage values of the motor drive device 10, thereby indicating the current values flowing through the conductors to be detected. Then, the control device 17 receives the analog signal Out_a, converts it into a current value, and acquires information indicating the current value flowing through the first conductor 13 to be detected. Further, the control device 17 receives the analog signal Out_b, converts it into a current value, and acquires information indicating the current value flowing through the second conductor 14 to be detected.

また、第1導体13に流れる電流値を「Ia」、第2導体14に流れる電流値を「Ib」、第3導体15に流れる電流値を「Ic」とする場合、モータ駆動装置10で供給される3相の交流電力では、各電流値の間に、各導体に流れる電流の和が「0(零)」である式(1)の関係を示す。   Further, when the current value flowing through the first conductor 13 is “Ia”, the current value flowing through the second conductor 14 is “Ib”, and the current value flowing through the third conductor 15 is “Ic”, the current is supplied by the motor driving device 10. In the three-phase AC power that is generated, the relationship of Expression (1) in which the sum of the currents flowing through the conductors is “0 (zero)” between the current values is shown.

Ia+Ib+Ic=0 (1)
すなわち、制御装置17は、アナログ信号Out_a,Out_bにより取得した電流値を示す情報から、電流検出装置20で検出対象にしない残りの第3導体15に流れる電流値を示す情報を、3相の交流電力における式(1)の関係を利用して取得する。
Ia + Ib + Ic = 0 (1)
That is, the control device 17 converts the information indicating the current value flowing through the remaining third conductor 15 that is not detected by the current detection device 20 from the information indicating the current value acquired by the analog signals Out_a and Out_b into a three-phase alternating current. It acquires using the relationship of Formula (1) in electric power.

次に、各増幅回路23〜26における増幅率K1〜K4について説明する。
一般的に、棒状の導体に流れる電流値Iの電流が発生させる磁束の磁束密度Bは、各導体の中心からの距離rとの間に式(2)の関係を示す。
Next, the amplification factors K1 to K4 in the amplifier circuits 23 to 26 will be described.
In general, the magnetic flux density B of the magnetic flux generated by the current having the current value I flowing through the rod-shaped conductor has the relationship of the formula (2) with the distance r from the center of each conductor.

B=μ0/(2π)×I/r (2)
式(2)において、「μ0」は透磁率である。
図2に示すように、第1ホール素子21は、第1導体13(中心)から距離r1、かつ第2導体14(中心)から距離r2、それぞれ離れて配置される。また、第2ホール素子22は、第1導体13(中心)から距離r3、かつ第2導体14(中心)から距離r4、それぞれ離れて配置される。
B = μ0 / (2π) × I / r (2)
In Expression (2), “μ0” is magnetic permeability.
As shown in FIG. 2, the first Hall element 21 is arranged at a distance r1 from the first conductor 13 (center) and a distance r2 from the second conductor 14 (center). The second Hall element 22 is arranged at a distance r3 from the first conductor 13 (center) and a distance r4 from the second conductor 14 (center).

そして、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bは、各導体13,14に流れる電流が発生させる磁束密度Bに比例する。また、この磁束密度Bは、式(2)の関係から該磁束密度Bを発生させている電流値Iに比例する。   The analog signals V_a and V_b output from the hall elements 21 and 22 are proportional to the magnetic flux density B generated by the current flowing through the conductors 13 and 14. Further, the magnetic flux density B is proportional to the current value I generating the magnetic flux density B from the relationship of the formula (2).

したがって、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bは、各導体13,14に流れる電流値Ia,Ibとの間に式(3)及び式(4)の関係を示す。
V_a=R1×Ia+R2×Ib (3)
V_b=R3×Ia+R4×Ib (4)
式(3)及び式(4)において、「R1」は「1/r1」に比例する定数、「R2」は「1/r2」に比例する定数、「R3」は「1/r3」に比例する定数、「R4」は「1/r4」に比例する定数である。
Therefore, the analog signals V_a and V_b output from the hall elements 21 and 22 show the relations of the expressions (3) and (4) with the current values Ia and Ib flowing through the conductors 13 and 14, respectively.
V_a = R1 × Ia + R2 × Ib (3)
V_b = R3 × Ia + R4 × Ib (4)
In the equations (3) and (4), “R1” is a constant proportional to “1 / r1”, “R2” is a constant proportional to “1 / r2”, and “R3” is proportional to “1 / r3”. “R4” is a constant proportional to “1 / r4”.

