DE10108640A1

DE10108640A1 - Contact-free current measurement device has an array of two similar magnetic field sensors for measuring equal currents flowing in opposite directions in parallel conductors, such that measurements are insensitive to position

Info

Publication number: DE10108640A1
Application number: DE2001108640
Authority: DE
Inventors: Udo Ausserlechner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-19

Abstract

Sensor arrangement comprises two parallel current sections (L1, L2) with current (I1, I1') flowing in the opposite directions within them and two sensors (S1, S2) in a common chip (IC) arranged parallel to the conductor plane. The measurement values from the sensors are combined and evaluated by an analysis circuit. The sensors measure the magnetic field component in a plane perpendicular to the current sections (xy). Optimally the sensors are Hall effect sensors of similar properties in an ASIC chip. The conduction sections are typically flat conductors on a PCB.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung zur kontaktlosen Strommessung.The present invention relates to a sensor arrangement for contactless current measurement.

Die Messung eines Stromes mittels des Magnetfeldes, welches von einem stromdurchflossenen Leiter hervorgerufen wird, ist hinreichend bekannt. Dabei wird der zu messende Strom kon taktlos mit einem Magnetfeldsensor, beispielsweise einem Hall-Element oder einer Feldplatte, erfaßt. Bei dieser Metho de ist es nicht erforderlich, den Stromkreis zur Messung zu öffnen. Somit entfallen Kontaktierungsprobleme. Da der Meß kreis vom zu messenden Strom galvanisch getrennt ist, können auch Messungen an hohen Spannungen gefahrlos durchgeführt werden. Weiterhin ist die Strommessung mit der beschriebenen Methode praktisch verlustleistungs- und rückwirkungsfrei.The measurement of a current by means of the magnetic field which is caused by a current-carrying conductor well known. The current to be measured is tactless with a magnetic field sensor, for example one Hall element or a field plate. With this metho de it is not necessary to close the circuit for measurement to open. This eliminates contacting problems. Since the meas circuit is electrically isolated from the current to be measured measurements at high voltages can also be carried out safely become. Furthermore, the current measurement with the one described Method practically lossless and non-reactive.

Den beschriebenen Vorteilen der kontaktlosen Strommessung stehen jedoch in der Praxis gravierende Nachteile gegenüber. Insbesondere bei kleinen und mittleren Stromstärken ist das den stromdurchflossenen Leiter umgebende Magnetfeld verhält nismäßig klein. Ein Strom von 10 A durch einen kreisrunden Leiter beispielsweise bewirkt im Abstand 2 mm von der Leiter achse ein Feld von 1 mT. Daraus ergibt sich die Forderung, daß ein Magnetfeldsensor möglichst nahe am Leiter anzuordnen ist.The described advantages of contactless current measurement however, there are serious disadvantages in practice. This is particularly the case with small and medium currents magnetic field surrounding the current-carrying conductor small in size. A current of 10 A through a circular Ladder, for example, causes a distance of 2 mm from the ladder axis a field of 1 mT. Hence the requirement to place a magnetic field sensor as close as possible to the conductor is.

