(57)【要約】【課題】  演算部での演算処理の無駄を抑え、高速に電流測定を行う複数レンジの電流測定回路を提供することを目的とする。【解決手段】  異なる電流測定レンジを判別する電流測定レンジ判別信号を出力する電流測定レンジ判別信号生成部と、測定電流に応じたアナログ入力値をデジタル出力に変換するＡＤコンバータを有する変換部と、ＡＤコンバータのサンプリングタイミングを制御するサンプリング制御信号を出力し、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して電流測定レンジ判別信号を判別するとともに、電流測定レンジ判別信号に基づいて切り替えられる測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線と変換部が出力するデジタル出力値とに基づいて測定電流を算出する演算部とを有する電流測定回路とする。【選択図】図１
2013251820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる電流測定レンジを判別する電流測定レンジ判別信号を出力する電流測定レンジ判別信号生成部と、
測定電流に応じたアナログ入力値をデジタル出力値に変換するＡＤコンバータを有する変換部と、
前記ＡＤコンバータのサンプリングタイミングを制御するサンプリング制御信号を出力し、前記サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して前記電流測定レンジ判別信号を判別するとともに、前記電流測定レンジ判別信号に基づいて切り替えられる測定電流に対する出力電圧の傾きが前記測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線と前記変換部が出力する前記デジタル出力値とに基づいて前記測定電流を算出する演算部とを有する電流測定回路。
【請求項２】
前記ＡＤコンバータは前記測定電流に応じた複数のアナログ入力値をそれぞれ個別に入力するとともに、前記デジタル出力値のそれぞれを前記演算部に個別に出力する請求項１に記載の電流測定回路。
【請求項３】
前記変換部はスイッチ部を有し、前記スイッチ部は前記測定電流に応じた複数のアナログ入力値をそれぞれ個別に入力するとともに、前記電流測定レンジ判別信号に基づいて前記アナログ入力値の出力系統を切り替え、前記アナログ入力値を排他的に共通の出力端から前記ＡＤコンバータに出力する請求項１に記載の電流測定回路。
【請求項４】
前記電流測定レンジ判別信号生成部は、前記電流測定レンジの数に応じて前記電流測定レンジ判別信号を決定する請求項１乃至３に記載の電流測定回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数レンジの電流測定を行う電流測定回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数レンジの電流測定を行う技術として、測定レンジを切り替えるためのスイッチ部を有し、測定レンジに応じてスイッチ部を切り替えることで、所望の測定レンジでの電流測定を実現する技術、または、ＡＤコンバータ（アナログ−デジタル変換器）を複数用いることで、スイッチ部を省略し、所望の測定レンジでの電流測定を実現する技術が提供されている。
【０００３】
図１３は、従来の測定レンジに応じてスイッチ部を切り替えることを特徴とする電流測定回路の例である。図１５は、図１３における電流検出回路例である。図１８は、図１３における、電流測定フローである。動作は、以下の通りである。
【０００４】
説明を簡単にするため、図１５におけるＲ２０、Ｒ２１をそれぞれ、１０オーム、１０００オーム、Ｄ２０、Ｄ２１が導通する電圧をＶｏｎ＝０．６Ｖとする。
【０００５】
Ｒ２１およびＶｏｎからＲ２１における最大測定電流値Ｉ２ｍａｘは、Ｉ２ｍａｘ＝Ｖｏｎ／Ｒ２１＝０．６／１０００＝６００ｕＡとなる。Ｉ２ｍａｘが流れた時のＲ２０における電圧降下Ｖ１ｍｉｎは、Ｖ１ｍｉｎ＝Ｒ２０×Ｉ２ｍａｘ＝１０×６００ｕＡ＝６ｍＶとなり、Ｖ１ｍｉｎが、Ｒ２０の測定レンジ下限値となる。以下、図１８に示したフローチャートに沿って、動作を説明する。
【０００６】
演算部５０からの制御によりＳＷ２０をＯＮにする（図１８−Ｓ３０）。これによりＲ２０の一端の電位であるアナログ入力値１（Ｖａ）がバッファ増幅器５３を介してＡＤコンバータ５１に入力され、演算部５０においてＶａのデジタル変換値が取得される（図１８−Ｓ３１）。同様の手順で図１８−Ｓ３５までを行うことで、Ｖｂ，Ｖｃのデジタル変換値が取得される。
【０００７】
次に、演算部５０において、Ｖａ−Ｖｂの演算を行う（図１８−Ｓ３６）。Ｖａ−ＶｂとＶ１ｍｉｎの比較を行い（図１８―Ｓ３７）、Ｖａ−Ｖｂ≧Ｖ１ｍｉｎの場合、Ｖａ−ＶｂおよびＲ２０から、電流値を算出する（図１８−Ｓ４１）。Ｖａ−Ｖｂ＜Ｖ１ｍｉｎの場合、演算部５０において、Ｖｂ−Ｖｃの演算を行う（図１８−Ｓ３８）。Ｖｂ−ＶｃとＶｏｎの比較を行い（図１８−Ｓ３９）、Ｖｂ−Ｖｃ＞Ｖｏｎの場合、図１８−Ｓ４１に移行し、電流値を算出する。Ｖｂ−Ｖｃ≦Ｖｏｎの場合、Ｖｂ−ＶｃおよびＲ２１から電流値を算出する（図１８−Ｓ４０）。
【０００８】
従って、複数レンジの電流測定を行う場合、図１３に示されるような測定レンジに応じてスイッチ部を切り替えることを特徴とする従来技術では、複数レンジの測定を行うことが可能であるが、適切な測定レンジでの電流値の算出を行うためには、演算部によるスイッチの切り替え制御および単一のＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とするため、測定開始から測定終了までに多くの時間を必要とする。そのため、高速測定に不向きであるという問題があった。
【０００９】
図１４は、従来の測定レンジに応じてスイッチ部を切り替えることを特徴とする電流測定回路においてＡＤコンバータを複数用いることで、スイッチ部を省略し、複数レンジの電流測定を実現することを特徴とする電流測定回路の例である。図１５は、図１４における電流検出回路例である。図１９は、図１４における、電流測定フローである。動作は、従来の測定レンジに応じてスイッチ部を切り替えることを特徴とする電流測定回路においてスイッチ部の切り替えを省略する以外同様の動作フローであるため割愛する。
【００１０】