そして、式(3)及び式(4)から「Ib」を消去して整理すると、電流値Iaとアナログ信号V_a,V_bとの間に式(5)の関係を示す。   Then, when “Ib” is deleted from the equations (3) and (4) and rearranged, the relationship of the equation (5) is shown between the current value Ia and the analog signals V_a and V_b.

また、式(3)及び式(4)から「Ia」を消去して整理すると、電流値Ibとアナログ信号V_a,V_bとの間に式(6)の関係を示す。 Further, when “Ia” is deleted from the equations (3) and (4) and rearranged, the relationship of the equation (6) is shown between the current value Ib and the analog signals V_a and V_b.

すなわち、式(5)及び式(6)は、各ホール素子21,22が検出対象とした各導体13,14に流れる電流値Ia,Ibを各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bに比例する和としての関係を示す。 In other words, the equations (5) and (6) are obtained from the analog signals V_a, which are output from the hall elements 21 and 22, respectively, as the current values Ia and Ib flowing through the conductors 13 and 14 to be detected by the hall elements 21 and 22. The relationship as a sum proportional to V_b is shown.

また、図2に示したように、電流検出装置20が出力するアナログ信号Out_a,Out_bは、各増幅回路23〜26の各増幅率K1〜K4を用いてアナログ信号V_a,V_bとの間に式(7)及び式(8)の関係を示す。   As shown in FIG. 2, the analog signals Out_a and Out_b output from the current detection device 20 are expressed between the analog signals V_a and V_b using the amplification factors K1 to K4 of the amplification circuits 23 to 26, respectively. The relationship of (7) and Formula (8) is shown.

Out_a=K1×V_a+K3×V_b (7)
Out_b=K2×V_a+K4×V_b (8)
すなわち、式(7)及び式(8)に示すように、各増幅回路23〜26は、検出とした各導体13,14に対応する成分となるように、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bをそれぞれに定めた増幅率で増幅していることになる。また、式(7)及び式(8)に示すように、各アナログ演算回路27,28は、各増幅回路23〜26が出力するアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4を、検出対象とした各導体13,14に対応する成分毎に加算していることになる。
Out_a = K1 × V_a + K3 × V_b (7)
Out_b = K2 × V_a + K4 × V_b (8)
That is, as shown in the equations (7) and (8), the respective amplification circuits 23 to 26 output the respective hall elements 21 and 22 so as to become components corresponding to the detected conductors 13 and 14. That is, the analog signals V_a and V_b are amplified at the amplification factors determined for each. Further, as shown in Expression (7) and Expression (8), the analog arithmetic circuits 27 and 28 detect the analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4 output from the amplifier circuits 23 to 26, respectively. The addition is performed for each component corresponding to the conductors 13 and 14.

そして、式(5)と式(7)とを比較すると、増幅率K1,K3は、定数R1〜R4との間に式(9)の関係を示す。   Then, when the formula (5) is compared with the formula (7), the amplification factors K1 and K3 show the relationship of the formula (9) between the constants R1 to R4.

また、式(6)と式(8)とを比較すると、増幅率K2,K4は、定数R1〜R4との間に式(10)の関係を示す。 Further, when Expression (6) is compared with Expression (8), the amplification factors K2 and K4 show the relationship of Expression (10) between the constants R1 to R4.

すなわち、各増幅回路23〜26の各増幅率K1〜K4は、式(5)及び式(6)における比例定数である。なお、上述したように、アナログ信号Out_a,Out_bは、検出対象とした導体に対応する電圧信号であるので、各増幅率K1〜K4は、定数R1〜R4の関係式(式(9)及び式(10)の右辺側)にモータ駆動装置10の各定格値に基づく定数を掛け合わせたものとして定められる。 That is, the amplification factors K1 to K4 of the amplification circuits 23 to 26 are proportional constants in the equations (5) and (6). As described above, since the analog signals Out_a and Out_b are voltage signals corresponding to the conductors to be detected, the amplification factors K1 to K4 are related to the constants R1 to R4 (equations (9) and (9)). The right side of (10) is multiplied by a constant based on each rated value of the motor drive device 10.

すると、式(9)及び式(10)において、各導体13,導体14と各ホール素子21,22とのそれぞれの距離r1〜r4に基づき定数R1〜R4を代入することで、定めるべき各増幅率K1〜K4が求まる。このようにして定める各増幅率K1〜K4は、計算上の理論値という位置付けである。   Then, in the equations (9) and (10), each of the amplifications to be determined is substituted by substituting constants R1 to R4 based on the distances r1 to r4 between the conductors 13 and 14 and the hall elements 21 and 22, respectively. The rates K1 to K4 are obtained. The amplification factors K1 to K4 determined in this way are positioned as theoretical values in calculation.

