(57)【要約】【課題】  微小電流を精度良く検出することができる電流検出器の提供。【解決手段】  抵抗３の両端電圧に関連する電圧値を検出することにより、抵抗３に流れる電流値を検出する電流検出器。抵抗３の両端電圧に関連する電圧値の対数を演算する対数演算回路１，４，７を備え、対数演算回路１，４，７が演算した対数を検出した電流値として出力する構成である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
抵抗の両端電圧に関連する電圧値を検出することにより、前記抵抗に流れる電流値を検出する電流検出器において、
前記電圧値の対数を演算する対数演算回路を備え、該対数演算回路が演算した対数を検出した電流値として出力するように構成してあることを特徴とする電流検出器。
【請求項２】
前記対数演算回路は、一方の端子に前記両端電圧に関連する電圧が印加される第２抵抗と、該第２抵抗の他方の端子が反転入力端子に接続され、非反転入力端子に固定電位が印加されたオペアンプと、該オペアンプの出力端子にカソードが接続され、前記反転入力端子にアノードが接続されたダイオードとを有し、前記出力端子から前記電流値を出力するように構成してある請求項１記載の電流検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャント抵抗の両端電圧値を検出することにより、シャント抵抗に流れる電流値を検出する電流検出器、特に、微小電流の検出に好適な電流検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ及び電磁石等のコイル電流を制御する為に、コイル電流を検出する場合、シャント抵抗の両端電圧を検出する電流検出器がよく用いられる。
図３は、従来のこのような電流検出器の構成例を示すブロック図である。この電流検出器は、コイル２等の負荷に流れる検出対象である電流を、一方の端子が接地されたシャント抵抗３に流し、シャント抵抗３の両端電圧ｖｉを、抵抗４を通じてオペアンプ１の反転入力端子に印加している。オペアンプ１は、非反転入力端子が接地され、反転入力端子及び出力端子間に負帰還抵抗５が接続され，出力端子から出力電圧ｖｏを、検出した電流値として出力する。
【０００３】
特許文献１には、インダクタンスを含む負荷の電流制御の際における指令値の変化に対する負荷電流の変化を監視し、電流の減少方向変化時、負荷回路での電流減少率が指令値の低下に見合う場合は、負荷電流を自然環流させ、また、負荷電流の自然環流による電流減少率が指令値の低下に追い付かない場合は、エネルギー吸収用素子又は回路を負荷電流の環流路に挿入して、負荷電流の減少率を改善するインダクタンス負荷駆動回路が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、誘導性負荷に印加する電源を所定デューティ比で開閉することにより、誘導負荷に印加される平均電圧又は平均電流を制御して、誘導性負荷を駆動し、特に負荷電流の良好な立上りを確保するようにした誘導負荷駆動装置が開示されている。
【特許文献１】特許第２５１７７８２号公報
【特許文献２】特許第３２１３３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような電流検出器では、両端電圧ｖｉ及び出力電圧ｖｏは略比例関係にあるから、例えば、図２（ａ）に示すように変化する電流を検出した場合、図２（ａ）に示すのと同様に検出される。
モータ及び電磁石等のコイル電流（定常電流＋制御電流）を制御する場合、特に、磁気軸受の分野において定常電流を０にして制御するゼロバイアス非線形制御の場合、コイルに流れる０付近の微小電流を精度良く検出する必要がある。しかし、上述したような電流検出器（図３）では、微小電流を精度良く検出することができないという問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、微小電流を精度良く検出することができる電流検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明に係る電流検出器は、抵抗の両端電圧に関連する電圧値を検出することにより、前記抵抗に流れる電流値を検出する電流検出器において、前記電圧値の対数を演算する対数演算回路を備え、該対数演算回路が演算した対数を検出した電流値として出力するように構成してあることを特徴とする。
【０００７】
第２発明に係る電流検出器は、前記対数演算回路は、一方の端子に前記両端電圧に関連する電圧が印加される第２抵抗と、該第２抵抗の他方の端子が反転入力端子に接続され、非反転入力端子に固定電位が印加されたオペアンプと、該オペアンプの出力端子にカソードが接続され、前記反転入力端子にアノードが接続されたダイオードとを有し、前記出力端子から前記電流値を出力するように構成してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明に係る電流検出器によれば、対数演算回路が、抵抗の両端電圧に関連する電圧値の対数を演算し、演算した対数を検出した電流値として出力するので、微小電流を精度良く検出することができる電流検出器を実現することができる。
【０００９】
第２発明に係る電流検出器によれば、対数演算回路は、第２抵抗の一方の端子に抵抗の両端電圧に関連する電圧が印加され、他方の端子にオペアンプの反転入力端子が接続され、オペアンプの非反転入力端子に固定電位が印加され、オペアンプの出力端子にダイオードのカソードが、反転入力端子にダイオードのアノードが接続され、オペアンプの出力端子から電流値を出力するので、微小電流を精度良く検出することができる電流検出器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る電流検出器の実施の形態の構成を示すブロック図である。この電流検出器は、モータ又は磁気軸受等の電磁石に使用されるコイル２等に流れる電流を検出するものであり、この電流を流す為の、一方の端子が接地されたシャント抵抗（抵抗）３と、シャント抵抗３の両端電圧ｖｉが、一方の端子に印加される抵抗（第２抵抗）４とを備えている。また、抵抗４の他方の端子が反転入力端子に接続され、非反転入力端子が接地されたオペアンプ１と、オペアンプ１の出力端子６にカソードが接続され、反転入力端子にアノードが接続されたダイオード７とを備えている。オペアンプ１の出力端子６からは出力電圧ｖｏを出力する。
【００１１】
ここで、ダイオード７が、例えば、
Ｉ＝Ｉs （ｅｘｐ（ｖ／ＶＴ）−１）≒Ｉs ｅｘｐ（ｖ／ＶＴ）
（但し、Ｉs ；飽和電流、ｖ；印加電圧、Ｖ＝ｋ／ｑ、ｋ；ボルツマン定数、ｑ；単位電荷、Ｔ；絶対温度）    
という特性を有するとすると、図１に示す電流検出器の入出力特性は、
ｖｏ＝−ＶＴｌｎ（ｖｉ／ＲＩs ）
（但し、Ｒ；抵抗４の抵抗値）
となり、ＶＴ，Ｒ，Ｉs が一定であることから、電流検出器は、シャント抵抗３の両端電圧ｖｉに応じた対数値を演算して出力する。
【００１２】
以上により、例えば、この電流検出器は、図２（ａ）に示すように変化する電流ｖｉを検出した場合、検出した電流値として、図２（ｂ）に示すような出力電圧ｖｏを出力することができる。これにより、微小電流の範囲において、ディジタル変換に伴う量子化密度を大きくすることができ、微小電流を高精度に検出することが可能である。また、例えば、図２（ｂ）において、Ｘ軸である時間軸も対数を取るようにすることにより、低周波数領域での変動を明確にすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る電流検出器の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る電流検出器の実施の形態の動作例を示す特性図である。
【図３】従来の電流検出器の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  オペアンプ
２  コイル
３  シャント抵抗（抵抗）
４  抵抗（第２抵抗）
６  出力端子
７  ダイオード
【図１】
2006220450.tif 000003
【図２】
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【図３】
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