図１４の構成においても同様に、演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とするため、測定開始から測定終了までに多くの時間を必要とする。そのため、高速測定に不向きであるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特願平１１−５３０５４０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、複数レンジの電流測定において演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とせず、演算部での演算処理の無駄を抑え、高速に電流測定を行う複数レンジの電流測定回路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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明では、異なる電流測定レンジを判別する電流測定レンジ判別信号を出力する電流測定レンジ判別信号生成部と、測定電流に応じたアナログ入力値をデジタル出力値に変換するＡＤコンバータを有する変換部と、ＡＤコンバータのサンプリングタイミングを制御するサンプリング制御信号を出力し、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して電流測定レンジ判別信号を判別するとともに、電流測定レンジ判別信号に基づいて切り替えられる測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線と変換部が出力するデジタル出力値とに基づいて測定電流を算出する演算部とを有する電流測定回路とするものである。
【００１４】
本発明によれば、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となるので、演算部での演算処理の無駄を抑え、高速に複数レンジの電流測定を行うことが可能となっている。
【００１５】
また、本発明では、ＡＤコンバータは測定電流に応じた複数のアナログ入力値をそれぞれ個別に入力するとともに、デジタル出力値のそれぞれを演算部に個別に出力する電流測定回路としても良い。
【００１６】
また、本発明では、変換部はスイッチ部を有し、スイッチ部は測定電流に応じた複数のアナログ入力値をそれぞれ個別に入力するとともに、電流測定レンジ判別信号に基づいてアナログ入力値の出力系統を切り替え、アナログ入力値を排他的に共通の出力端からＡＤコンバータに出力する電流測定回路としても良い。
【００１７】
また、本発明では、電流測定レンジ判別信号生成部は、電流測定レンジの数に応じて電流測定レンジ判別信号を決定する電流測定回路としても良い。
【００１８】
本発明によれば、さらに複数の電流測定レンジの測定が可能となっている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となるので、演算部での演算処理の無駄を抑え、高速に電流測定を行う複数レンジの電流測定回路を提供できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態１の電流測定回路を示すブロック図
【図２】実施形態２の電流測定回路を示すブロック図
【図３】実施形態３の電流測定回路を示すブロック図
【図４】実施形態４の電流測定回路を示すブロック図
【図５】実施形態１乃至３を実現する小電流測定レンジアナログ入力値を用いた電流測定レンジ判別信号生成部の構成例
【図６】実施形態４を実現する小電流測定レンジアナログ入力値および中電流測定レンジアナログ入力値を用いた電流測定レンジ判別信号生成部の構成例
【図７】実施形態３を実現するスイッチ部の構成例
【図８】実施形態３においてさらに測定レンジの増加を実現するスイッチ部の構成例
【図９】実施形態１乃至３を実現する大電流測定レンジアナログ入力値を用いた電流測定レンジ判別信号生成部の構成例
【図１０】実施形態４を実現する大電流測定レンジアナログ入力値および中電流測定レンジアナログ入力値を用いた電流測定レンジ判別信号生成部の構成例
【図１１】実施形態１乃至３を実現する電流検出回路構成例
【図１２】図１１の電圧‐電流特性
【図１３】従来技術によるスイッチ部を用いた２レンジ測定回路の構成例
【図１４】従来技術による複数ＡＤコンバータを用いた２レンジ測定回路の構成例
【図１５】従来技術における電流検出回路構成例
【図１６】実施形態１乃至３における電流測定フローチャート
【図１７】実施形態４における電流測定フローチャート
【図１８】従来技術におけるスイッチ部を用いた２レンジ電流測定フローチャート
【図１９】従来技術における複数ＡＤコンバータを用いた２レンジ電流測定フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図１から図４に基づいて説明する。図１に示す回路は本実施形態１に関わる電流測定回路１９のブロック図である。本電流測定回路１９は演算部１０、電流測定レンジ判別信号生成部１１、変換部１２を有する。
【００２２】
図１において、大電流測定レンジアナログ入力値は変換部１２に入力され、小電流測定レンジアナログ入力値は、変換部１２および電流測定レンジ判別信号生成部１１に入力される。電流測定レンジ判別信号生成部１１は、電流測定レンジ判別信号１３を生成し、演算部１０へ電流測定レンジ判別信号１３を出力する。
【００２３】
各アナログ入力値は、図１１に示した電流検出回路により生成される。図１１において、電流検出抵抗Ｒ１０の両端間の電位差が差動増幅器１０に入力され、差動増幅器１０の出力電圧が大電流測定レンジアナログ入力値として出力される。同様に、電流検出抵抗Ｒ１１の両端間の電位差が差動増幅器１１に入力され、差動増幅器１１の出力電圧が小電流測定レンジアナログ入力値として出力される。電流検出抵抗Ｒ１０、Ｒ１１および差動増幅器１０、１１の増幅度を適切に設定することにより、各差動増幅器１０、１１の出力電圧から、図１２に示す測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線を得ることができる。また、図１１に示した電流検出回路は一例であり、図１１に示す構成に限らず、電流検出抵抗を共通にした増幅度の異なる複数の差動増幅器によって構成しても良く、電流検出抵抗および差動増幅器をそれぞれ共通として、差動増幅器の出力電圧を分圧することで、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線を得ることができる構成にしても良い。ここで、得られた異なる複数の電圧―電流特性曲線は演算部１０にプログラムとして記述され、後述するように、変換部１２から出力されるＡＤ変換されたデジタル出力値から電流値を算出する際に用いられる。例えば、演算部１０は、電圧に対する電流の傾きを係数として保持しデジタル出力値に傾きを乗ずることで、電流値を算出することが可能である。
【００２４】
電流測定レンジ判別信号１３は、図５に示した電流測定レンジ判別信号生成回路により生成される。小電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ１０のプラス入力端に、基準電圧源１０がコンパレータＣＯＭＰ１０のマイナス入力端にそれぞれ入力され、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源１０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ１０は電流測定レンジ判別信号として、Ｈｉｇｈを出力し、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源１０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。