このため、ここまでに求めた各増幅率K1〜K4の計算上の理論値を各増幅回路23〜26に設定し、実際にアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4を検出することで、電流検出装置20における各ホール素子21,22の検出誤差や距離r1〜r4の設定誤差等の誤差を調整することができる。   Therefore, the theoretical values calculated for the amplification factors K1 to K4 obtained so far are set in the amplification circuits 23 to 26, and the current signals are detected by actually detecting the analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4. Errors such as detection errors of the Hall elements 21 and 22 and setting errors of the distances r1 to r4 in the apparatus 20 can be adjusted.

以下、各増幅回路23〜26における増幅率K1〜K4の誤差の調整について説明する。
図2に示すように、アナログ信号V_aK1に対する実測値S1は、第1増幅回路23と第1アナログ演算回路27との結線間に、端子P1を接続することで、検出される。また、アナログ信号V_aK2に対する実測値S2は、第2増幅回路24と第2アナログ演算回路28との結線間に、端子P2を接続することで、検出される。また、アナログ信号V_bK3に対する実測値S3は、第3増幅回路25と第1アナログ演算回路27との結線間に、端子P3を接続することで、検出される。また、アナログ信号V_bK4に対する実測値S4は、第4増幅回路26と第2アナログ演算回路28との結線間に、端子P4を接続することで、検出される。
Hereinafter, adjustment of the errors of the amplification factors K1 to K4 in each of the amplifier circuits 23 to 26 will be described.
As shown in FIG. 2, the actual measurement value S <b> 1 for the analog signal V_aK <b> 1 is detected by connecting the terminal P <b> 1 between the connections of the first amplifier circuit 23 and the first analog arithmetic circuit 27. In addition, the actual measurement value S2 for the analog signal V_aK2 is detected by connecting the terminal P2 between the connections of the second amplifier circuit 24 and the second analog arithmetic circuit 28. The actual measurement value S3 for the analog signal V_bK3 is detected by connecting the terminal P3 between the connections of the third amplifier circuit 25 and the first analog arithmetic circuit 27. Further, the actual measurement value S4 for the analog signal V_bK4 is detected by connecting the terminal P4 between the connections of the fourth amplifier circuit 26 and the second analog arithmetic circuit 28.

そして、それぞれ検出される実測値S1〜S4は、アナログ信号V_a,V_bを対応する各増幅率K1〜K4で増幅した値に等価であるとともに、式(3)及び式(4)を用いることで、電流値Ia,Ibとの関係に置き換えることができる。   The actually measured values S1 to S4 detected are equivalent to the values obtained by amplifying the analog signals V_a and V_b with the corresponding amplification factors K1 to K4, and by using the equations (3) and (4). The current values Ia and Ib can be replaced.

すなわち、アナログ信号Out_aに関わる実測値S1及び実測値S3については式(11)及び式(12)の関係を示す。
S1=K1×V_a=K1×(R1×Ia+R2×Ib) (11)
S3=K3×V_b=K3×(R3×Ia+R4×Ib) (12)
また、アナログ信号Out_bに関わる実測値S2及び実測値S4については式(13)及び式(14)の関係を示す。
In other words, the actual measurement value S1 and the actual measurement value S3 related to the analog signal Out_a show the relationship of the equations (11) and (12).
S1 = K1 × V_a = K1 × (R1 × Ia + R2 × Ib) (11)
S3 = K3 × V_b = K3 × (R3 × Ia + R4 × Ib) (12)
Further, regarding the actual measurement value S2 and the actual measurement value S4 related to the analog signal Out_b, the relationship of Expression (13) and Expression (14) is shown.

S2=K2×V_a=K2×(R1×Ia+R2×Ib) (13)
S4=K4×V_b=K4×(R3×Ia+R4×Ib) (14)
そして、式(11)〜(14)のそれぞれ各増幅率K1〜K4の計算上の理論値を代入するとともに、各電流値Ia,Ibに適当な数値を代入することで、各定数R1〜R4を、実測値S1〜S4で表すことができる。すると、各実測値S1〜S4に基づいた各増幅率K1〜K4を求めることができ、ここで求めた各増幅率K1〜K4に各増幅回路23〜26の各増幅率を設定することで、上記誤差の調整を完了することができる。
S2 = K2 * V_a = K2 * (R1 * Ia + R2 * Ib) (13)
S4 = K4 × V_b = K4 × (R3 × Ia + R4 × Ib) (14)
And while substituting the theoretical value in calculation of each amplification factor K1-K4 of each of Formula (11)-(14), and substituting an appropriate numerical value for each current value Ia, Ib, each constant R1-R4. Can be represented by measured values S1 to S4. Then, each amplification factor K1-K4 based on each actual measurement value S1-S4 can be calculated | required, By setting each amplification factor of each amplification circuit 23-26 to each amplification factor K1-K4 calculated | required here, The error adjustment can be completed.

