(57)【要約】【課題】自励発振型の電流センサであって、オフセットを抑制可能な新たな構造を有する電流センサを提供すること。【解決手段】電流センサ１０は、検出コイル２８と、２つの駆動部２４８を有する駆動回路２４と、検出コイル２８と２つの駆動部２４８との間に接続された駆動スイッチ回路２６と、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒを生成する信号生成回路５０とを備えている。切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒの夫々は、励磁電流Ｉｄの所定周波数の１／２の周波数を有しており、且つ、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒは、互いに９０度ずれた位相を有している。駆動回路２４は、反転信号ＣＫｒに応じて、２つの駆動部２４８の間の電位を反転させる。駆動スイッチ回路２６は、切替信号ＣＫｃに応じて、駆動部２４８と検出コイル２８との間の接続関係を切り替える。【選択図】図１
2019020384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部導体を流れる漏洩電流を検出可能な自励発振型の電流センサであって、
前記電流センサは、磁気コアと、検出コイルと、駆動回路と、駆動スイッチ回路と、検出抵抗回路と、信号生成回路と、検出回路とを備えており、
前記磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
前記検出コイルは、前記磁気コアに巻回されたコイル本体と、前記コイル本体の両端から夫々引き出された２つの端子とを有しており、
前記駆動回路は、２つの駆動部と、接続部とを有しており、
前記駆動スイッチ回路は、前記検出コイルの前記２つの端子と、前記駆動回路の前記２つの駆動部との間に接続されており、
前記検出抵抗回路は、前記駆動回路の前記接続部と、固定電位との間に接続されており、
前記検出コイルには、安定した発振状態において所定周波数の励磁電流が流れ、
前記励磁電流の少なくとも一部は、前記検出コイルから前記接続部を経由して前記固定電位まで流れ、
前記信号生成回路は、前記励磁電流の変化に応じて、切替信号及び反転信号を生成し、
前記切替信号及び前記反転信号の夫々は、前記所定周波数の１／２の周波数を有しており、且つ、前記切替信号及び前記反転信号は、互いに９０度ずれた位相を有しており、
前記駆動回路は、前記反転信号に応じて、前記２つの駆動部の間の電位を反転させ、
前記駆動スイッチ回路は、前記切替信号に応じて、前記駆動回路の前記駆動部と前記検出コイルの前記端子との間の接続関係を切り替え、
前記検出回路は、前記駆動回路の前記接続部に接続されており、
前記検出回路は、出力端を有しており、前記切替信号を使用して前記漏洩電流に応じた出力信号を生成し、生成した前記出力信号を、前記出力端から出力する
電流センサ。
【請求項２】
請求項１記載の電流センサであって、
前記接続部は、２つの接続点を有しており、
前記検出抵抗回路は、前記接続点に夫々対応する２つの検出抵抗を有しており、
前記検出抵抗の夫々は、対応する前記接続点と、前記固定電位との間に接続されており、
前記検出回路は、２つの入力端を有しており、
前記検出回路の前記２つの入力端は、前記駆動回路の前記２つの接続点に夫々接続されており、
前記検出回路は、前記切替信号に応じて、前記２つの入力端と前記出力端との間の接続関係を切り替える
電流センサ。
【請求項３】
請求項１記載の電流センサであって、
前記接続部は、１つの接続点を有しており、
前記検出抵抗回路は、１つの検出抵抗を有しており、
前記検出抵抗は、前記接続点と、前記固定電位との間に接続されており、
前記検出回路は、１つの入力端を有しており、
前記検出回路の前記入力端は、前記駆動回路の前記接続点に接続されている
電流センサ。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の電流センサであって、
前記固定電位は、グランド電位である
電流センサ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の電流センサであって、
前記駆動回路は、２つのスイッチ列を有するＨブリッジ回路を備えており、
前記２つのスイッチ列は、前記駆動回路の前記２つの駆動部に夫々対応しており、
前記駆動部の夫々は、対応する前記スイッチ列の中点であり、
前記駆動スイッチ回路は、前記２つの中点の間に接続されている
電流センサ。
【請求項６】
請求項５記載の電流センサであって、
前記駆動回路は、ドライブ回路を備えており、
前記スイッチ列の夫々は、２つのスイッチを有しており、
前記ドライブ回路は、前記反転信号に応じて、前記スイッチの夫々のオンオフ状態を切り替える
電流センサ。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載の電流センサであって、
前記信号生成回路は、前記接続部に接続されており、前記接続部における前記励磁電流の変化に応じて、前記切替信号及び前記反転信号を生成する
電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部導体を流れる漏洩電流を検出可能な自励発振型の電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、このタイプの電流センサが開示されている。特許文献２には、自励発振型の磁気センサが開示されており、特許文献３には、特許文献２とは異なるタイプの磁気センサが開示されている。
【０００３】
特許文献１の図３に開示されたアース漏洩検出システムは、一次巻線（外部導体）を流れる漏洩電流を、磁気マルチバイブレータを使用して検出する電流センサである。磁気マルチバイブレータは、２つのスイッチ列を備えたＨブリッジ回路（駆動回路）と、鉄芯（磁気コア）と、二次巻線（検出コイル）と、検出抵抗とを備えている。検出コイル及び検出抵抗は、２つのスイッチ列の中点（駆動部）の間に、直列に接続されている。駆動回路は、磁気コアに巻回された検出コイルを駆動し、これにより検出コイルに励磁電流が流れる。検出抵抗の両端を差動増幅器に接続して差動増幅器の出力を測定することで漏洩電流を検出できる。
【０００４】
特許文献２の図４に開示された自励式磁気センサ（磁気センサ）は、磁場の大きさや向きを、自励発振回路を使用して検出する磁気センサである。磁気センサの自励発振回路は、２つのスイッチ列を備えた駆動回路からなる。駆動回路には、２つのスイッチ列に夫々対応する２つの検出抵抗が設けられている。検出抵抗の夫々は、対応するスイッチ列の接続点とグランドとの間に接続されている。駆動回路は、２つの接続点における電位に応じて発振する。
【０００５】
特許文献３のフラックスゲート磁界センサ（磁気センサ）は、磁場の大きさや向きを、駆動回路を使用して検出する磁気センサである。駆動回路は、磁性体（磁気コア）に巻回された検知コイル（検出コイル）を駆動し、これにより検出コイルに励磁電流が流れる。特許文献３の磁気センサは、駆動回路に加えて、駆動回路を発振させる発振器を備えている。発振器は、励磁電流による磁気コアの励磁とは独立に動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５３−３１１７６号公報
【特許文献２】特開平６−９４８１７号公報
【特許文献３】特開２００４−２３９８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の電流センサに特許文献２の回路構造を適用することで、新たな電流センサが得られる。例えば、新たな電流センサは、駆動部を夫々有する２つのスイッチ列と、スイッチ列に夫々対応する２つの検出抵抗を備えている。検出抵抗の夫々は、対応するスイッチ列の接続点とグランドとの間に接続される。検出コイルは、２つの駆動部の間に接続されて駆動される。