【００２５】
演算部１０は、変換部１２が有するＡＤコンバータ（図示せず）がアナログ入力値信号をサンプリングするタイミングを提供するサンプリング制御信号１４を変換部１２へ出力するタイミングに同期して電流測定レンジ判別信号の状態を判別する。
【００２６】
演算部１０は、電流測定レンジ判別信号１３の状態に基づき、図１２に示した測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線のうちどちらか一方を選択し、変換部１２から出力されるＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。つまり、電流測定レンジ判別信号１３の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータ（図示せず）からのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。
【００２７】
よって、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００２８】
また、図９に示すように、電流測定レンジ判別信号生成部１３へのアナログ入力値として、大電流測定レンジアナログ入力値を用いても良い。この場合、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源３０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ３０は電流測定レンジ判別信号として、Ｈｉｇｈを出力し、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源３０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。ここで、基準電圧源１０および３０の電圧値は異なっている。
【００２９】
図２に示す回路は、本実施形態２に関わる電流測定回路２９のブロック図である。図２は、図１における変換部１２の具体例であり、図１における変換部１２が図２におけるＡＤコンバータ２２、２３によってのみ構成される点が異なるので、変換部がＡＤコンバータ２２、２３によって構成されることによる違いについて以下に説明し、同一構成の説明は割愛する。
【００３０】
演算部２０は、電流測定レンジ判別信号２４の状態に基づき、図１２に示した測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線のうちどちらか一方を選択し、ＡＤコンバータ２２または２３のどちらか一方のＡＤ変換されたデジタル出力値を用いて測定電流値を算出する。ＡＤコンバータ２２または２３のどちらを用いるかは、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線を選択する際に一意に決定される。
【００３１】
演算部２０は、ＡＤコンバータ２２および２３のＡＤ変換されたデジタル出力値のうち一意に決定されるどちらか一方のみを取得しても良く、両方のＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、一意に決定される方のＡＤ変換されたデジタル出力値のみを測定電流算出に使用しても良い。つまり、電流測定レンジ判別信号２４の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータ２２、２３からのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。
【００３２】
よって、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００３３】
図３に示す回路は、本実施形態３に関わる電流測定回路３９のブロック図である。図３は、図１における変換部１２の具体例であり、図１における変換部１２が図３におけるＡＤコンバータ３２およびスイッチ部３３によって構成される点が異なるので、変換部がＡＤコンバータ３２およびスイッチ部３３によって構成されることによる違いについて以下に説明し、同一構成の説明は割愛する。
【００３４】
図７に示す回路は、図３におけるスイッチ部３３を実現する構成例である。ＮＯＴ１０の入力端には電流測定レンジ判別信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の制御端には電流測定レンジ判別信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１０の制御端にはＮＯＴ１０の出力信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の入力端には大電流測定アナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ１０の入力端には小電流測定アナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の出力端およびアナログスイッチＳＷ１０の出力端は接続され、共通の出力端となっている。ここで、電流測定レンジ判別信号に基づき、自動的にアナログスイッチＳＷ１１およびＳＷ１０が排他的にＯＮ／ＯＦＦされ、図３に示すＡＤコンバータ３２に大電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値が排他的に共通の出力端から出力される。
【００３５】
演算部３０は、電流測定レンジ判別信号３４の状態に基づき、図１２に示した測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線のうちどちらか一方を選択し、ＡＤコンバータ３２によって出力されるＡＤ変換されたデジタル出力値を用いて測定電流値を算出する。ＡＤコンバータ３２に入力されるアナログ入力値は、電流測定レンジ判別信号の状態に基づき、スイッチ部３３により一意に決定される。つまり、電流測定レンジ判別信号３４の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータ３２からのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。
【００３６】
よって、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００３７】
図４に示す回路は、本実施形態４に関わる電流測定回路４９のブロック図である。図４は、電流測定レンジをさらに増加した図１における変換部１２の具体例であり、図１における変換部１２が図４におけるＡＤコンバータ４２、４３、４４によって構成される点が異なるので、変換部がＡＤコンバータ４２、４３、４４によって構成されることによる違いについて以下に説明し、同一構成の説明は割愛する。
【００３８】
図４において、大電流測定レンジアナログ入力値はＡＤコンバータ４２に入力され、中電流測定レンジアナログ入力値および小電流測定レンジアナログ入力値は、それぞれＡＤコンバータ４３および４４および電流測定レンジ判別信号生成部４１に入力される。電流測定レンジ判別信号生成部４１は、電流測定レンジ判別信号４５、４６を生成し、演算部４０へ出力する。
