(57)【要約】【課題】磁気検出素子の特性調節の際にレギュレータに高電圧が印加されることを防止することの可能な磁気センサを提供する。【解決手段】特性調節端子５はホールＩＣ３のＶdd端子に接続される。ホールＩＣ３の特性調節の際には特性調節端子５からホールＩＣ３のＶdd端子に信号ＶＰを入力する。レギュレータ２のＶout端子は第１コネクトパッド９に接続される。第２コネクトパッド１０はホールＩＣ３のＶdd端子に接続される。第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は、基板４上で相互に近接した位置にあり、ホールＩＣ３の特性調節後にジャンパー抵抗や半田によってショートされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能な磁気検出素子と、前記磁気検出素子に電圧を供給するレギュレータと、前記磁気検出素子及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第１及び第２コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第１コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第２コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第１及び第２コネクトパッドが相互に短絡されている、磁気センサ。
【請求項２】
印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能な磁気検出素子と、前記磁気検出素子に電圧を供給するレギュレータと、前記磁気検出素子及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第１及び第２コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第１コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第２コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第１及び第２コネクトパッドが相互に短絡可能である、磁気センサ。
【請求項３】
前記基板を保持するケースを備え、前記第１及び第２コネクトパッドが前記ケースの開口近傍ないし開口から突出した位置に存在する、請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記基板に設けられた電源端子、信号端子、及び前記調節端子が単一のコネクタに導出されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールＩＣ等の磁気検出素子を用いた磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサは、例えば移動体の位置や電流の非接触検出に用いられる。こうした磁気センサは磁気検出素子として例えばホールＩＣを備える。ホールＩＣの中には、磁気感度（ゲイン）や零磁場電圧などの特性（パラメータ）を調節（プログラミング）できるものもあり、プログラマブルリニアホールＩＣなどと呼ばれている。下記特許文献１は、プログラム可能な集積回路であるホール効果装置を電流センサに用いている。この電流センサにおいては、プログラミング専用のコネクタがケースの外側に導かれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５４７１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気検出素子の特性調節（プログラミング）にあたっては、磁気センサとしての使用時と比較して高い電圧を磁気検出素子の入力端子に印加することがある。このため、磁気検出素子の入力端子にはレギュレータが接続されていると、レギュレータを構成する各素子に悪影響が及ぶリスクがある。
【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、磁気検出素子の特性調節の際にレギュレータに高電圧が印加されることを防止することの可能な磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能な磁気検出素子と、前記磁気検出素子に電圧を供給するレギュレータと、前記磁気検出素子及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第１及び第２コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第１コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第２コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第１及び第２コネクトパッドが相互に短絡されている。
【０００７】
本発明のもう１つの態様は、磁気センサである。この磁気センサは、
印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能な磁気検出素子と、前記磁気検出素子に電圧を供給するレギュレータと、前記磁気検出素子及び前記レギュレータを搭載した基板とを備え、前記基板に第１及び第２コネクトパッド並びに調節端子が設けられ、