【０００８】
上述のように構成された２つのスイッチ列は、２つの検出抵抗の抵抗値の相違等により、非対称な特性を有するおそれがある。この場合、接続点における電位にオフセットが生じる。特許文献３によれば、発振器によって励磁電流が流れる方向を周期的に反転させることで、２つのスイッチ列の特性の非対称性に起因するオフセットの発生を防止できる。しかしながら、特許文献３の技術は、特許文献１の自励発振型の電流センサに適用できない。
【０００９】
そこで、本発明は、自励発振型の電流センサであって、オフセットを抑制可能な新たな構造を有する電流センサ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】
【００１０】
本発明は、第１の電流センサとして、
外部導体を流れる漏洩電流を検出可能な自励発振型の電流センサであって、
前記電流センサは、磁気コアと、検出コイルと、駆動回路と、駆動スイッチ回路と、検出抵抗回路と、信号生成回路と、検出回路とを備えており、
前記磁気コアは、前記外部導体を囲むように配置可能であり、
前記検出コイルは、前記磁気コアに巻回されたコイル本体と、前記コイル本体の両端から夫々引き出された２つの端子とを有しており、
前記駆動回路は、２つの駆動部と、接続部とを有しており、
前記駆動スイッチ回路は、前記検出コイルの前記２つの端子と、前記駆動回路の前記２つの駆動部との間に接続されており、
前記検出抵抗回路は、前記駆動回路の前記接続部と、固定電位との間に接続されており、
前記検出コイルには、安定した発振状態において所定周波数の励磁電流が流れ、
前記励磁電流の少なくとも一部は、前記検出コイルから前記接続部を経由して前記固定電位まで流れ、
前記信号生成回路は、前記励磁電流の変化に応じて、切替信号及び反転信号を生成し、
前記切替信号及び前記反転信号の夫々は、前記所定周波数の１／２の周波数を有しており、且つ、前記切替信号及び前記反転信号は、互いに９０度ずれた位相を有しており、
前記駆動回路は、前記反転信号に応じて、前記２つの駆動部の間の電位を反転させ、
前記駆動スイッチ回路は、前記切替信号に応じて、前記駆動回路の前記駆動部と前記検出コイルの前記端子との間の接続関係を切り替え、
前記検出回路は、前記駆動回路の前記接続部に接続されており、
前記検出回路は、出力端を有しており、前記切替信号を使用して前記漏洩電流に応じた出力信号を生成し、生成した前記出力信号を、前記出力端から出力する
電流センサを提供する。
【００１１】
また、本発明は、第２の電流センサとして、第１の電流センサであって、
前記接続部は、２つの接続点を有しており、
前記検出抵抗回路は、前記接続点に夫々対応する２つの検出抵抗を有しており、
前記検出抵抗の夫々は、対応する前記接続点と、前記固定電位との間に接続されており、
前記検出回路は、２つの入力端を有しており、
前記検出回路の前記２つの入力端は、前記駆動回路の前記２つの接続点に夫々接続されており、
前記検出回路は、前記切替信号に応じて、前記２つの入力端と前記出力端との間の接続関係を切り替える
電流センサを提供する。
【００１２】
また、本発明は、第３の電流センサとして、第１の電流センサであって、
前記接続部は、１つの接続点を有しており、
前記検出抵抗回路は、１つの検出抵抗を有しており、
前記検出抵抗は、前記接続点と、前記固定電位との間に接続されており、
前記検出回路は、１つの入力端を有しており、
前記検出回路の前記入力端は、前記駆動回路の前記接続点に接続されている
電流センサを提供する。
【００１３】
また、本発明は、第４の電流センサとして、第１から第３までのいずれかの電流センサであって、
前記固定電位は、グランド電位である
電流センサを提供する。
【００１４】
また、本発明は、第５の電流センサとして、第１から第４までのいずれかの電流センサであって、
前記駆動回路は、２つのスイッチ列を有するＨブリッジ回路を備えており、
前記２つのスイッチ列は、前記駆動回路の前記２つの駆動部に夫々対応しており、
前記駆動部の夫々は、対応する前記スイッチ列の中点であり、
前記駆動スイッチ回路は、前記２つの中点の間に接続されている
電流センサを提供する。
【００１５】
また、本発明は、第６の電流センサとして、第５の電流センサであって、
前記駆動回路は、ドライブ回路を備えており、
前記スイッチ列の夫々は、２つのスイッチを有しており、
前記ドライブ回路は、前記反転信号に応じて、前記スイッチの夫々のオンオフ状態を切り替える
電流センサを提供する。
【００１６】
また、本発明は、第７の電流センサとして、第１から第６までのいずれかの電流センサであって、
前記信号生成回路は、前記接続部に接続されており、前記接続部における前記励磁電流の変化に応じて、前記切替信号及び前記反転信号を生成する
電流センサを提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、駆動回路は、励磁電流の１／２の周波数を有する反転信号に応じて、２つの駆動部の間の電位を反転させる。また、駆動回路の２つの駆動部と検出コイルの２つの端子との間の接続関係は、励磁電流の１／２の周波数を有し且つ反転信号と９０度ずれた位相を有する切替信号に応じて、切り替わる。この構造により、励磁電流の連続する２周期において、２つの駆動部の間の電位と、検出コイルを流れる励磁電流の方向との間の組み合わせが４通りに変化する。この結果、励磁電流の連続する２周期においてオフセットが相殺される。即ち、本発明によれば、オフセットを抑制可能な新たな構造を有する電流センサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態による電流センサを示すブロック図である。外部導体の一部を破線で描画している。
【図２】図１の電流センサの駆動回路、接続部及び検出抵抗回路の一例を示す回路図である。
【図３】図１の電流センサの信号生成回路の一例を示す回路図である。
【図４】図３の信号生成回路が生成する制御信号を示す図である。
【図５】図１の電流センサの駆動スイッチ回路の一例を示す回路図である。
【図６】図１の電流センサの検出回路の一例を示す回路図である。
【図７】図６の検出回路の検出スイッチ回路の一例を示す回路図である。
【図８】図６の検出回路の変形例を示す回路図である。
【図９】図１の電流センサの駆動回路、接続部及び検出抵抗回路の他の一例を示す回路図である。
【図１０】図９の電流センサの信号生成回路及び検出回路の一例を示す回路図である。
【図１１】図９の信号生成回路が生成する制御信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、本発明の実施の形態による電流センサ１０は、外部導体８０からの地絡や漏電に起因して外部導体８０に流れる直流電流（漏洩電流Ｉｄ）を検出するための自励発振型の装置である。
【００２０】
外部導体８０を流れる漏洩電流Ｉｄは、従来から知られているように、様々な方法によって検出できる。本実施の形態による電流センサ１０は、磁気比例型フラックスゲート型の直流センサであり、後述する方法によって漏洩電流Ｉｄを検出できる。本実施の形態によれば、外部導体８０は、１本の導電線のみから構成されていてもよいし、２本以上の導電線から構成されていてもよい。
【００２１】
以下、電流センサ１０の基本的な回路構造及び機能について説明する。
【００２２】
図１に示されるように、電流センサ１０は、電源１２と、グランド部１８と、磁気マルチバイブレータ２０と、検出抵抗回路４０と、信号生成回路５０と、検出回路６０とを備えている。電流センサ１０の磁気マルチバイブレータ２０は、磁気コア２２と、駆動回路２４と、駆動スイッチ回路２６と、検出コイル２８とを備えている。
【００２３】
電源１２は、電源電位（固定電位）Ｖｐｐに固定されており、グランド部１８は、グランド電位（固定電位）ＧＮＤに固定されている。電源１２は、駆動回路２４に電源電流Ｉｐｐを供給し、電源電流Ｉｐｐは、グランド部１８にグランドされる。