【００３９】
各アナログ入力値は、図１１に示される電流検出回路に、測定電流に対してさらに電流検出抵抗を直列に付加し、付加した電流検出抵抗の両端部間の電位差を増幅する差動増幅器を付加することにより生成され、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる３種類の電圧―電流特性曲線（図示せず）を得ることができる。
【００４０】
電流測定レンジ判別信号４５、４６は、図６に示した電流測定レンジ判別信号生成回路により生成される。中電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ２１のプラス入力端に入力され、小電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ２０のプラス入力端に入力され、基準電圧源２０がコンパレータＣＯＭＰ２０およびＣＯＭＰ２１のマイナス入力端に入力される。小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ２０は電流測定レンジ判別信号１として、Ｈｉｇｈを出力し、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。同様に、中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ２１は電流測定レンジ判別信号２として、Ｈｉｇｈを出力し、中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。これにより、電流測定レンジ判別信号２がＨｉｇｈの場合、測定電流が、大電流測定レンジの範囲であると判別でき、電流測定レンジ判別信号２がＬｏｗ且つ、電流測定レンジ判別信号１がＨｉｇｈの場合、測定電流が、中電流測定レンジの範囲であると判別でき、電流測定レンジ判別信号１がＬｏｗの場合、測定電流が、小電流測定レンジの範囲にあると判別することができる。但し、電流測定レンジ判別信号は図６に示された電流測定レンジ判別信号生成回路によって生成される構成に限定されるものではない。例えば、後述するように、図１０に図示したように基準電圧値を変更し、大電流測定アナログ入力値および中電流アナログ入力値を用いることも可能である。よって、電流測定レンジ判別信号生成部は、電流測定レンジの数に応じて電流測定レンジ判別信号を決定するので、より複数の電流測定レンジの測定が可能となっている。
【００４１】
演算部４０は、電流測定レンジ判別信号４５、４６の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる３種類の電圧―電流特性曲線のうちいずれかひとつを選択し、ＡＤコンバータ４２、４３、４４のいずれかひとつのＡＤ変換されたデジタル出力値を用いて測定電流値を算出する。ＡＤコンバータ４２、４３、４４のうちいずれかを用いるかは、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる３種類の電圧―電流特性曲線を選択する際に一意に決定される。
【００４２】
演算部４０は、ＡＤコンバータ４２、４３、４４のＡＤ変換されたデジタル値のうち一意に決定されるいずれかひとつのみを取得しても良く、すべてのＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、一意に決定される方のＡＤ変換されたデジタル出力値のみを測定電流算出に使用しても良い。つまり、電流測定レンジ判別信号４５、４６の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータ４２、４３、４４からのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。
【００４３】
よって、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００４４】
以下、図１に示した本実施形態１において変換部１２を具体的構成とした本実施形態２の具体的構成例について図５、図１１、図１２および図１６を用いて説明する。はじめに、図１１は、図２における大電流測定レンジアナログ入力値および小電流測定レンジアナログ入力値を生成する電流検出回路の構成例である。電流検出抵抗Ｒ１０の両端間の電位差が差動増幅器１０に入力され、差動増幅器１０の出力電圧が大電流測定レンジアナログ入力値として出力される。同様に、電流検出抵抗Ｒ１１の両端間の電位差が差動増幅器１１に入力され、差動増幅器１１の出力電圧が小電流測定レンジアナログ入力値として出力される。ここで、大電流測定レンジ用電流検出抵抗Ｒ１０＝１０ｍΩ、小電流測定レンジ用電流検出抵抗Ｒ１１＝４０ｍΩとし、差動増幅器１０および差動増幅器１１の増幅度を１５とすることで、図１２に示した測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる複数の電圧―電流特性曲線が得られる。
【００４５】
図５は、図２における電流測定レンジ判別信号生成部２１の具体的構成例である。電流測定レンジ判別信号生成部は、コンパレータＣＯＭＰ１０および基準電圧源１０により構成される。小電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ１０のプラス入力端に入力され、基準電圧源１０がコンパレータＣＯＭＰ１０のマイナス端に入力され、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源１０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ１０は電流測定レンジ判別信号として、Ｈｉｇｈを出力し、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源１０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。ここで、基準電圧源１０の電圧値を３Ｖとすることで、小電流測定レンジの最大測定電流が決定され、図１２の小電流測定レンジアナログ入力値の電圧−電流特性からの小電流測定レンジの最大測定電流値は、５Ａとなる。つまり、基準電圧源１０の電圧値を３Ｖとすることは、小電流測定レンジの最大測定電流値を決定している。
【００４６】
図１６は、図２における電流測定の動作を示すフローチャートである。以下、図１６に従って、電流測定の具体的動作を説明する。測定開始後、図１６−Ｓ１０において、演算部２０が、ＡＤコンバータ２２、２３にサンプリング制御信号を出力する。サンプリング制御信号を入力されたＡＤコンバータ２２、２３はそれぞれ大電流測定レンジアナログ入力値、小電流測定レンジアナログ入力値をサンプリングし、ＡＤ変換を行う。演算部２０は、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して、電流測定レンジ判別信号を取り込む。この時、電流測定レンジ判別信号は、図５に示した電流測定レンジ判別信号生成部により出力値が確定している。