前記第１コネクトパッドは前記レギュレータの出力端子に接続され、前記第２コネクトパッドは前記磁気検出素子の入力端子に接続され、前記調節端子は前記磁気検出素子の前記入力端子に接続され、前記第１及び第２コネクトパッドが相互に短絡可能である。
【０００８】
前記基板を保持するケースを備え、前記第１及び第２コネクトパッドが前記ケースの開口近傍ないし開口から突出した位置に存在してもよい。
【０００９】
前記基板に設けられた電源端子、信号端子、及び前記調節端子が単一のコネクタに導出されてもよい。
【００１０】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、磁気検出素子の特性調節の際にレギュレータに高電圧が印加されることを防止することの可能な磁気センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る磁気センサの回路図。
【図２】実施の形態の磁気センサにおけるホールＩＣ３の出力特性図。
【図３】実施の形態の磁気センサの第１の斜視図。
【図４】同第２の斜視図。
【図５】同平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気センサの回路図である。この磁気センサは、電源１と、レギュレータ２と、磁気検出素子としてのホールＩＣ３とを備える。レギュレータ２及びホールＩＣ３は基板４に搭載されている。基板４には、特性調節端子５、電源端子６、グランド端子７、及び信号端子８が設けられる。
【００１５】
電源１のプラス端子が電源端子６に接続され、マイナス端子がグランド端子７に接続される。電源端子６はレギュレータ２のＶdd端子に接続される。レギュレータ２のＧｎｄ端子とホールＩＣ３のＧｎｄ端子はそれぞれグランド端子７に接続される。特性調節端子５はホールＩＣ３のＶdd端子に接続される。ホールＩＣ３のＶout端子は信号端子８に接続される。レギュレータ２のＶout端子は第１コネクトパッド９に接続される。第２コネクトパッド１０はホールＩＣ３のＶdd端子に接続される。第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は、基板４上で相互に近接した位置にあり、ホールＩＣ３の特性調節後にジャンパー抵抗や半田によってショートされる。電源端子６とグランド端子７との間にバイパスコンデンサＣ１が設けられる。ホールＩＣ３のＶdd端子とグランド端子７との間にバイパスコンデンサＣ２が設けられる。グランド端子７と信号端子８との間にバイパスコンデンサＣ３が設けられる。
【００１６】
電源１は、定格出力電圧が例えば５Ｖの直流電圧源である。電源１の出力電圧は安定化されておらず、５Ｖに対して例えば±５％の範囲で変動する。レギュレータ２は、例えば低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯ）である。レギュレータ２の入力電圧範囲は例えば４.７５Ｖ〜５.２５Ｖである。レギュレータ２は、電源１の出力電圧（５Ｖ±５％）を４.７Ｖに降圧してＶout端子からホールＩＣ３のＶdd端子に出力する。ホールＩＣ３は、推奨入力電圧が例えば５Ｖであり、入力電圧範囲は例えば４.５Ｖ〜５.５Ｖである。電源１の定格出力電圧とホールＩＣ３の推奨入力電圧は相互に同等であり、ここでは上記のように５Ｖとしている。ホールＩＣ３は、印加された磁界に応じた電圧信号をＶout端子から信号端子８に出力する。ホールＩＣ３は、好ましくは、ホール素子、差動増幅回路、及びＥＥＰＲＯＭ等をパッケージ化したプログラマブルリニアホールＩＣであり、印加磁界に対する出力電圧の特性を調節可能である。
【００１７】
図２は、実施の形態の磁気センサにおけるホールＩＣ３の出力特性図である。本図では磁気センサを電流検出に用いる場合を例にしている関係で横軸が電流Ｉｐ（被測定電流）となっている。なお、被測定電流とホールＩＣ３への印加磁界は比例関係にあり、横軸は磁界と同等である。ここでは、電流測定のレンジを−４００Ａ〜４００Ａとし、ホールＩＣ３の出力電圧範囲が０.５Ｖ〜４.５Ｖの直線特性になることを目標とする。なお、ホールＩＣ３の特性調節（プログラム）の際は、第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０の間はショートされていない状態で、不図示のプログラミング装置から特性調節端子５経由でホールＩＣ３のＶdd端子に信号ＶＰが送信される。
【００１８】
ホールＩＣ３の特性調節（プログラム）は、Ｖdd端子に推奨入力電圧が入力された場合の、印加磁界に対する出力電圧の特性を調節することで行う。このため、本実施の形態では、図３に示す特性ＡとなるようにホールＩＣ３の特性を調節する。すなわち、ホールＩＣ３のＶdd端子に推奨入力電圧（５Ｖ）が入力された場合の出力電圧を、−４００Ａ〜４００Ａに対して０.５Ｖ〜４.５Ｖより若干高めに調節する。これにより、ホールＩＣ３のＶdd端子に推奨入力電圧（５Ｖ）より低い４.７Ｖ（レギュレータ２の出力電圧）が入力された場合の出力電圧を、図３の特性Ｂに示すように−４００Ａ〜４００Ａに対して０.５Ｖ〜４.５Ｖという目標の直線特性にすることができる。これに対し、ホールＩＣ３のＶdd端子に推奨入力電圧（５Ｖ）が入力された場合の出力電圧を−４００Ａ〜４００Ａに対して０.５Ｖ〜４.５Ｖに調節すると、ホールＩＣ３のＶdd端子に４.７Ｖが入力された場合の出力電圧が特性Ｃに示すように−４００Ａ〜４００Ａに対して０.５Ｖ〜４.５Ｖより低くなる（目標とする特性から離れる）。