In praktischen Anwendungen können Meßfehler mit dem beschrie benen Meßprinzip beispielsweise dadurch entstehen, daß die Relativposition des Sensors zum Leiter, genauer zur Leiter achse, Schwankungen unterworfen ist, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen. Das Magnetfeld um einen stromdurch flossenen Leiter ist proportional zum Kehrwert des Abstands des Sensors zur Leiterachse. So führt eine Lageabweichung in radialer Richtung vom Leiter von 0,1 mm im obigen Zahlenbeispiel bereits zu einem relativen Meßfehler von 4,8%. Neben fertigungsbedingten Fehlern, welche noch verhältnismäßig ein fach herauskalibrierbar sind, können weitere Meßfehler durch thermische Effekte, Verdunstungen von Weichmachern in Plasto meren oder Aufquellen durch Absorption von Wasserdampf auf treten. Eine weitere Fehlerquelle der beschriebenen Strommeß- Methode sind Hintergrundfelder, beispielsweise das Erdfeld, remanente Felder nahegelegener Eisenteile sowie transiente Störimpulse bedingt durch Zündspulen, Bürstenfeuer etc., wel che alle zu einer Verfälschung eines Meßergebnisses beitragen können. Es ist bekannt, durch Hintergrundfelder bedingte Meß fehler beispielsweise durch Mu-Metall-Schirme oder durch dif ferentielle Messungen mittels einer S-förmigen Leiterschleife zu vermeiden. Weiterhin können zur Vermeidung von Positi onstoleranzfehlern mit Trafoblechen oder Magnetkeramiken ein konzentrierter magnetischer Fluß sowie ein Luftspalt erzeugt werden, in dem das Feld nahezu homogen ist. Praktische Reali sierungen dieser beschriebenen Meßvorrichtungen haben jedoch den Nachteil, daß sie von Temperaturkennlinien der Magnet werkstoffe abhängig sowie mit hohem Gewicht und hohen Her stellungskosten verbunden sind.In practical applications, measurement errors can be described with the benen measuring principle arise, for example, that the Relative position of the sensor to the conductor, more precisely to the conductor axis, is subject to fluctuations, for example due to of manufacturing tolerances. The magnetic field through a current Floating ladder is proportional to the reciprocal of the distance of the sensor to the conductor axis. So a position deviation in radial direction from the conductor of 0.1 mm in the example above already at a relative measurement error of 4.8%. Next manufacturing-related errors, which are still relatively can be calibrated out, further measurement errors can occur thermal effects, evaporation of plasticizers in plasto or swelling due to absorption of water vapor to step. Another source of error for the current measurement Method are background fields, for example the earth field, remanent fields of nearby iron parts as well as transient Interference caused by ignition coils, brush fire etc., wel all contribute to falsifying a measurement result can. It is known to measure due to background fields errors, for example, through mu-metal screens or through dif differential measurements using an S-shaped conductor loop to avoid. Furthermore, to avoid positi tolerance errors with transformer sheets or magnetic ceramics concentrated magnetic flux and an air gap in which the field is almost homogeneous. Practical reali However, fixtures of the measuring devices described have the disadvantage that they are of temperature characteristics of the magnet depending on the material and with a high weight and high manufacture service costs are connected.

In dem Dokument "Non-plate-like Hall magnetic sensors and their applications" von R. S. Popovic, Sensors and Actuators 85 (2000) 9-17, ist ein vertikaler Hall-Sensor angegeben, welcher ein Magnetfeld erfassen kann, das parallel zur Chip- Oberfläche des Hall-Sensors besteht.In the document "Non-plate-like Hall magnetic sensors and their applications "by R. S. Popovic, Sensors and Actuators 85 (2000) 9-17, a vertical Hall sensor is specified, which can detect a magnetic field that is parallel to the chip Hall sensor surface.

Herleitungen zur analytischen Feldberechnung von Magnetfel dern um rechteckförmige Leiter können beispielsweise dem Do kument "Electrodynamics of Electrical Machines", Milos Stafl, Czechoslovak Academy of Sciences, 1967, Seiten 65 ff. entnom men werden.Derivation for analytical field calculation of magnetic fields Rectangular conductors, for example, the Do document "Electrodynamics of Electrical Machines", Milos Stafl, Czechoslovak Academy of Sciences, 1967, pages 65 ff men.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sensoranord nung zur kontaktlosen Messung eines Stroms anzugeben, welche bei einfachem Aufbau unempfindlich gegenüber Fertigungstole ranzen ist.The object of the present invention is to arrange a sensor to specify the contactless measurement of a current insensitive to manufacturing problems with simple construction satchel is.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Sensoranordnung zur kontaktlosen Strommessung gelöst, aufweisend
According to the invention, the object is achieved with a sensor arrangement for contactless current measurement

- A first conductor section for guiding one to be measured current
- A second conductor section, the same Erstrec direction like the first conductor section and from this is arranged spaced, for guiding the measured Current in opposite directions with respect to the first conductor section Current direction,
- A first sensor for detecting one of those to be measured Current-induced magnetic field component parallel to that level spanned by the conductor sections, the one he provides the most measured value,
- A second sensor for detecting one of those to be measured Current-induced magnetic field component, parallel to that level spanned by the conductor sections, the one provides second measured value, and
- An evaluation circuit that is used to transmit the first and second measured value is coupled to the first and second sensor, and the output side by linking the first and provides a second measurement value formed measurement signal.