【００４７】
図１６−Ｓ１１において、演算部２０は、図１６−Ｓ１０において取り込んだ電流測定レンジ判別信号の状態がＨＩｇｈかＬｏｗかを判別する。電流測定レンジ判別信号の状態がＬｏｗだった場合、演算部２０は、測定電流が小電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１６−Ｓ１２へ遷移する。電流測定レンジ判別信号の状態がＨｉｇｈだった場合、演算部２０は、測定電流が大電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１６−Ｓ１４へ遷移する。
【００４８】
図１６−Ｓ１２に遷移した場合、演算部２０はＡＤコンバータ２３からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、図１６−Ｓ１３において図１２に記載した小電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。図１６−Ｓ１４に遷移した場合、演算部２０はＡＤコンバータ２２からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、図１６−Ｓ１５において図１２に記載した大電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。つまり、電流測定レンジ判別信号の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータからのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。ここで、演算部２０がＡＤコンバータ２２または２３からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得する際に両方のＡＤコンバータからＡＤ変換されたデジタル出力値を取得しても良く、その場合、使用しないＡＤ変換されたデジタル出力値は演算部２０にて破棄される。
【００４９】
ここで、図５に記載した電流測定レンジ判別信号生成部の代わりに図９に示す電流測定レンジ判別信号生成部を用いても良い。図９に示した電流測定レンジ判別信号生成部は、コンパレータＣＯＭＰ３０および基準電圧源３０から構成される。大電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ３０のプラス入力端に入力され、基準電圧源３０がコンパレータＣＯＭＰ３０のマイナス入力端に入力され、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源３０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ３０は電流測定レンジ判別信号として、Ｈｉｇｈを出力し、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源３０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。ここで、基準電圧源３０の電圧値を０．７５Ｖとすることで、図５に示した電流測定レンジ判別信号生成部を用いた場合と同様に、小電流測定レンジの最大測定電流が決定され、図１２の小電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性からの小電流測定レンジの最大測定電流値は、５Ａとなる。つまり、基準電圧源３０の電圧値を０．７５Ｖとすることは、大電流測定レンジの最小測定電流値を決定している。従って、大電流測定レンジの最小測定電流値を決定することは、小電流測定レンジの最大測定電流値を決定していることと等価である。この場合であっても、図１６に示されるフローは変わらないので、複数レンジの電流測定を行うことが可能となる。
【００５０】
また、図５における基準電圧源１０および図９における基準電圧源３０の電圧値を変更することで、小電流測定レンジの最大測定電流値を変更することが可能となる。
【００５１】
このように本実施形態２によれば、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００５２】
以下、図１に示した本実施形態１において変換部１２を具体的構成とした本実施形態３の具体的構成例について図５、図７、図１１、図１２および図１６を用いて説明する。本実施形態３は、本実施形態１における変換部１２が本実施形態２におけるＡＤコンバータ２２、２３の構成から本実施形態３におけるＡＤコンバータ３２およびスイッチ部３３の構成に変更になる点のみが異なるため、本実施形態１における変換部１２が本実施形態２におけるＡＤコンバータ２２、２３の構成から本実施形態３におけるＡＤコンバータ３２およびスイッチ部３３の構成に変更になる点による違いについて以下に説明し、同一構成の説明は割愛する。
【００５３】
図７は、図３におけるスイッチ部３３の具体的構成例である。アナログスイッチＳＷ１０、ＳＷ１１およびＮＯＴ論理演算回路ＮＯＴ１０から構成される。ＮＯＴ１０の入力端には電流測定レンジ判別信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の制御端には電流測定レンジ判別信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１０の制御端にはＮＯＴ１０の出力信号が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の入力端には大電流測定アナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ１０の入力端には小電流測定アナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ１１の出力端およびアナログスイッチＳＷ１０の出力端は接続され、共通の出力端となっている。ここで、電流測定レンジ判別信号に基づき、自動的にアナログスイッチＳＷ１１およびＳＷ１０が排他的にＯＮ／ＯＦＦされ、図３に示すＡＤコンバータ３２に大電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値が排他的に入力される。ここで、アナログスイッチＳＷ１０、ＳＷ１１のそれぞれの出力端は接続されて共通の出力端を形成しているので、大電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値が排他的に共通の出力端から出力される。電流測定レンジ判別信号がＬｏｗの場合は、ＡＤコンバータ３２に小電流測定レンジアナログ入力値が入力され、電流測定レンジ判別信号がＨｉｇｈの場合は、ＡＤコンバータ３２に大電流測定レンジアナログ入力値が入力される。
【００５４】