ここで、各増幅率K1〜K4の計算上の理論値として、それぞれ「1」を求めた場合について説明する。
そして、例えば、電流値Iaに「100A」、電流値Ibに「0A」を流して実測値S1〜S4を検出する。すなわち、電流値Iaに「100A」、電流値Ibに「0A」をそれぞれ式(11)及び式(12)に代入することで、アナログ信号Out_aに関わる実測値S1及び実測値S3は、式(15)の関係を示す。
Here, a case where “1” is obtained as a theoretical value for calculation of each of the amplification factors K1 to K4 will be described.
Then, for example, “100 A” is passed through the current value Ia and “0 A” is passed through the current value Ib, and the measured values S1 to S4 are detected. That is, by substituting “100 A” for the current value Ia and “0 A” for the current value Ib in the equations (11) and (12), respectively, the actual measurement value S1 and the actual measurement value S3 related to the analog signal Out_a 15) is shown.

S1=100×R1 , S3=100×R3 (15)
次に、例えば、電流値Iaに「0A」、電流値Ibに「100A」を流して実測値S1〜S4を検出する。すなわち、電流値Iaに「0A」、電流値Ibに「100A」をそれぞれ式(13)及び式(14)に代入することで、アナログ信号Out_bに関わる実測値S2及び実測値S4は、式(16)の関係を示す。
S1 = 100 × R1, S3 = 100 × R3 (15)
Next, for example, “0A” is passed as the current value Ia and “100A” is passed as the current value Ib, and the actual measurement values S1 to S4 are detected. That is, by substituting “0A” for the current value Ia and “100A” for the current value Ib into the equations (13) and (14), respectively, the actual measurement value S2 and the actual measurement value S4 related to the analog signal Out_b The relationship of 16) is shown.

S2=100×R2 , S4=100×R4 (16)
そして、式(9)及び式(10)の定数R1〜R4を実測値S1〜S4に置き換えることで、各増幅率K1〜K4は、この例における実測値S1〜S4との間に式(17)〜(20)の関係を示す。
S2 = 100 × R2, S4 = 100 × R4 (16)
Then, by replacing the constants R1 to R4 in the equations (9) and (10) with the actual measurement values S1 to S4, the amplification factors K1 to K4 are expressed by the equation (17) between the actual measurement values S1 to S4 in this example. ) To (20) are shown.

そして、式(17)〜(20)に、この例における実測値S1〜S4を代入して求められる各増幅率K1〜K4を調整後の増幅率として各増幅回路23〜26に設定することで、上記誤差の調整を完了することができる。 Then, by setting the amplification factors K1 to K4 obtained by substituting the actually measured values S1 to S4 in this example into the equations (17) to (20), the amplification factors 23 to 26 are set as the adjusted amplification factors. , The adjustment of the error can be completed.

次に、電流検出装置20の作用を説明する。
アナログ信号をそのまま用いて、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bの増幅、さらにその後のアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4の演算の結果、アナログ信号Out_a,Out_bの出力といった一連の過程を経るので、マイコン等の信号処理回路による算出が必要なくなる。これにより、上記信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなる。
Next, the operation of the current detection device 20 will be described.
Using the analog signal as it is, a series of amplification of the analog signals V_a and V_b output from the Hall elements 21 and 22 and further calculation of the analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4 as a result of the output of the analog signals Out_a and Out_b. Therefore, calculation by a signal processing circuit such as a microcomputer is not necessary. This eliminates the need for calculation processing time by the signal processing circuit.

この実現のため、各ホール素子21,22は、3本の導体のうち特定の2本の導体を検出対象とするように配置される。また、各増幅回路23〜26は、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bを検出対象とした導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた増幅率K1〜K4で増幅したアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4を出力する。また、各アナログ演算回路27,28は、各増幅回路23〜26が出力するアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4を検出対象とした導体に対応する成分毎に演算したアナログ信号Out_a,Out_bをそれぞれ出力する。こういった構成により、上記信号処理回路を用いなくても各導体13〜15に流れる電流値の検出を実現することができる。   In order to realize this, each of the Hall elements 21 and 22 is arranged so that specific two conductors among the three conductors are targeted for detection. In addition, each of the amplifier circuits 23 to 26 amplifies the analog signals V_a and V_b output from the hall elements 21 and 22 with amplification factors K1 to K4 determined so as to be components corresponding to the conductors to be detected. The analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4 are output. Also, each of the analog arithmetic circuits 27 and 28 outputs analog signals Out_a and Out_b calculated for each component corresponding to the conductor for which the analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4 output from the amplifier circuits 23 to 26 are detected, respectively. Output. With this configuration, it is possible to detect the value of the current flowing through each of the conductors 13 to 15 without using the signal processing circuit.