Der erste und der zweite Leiterabschnitt können parallel ne beneinander angeordnet sein. Soweit im Rahmen immer unver meidlicher Leiterverluste möglich, kann der Strombetrag im ersten Leiterabschnitt gleich dem Strombetrag im zweiten Lei terabschnitt sein.The first and second conductor sections can ne parallel be arranged side by side. As far as always within the scope possible conductor losses possible, the amount of current in first conductor section equal to the amount of current in the second Lei section.

Die Sensoren sind zum Erreichen einer guten Paarung bevorzugt gleichartig ausgeführt und weisen insbesondere gleiche Emp findlichkeit auf.The sensors are preferred for achieving a good pairing executed in the same way and in particular have the same emp sensitivity to.

Sind die Sensoren als Hall-Sensoren ausgebildet, so erfolgt die Bereitstellung des Meßsignals mittels der Auswertschaltung durch Differenzbildung, wenn die Sensoren beispielsweise gleiche Orientierung haben und in gleicher Richtung von einem Erregerstrom oder Primärstrom durchflossen sind. Bei ver schiedener Stromrichtung oder verschiedener Ausrichtung oder Orientierung der Sensoren ist sinngemäß eine Anpassung der Auswerteschaltung, insbesondere der Verknüpfung von erstem und zweitem Meßwert, vorzunehmen.If the sensors are designed as Hall sensors, this is done the provision of the measurement signal by means of the evaluation circuit through difference formation when the sensors, for example have the same orientation and in the same direction from one Excitation current or primary current are flowed through. With ver different current direction or different orientation or Orientation of the sensors is an adaptation of the Evaluation circuit, especially the linking of the first and the second measured value.

Das beschriebene, differentiell arbeitende Meßsystem ist weitgehend unabhängig von der exakten lateralen Position der Sensoren bezüglich der Leiterabschnitte, und praktisch unab hängig von homogenen magnetischen Hintergrundfeldern.The described, differential measuring system is largely independent of the exact lateral position of the Sensors regarding the conductor sections, and practically independent dependent on homogeneous magnetic background fields.

Die Sensoren sind dabei bevorzugt gemeinsam in einer Ebene angeordnet, welche senkrecht auf der Vorzugsrichtung der Lei terabschnitte steht.The sensors are preferably together in one plane arranged, which is perpendicular to the preferred direction of the Lei sub-sections stands.

Das in der Auswerteschaltung gewonnene Meßsignal ist ein hochgenaues Abbild der Stromstärke und der Richtung des Stroms durch beide Leiterabschnitte und kann somit zur berüh rungslosen Strommessung mit allen bereits eingangs genannten Vorteilen, wie Verlustfreiheit, Rückwirkungsfreiheit, galva nische Trennung, gefahrlose Messung hoher Spannungen sowie Verzicht auf Öffnung des Stromkreises zur Messung herangezo gen werden.The measurement signal obtained in the evaluation circuit is a highly accurate image of the current and the direction of the Current through both conductor sections and can thus touch smooth current measurement with all of the above Advantages such as freedom from losses, freedom from retroactive effects, galva African separation, safe measurement of high voltages as well No opening of the circuit used for measurement be.

Insbesondere ist die beschriebene Sensoranordnung gut inte grierbar, da die Leiterabschnitte beispielsweise Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung sein können, auf die ein Chip auf gelötet ist, welcher die beiden Sensoren umfaßt.In particular, the sensor arrangement described is well integrated gratable because the conductor sections, for example, conductor tracks can be a printed circuit on which a chip is placed is soldered, which includes the two sensors.