図１６−Ｓ１０において、演算部３０は、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して、電流測定レンジ判別信号を取り込む。この時、電流測定レンジ判別信号は、図５に示した電流測定レンジ判別信号生成部により出力値が確定しており、図３に示すＡＤコンバータ３２に入力されるアナログ入力値は図７に示すスイッチ部により排他的に選択されているため、ＡＤコンバータ３２におけるＡＤ変換されたデジタル出力値は大電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値のいずれか一方がＡＤ変換されたデジタル出力値となる。従って、図１６−Ｓ１２または図１６−Ｓ１４において取得されるＡＤ変換されたデジタル出力値は、大電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値のいずれか一方のＡＤ変換されたデジタル出力値となり、図１６−Ｓ１１において、演算部３０は適切な電圧−電流特性曲線を決定する。つまり、電流測定レンジ判別信号の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータからのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。
【００５５】
ここで、本実施形態２と同様に、図５に記載した電流測定レンジ判別信号生成部の代わりに図９に示す電流測定レンジ判別信号生成部を用いることも可能である。
【００５６】
また、本実施形態２と同様に、図５における基準電圧源１０および図９における基準電圧源３０の電圧値を変更することで、小電流測定レンジの最大測定電流値を変更することが可能となる。
【００５７】
このように本実施形態３によれば、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００５８】
ここで本実施形態３において電流測定レンジをさらに増加し、測定レンジを大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジとした場合について、図６、図８および図１７を用いて以下に説明する。ここで、大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジの各電流測定レンジアナログ入力値は、図１１に示される電流検出回路に、測定電流に対してさらに電流検出抵抗を直列に付加し、付加した電流検出抵抗の両端部間の電位差を増幅する差動増幅器を付加することにより生成されるものとする。大電流測定レンジ用電流検出抵抗値を２．５ｍオーム、中電流測定レンジ用電流検出抵抗を１０ｍオーム、小電流測定レンジ用電流検出抵抗を４０ｍオームとし、各差動増幅器の増幅度を１５とすることで、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる３種類の電圧―電流特性曲線が得られる。
【００５９】
図６は、電流測定レンジを増加した場合の電流測定レンジ判別信号生成部３１の構成例である。コンパレータＣＯＭＰ２０、ＣＯＭＰ２１および基準電圧源２０から構成される。中電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ２１のプラス入力端に入力され、小電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ２０のプラス入力端に入力され、基準電圧源２０がコンパレータＣＯＭＰ２０およびＣＯＭＰ２１のマイナス入力端に入力される。小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ２０は電流測定レンジ判別信号１として、Ｈｉｇｈを出力し、小電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。同様に、中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ２１は電流測定レンジ判別信号２として、Ｈｉｇｈを出力し、中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源２０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。ここで、基準電圧源２０の電圧値を３Ｖとすることで、小電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび大電流測定レンジの最大測定電流が決定され、小電流測定レンジの最大測定電流値は５Ａとなり、中電流測定レンジの最大測定電流値は２０Ａとなり、ＡＤコンバータ３２の最大入力電圧が３Ｖである場合、大電流測定レンジの最大測定電流値は８０Ａとなる。つまり、基準電圧源２０の電圧値を３Ｖとすることは、各電流測定レンジの最大測定電流値を決定している。
【００６０】
図８は、電流測定レンジをさらに増加した場合のスイッチ部３３の構成例である。アナログスイッチＳＷ２０、ＳＷ２１、ＳＷ２２およびＮＯＴ論理演算回路ＮＯＴ２０、ＮＯＴ２１およびＡＮＤ論理演算回路ＡＮＤ２０から構成される。ＡＮＤ２０の一方の入力端には電流測定レンジ判別信号２が入力され、他方の入力端には電流測定レンジ判別信号１が入力され、ＮＯＴ２０の入力端には電流測定レンジ判別信号１が入力され、ＡＮＤ２０の出力端とＮＯＴ２１の入力端が接続されるとともにアナログスイッチ２２の制御端に接続され、ＮＯＴ２０の出力端とアナログスイッチ２０の制御端が接続され、ＮＯＴ２１の出力端とアナログスイッチ２１の制御端が接続され、アナログスイッチＳＷ２０の入力端に小電流測定レンジアナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ２１の入力端に中電流測定レンジアナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ２２の入力端に大電流測定レンジアナログ入力値が入力され、アナログスイッチＳＷ２０、２１、２２の出力端が接続され共通の出力端となっている。ここで、電流測定レンジ判別信号１および電流測定レンジ判別信号２に基づき、自動的にアナログスイッチＳＷ２２、ＳＷ２１およびＳＷ２０が排他的にＯＮ／ＯＦＦされ、図３に示すＡＤコンバータ３２に大電流測定レンジアナログ入力値または中電流測定レンジアナログ入力値または小電流測定レンジアナログ入力値が排他的に入力される。電流測定レンジ判別信号１がＬｏｗの場合は、ＡＤコンバータ３２に小電流測定レンジアナログ入力値が入力され、電流測定レンジ判別信号１がＨｉｇｈかつ電流測定レンジ判別信号２がＬｏｗの場合は、ＡＤコンバータ３２に中電流測定レンジアナログ入力値が入力され、電流測定レンジ判別信号２がＨｉｇｈの場合は、ＡＤコンバータ３２に大電流測定レンジアナログ入力値が入力される。ここで、アナログスイッチＳＷ２０、ＳＷ２１、ＳＷ２２のそれぞれの出力端は接続され共通の出力端を形成しているので、小電流測定レンジアナログ入力値、中電流測定レンジアナログ入力値、大電流測定レンジアナログ入力値のいずれかの入力値が排他的に共通の出力端から出力される。
【００６１】