【００２４】
駆動回路２４は、２つの駆動部２４８を有している。駆動回路２４の２つの駆動部２４８の間には、電源電流Ｉｐｐに起因して駆動電圧Ｖｅｘが生じる。駆動部２４８は、駆動電圧Ｖｅｘによって駆動スイッチ回路２６を介して検出コイル２８を駆動し、これにより検出コイル２８には、励磁電流Ｉｅｘが流れる。
【００２５】
検出コイル２８は、例えば絶縁体によって被覆された導電線である。検出コイル２８は、コイル本体２８２と、２つの端子２８８とを有している。コイル本体２８２は、磁気コア２２に巻回されている。２つの端子２８８は、コイル本体２８２の両端から夫々引き出されている。本実施の形態において、端子２８８の夫々は、コイル本体２８２を形成する導電線の端部である。即ち、端子２８８の夫々は、コイル本体２８２と一体に形成されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、端子２８８の夫々は、コイル本体２８２とは別体の部材であってもよい。この場合、端子２８８の夫々は、コイル本体２８２に半田付けや溶着等の方法で接続されていてもよい。
【００２６】
本実施の形態の磁気コア２２は、パーマロイ，コバルト基アモルファス，ナノ結晶合金等の高い角形比および低い飽和磁束密度を有する軟磁性材料からなる。即ち、磁気コア２２は、励磁電流Ｉｅｘによって磁気飽和し易い。本実施の形態の磁気コア２２は、トロイダル形状に形成されており、中心孔を有している。外部導体８０は、電流センサ１０の使用時に、磁気コア２２の中心孔を通過している。但し、本発明は、これに限られず、磁気コア２２は、外部導体８０が延びる方向と直交する平面において外部導体８０を囲むように配置可能である限り、様々な形状に形成可能である。
【００２７】
後述するように、電流センサ１０が安定的に動作しているとき、磁気コア２２は、励磁電流Ｉｅｘによって周期的に磁気飽和する。磁気コア２２の磁気飽和に起因して、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの向きが周期的に反転する。換言すれば、安定した発振状態において、検出コイル２８には、電源電流Ｉｐｐに応じて所定周波数の励磁電流Ｉｅｘが流れる。即ち、電流センサ１０は、自励発振する。
【００２８】
駆動回路２４は、接続部３０を有している。検出抵抗回路４０は、駆動回路２４の接続部３０と、固定電位ＧＮＤとの間に接続されている。即ち、検出抵抗回路４０が接続された固定電位は、グランド電位ＧＮＤである。検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの少なくとも一部は、検出コイル２８から接続部３０及び検出抵抗回路４０を経由して固定電位ＧＮＤまで流れる。このとき、接続部３０には、励磁電流Ｉｅｘに起因する電圧信号が生じる。
【００２９】
検出回路６０は、駆動回路２４の接続部３０に接続されている。接続部３０に生じた電圧信号は、検出回路６０に入力される。検出回路６０は、出力端６０２を有している。検出回路６０は、漏洩電流Ｉｄに応じた出力信号Ｖｏを出力端６０２から出力する。出力信号Ｖｏによって、外部導体８０を流れる漏洩電流Ｉｄを検出できる。
【００３０】
以下、電流センサ１０における自励発振の基本的な仕組みについて説明する。
【００３１】
図１及び図４を参照すると、励磁電流Ｉｅｘは、磁気コア２２の磁気飽和に応じて周期的に変化する。励磁電流Ｉｅｘの変化は、例えば、接続部３０において検出できる。信号生成回路５０は、励磁電流Ｉｅｘの変化に応じて、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒを生成する。切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒの夫々は、クロック信号であり、励磁電流Ｉｅｘの所定周波数の１／２の周波数を有している。また、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒは、互いに９０度ずれた位相を有している。
【００３２】
図１に示されるように、信号生成回路５０が生成した反転信号ＣＫｒは、駆動回路２４に印加される。駆動回路２４は、反転信号ＣＫｒに応じて、２つの駆動部２４８の間の電位を周期的に反転させる。信号生成回路５０が生成した切替信号ＣＫｃは、駆動スイッチ回路２６に印加される。駆動スイッチ回路２６は、検出コイル２８の２つの端子２８８と、駆動回路２４の２つの駆動部２４８との間に接続されている。駆動スイッチ回路２６は、切替信号ＣＫｃに応じて、駆動回路２４の駆動部２４８と検出コイル２８の端子２８８との間の接続関係を周期的に切り替える。上述の駆動回路２４及び駆動スイッチ回路２６の周期的な動作により、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの向きが周期的に反転する。即ち、電流センサ１０は、自励発振する。
【００３３】
信号生成回路５０が生成した切替信号ＣＫｃは、駆動スイッチ回路２６に加えて、検出回路６０に印加される。検出回路６０は、切替信号ＣＫｃを使用して出力信号Ｖｏを生成する。
【００３４】
以下、本実施の形態による磁気マルチバイブレータ２０、検出抵抗回路４０及び信号生成回路５０の回路構造及び機能について詳細に説明する。
【００３５】
図２を参照すると、本実施の形態の駆動回路２４は、Ｈブリッジ回路２４０を備えている。本実施の形態によれば、検出コイル２８は、駆動スイッチ回路２６を経由して、Ｈブリッジ回路２４０に接続されており、電流センサ１０の使用時に、Ｈブリッジ回路２４０によって周期的に駆動される。但し、本発明は、これに限られない。例えば、検出コイル２８は、Ｈブリッジ回路２４０と異なる回路によって駆動してもよい。
【００３６】
Ｈブリッジ回路２４０は、第１スイッチ列２４２及び第２スイッチ列２４４からなる２つのスイッチ列２４２，２４４を有している。第１スイッチ列２４２及び第２スイッチ列２４４は、互いに同じ回路構造を有している。より具体的には、スイッチ列２４２，２４４の夫々は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２からなる２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２を有している。２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、中点２４８において互いに直列に接続されている。
【００３７】
本実施の形態において、合計４つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２の夫々は、ＭＯＳトランジスタ（MOSFET：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）であり、ゲートＧＴに印加された電圧とゲートＧＴの閾値との間の大小関係に応じて、ソース−ドレイン間を導通状態（オン状態）及び非導通状態（オフ状態）のいずれか一方の状態（オンオフ状態）に切り替える。スイッチ列２４２，２４４の夫々において、第１スイッチＳＷ１は、ＰチャネルのＭＯＳトランジスタであり、第２スイッチＳＷ２は、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタである。スイッチ列２４２，２４４の夫々において、第１スイッチＳＷ１のゲートＧＴ及び第２スイッチＳＷ２のゲートＧＴに同電位の電圧を印加すると、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、互いに反対のオンオフ状態をとる。
【００３８】