また、この実現のため、各増幅率K1〜K4は、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bと、検出対象とした導体に基づく磁束密度との関係、すなわち式(2)〜(4)を用いて求める。つまり、各増幅率K1〜K4は、各ホール素子21,22が検出対象とした各導体の電流値を各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bに比例する和、すなわち式(5)及び式(6)におけるそれぞれの比例定数として求める。これにより、上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Out_a,Out_bといった各導体に流れる電流値と等価の出力を得ることができる。   In order to realize this, the amplification factors K1 to K4 are related to the relationship between the analog signals V_a and V_b output from the Hall elements 21 and 22 and the magnetic flux density based on the conductor to be detected, that is, the expressions (2) to (2) to Calculate using (4). That is, the amplification factors K1 to K4 are the sums proportional to the analog signals V_a and V_b output by the Hall elements 21 and 22, respectively, that is, the current values of the conductors that are detected by the Hall elements 21 and 22; ) And the proportionality constant in equation (6). Thereby, an output equivalent to the current value flowing through each conductor such as the analog signals Out_a and Out_b can be obtained without using the signal processing circuit.

また、各ホール素子21,22が出力するアナログ信号V_a,V_bに比例する和、すなわち式(5)及び式(6)におけるそれぞれの比例定数は、あくまで計算上の理論値という位置付けである。一方、電流検出装置20で実際に用いる各ホール素子21,22は、検知する磁束と出力する電圧の関係に個体差があるのが一般的である。そこで、上記理論値を実際にアナログ信号V_aK1,V_aK2,V_bK3,V_bK4から得られる実測値S1〜S4との関係、すなわち式(11)〜(14)を用いて調整するようにした。これにより、各ホール素子21,22における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができる。   Further, the sum proportional to the analog signals V_a and V_b output from the Hall elements 21 and 22, that is, the proportional constants in the equations (5) and (6), is merely a theoretical value for calculation. On the other hand, the Hall elements 21 and 22 actually used in the current detection device 20 generally have individual differences in the relationship between the magnetic flux to be detected and the output voltage. Therefore, the theoretical value is actually adjusted using the relationship with the actual measurement values S1 to S4 obtained from the analog signals V_aK1, V_aK2, V_bK3, and V_bK4, that is, the equations (11) to (14). Thereby, the individual difference of the relationship between the magnetic flux detected in each Hall element 21 and 22 and the output voltage can be absorbed.

本実施形態では、まず検出対象とした2本の各導体13,14についてこれらで流れる電流値を検出することができる。そして、残り1本の第3導体15の電流値については、3相交流電流の特性である、式(1)を利用して検出対象とした2本の各導体13,14に流れる電流値の検出結果から得られる。特に、各ホール素子21,22については、電流検出装置20で検出対象とした各導体13,14と共に遮蔽シールド30で覆うことで、残りの第3導体15に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視することができる。これにより、電流検出装置20で検出対象とした各導体13,14に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができる。   In this embodiment, it is possible to first detect the current value flowing through the two conductors 13 and 14 to be detected. And about the electric current value of the remaining one 3rd conductor 15, the electric current value which flows into each of the two conductors 13 and 14 made into the detection object using Formula (1) which is the characteristic of a three-phase alternating current is shown. Obtained from the detection result. In particular, the Hall elements 21 and 22 are covered with the shield shield 30 together with the conductors 13 and 14 to be detected by the current detection device 20, thereby affecting the influence of the magnetic flux generated by the current flowing through the remaining third conductor 15. Can be ignored. Thereby, the magnetic flux which the electric current which flows into each conductor 13 and 14 made into the detection object by the electric current detection apparatus 20 generate | occur | produces can be detected more largely.

以上説明したように、本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)マイコン等の信号処理回路による計算処理時間を要することがなくなるので、こういった計算処理時間を考慮しなくても各導体に流れる電流値の検出に速い応答速度にも対応可能になり、各導体に流れる電流値の検出精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) Since calculation processing time by a signal processing circuit such as a microcomputer is not required, it is possible to respond to a fast response speed for detecting the current value flowing through each conductor without considering such calculation processing time. A decrease in detection accuracy of the current value flowing through each conductor can be suppressed.

