特許ウォッチ

公開番号2025034945
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023141640
出願日2023-08-31
発明の名称電流検出アンプおよび電流検出用半導体装置
出願人ミツミ電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 19/00 20060101AFI20250306BHJP(測定;試験)
要約【課題】ノイズ除去フィルタの容量を小容量化できるようにすること。
【解決手段】電流検出抵抗へ流れる電流の検出信号を増幅した後にADコンバータへ出力する電流検出アンプであって、電流検出抵抗の一端に接続され、第1の容量と第1の抵抗とを有して構成された第1のノイズ除去フィルタと、第1のノイズ除去フィルタが有する第1の容量とADコンバータの第1のサンプリング容量との間に設けられた第1の容量接続用スイッチと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電流検出抵抗へ流れる電流の検出信号を増幅した後にＡＤコンバータへ出力する電流検出アンプであって、
前記電流検出抵抗の一端に接続され、第１の容量と第１の抵抗とを有して構成された第１のノイズ除去フィルタと、
前記第１のノイズ除去フィルタが有する前記第１の容量と前記ＡＤコンバータの第１のサンプリング容量との間に設けられた第１の容量接続用スイッチと、
を備えることを特徴とする電流検出アンプ。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ＡＤコンバータの前記第１のサンプリング容量に、前記電流検出アンプから出力される前記検出信号のサンプリングを開始するとき、
前記第１の容量接続用スイッチをオフにして、前記第１のノイズ除去フィルタが有する前記第１の容量を、前記ＡＤコンバータの前記第１のサンプリング容量に接続しない
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出アンプ。
【請求項３】
前記ＡＤコンバータの前記第１のサンプリング容量に、前記電流検出アンプから出力される前記検出信号のサンプリングを開始した後、
前記第１の容量接続用スイッチをオンにして、前記第１のノイズ除去フィルタが有する前記第１の容量を、前記ＡＤコンバータの前記第１のサンプリング容量に接続する
ことを特徴とする請求項２に記載の電流検出アンプ。
【請求項４】
当該電流検出アンプから前記ＡＤコンバータに入力される前記検出信号をチョッピングする第１のチョッピング部を備え、
前記第１のチョッピング部が前記検出信号を前記チョッピングするとき、
前記第１の容量接続用スイッチをオフにして、前記第１のノイズ除去フィルタが有する前記第１の容量を、前記ＡＤコンバータの前記第１のサンプリング容量に接続しない
ことを特徴とする請求項３に記載の電流検出アンプ。
【請求項５】
前記電流検出抵抗の他端に接続され、第２の容量と第２の抵抗とを有して構成された第２のノイズ除去フィルタと、
前記第２のノイズ除去フィルタが有する前記第２の容量と前記ＡＤコンバータの第２のサンプリング容量との間に設けられた第２の容量接続用スイッチと、を備え、
前記第２の容量接続用スイッチをオフにして、前記第２のノイズ除去フィルタが有する前記第２の容量を、前記ＡＤコンバータの前記第２のサンプリング容量に接続せず、
前記第２の容量接続用スイッチをオンにして、前記第２のノイズ除去フィルタが有する前記第２の容量を、前記ＡＤコンバータの前記第２のサンプリング容量に接続する
ことを特徴とする請求項４に記載の電流検出アンプ。
【請求項６】
前記電流検出アンプによる前記検出信号のゲインを決定づけるゲイン決定用抵抗と、
前記電流検出抵抗から前記ゲイン決定用抵抗に入力される前記検出信号をチョッピングする第２のチョッピング部と
を備えることを特徴とする請求項５に記載の電流検出アンプ。
【請求項７】
起動時に、
所定時間が経過するまで、または、前記第１のサンプリング容量の電荷量が所定の閾値に達するまで、前記第１の容量を前記第１のサンプリング容量に接続する
ことを特徴とする請求項２に記載の電流検出アンプ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電流検出アンプと、
前記ＡＤコンバータと
を単一の半導体集積回路内に備えることを特徴とする電流検出用半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出アンプおよび電流検出用半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、電流検出抵抗を用いて電流を検出する場合、電流検出抵抗による電力損失を抑制するために、電流検出抵抗の低抵抗化が求められている。しかしながら、電流検出抵抗を低抵抗化した場合、検出信号が小さくなりＳ／Ｎ比が悪化するため、低ノイズ化が必要となる。低ノイズ化の手法としては、例えば、１／ｆノイズを抑制するためのチョッピングを行う方法、ノイズ除去フィルタを搭載する方法、等が挙げられる。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、検出抵抗と、検出抵抗によって検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換するΔΣ変調器とを備えたΔΣ型ＡＤ変換器において、検出抵抗とΔΣ変調器との間に、ΔΣ変調器に入力される信号の高周波数成分を除去するためのアンチエイリアシングフィルタを設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－２６０６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術は、ΔΣ変調器へのサンプリング時に、アンチエイリアシングフィルタの容量からΔΣ変調器へ電荷再分配が発生するため、アンチエイリアシングフィルタの容量を大容量化する必要がある。
【０００６】
また、上記特許文献１の技術において、ΔΣ変調器に入力される信号を、電流検出アンプによってチョッピング（極性反転）するように構成した場合、極性反転時にチョッピングノイズが発生するため、このチョッピングノイズを抑制するためにも、アンチエイリアシングフィルタの容量を大容量化する必要があり、アンチエイリアシングフィルタの容量を電流検出アンプと同一の半導体集積回路に実装することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る電流検出アンプは、電流検出抵抗へ流れる電流の検出信号を増幅した後にＡＤコンバータへ出力する電流検出アンプであって、電流検出抵抗の一端に接続され、第１の容量と第１の抵抗とを有して構成された第１のノイズ除去フィルタと、第１のノイズ除去フィルタが有する第１の容量とＡＤコンバータの第１のサンプリング容量との間に設けられた第１の容量接続用スイッチと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態に係る電流検出アンプによれば、ＡＤコンバータへのサンプリング時に、第１の容量接続用スイッチをオフにして、第１のノイズ除去フィルタが有する第１の容量をＡＤコンバータから切断することで、第１の容量から電荷再分配を行わないようにできるため、第１の容量を小容量化できる。
【０００９】
また、一実施形態に係る電流検出アンプによれば、ＡＤコンバータに入力される信号を、電流検出アンプによってチョッピング（極性反転）するように構成した場合、チョッピング時に、第１の容量接続用スイッチおよび第２の容量接続用スイッチをオフにして、第１の容量および第２の容量をＡＤコンバータから切断することで、極性反転時に発生するノイズが第１の容量および第２の容量に重畳しないようにできるため、第１の容量および第２の容量を小容量化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係る電流検出装置の回路構成を示す図
一実施形態に係る電流検出装置における各部のタイミングを示すタイミングチャート
一実施形態に係る電流検出装置の回路構成の変形例を示す図
一実施形態に係る電流検出アンプによる起動時にアンチエイリアシングフィルタの容量を一定の周期で接続する場合の出力の一例を示すタイミングチャート
一実施形態に係る電流検出アンプによる起動時にアンチエイリアシングフィルタの容量を接続したままにする場合の出力の一例を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許