本実施の形態によれば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の夫々がＭＯＳトランジスタであるため、簡単な回路構成によって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態を切り替えることができる。但し、本発明は、これに限られない。スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態を、オン状態およびオフ状態の間で上述のように切り替え可能な限り、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、どのような電子部品であってもよい。
【００３９】
本実施の形態の駆動回路２４は、Ｈブリッジ回路２４０に加えて、ドライブ回路２５０を備えている。ドライブ回路２５０は、電流センサ１０の使用時に、信号生成回路５０から反転信号ＣＫｒを受ける。ドライブ回路２５０は、反転信号ＣＫｒから、第１制御信号ＣＫ１と第２制御信号ＣＫ２とを生成する。第１制御信号ＣＫ１及び第２制御信号ＣＫ２の夫々は、反転信号ＣＫｒと同じ周期のクロック信号である。但し、第１制御信号ＣＫ１と第２制御信号ＣＫ２とは、互いに逆の位相を有している。第１制御信号ＣＫ１の電位がゲートＧＴの閾値よりも高いとき、第２制御信号ＣＫ２の電位は、ゲートＧＴの閾値よりも低く、第１制御信号ＣＫ１の電位がゲートＧＴの閾値よりも低いとき、第２制御信号ＣＫ２の電位は、ゲートＧＴの閾値よりも高い。
【００４０】
ドライブ回路２５０は、第１制御信号ＣＫ１を、第１スイッチ列２４２のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のゲートＧＴに印加し、第２制御信号ＣＫ２を、第２スイッチ列２４４のスイッチＳＷ１，ＳＷ２のゲートＧＴに印加する。これにより、第１スイッチ列２４２の第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチ列２４４の第１スイッチＳＷ１は、互いに反対のオンオフ状態をとる。同様に、第１スイッチ列２４２の第２スイッチＳＷ２及び第２スイッチ列２４４の第２スイッチＳＷ２は、互いに反対のオンオフ状態をとる。
【００４１】
上述のように、本実施の形態において、ドライブ回路２５０は、反転信号ＣＫｒに応じて、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の夫々のオンオフ状態を切り替える。但し、本発明は、これに限られない。例えば、駆動回路２４は、第１制御信号ＣＫ１及び第２制御信号ＣＫ２を信号生成回路５０から直接受けてもよい。即ち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の夫々のオンオフ状態を、ドライブ回路２５０を設けずに切り替えてもよい。
【００４２】
本実施の形態によれば、２つのスイッチ列２４２，２４４の中点２４８が、２つの駆動部２４８として夫々機能する。換言すれば、２つのスイッチ列２４２，２４４は、駆動回路２４の２つの駆動部２４８に夫々対応しており、駆動部２４８の夫々は、対応するスイッチ列２４２，２４４の中点２４８である。また、駆動スイッチ回路２６は、駆動部２４８として夫々機能する２つの中点２４８の間に接続されている。即ち、検出コイル２８は、駆動スイッチ回路２６を介して、Ｈブリッジ回路２４０の２つのスイッチ列２４２，２４４の中点２４８の間に接続されている。但し、本発明は、これに限られず、駆動部２４８は、駆動回路２４の回路構造に応じて設ければよい。
【００４３】
図２を参照すると、駆動回路２４の接続部３０は、第１接続点３２及び第２接続点３４からなる２つの接続点３２，３４を有している。第１接続点３２は、第２スイッチ列２４４の端部であり、電源１２に接続された端部と反対側に位置している。第２接続点３４は、第１スイッチ列２４２の端部であり、電源１２に接続された端部と反対側に位置している。
【００４４】
検出抵抗回路４０は、第１検出抵抗ＲＤ１及び第２検出抵抗ＲＤ２からなる２つの検出抵抗ＲＤ１，ＲＤ２を有している。第１検出抵抗ＲＤ１及び第２検出抵抗ＲＤ２は、互いに同じ抵抗値を有する固定抵抗器である。第１検出抵抗ＲＤ１及び第２検出抵抗ＲＤ２は、第１接続点３２及び第２接続点３４に夫々対応している。より具体的には、第１検出抵抗ＲＤ１は、一端において第１接続点３２に接続されており、他端において固定電位ＧＮＤに接続されている。第２検出抵抗ＲＤ２は、一端において第２接続点３４に接続されており、他端において固定電位ＧＮＤに接続されている。
【００４５】
上述したように、本実施の形態において、検出抵抗ＲＤ１，ＲＤ２の夫々は、駆動回路２４の対応する接続点３２，３４と、固定電位ＧＮＤとの間に接続されている。但し、本発明は、これに限られない。検出抵抗回路４０の回路構造や検出抵抗回路４０と駆動回路２４との間の接続方法は、後述するように様々に変形可能である。
【００４６】
スイッチ列２４２，２４４の夫々は、一端において電源１２に接続されており、他端において検出抵抗回路４０を介してグランド部１８に接続されている。このように接続された電源１２は、電流センサ１０の使用時に、スイッチ列２４２，２４４の夫々に電源電流Ｉｐｐを供給する。本実施の形態において、２つのスイッチ列２４２，２４４は、共通の電源１２に、並列に接続されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、２つのスイッチ列２４２，２４４は、同じ電源電流Ｉｐｐを供給する２つの電源１２に夫々接続されていてもよい。
【００４７】
前述したように、スイッチ列２４２，２４４の夫々において、第１スイッチＳＷ１がオン状態になると、第２スイッチＳＷ２はオフ状態になり、且つ、第１スイッチＳＷ１がオフ状態になると、第２スイッチＳＷ２はオン状態になる。このオンオフ状態の遷移により、電流センサ１０の使用時に、第１経路ＥＰ１及び第２経路ＥＰ２からなる２つの電気経路が形成される。
【００４８】
第１経路ＥＰ１は、電源１２から、第１スイッチ列２４２の第１スイッチＳＷ１、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８、駆動スイッチ回路２６、検出コイル２８、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８、第２スイッチ列２４４の第２スイッチＳＷ２及び第１検出抵抗ＲＤ１を順次経由してグランド部１８に至る電気経路である。第２経路ＥＰ２は、電源１２から、第２スイッチ列２４４の第１スイッチＳＷ１、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８、駆動スイッチ回路２６、検出コイル２８、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８、第１スイッチ列２４２の第２スイッチＳＷ２及び第２検出抵抗ＲＤ２を順次経由してグランド部１８に至る電気経路である。
【００４９】
電流センサ１０が使用される際、磁気マルチバイブレータ２０は、短時間の不安定な動作状態を経て、安定した発振状態をとる。安定した発振状態において、電源１２は、第１経路ＥＰ１及び第２経路ＥＰ２の夫々に対して、磁気コア２２が磁気飽和する程度に十分に大きな電源電流Ｉｐｐを交互に周期的に供給する。
【００５０】
第１経路ＥＰ１に供給された電源電流Ｉｐｐは、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８から、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８まで、検出コイル２８を経由して流れる。このとき、検出コイル２８には、電源電流Ｉｐｐに起因する励磁電流Ｉｅｘが流れる。第２経路ＥＰ２に供給された電源電流Ｉｐｐは、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８から、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８まで、検出コイル２８を経由して流れる。このときにも、検出コイル２８には、電源電流Ｉｐｐに起因する励磁電流Ｉｅｘが流れる。