(2)上記信号処理回路を用いなくても各導体13〜15に流れる電流値の検出を実現することができるので、電流検出装置20の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。   (2) Since the detection of the current value flowing through each of the conductors 13 to 15 can be realized without using the signal processing circuit, the configuration of the current detection device 20 is simplified and the cost is reduced.

(3)上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Out_a,Out_bといった検出対象とした各導体13,14に流れる電流値と等価の出力を得ることができるので、電流検出装置20の構成を簡素化するとともにコスト低減に寄与する。   (3) Since the output equivalent to the value of the current flowing through each of the conductors 13 and 14 to be detected, such as the analog signals Out_a and Out_b, can be obtained without using the signal processing circuit, the configuration of the current detection device 20 And contribute to cost reduction.

(4)各ホール素子21,22における検知する磁束と出力する電圧の関係の個体差を吸収することができるので、上記信号処理回路を用いてなくても、アナログ信号Out_a,Out_bといった検出対象とした各導体13,14に流れる電流値と等価の出力を高精度で得ることができる。   (4) Since individual differences in the relationship between the detected magnetic flux and the output voltage in each Hall element 21 and 22 can be absorbed, the detection target such as the analog signals Out_a and Out_b can be obtained without using the signal processing circuit. An output equivalent to the value of the current flowing through each of the conductors 13 and 14 can be obtained with high accuracy.

(5)検出対象とした各導体13,14に流れる電流が発生させる磁束をより大きく検知することができるので、各導体13,14に流れる電流値の検出精度を向上させることができる。   (5) Since the magnetic flux generated by the currents flowing through the conductors 13 and 14 to be detected can be detected more greatly, the detection accuracy of the current values flowing through the conductors 13 and 14 can be improved.

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・第3導体15に流れる電流が発生させる磁束の影響を無視してもよい場合、遮蔽シールド30を設けなくてもよい。このように無視できる場合としては、例えば、第3導体15を各ホール素子21,22から十分に離して配置することが考えられる。
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
When the influence of the magnetic flux generated by the current flowing through the third conductor 15 may be ignored, the shielding shield 30 may not be provided. As a case where it can be ignored in this way, for example, it is conceivable that the third conductor 15 is disposed sufficiently away from the Hall elements 21 and 22.

・電流検出装置20は、遮蔽シールド30を設けないで、各ホール素子21,22で3本の各導体13〜15から受ける磁束に基づいて検出結果(第3アナログ信号)を出力してもよい。この場合には、第3導体15に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧を増幅する増幅回路を増設し、さらに第3導体15からの影響を受けた成分をそれぞれ加算するアナログ演算回路を増設すればよい。また、この場合には、式(3)及び式(4)で電流値Icの成分を加味するとともに、式(5)及び式(6)に電流値Icの関係も加えて、各増幅率を定めればよい。   The current detection device 20 may output the detection result (third analog signal) based on the magnetic flux received from each of the three conductors 13 to 15 by the Hall elements 21 and 22 without providing the shielding shield 30. . In this case, an amplifier circuit that amplifies the voltage corresponding to the magnetic flux generated by the current flowing through the third conductor 15 is added, and an analog arithmetic circuit that adds components affected by the third conductor 15 is added. do it. Further, in this case, the component of the current value Ic is added in the expressions (3) and (4), and the relationship of the current value Ic is added to the expressions (5) and (6), so that each amplification factor is You just have to decide.

・電流検出装置20は、遮蔽シールド30を設けないで、3個のホール素子で各導体13〜15に流れる電流値を検出することもできる。この場合には、追加したホール素子が出力する電圧を増幅する増幅回路を増設し、該増幅回路で増幅したアナログ信号を各アナログ演算回路27,28で加算すればよい。また、この場合には、式(3)及び式(4)に追加したホール素子が出力する電圧の関係を加えるとともに、式(5)及び式(6)で追加したホール素子が出力する電圧の成分を加味して、各増幅率を定めればよい。   The current detection device 20 can also detect the value of the current flowing through each of the conductors 13 to 15 with the three hall elements without providing the shielding shield 30. In this case, an amplifier circuit for amplifying the voltage output from the added Hall element may be added, and the analog signals amplified by the amplifier circuit may be added by the analog arithmetic circuits 27 and 28. In this case, the voltage output from the Hall element added in Equation (3) and Equation (4) is added, and the voltage output from the Hall element added in Equation (5) and Equation (6) is added. Each amplification factor may be determined in consideration of the components.