図１７は、電流測定レンジをさらに増加した場合の電流測定の動作を示すフローチャートである。以下、図１７に従って、電流測定の具体的動作を説明する。測定開始後、図１７−Ｓ２０において、演算部３０が、ＡＤコンバータ３２にサンプリング制御信号を出力する。サンプリング制御信号を入力されたＡＤコンバータ３２はスイッチ部３３から排他的に出力されるアナログ入力値をサンプリングし、ＡＤ変換を行う。演算部３０は、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して、電流測定レンジ判別信号１および電流測定レンジ判別信号２を取り込む。この時、電流測定レンジ判別信号１および電流測定レンジ判別信号２は、図６に示した電流測定レンジ判別信号生成部により出力値が確定している。
【００６２】
図１７−Ｓ２１において、演算部３０は、図１７−Ｓ２０において取り込んだ電流測定レンジ判別信号１の状態がＨＩｇｈかＬｏｗかを判別する。電流測定レンジ判別信号１の状態がＬｏｗだった場合、演算部３０は、測定電流が小電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２３へ遷移する。電流測定レンジ判別信号１の状態がＨｉｇｈだった場合、動作フローは図１７−Ｓ２２へ遷移し、電流測定レンジ判別信号２の状態がＬｏｗだった場合、演算部３０は、測定電流が中電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２５へ遷移する。電流測定レンジ判別信号２の状態がＨｉｇｈだった場合、演算部３０は、測定電流が大電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２７へ遷移する。
【００６３】
図１７−Ｓ２３、図１７−Ｓ２５または図１７−Ｓ２７のいずれに遷移した場合でも、演算部３０はＡＤコンバータ３２からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得する。ここで図８に示したスイッチ部３３により大電流測定レンジアナログ入力値、中電流測定レンジアナログ入力値および小電流測定レンジアナログ入力値の内の一つのアナログ入力値が排他的に出力され、ＡＤコンバータ３２に出力される。
【００６４】
図１７−Ｓ２４に遷移した場合、演算部３０は、小電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。図１７−Ｓ２６に遷移した場合、演算部３０は、中電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線（図示せず）とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。図１７−Ｓ２８に遷移した場合、演算部３０は、大電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。
【００６５】
ここで、図６に記載した電流測定レンジ判別信号生成部の代わりに図１０に示す電流測定レンジ判別信号生成部を用いても良い。図１０に示した電流測定レンジ判別信号生成部は、コンパレータＣＯＭＰ４０、ＣＯＭＰ４１および基準電圧源４０から構成される。大電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ４１のプラス入力端に入力され、基準電圧源４０がコンパレータＣＯＭＰ４１のマイナス入力端に入力され、中電流測定アナログ入力値がコンパレータＣＯＭＰ４０のプラス入力端に入力され、基準電圧源４０がコンパレータＣＯＭＰ４０のマイナス入力端に入力される。中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源４０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ４０は電流測定レンジ判別信号１として、Ｈｉｇｈを出力し、中電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源４０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。同様に、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源４０を超える場合、コンパレータＣＯＭＰ４１は電流測定レンジ判別信号２として、Ｈｉｇｈを出力し、大電流測定アナログ入力値の電圧値が基準電圧源４０を下回る場合、Ｌｏｗを出力する。ここで、基準電圧源４０の電圧値を０．７５Ｖとすることで、図６に示した電流測定レンジ判別信号生成部を用いた場合と同様に、小電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび大電流測定レンジの最大測定電流が決定され、小電流測定レンジの最大測定電流値は５Ａ、中電流測定レンジの最大測定電流値は２０Ａ、ＡＤコンバータ３２の最大入力電圧が３Ｖである場合、大電流測定レンジの最大測定電流値は８０Ａとなる。つまり、電流測定レンジ判別信号の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータからのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。ここで、基準電圧源４０の電圧値を０．７５Ｖとすることは、各電流測定レンジの最小測定電流値を決定している。従って、例えば、中電流測定レンジの最小測定電流値を決定することは、小電流測定レンジの最大測定電流値を決定していることと等価である。この場合であっても、図１７に示されるフローは変わらないので、複数レンジの電流測定を行うことが可能となる。
【００６６】
また、図６における基準電圧源２０および図１０における基準電圧源４０の電圧値を変更することで、小電流測定レンジおよび中電流測定レンジの最大測定電流値を変更することが可能となる。
【００６７】
このように本実施形態３において電流測定レンジをさらに増加し、測定レンジを大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジとすれば、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００６８】
以下、図１に示した本実施形態１において変換部１２を具体的構成とした本実施形態４の具体的構成例について図６、および図１７を用いて説明する。ここで、大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジの各電流測定レンジアナログ入力値は、図１１に示される電流検出回路に、測定電流に対してさらに電流検出抵抗を直列に付加し、付加した電流検出抵抗の両端部間の電位差を増幅する差動増幅器を付加することにより生成されるものとする。大電流測定レンジ用電流検出抵抗値を２．５ｍオーム、中電流測定レンジ用電流検出抵抗を１０ｍオーム、小電流測定レンジ用電流検出抵抗を４０ｍオームとし、各差動増幅器の増幅度を１５とすることで、測定電流に対する出力電圧の傾きが測定電流に対して異なる３種類の電圧―電流特性曲線が得られる。
【００６９】