【００５１】
電源電流Ｉｐｐが第１経路ＥＰ１に供給されているとき、検出コイル２８を流れた励磁電流Ｉｅｘは、第１接続点３２及び第１検出抵抗ＲＤ１を経由して固定電位ＧＮＤまで流れる。このとき、第１検出抵抗ＲＤ１によって、第１接続点３２に電圧信号である第１検出信号Ｖｓ１が生じる。電源電流Ｉｐｐが第２経路ＥＰ２に供給されているとき、検出コイル２８を流れた励磁電流Ｉｅｘは、第２接続点３４及び第２検出抵抗ＲＤ２を経由して固定電位ＧＮＤまで流れる。このとき、第２検出抵抗ＲＤ２によって、第２接続点３４に電圧信号である第２検出信号Ｖｓ２が生じる。即ち、検出抵抗回路４０の第１検出抵抗ＲＤ１及び第２検出抵抗ＲＤ２は、検出コイル２８に流れる励磁電流Ｉｅｘを、第１検出信号Ｖｓ１及び第２検出信号Ｖｓ２に夫々変換する。
【００５２】
励磁電流Ｉｅｘは、第１接続点３２及び第２接続点３４を交互に周期的に流れる。図４を参照すると、励磁電流Ｉｅｘは、磁気コア２２の磁気飽和に起因して、その１周期において正方向及び負方向に夫々１回（合計２回）増大する。図３及び図４を参照すると、励磁電流Ｉｅｘが増大する度に（即ち、磁気コア２２が磁気飽和する度に）、第１検出信号Ｖｓ１の電位又は第２検出信号Ｖｓ２の電位は、所定の閾値を超えて一時的に高くなる。
【００５３】
図３及び図４を参照すると、信号生成回路５０は、２つのパルス発生部５２と、３つのクロック信号発生部５４，５６，５８とを有している。パルス発生部５２は、接続部３０の第１接続点３２及び第２接続点３４に夫々接続されている。パルス発生部５２の一方は、第１検出信号Ｖｓ１の電位が所定の閾値を超えて高くなったときにパルス（ａ）を生成する。パルス発生部５２の他方は、第２検出信号Ｖｓ２の電位が所定の閾値を超えて高くなったときにパルス（ａ）を生成する。このため、２つのパルス発生部５２によって生成されるパルス（ａ）は、励磁電流Ｉｅｘの２倍の周波数を有している。
【００５４】
クロック信号発生部５４は、パルス（ａ）を１／２分周することで、クロック信号である一次信号（ＣＫｔ）を生成する。クロック信号発生部５６は、一次信号（ＣＫｔ）を、一次信号（ＣＫｔ）の立ち上がりで１／２分周することで、クロック信号である切替信号ＣＫｃを生成する。クロック信号発生部５８は、一次信号（ＣＫｔ）を、一次信号（ＣＫｔ）の立ち下がりで１／２分周することで、クロック信号である反転信号ＣＫｒを生成する。
【００５５】
切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒの夫々は、高電位の状態と低電位の状態とを、磁気コア２２が磁気飽和する時間間隔の４倍の周期で繰り返す。また、前述したように、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒは、互いに９０度ずれた位相を有している。即ち、クロック信号発生部５４は、磁気コア２２の磁気飽和を検出して、切替信号ＣＫｃの極性及び反転信号ＣＫｒの極性を、互いに９０度ずれたタイミングで反転させる。
【００５６】
本実施の形態の信号生成回路５０は、接続部３０に接続されており、接続部３０における励磁電流Ｉｅｘの変化に応じて、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒを生成する。但し、本発明は、これに限られない。信号生成回路５０は、励磁電流Ｉｅｘの変化に応じて切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒを生成できる限り、どのような回路構造を有していてもよく、且つ、駆動回路２４とどのように接続されていてもよい。
【００５７】
図５を参照すると、駆動スイッチ回路２６は、２つの入力端２６２，２６４と、２つの出力端２６６，２６８と、２つのスイッチＳＷＳと、２つのスイッチＳＷＣとを有している。入力端２６２は、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８に接続されており、入力端２６４は、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８に接続されている。出力端２６６は、検出コイル２８の端子２８８の一方に接続されており、出力端２６８は、検出コイル２８の端子２８８の他方に接続されている。
【００５８】
駆動スイッチ回路２６において、入力端２６２は、スイッチＳＷＳを介して出力端２６６に接続されており、スイッチＳＷＣを介して出力端２６８に接続されている。一方、入力端２６４は、スイッチＳＷＣを介して出力端２６６に接続されており、スイッチＳＷＳを介して出力端２６８に接続されている。
【００５９】
駆動スイッチ回路２６は、電流センサ１０の使用時に、信号生成回路５０から切替信号ＣＫｃを受ける。スイッチＳＷＳ及びスイッチＳＷＣの夫々は、切替信号ＣＫｃに応じて、導通状態（オン状態）及び非導通状態（オフ状態）のいずれか一方の状態（オンオフ状態）をとる。また、スイッチＳＷＳ及びスイッチＳＷＣは、互いに反対のオンオフ状態をとる。２つのスイッチＳＷＳがオン状態にあるとき、入力端２６２と出力端２６６との間が導通し、且つ、入力端２６４と出力端２６８との間が導通する。２つのスイッチＳＷＣがオン状態にあるとき、入力端２６２と出力端２６８との間が導通し、且つ、入力端２６４と出力端２６６との間が導通する。
【００６０】
以上の説明から理解されるように、駆動スイッチ回路２６は、２つのスイッチＳＷＳをオン状態にすることで、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８を、出力端２６６に接続された端子２８８と導通させ、且つ、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８を、出力端２６８に接続された端子２８８と導通させる。駆動スイッチ回路２６は、２つのスイッチＳＷＣをオン状態にすることで、第１スイッチ列２４２の駆動部２４８を、出力端２６８に接続された端子２８８と導通させ、且つ、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８を、出力端２６６に接続された端子２８８と導通させる。
【００６１】
駆動スイッチ回路２６を上述のように機能させるためには、例えば、スイッチＳＷＳ及びスイッチＳＷＣの一方をＰチャネルのＭＯＳトランジスタから形成し、他方をＮチャネルのＭＯＳトランジスタから形成すればよい。但し、本発明は、これに限られず、駆動スイッチ回路２６は、様々な回路から形成できる。
【００６２】
以下、安定した発振状態における磁気マルチバイブレータ２０及び信号生成回路５０の動作について説明する。
【００６３】
図２及び図４を参照すると、安定した発振状態における所定のタイミングにおいて、電源１２は、第１経路ＥＰ１に電源電流Ｉｐｐを供給している。図５を併せて参照すると、この所定のタイミングにおいて、駆動スイッチ回路２６のスイッチＳＷＳは、オン状態にある。このときの磁気マルチバイブレータ２０の状態を「第１状態」という。第１状態における励磁電流Ｉｅｘは、図２の下方向に流れる。図４における励磁電流Ｉｅｘのグラフは、このときの励磁電流Ｉｅｘを正電流として示している。
【００６４】
第１状態において、磁気コア２２は、時間の経過に伴って磁気飽和する。磁気コア２２が磁気飽和すると、励磁電流Ｉｅｘは、プラス方向に急激に増大し、第１接続点３２の第１検出信号Ｖｓ１の電位が上がる。この結果、第１接続点３２に接続されたパルス発生部５２は、パルス（ａ）を生成する。クロック信号発生部５６は、このパルス（ａ）に起因して、切替信号ＣＫｃの極性を反転させる。図５を併せて参照すると、切替信号ＣＫｃの極性の反転により、駆動スイッチ回路２６においてスイッチＳＷＳがオフ状態になり、スイッチＳＷＣがオン状態になる。このときの磁気マルチバイブレータ２０の状態を「第２状態」という。