・定数R1〜R4(距離r1〜r4)に基づく各増幅率K1〜K4の関係によっては、増幅回路の数を減らしたりすることもできる。このように増幅回路を減らす際には、各アナログ演算回路27,28を加算を主に構成したが、減算を主に構成したり、何れか一方のみ減算で構成したりもできる。   The number of amplifier circuits can be reduced depending on the relationship between the amplification factors K1 to K4 based on the constants R1 to R4 (distances r1 to r4). In this way, when the number of amplifier circuits is reduced, the analog arithmetic circuits 27 and 28 are mainly configured for addition, but subtraction can be mainly configured, or only one of them can be configured by subtraction.

・各増幅率K1〜K4について、精度上、調整の必要がなければ各増幅率の調整を行わなくてもよい。
・各増幅率K1〜K4は、まず適当な値を設定し、実測値を見ながら調整していくといった手法を通じて定めることもできる。
If the gains K1 to K4 do not need to be adjusted for accuracy, the gains may not be adjusted.
Each amplification factor K1 to K4 can be determined through a method in which appropriate values are first set and adjusted while viewing actual measurement values.

・各増幅率K1〜K4は、アナログ信号Out_a,Out_bが変換なしで電流値を示す情報となるように、各定格値の要素も含めた値に設定してもよい。
・電流検出装置20は、3相の交流電力を供給する複数のモータ駆動装置における複数相の交流電力、例えば3相交流電力を供給するモータ駆動装置が2個の場合、4相の導体に流れる電流の検出に適用することもできる。この場合には、本実施形態に準じて、検出対象とする導体の数と等しい個数のホール素子とそれに伴う増幅回路の増設で電流値を検出する構造を構築すればよい。
The amplification factors K1 to K4 may be set to values including elements of the rated values so that the analog signals Out_a and Out_b become information indicating current values without conversion.
The current detection device 20 flows through a four-phase conductor when there are two motor drive devices that supply three-phase AC power, for example, three-phase AC power, in a plurality of motor drive devices that supply three-phase AC power. It can also be applied to current detection. In this case, according to the present embodiment, a structure may be constructed in which a current value is detected by adding a number of Hall elements equal to the number of conductors to be detected and an accompanying amplification circuit.

・導体としては棒状を例示したが、板状であってもよい。
・電流検出装置20で検出対象とした各導体の電流を検出可能であれば、各ホール素子21,22の配置を異ならせてもよい。
-Although rod shape was illustrated as a conductor, plate shape may be sufficient.
The arrangement of the Hall elements 21 and 22 may be different as long as the current of each conductor as a detection target can be detected by the current detection device 20.

・電流検出装置20は、モータ駆動装置に限らず、例えば、発電機等の電気的負荷の駆動に要する電流値の検出に適用することもできる。
・電流検出装置20では、アナログ信号Out_a,Out_bを用いて、検出対象にしない第3導体15に流れる電流値を示す情報としてアナログ信号を出力するように、アナログ演算回路を増設したり接続を工夫したりしてもよい。
The current detection device 20 is not limited to a motor drive device, and can be applied to, for example, detection of a current value required for driving an electrical load such as a generator.
In the current detection device 20, an analog arithmetic circuit is added or a connection is devised so that an analog signal is output as information indicating a current value flowing through the third conductor 15 not to be detected using the analog signals Out_a and Out_b. You may do it.

・電流検出装置20は、ホール素子と増幅回路とを一つのパッケージとしたホールICと、アナログ演算回路とにより構成してもよい。また、電流検出装置20には、1個のホール素子と2個の増幅回路とを一つのパッケージとしたホールICを用いてもよいし、1個のホール素子と1個の増幅回路とを一つのパッケージとしたホールICを用いることもできる。   The current detection device 20 may be configured by a Hall IC having a Hall element and an amplifier circuit as one package, and an analog arithmetic circuit. In addition, the current detection device 20 may be a Hall IC in which one Hall element and two amplifier circuits are combined into one package, or one Hall element and one amplifier circuit are combined. One packaged Hall IC can also be used.

K1〜K4…増幅率、13〜15…導体、20…電流検出装置、21,22…ホール素子(磁気センサ、検出素子)、23〜26…増幅回路、27,28…アナログ演算回路、30…遮蔽シールド。   K1 to K4 ... amplification factor, 13 to 15 ... conductor, 20 ... current detection device, 21 and 22 ... Hall element (magnetic sensor, detection element), 23 to 26 ... amplification circuit, 27 and 28 ... analog operation circuit, 30 ... Shield shield.