図６は、本実施形態４における電流測定レンジ判別信号生成部４１の構成例である。本構成については、本実施形態３において電流測定レンジをさらに増加し、測定レンジを大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジとする構成例において説明しているため割愛する。
【００７０】
図１７は、電流測定レンジをさらに増加した場合の電流測定の動作を示すフローチャートである。以下、図１７に従って、電流測定の具体的動作を説明する。測定開始後、図１７−Ｓ２０において、演算部４０が、ＡＤコンバータ４２、４３、４４にサンプリング制御信号を出力する。サンプリング制御信号を入力された各ＡＤコンバータはそれぞれに入力されるアナログ入力値をサンプリングし、ＡＤ変換を行う。演算部４０は、サンプリング制御信号を出力するタイミングに同期して、電流測定レンジ判別信号１および電流測定レンジ判別信号２を取り込む。この時、電流測定レンジ判別信号１および電流測定レンジ判別信号２は、図６に示した電流測定レンジ判別信号生成部により出力値が確定している。
【００７１】
図１７−Ｓ２１において、演算部４０は、図１７−Ｓ２０において取り込んだ電流測定レンジ判別信号１の状態がＨＩｇｈかＬｏｗかを判別する。電流測定レンジ判別信号１の状態がＬｏｗだった場合、演算部４０は、測定電流が小電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２３へ遷移する。電流測定レンジ判別信号１の状態がＨｉｇｈだった場合、動作フローは図１７−Ｓ２２へ遷移し、電流測定レンジ判別信号２の状態がＬｏｗだった場合、演算部４０は、測定電流が中電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２５へ遷移する。電流測定レンジ判別信号２の状態がＨｉｇｈだった場合、演算部４０は、測定電流が大電流測定レンジにあると判断し、動作フローは図１７−Ｓ２７へ遷移する。
【００７２】
図１７−Ｓ２３に遷移した場合、演算部４０はＡＤコンバータ４４からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、図１７−Ｓ２４において小電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。図１７−Ｓ２５に遷移した場合、演算部４０はＡＤコンバータ４３からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、図１７−Ｓ２６において中電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。図１７−Ｓ２７に遷移した場合、演算部４０はＡＤコンバータ４２からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得し、図１７−Ｓ２８において大電流測定レンジアナログ入力値の電圧‐電流特性曲線とＡＤ変換されたデジタル出力値から測定電流値を算出する。つまり、電流測定レンジ判別信号の状態に基づき、測定電流に対する出力電圧の傾きが異なる複数の電圧―電流特性曲線と電流測定レンジに対応するＡＤコンバータからのデジタル出力値から測定電流を算出することが可能となっている。ここで、演算部４０がＡＤコンバータ４２、４３または４４からＡＤ変換されたデジタル出力値を取得する際にすべてのＡＤコンバータからＡＤ変換されたデジタル出力値を取得しても良く、その場合、使用しないＡＤ変換されたデジタル出力値は演算部４０にて破棄される。
【００７３】
ここで、本実施形態４において電流測定レンジをさらに増加し、測定レンジを大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジとする構成例と同様に、図６に記載した電流測定レンジ判別信号生成部の代わりに図１０に示す電流測定レンジ判別信号生成部を用いることも可能である。この場合であっても、図１７に示されるフローは変わらないので、複数レンジの電流測定を行うことが可能となる。
【００７４】
また、本実施形態４において電流測定レンジをさらに増加し、測定レンジを大電流測定レンジ、中電流測定レンジおよび小電流測定レンジとする構成例と同様に、図６における基準電圧源２０および図１０における基準電圧源４０の電圧値を変更することで、小電流測定レンジおよび中電流測定レンジの最大測定電流値を変更することが可能となる。
【００７５】
このように本実施形態４によれば、演算部によるスイッチの切り替え制御およびＡＤコンバータによる複数回のＡＤ変換および演算部において複数回のＡＤ変換されたデジタル出力値の取得およびＡＤ変換されたデジタル出力値を用いた複数回の演算を必要とすることなく複数の電流測定レンジの電流測定が可能となっている。
【００７６】
なお、本実施形態で説明した電流測定回路は電源、給電回路など様々な電気機器に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０     演算部
１１     電流測定レンジ判別信号生成部
１２     変換部
２０     演算部
２１     電流測定レンジ判別信号生成部
２２     ＡＤコンバータ
２３     ＡＤコンバータ
３０     演算部
３１     電流測定レンジ判別信号生成部
３２     ＡＤコンバータ
３３     スイッチ部
４０     演算部
４１     電流測定レンジ判別信号生成部
４２     ＡＤコンバータ
４３     ＡＤコンバータ
４４     ＡＤコンバータ
５０     演算部
５１     ＡＤコンバータ
５２     スイッチ部
５３     バッファ増幅器
６０     演算部
６１     ＡＤコンバータ
６２     ＡＤコンバータ
６３     ＡＤコンバータ
６４     バッファ増幅器
６５     バッファ増幅器
６６     バッファ増幅器
【図１】
2013251820.tif 000003
【図２】
2013251820.tif 000004
【図３】
2013251820.tif 000005
【図４】
2013251820.tif 000006
【図５】
2013251820.tif 000007
【図６】
2013251820.tif 000008
【図７】
2013251820.tif 000009
【図８】
2013251820.tif 000010
【図９】
2013251820.tif 000011
【図１０】
2013251820.tif 000012
【図１１】
2013251820.tif 000013
【図１２】
2013251820.tif 000014
【図１３】
2013251820.tif 000015
【図１４】
2013251820.tif 000016
【図１５】
2013251820.tif 000017
【図１６】
2013251820.tif 000018
【図１７】
2013251820.tif 000019
【図１８】
2013251820.tif 000020
【図１９】
2013251820.tif 000021