【００６５】
第２状態において、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの向きが第１状態から反転し、磁気コア２２は、磁気飽和していない状態に一旦戻る。この結果、励磁電流Ｉｅｘが減少し、これにより第１検出信号Ｖｓ１の電位が一旦下がる。但し、磁気コア２２は、時間の経過に伴って再び磁気飽和する。磁気コア２２が磁気飽和すると、第１検出信号Ｖｓ１の電位が再び上がる。この結果、第１接続点３２に接続されたパルス発生部５２は、パルス（ａ）を生成する。クロック信号発生部５８は、このパルス（ａ）に起因して、反転信号ＣＫｒの極性を反転させる。ドライブ回路２５０は、反転信号ＣＫｒの極性の反転に応じて、第１制御信号ＣＫ１の電位をゲートＧＴの閾値よりも高くし、且つ、第２制御信号ＣＫ２の電位をゲートＧＴの閾値よりも低くする。この結果、電源１２は、第１経路ＥＰ１に代えて、第２経路ＥＰ２に電源電流Ｉｐｐを供給する。このときの磁気マルチバイブレータ２０の状態を「第３状態」という。
【００６６】
第３状態において、駆動スイッチ回路２６のスイッチＳＷＣは、オン状態に維持されている。従って、第２経路ＥＰ２に供給された電源電流Ｉｐｐは、第２スイッチ列２４４の駆動部２４８から、スイッチＳＷＣを経由して流れる。この結果、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの向きが再び反転し、磁気コア２２は、磁気飽和していない状態に一旦戻る。但し、磁気コア２２は、時間の経過に伴って再び磁気飽和する。磁気コア２２が磁気飽和すると、第２接続点３４の第２検出信号Ｖｓ２の電位が上がる。この結果、第２接続点３４に接続されたパルス発生部５２は、パルス（ａ）を生成する。クロック信号発生部５６は、このパルス（ａ）に起因して、切替信号ＣＫｃの極性を再び反転させる。切替信号ＣＫｃの極性の反転により、駆動スイッチ回路２６においてスイッチＳＷＣがオフ状態になり、スイッチＳＷＳがオン状態になる。このときの磁気マルチバイブレータ２０の状態を「第４状態」という。
【００６７】
第４状態において、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの向きが反転し、磁気コア２２は、磁気飽和していない状態に一旦戻る。但し、磁気コア２２は、時間の経過に伴って再び磁気飽和する。磁気コア２２が磁気飽和すると、第２検出信号Ｖｓ２の電位が再び上がる。この結果、第２接続点３４に接続されたパルス発生部５２は、パルス（ａ）を生成する。クロック信号発生部５８は、このパルス（ａ）に起因して、反転信号ＣＫｒの極性を再び反転させる。ドライブ回路２５０は、反転信号ＣＫｒの極性の反転に応じて、第１制御信号ＣＫ１の電位をゲートＧＴの閾値よりも低くし、且つ、第２制御信号ＣＫ２の電位をゲートＧＴの閾値よりも高くする。この結果、電源１２は、第２経路ＥＰ２に代えて、第１経路ＥＰ１に電源電流Ｉｐｐを供給する。即ち、磁気マルチバイブレータ２０は、第１状態に戻る。
【００６８】
磁気マルチバイブレータ２０は、第１状態から第４状態までの状態を繰り返し周期的に遷移する。このとき、磁気マルチバイブレータ２０は、安定した発振状態にある。
【００６９】
図１を参照すると、安定した発振状態において、駆動回路２４は、励磁電流Ｉｅｘの２倍の周期を有する反転信号ＣＫｒに応じて、駆動部２４８の間の駆動電圧Ｖｅｘの電位を周期的に反転させ、これにより検出コイル２８の極性を周期的に反転させる。加えて、駆動スイッチ回路２６は、励磁電流Ｉｅｘの２倍の周期を有し且つ反転信号ＣＫｒと９０度ずれた位相を有する切替信号ＣＫｃに応じて、駆動回路２４の駆動部２４８と検出コイル２８の端子２８８との間の接続関係を周期的に切り替え、これにより検出コイル２８の極性を駆動部２４８による極性反転と９０度ずれたタイミングで周期的に反転させる。
【００７０】
駆動回路２４及び駆動スイッチ回路２６は、上述のように検出コイル２８の極性を反転させるため、励磁電流Ｉｅｘの連続する２周期において、駆動電圧Ｖｅｘの電位と、検出コイル２８を流れる励磁電流Ｉｅｘの方向との間の組み合わせが４通りに変化する。この結果、励磁電流Ｉｅｘの連続する２周期において、接続部３０における電位のオフセットが相殺される。図２を参照すると、例えば、第１検出抵抗ＲＤ１の抵抗値および第２検出抵抗ＲＤ２の抵抗値の製造誤差に起因して第１スイッチ列２４２及び第２スイッチ列２４４が互いに非対称な特性を有していたとしても、この非対称性に起因するオフセットの発生を防止できる。即ち、本実施の形態によれば、オフセットを抑制可能な新たな構造を有する電流センサ１０が得られる。
【００７１】
図２を参照すると、本実施の形態において、駆動回路２４は、駆動スイッチ回路２６及び信号生成回路５０と協働して、磁気コア２２を周期的に磁気飽和させ、これにより検出コイル２８における励磁電流Ｉｅｘの流れを周期的に反転させている。即ち、駆動回路２４は、反転信号ＣＫｒや切替信号ＣＫｃの２倍の周波数で検出コイル２８を駆動する自励発振回路を形成している。特に、本実施の形態の駆動回路２４は、Ｈブリッジ回路２４０を使用して検出コイル２８を駆動する。
【００７２】
本実施の形態によれば、Ｈブリッジ回路２４０に大きな電源電流Ｉｐｐを供給し、これにより励磁電流Ｉｅｘを大きくできる。本発明は、これに限られない。同様な自励発振回路を形成できる限り、駆動回路２４は、どのような回路によって構成されていてもよい。但し、検出コイル２８に大きな励磁電流Ｉｅｘを流して磁気コア２２を磁気飽和し易くするという観点から、駆動回路２４は、Ｈブリッジ回路２４０を備えていることが好ましい。
【００７３】
本実施の形態によれば、検出コイル２８は、自励発振回路によって駆動される。磁気コア２２の磁気特性が多少変動しても、磁気特性の変動に応じて、自励発振回路の発振周波数が変動する。このため、本実施の形態の電流センサ１０は、磁気特性の変動の影響を受けにくい。
【００７４】
以下、検出回路６０の回路構造及び機能について詳細に説明する。
【００７５】
図６を参照すると、本実施の形態の検出回路６０は、検出スイッチ回路６２と、差動増幅器６４と、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）６６とを備えている。差動増幅器６４は、検出スイッチ回路６２と、ＬＰＦ６６との間に接続されている。詳しくは、検出スイッチ回路６２は、２つの入力端６２２，６２４と、２つの出力端６２６，６２８とを有している。差動増幅器６４は、２つの入力端６４２を有している。検出スイッチ回路６２の２つの出力端６２６，６２８は、差動増幅器６４の２つの入力端６４２に夫々接続されている。
【００７６】
本実施の形態によれば、検出スイッチ回路６２の入力端６２２，６２４が検出回路６０の入力端６２２，６２４として機能し、ＬＰＦ６６の出力端６０２が、検出回路６０の出力端６０２として機能する。即ち、本実施の形態における検出回路６０は、２つの入力端６２２，６２４と、１つの出力端６０２とを有している。検出回路６０の２つの入力端６２２，６２４は、駆動回路２４の２つの接続点３２，３４に夫々接続されている。
【００７７】
図７を図５と比較すると、本実施の形態の検出スイッチ回路６２は、駆動スイッチ回路２６と同様な回路構造を有している。詳しくは、検出スイッチ回路６２は、２つのスイッチＳＷＳと、２つのスイッチＳＷＣとを有している。
【００７８】