Claims (5)

複数の導体に流れる電流の値をそれぞれに検出することができる電流検出装置において、
各導体に流れる電流が発生させる磁束に応じた電圧の値を示す第1アナログ信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサが出力する前記第1アナログ信号を予め定めた増幅率で増幅した第2アナログ信号を出力する増幅回路と、
前記増幅回路が出力する前記第2アナログ信号を演算することで対応する導体に流れる電流を算出可能な第3アナログ信号を各導体に対応付けて出力するアナログ演算回路と、を備える電流検出装置。
In the current detection device that can detect the value of the current flowing through the plurality of conductors,
A magnetic sensor that outputs a first analog signal indicating a voltage value corresponding to a magnetic flux generated by a current flowing through each conductor;
An amplifier circuit for outputting a second analog signal obtained by amplifying the first analog signal output by the magnetic sensor at a predetermined gain;
A current detection apparatus comprising: an analog arithmetic circuit that outputs a third analog signal that can calculate a current flowing in a corresponding conductor by calculating the second analog signal output from the amplifier circuit in association with each conductor.
前記磁気センサは、前記複数の導体のうち一部又は全部の導体を検出対象として設けられた検出素子を複数有し、
前記増幅回路は、各検出素子が出力する前記第1アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた前記増幅率で増幅した前記第2アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成され、
前記アナログ演算回路は、前記増幅回路が出力する前記第2アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分毎に演算した前記第3アナログ信号をそれぞれ出力可能に構成された請求項1に記載の電流検出装置。
The magnetic sensor has a plurality of detection elements provided for detection of some or all of the plurality of conductors,
The amplifying circuit can output the second analog signal amplified by the amplification factor determined so that the first analog signal output from each detection element is a component corresponding to the conductor targeted for detection. Composed of
The said analog arithmetic circuit is comprised so that the said 3rd analog signal calculated for every component corresponding to the said conductor which made the detection object the said 2nd analog signal which the said amplifier circuit outputs can each be output. Current detection device.
前記増幅率は、各検出素子が出力する前記第1アナログ信号と、検出対象とした前記導体に基づく磁束密度との関係を用いて、各検出素子が検出対象とした各導体の電流を各検出素子が出力する前記第1アナログ信号に比例する和とした場合のそれぞれの比例定数である請求項1又は請求項2に記載の電流検出装置。   The amplification factor is obtained by detecting the current of each conductor detected by each detection element using the relationship between the first analog signal output by each detection element and the magnetic flux density based on the conductor detected. 3. The current detection device according to claim 1, wherein each of the constants is proportional to a sum proportional to the first analog signal output from the element. 前記増幅率は、各検出素子が出力する前記第1アナログ信号に比例する和におけるそれぞれの比例定数として得られる理論値と、該理論値での前記第2アナログ信号から得られる実測値との関係を用いて、該実測値から得られる値に調整される請求項3に記載に電流検出装置。   The amplification factor is a relationship between a theoretical value obtained as a proportional constant in a sum proportional to the first analog signal output by each detection element and an actual measurement value obtained from the second analog signal at the theoretical value. The current detection device according to claim 3, wherein the current detection device is adjusted to a value obtained from the actual measurement value. 各検出素子は、3相交流電流の各相に対応する3本の導体のうち特定の2本の導体を検出対象として設けられた2個であって、
前記増幅回路は、前記2個の検出素子が出力する前記第1アナログ信号を検出対象とした前記特定の2本の導体に対応する成分となるようにそれぞれに定めた前記増幅率で増幅するように設けられた2個ずつで構成され、
前記アナログ演算回路は、前記2個ずつの増幅回路が出力する前記第2アナログ信号を検出対象とした前記導体に対応する成分毎に加算するように設けられた2個で構成され、
前記2個の検出素子を前記特定の2本の導体と共に覆うとともに、外部からの磁束の影響を遮蔽する遮蔽シールドをさらに備えた請求項4に記載の電流検出装置。
Each of the detection elements is two of the three conductors corresponding to each phase of the three-phase alternating current provided for detection of two specific conductors,
The amplifying circuit amplifies the first analog signals output from the two detection elements at the amplification factors determined to be components corresponding to the two specific conductors to be detected. It is composed of two each provided in
The analog arithmetic circuit is composed of two pieces provided so as to add the second analog signal output from the two amplification circuits for each component corresponding to the conductor as a detection target,
The current detection device according to claim 4, further comprising a shielding shield that covers the two detection elements together with the specific two conductors and shields the influence of an external magnetic flux.
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