【００１９】
図３は、実施の形態の磁気センサの第１の斜視図である。図４は、同第２の斜視図である。図５は、同平面図である。基板４は例えば絶縁樹脂製のケース１１に保持される。ケース１１は開口を有する直方体形状である。ケース１１にはバスバー挿入孔１２が設けられ、被測定電流の経路を成す不図示のバスバーが挿入可能となっている。ホールＩＣ３はバスバー挿入孔１２の近傍に位置するように基板４に搭載され、被測定電流によって発生する磁界を検出する。
【００２０】
特性調節端子５（プログラム端子）、電源端子６、グランド端子７、及び信号端子８は、例えばＬピン端子であって基板４を貫通し、基板４上の導体パターン（不図示）と半田付け等により電気的に接続されるとともに、ケース１１と一体のコネクタ１３に導出される。ケース１１の爪１４は蓋１９（図５に一点鎖線で示す）を係止する。蓋１９によってケース１１の開口が覆われる。
【００２１】
図５に示すように、第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は、基板４上で相互に近接した位置にある。第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は好ましくはケース１１の開口近傍ないし開口から突出した位置に存在する。これは、ホールＩＣ３の特性調節後に第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０をショート（短絡）する際にジャンパー抵抗（０オーム抵抗）や半田を接続しやすくするためである。
【００２２】
図４及び図５に示すように磁気センサを組み立てた状態で、コネクタ１３を経由して磁気センサと不図示のプログラミング装置とを接続し、特性調節端子５から信号ＶＰ（プログラミング電圧）をホールＩＣ３のＶdd端子に入力する。このとき、第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は短絡されていない（絶縁状態にある）。そして、所望の調節が終了すると、第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０を短絡し、図３に示すように蓋１９をケース１１に被せる。なお、特性調節端子５は、第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０の短絡後、レギュレータ２の出力電圧をモニタするために利用することが出来る。
【００２３】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００２４】
(1) 特性調節端子５から信号ＶＰをホールＩＣ３のＶdd端子に入力するときに第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０が短絡されていないので、レギュレータ２に信号ＶＰは印加されない。このため、特性調節の際にレギュレータ２に想定を超える高い電圧が印加されることを防止でき、レギュレータ２を構成する各素子に悪影響が及ぶリスクを低減できる。また、ＶＰラインの接続部品が少なくなり、より正確なプログラミングが可能となる。
【００２５】
(2) 第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０は、ケース１１の開口近傍ないし開口から突出した位置に存在するため、ホールＩＣ３の特性調節後に短絡する際の作業性が良い。
【００２６】
(3) 特性調節端子５は、電源端子６、グランド端子７、及び信号端子８と共に共通のコネクタ１３に導出されるため、特許文献１のようにプログラミング専用のコネクタを設ける場合と比較して構成を簡素化できる。
【００２７】
(4) ホールＩＣ３の特性調節後に第１コネクトパッド９及び第２コネクトパッド１０を短絡するため、スイッチによる導通と比較して信頼性が高い。すなわち、スイッチによる導通と比較して使用時にオープン（非導通）になる等の不具合発生確率が低くて好ましい。
【００２８】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００２９】
電源１の定格出力電圧とホールＩＣ３の推奨入力電圧は同等でなくてもよく、レギュレータ２は電源１の出力電圧をホールＩＣ３の推奨入力電圧に合わせて降圧又は昇圧するものであってもよい。磁気検出素子は、ホールＩＣ３に限定されず、特性調節が可能であれば例えばＭＲ素子ブリッジを用いたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  電源、２  レギュレータ、３  ホールＩＣ、４  基板、５  特性調節端子、６  電源端子、７  グランド端子、８  信号端子、９  第１コネクトパッド、１０  第２コネクトパッド、１１  ケース、１２  バスバー挿入孔、１３  コネクタ、１４  爪、１９  蓋、Ｃ１〜Ｃ３  バイパスコンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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