図７を参照すると、検出スイッチ回路６２において、入力端６２２は、スイッチＳＷＳを介して出力端６２６に接続されており、スイッチＳＷＣを介して出力端６２８に接続されている。入力端６２４は、スイッチＳＷＣを介して出力端６２６に接続されており、スイッチＳＷＳを介して出力端６２８に接続されている。検出スイッチ回路６２は、電流センサ１０の使用時に、信号生成回路５０から切替信号ＣＫｃを受ける。スイッチＳＷＳ及びスイッチＳＷＣの夫々は、駆動スイッチ回路２６（図５参照）と同様に、切替信号ＣＫｃに応じて、オンオフ状態を変える。また、スイッチＳＷＳ及びスイッチＳＷＣは、互いに反対のオンオフ状態をとる。
【００７９】
検出スイッチ回路６２は、スイッチＳＷＳをオン状態にすることで、第１接続点３２を、差動増幅器６４の２つの入力端６４２のうちの出力端６２６に接続された入力端６４２と導通させ、且つ、第２接続点３４を、出力端６２８に接続された入力端６４２と導通させる。検出スイッチ回路６２は、スイッチＳＷＣをオン状態にすることで、第１接続点３２を、出力端６２８に接続された入力端６４２と導通させ、且つ、第２接続点３４を、出力端６２６に接続された入力端６４２と導通させる。
【００８０】
上述のように、検出スイッチ回路６２は、駆動スイッチ回路２６に印加された切替信号ＣＫｃと同じ切替信号ＣＫｃに応じて、差動増幅器６４の２つの入力端６４２と接続部３０の２つの接続点３２，３４との間の接続関係を周期的に切り替え、これにより差動増幅器６４の２つの入力端６４２の極性を反転させる。即ち、検出スイッチ回路６２は、第１接続点３２及び第２接続点３４に夫々生じる第１検出信号Ｖｓ１及び第２検出信号Ｖｓ２を同期検波して差動増幅器６４に出力する。
【００８１】
図６を参照すると、差動増幅器６４は、入力された第１検出信号Ｖｓ１及び第２検出信号Ｖｓ２を増幅してＬＰＦ６６に電圧信号を出力する。ＬＰＦ６６のカットオフ周波数は、励磁電流Ｉｅｘ（図１参照）の周波数よりも小さな値に設定されている。ＬＰＦ６６は、入力された電圧信号から励磁電流Ｉｅｘの交流成分をカットして出力信号Ｖｏを生成し、生成した出力信号Ｖｏを出力端６０２から出力する。以上に説明したように、本実施の形態の検出回路６０は、切替信号ＣＫｃに応じて、２つの入力端６２２，６２４と出力端６０２との間の接続関係を切り替える。
【００８２】
本実施の形態によれば、差動増幅器６４の入力端６４２の極性を反転することで、差動増幅器６４における電位のオフセットが相殺される。即ち、本実施の形態によれば、オフセットを更に確実に抑制可能な構造を有する電流センサ１０が得られる。検出スイッチ回路６２を上述のように機能させるためには、駆動スイッチ回路２６（図５参照）と同様に、スイッチＳＷＳ，ＳＷＣの夫々を、ＭＯＳトランジスタから形成すればよい。但し、本発明は、これに限られず、検出スイッチ回路６２は、様々な回路から形成できる。また、検出回路６０は、本実施の形態に限らず、様々な回路構造に構成できる。
【００８３】
図８を参照すると、変形例による電流センサ１０Ａは、検出回路６０（図６参照）に代えて、検出回路６０Ａを備えている。検出回路６０Ａは、差動増幅器６４と、同期検波器６８と、ＬＰＦ６６とを備えている。同期検波器６８は、差動増幅器６４と、ＬＰＦ６６との間に接続されている。
【００８４】
本実施の形態によれば、差動増幅器６４の２つの入力端６４２が検出回路６０Ａの入力端６４２として機能し、ＬＰＦ６６の出力端６０２が、検出回路６０Ａの出力端６０２として機能する。即ち、本実施の形態における検出回路６０Ａは、２つの入力端６４２と、１つの出力端６０２とを有している。検出回路６０Ａの２つの入力端６４２は、駆動回路２４の２つの接続点３２，３４に夫々接続されている。
【００８５】
差動増幅器６４は、第１検出信号Ｖｓ１及び第２検出信号Ｖｓ２を増幅して同期検波器６８に出力する。同期検波器６８には、切替信号ＣＫｃが印加されている。同期検波器６８は、切替信号ＣＫｃに応じて、差動増幅器６４から入力された電圧信号の経路を切り替える。例えば、電圧信号は、切替信号ＣＫｃがオンのとき、そのままＬＰＦ６６に出力され、切替信号ＣＫｃがオフのとき、反転してＬＰＦ６６に出力される。即ち、同期検波器６８は、差動増幅器６４によって増幅された第１検出信号Ｖｓ１及び第２検出信号Ｖｓ２を同期検波してＬＰＦ６６に出力する。ＬＰＦ６６は、入力された電圧信号から励磁電流Ｉｅｘ（図１参照）の交流成分をカットして出力信号Ｖｏを生成し、生成した出力信号Ｖｏを出力端６０２から出力する。
【００８６】
以上に説明したように、本実施の形態の検出回路６０Ａは、切替信号ＣＫｃに応じて、２つの入力端６４２と出力端６０２との間の接続関係を切り替え、これにより漏洩電流Ｉｄ（図１参照）に応じた出力信号Ｖｏを生成する。即ち、検出回路６０Ａは、切替信号ＣＫｃを使用して出力信号Ｖｏを生成する。より具体的には、検出回路６０Ａの同期検波器６８は、切替信号ＣＫｃに応じて、入力された電圧信号の極性を反転させる。本変形例によっても、オフセットを更に確実に抑制可能な構造を有する電流センサ１０Ａが得られる。
【００８７】
本実施の形態の電流センサ１０は、既に説明した変形例に加えて、以下に説明するように、更に様々に変形可能である。
【００８８】
本実施の形態によれば、接続部３０は、駆動回路２４とグランド部１８との間に設けられている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、接続部３０は、駆動回路２４とと電源１２との間に設けられていてもよい。この場合、検出抵抗回路４０は、駆動回路２４の接続部３０と、電源電位（固定電位）Ｖｐｐとの間に接続すればよい。即ち、この場合、検出抵抗回路４０が接続された固定電位は、電源電位Ｖｐｐである。
【００８９】
図２を参照すると、本実施の形態の検出抵抗回路４０は、２つの固定抵抗器（第１検出抵抗ＲＤ１及び第２検出抵抗ＲＤ２）によって構成されている。但し、本発明は、これに限られない。例えば、検出抵抗回路４０は、１つの固定抵抗器のみから構成されていてもよい。この場合、駆動回路２４の第１接続点３２と第２接続点３４とは、互いに接続されていてもよい。即ち、駆動回路２４の接続部３０は、１つの接続点（単独接続点）のみを含んでいてもよい。この場合、検出抵抗回路４０の固定抵抗器は、一端において駆動回路２４の単独接続点に接続し、他端においてグランド電位ＧＮＤに接続すればよい。この構成によれば、接続部３０における電位のオフセットを更に確実に抑制できる。
【００９０】
以下、主として図９から図１１までを参照しつつ、上述したように接続点を１つのみ含む電流センサの一例（電流センサ１０Ｂ）について説明する。図９から図１１までにおいて、電流センサ１０（図２参照）と共通する構成要素には同じ参照符号を付している。以下、電流センサ１０と共通する構成要素については、必要がない限り説明しない。
【００９１】
図１、図２及び図９を参照すると、電流センサ１０Ｂは、電流センサ１０と同様に、外部導体８０からの地絡や漏電に起因して外部導体８０に流れる漏洩電流Ｉｄを検出するための自励発振型の装置である。図９を図１と比較すると、電流センサ１０Ｂは、電流センサ１０と同様に構成されている。より具体的には、電流センサ１０Ｂは、電源１２と、グランド部１８と、磁気マルチバイブレータ２０Ｂ（磁気コア２２、駆動回路２４Ｂ、駆動スイッチ回路２６及び検出コイル２８）と、検出抵抗回路４０Ｂと、信号生成回路５０Ｂと、検出回路６０Ｂとを備えている。駆動回路２４Ｂ、検出抵抗回路４０Ｂ、信号生成回路５０Ｂ及び検出回路６０Ｂの夫々は、電流センサ１０における対応する回路と多少異なる回路構造を有している。以下、この相違点について説明する。
【００９２】
図９を図２と比較すると、駆動回路２４Ｂは、２つのスイッチ列２４２，２４４を有するＨブリッジ回路２４０Ｂと、ドライブ回路２５０とを備えている。駆動回路２４Ｂは、駆動回路２４と同様に、スイッチ列２４２，２４４の夫々設けられた２つの駆動部２４８と、接続部３０とを有している。但し、駆動回路２４Ｂの接続部３０は、駆動回路２４と異なり、１つの接続点３２を有する一方、接続点３４を有していない。より具体的には、Ｈブリッジ回路２４０Ｂ（駆動回路２４Ｂ）の２つのスイッチ列２４２，２４４は、１つの接続点３２において互いに接続されている。上述の相違点を除き、駆動回路２４Ｂは、駆動回路２４と同様な回路構造を有している。
【００９３】
検出抵抗回路４０Ｂは、検出抵抗回路４０と同様に、駆動回路２４Ｂの接続部３０と、グランド電位（固定電位）ＧＮＤとの間に接続されている。但し、検出抵抗回路４０Ｂは、検出抵抗回路４０と異なり、１つの検出抵抗ＲＤ１を有する一方、検出抵抗ＲＤ２を有していない。また、検出抵抗ＲＤ１は、接続点３２と、固定電位ＧＮＤとの間に接続されている。上述の相違点を除き、検出抵抗回路４０Ｂは、検出抵抗回路４０と同様な回路構造を有している。
【００９４】
図９及び図１０を参照すると、信号生成回路５０Ｂは、信号生成回路５０（図１及び図２参照）と同様に、接続部３０に接続されている。但し、信号生成回路５０Ｂは、信号生成回路５０と異なり、１つの接続点３２のみに接続されている。また、図１０を図３と比較すると、信号生成回路５０Ｂは、パルス発生部５２を１つのみ有している。信号生成回路５０Ｂのパルス発生部５２は、接続点３２に接続されている。上述の相違点を除き、信号生成回路５０Ｂは、信号生成回路５０と同様な回路構造を有している。
【００９５】
図９及び図１０を参照すると、検出回路６０Ｂは、検出回路６０（図１及び図２参照）や検出回路６０Ａ（図８参照）と同様に、接続部３０に接続されており、且つ、出力端６０２を有している。但し、検出回路６０Ｂは、検出回路６０や検出回路６０Ａと異なり、入力端６４２を１つのみ有している。検出回路６０Ｂの入力端６４２は、駆動回路２４Ｂの接続点３２に接続されている。また、図１０を図８と比較すると、検出回路６０Ｂは、同期検波器６８及びＬＰＦ６６を備える一方、差動増幅器６４を備えていない。検出回路６０Ｂにおいて、同期検波器６８の入力端６４２が検出回路６０Ｂの入力端６４２として機能し、ＬＰＦ６６の出力端６０２が、検出回路６０Ｂの出力端６０２として機能する。即ち、検出回路６０Ｂは、１つの入力端６４２と、１つの出力端６０２とを有している。上述の相違点を除き、検出回路６０Ｂは、検出回路６０Ａと同様な回路構造を有している。
【００９６】
図９から図１１までを参照すると、電流センサ１０Ｂは、電流センサ１０と同様に機能する。
【００９７】
詳しくは、検出コイル２８には、磁気マルチバイブレータ２０Ｂの安定した発振状態において、所定周波数の励磁電流Ｉｅｘが流れる。励磁電流Ｉｅｘの少なくとも一部は、検出コイル２８から接続部３０の接続点３２を経由して固定電位ＧＮＤまで流れる。このとき、検出抵抗ＲＤ１によって、接続点３２に電圧信号である第１検出信号Ｖｓ１が生じる。信号生成回路５０Ｂは、接続部３０の接続点３２における励磁電流Ｉｅｘの変化（第１検出信号Ｖｓ１の変化）に応じて、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒを生成する。切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒの夫々は、励磁電流Ｉｅｘの所定周波数の１／２の周波数を有しており、且つ、切替信号ＣＫｃ及び反転信号ＣＫｒは、互いに９０度ずれた位相を有している。
【００９８】
駆動回路２４Ｂは、反転信号ＣＫｒに応じて、２つの駆動部２４８の間の電位（駆動電圧Ｖｅｘ）を反転させる。駆動スイッチ回路２６は、切替信号ＣＫｃに応じて、駆動回路２４Ｂの駆動部２４８と検出コイル２８の端子２８８との間の接続関係を切り替える。検出回路６０Ｂは、切替信号ＣＫｃを使用して励磁電流Ｉｅｘに応じた出力信号Ｖｏを生成し、生成した出力信号Ｖｏを、出力端６０２から出力する。詳しくは、同期検波器６８には、切替信号ＣＫｃが印加されている。同期検波器６８は、切替信号ＣＫｃに応じて、入力された電圧信号（第１検出信号Ｖｓ１）の経路を切り替える。
【００９９】
図９を参照すると、電流センサ１０Ｂによれば、検出抵抗回路４０Ｂは１つの固定抵抗器（検出抵抗ＲＤ１）のみによって構成されるため、２つの検出抵抗ＲＤ１，ＲＤ２（図２参照）の相違に起因するオフセットを確実に抑制できる。これにより、オフセットを更に確実に抑制可能な構造を有する電流センサ１０Ｂが得られる。
【０１００】
電流センサ１０Ｂは、電流センサ１０（図２参照）と同様に様々に変形可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０，１０Ａ，１０Ｂ  電流センサ
１２                  電源
Ｖｐｐ                電源電位（固定電位）
Ｉｐｐ                電源電流
１８                  グランド部
ＧＮＤ                グランド電位（固定電位）
２０，２０Ｂ          磁気マルチバイブレータ
２２                  磁気コア
２４，２４Ｂ          駆動回路
２４０，２４０Ｂ      Ｈブリッジ回路
２４２                第１スイッチ列（スイッチ列）
２４４                第２スイッチ列（スイッチ列）
２４８                中点（駆動部）
ＳＷ１                第１スイッチ（スイッチ）
ＳＷ２                第２スイッチ（スイッチ）
ＧＴ                  ゲート
２５０                ドライブ回路
２６                  駆動スイッチ回路
２６２，２６４        入力端
２６６，２６８        出力端
ＳＷＳ，ＳＷＣ        スイッチ
２８                  検出コイル
２８２                コイル本体
２８８                端子
３０                  接続部
３２                  第１接続点（接続点）
３４                  第２接続点（接続点）
４０，４０Ｂ          検出抵抗回路
ＲＤ１                第１検出抵抗（検出抵抗）
ＲＤ２                第２検出抵抗（検出抵抗）
５０，５０Ｂ          信号生成回路
５２                  パルス発生部
５４，５６，５８      クロック信号発生部
６０，６０Ａ，６０Ｂ  検出回路
６０２                出力端
６２                  検出スイッチ回路
６２２，６２４        入力端
６２６，６２８        出力端
６４                  差動増幅器
６４２                入力端
６６                  ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
６８                  同期検波器
８０                  外部導体
Ｉｄ                  漏洩電流
ＥＰ１                第１経路
ＥＰ２                第２経路
Ｖｅｘ                駆動電圧
Ｉｅｘ                励磁電流
ＣＫｃ                切替信号
ＣＫｒ                反転信号
ＣＫ１                第１制御信号
ＣＫ２                第２制御信号
Ｖｓ１                第１検出信号
Ｖｓ２                第２検出信号
Ｖｏ                  出力信号
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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