Zusätzlich zu den beschriebenen, zwei Sensoren können auch weitere Sensoren, beispielsweise zur weiter verbesserten Un terdrückung homogener Hintergrundfelder, vorgesehen sein.In addition to the described two sensors can also other sensors, for example to further improve the Un suppression of homogeneous background fields can be provided.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung sind die Sensoren in einem gemeinsamen Application Specific Integrated Circuit, ASIC, integriert. Der Chip bezie hungsweise das ASIC ist dabei bevorzugt parallel zu der von den Leiterabschnitten aufgespannten Ebene angeordnet. Die Sensoren sind dabei bevorzugt auf einer gemeinsamen Hauptflä che des Chips angeordnet.In a preferred embodiment of the present invention The sensors are in a common application specific Integrated circuit, ASIC, integrated. The chip The ASIC is preferably parallel to that of arranged the conductor sections spanned level. The Sensors are preferably on a common main surface surface of the chip.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung sind die Sensoren Hall-Elemente. Hall-Elemente weisen neben einer sehr guten Integrierbarkeit eine hohe Meß genauigkeit auf.In a further, preferred embodiment of the present According to the invention, the sensors are Hall elements. Hall elements in addition to very good integrability, have a high measurement accuracy on.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung sind die Sensoren als vertikale Hall-Elemente ausgebildet zur Erfassung von Magnetfeldkomponenten parallel zu einer Hauptfläche des ASIC. Demnach messen die Sensoren jeweils eine Komponente des Magnetfeldes, welche zum einen in der Chip-Ebene liegt, das heißt parallel zur Hauptfläche des Chips und parallel zu den Leiterzweigen und zum anderen nor mal oder senkrecht zur Richtung des Stromflusses angeordnet ist.In a further, preferred embodiment of the present the invention are the sensors as vertical Hall elements designed to detect magnetic field components in parallel to a main area of the ASIC. The sensors measure accordingly each a component of the magnetic field, which on the one hand in the chip level, that is parallel to the main surface of the Chips and parallel to the conductor branches and the other nor times or perpendicular to the direction of current flow is.

Vertikale Hall-Sonden weisen insbesondere eine gute Lang zeitstabilität auf, so daß, falls überhaupt ein Abgleich oder eine Kalibrierung erforderlich ist, eine einmalige Kalibrie rung nach der Fertigung ausreicht. Zudem weisen Hall-Sensoren eine geringe Empfindlichkeit bezüglich homogener Hintergrund felder auf.Vertical Hall probes have a particularly good Lang time stability, so that, if any adjustment or a calibration is required, a one-time calibration sufficient after production. Hall sensors also feature low sensitivity to homogeneous background fields.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung haben die Leiterabschnitte jeweils einen recht eckförmigen Querschnitt. Der rechteckförmige Querschnitt der Leiterabschnitte bietet zum einen eine gute Feldhomogenität und zum anderen besitzt eine derartige Sensoranordnung eine geringe Empfindlichkeit gegenüber fertigungsbedingten oder zeitstabilitätsbedingten Positionstoleranzen zwischen den Sensoren und den Leiterabschnitten. Zusätzlich können recht eckförmige Leiterquerschnitte beispielsweise dann problemlos vorgesehen sein, wenn die Leiterabschnitte Leiterbahnen oder Kupferbahnen oder Aluminiumbahnen gedruckter Schaltungen in einer Verdrahtungsebene, beispielsweise auf einer Leiterpla tine, PCB(Printed Circuit Board), sind.In a further, preferred embodiment of the present the invention, the conductor sections each have a right corner cross section. The rectangular cross section of the On the one hand, conductor sections offer good field homogeneity and on the other hand, such a sensor arrangement has one low sensitivity to production-related or positional tolerances between the Sensors and the conductor sections. In addition, can be right Then, for example, angular conductor cross sections without problems be provided if the conductor sections conductor tracks or Copper tracks or aluminum tracks of printed circuits in a wiring level, for example on a printed circuit board tine, PCB (Printed Circuit Board).

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist die von den Leiterabschnitten aufgespannte Ebene parallel zu einer Hauptfläche des ASIC angeordnet und eine von den Leiterabschnitten gebildete Symmetrieebene ist zugleich eine Symmetrieebene bezüglich der Anordnung der Sen soren im ASIC. Eine hohe Symmetrie der Anordnung gewährlei stet zum einen die Möglichkeit exakter Messungen und zum an deren eine gute Integrierbarkeit der Anordnungen. Sollte die Symmetrieebene der Sensoren in einer Richtung senkrecht zur Stromrichtung, beispielsweise parallel zu den Leiterabschnit ten und zu einer Hauptfläche des ASIC um einen bestimmten Be trag abweichen, so weist die vorliegende Sensoranordnung le diglich, wie bereits beschrieben, eine verhältnismäßig gerin ge Empfindlichkeit gegenüber derartigen Lagetoleranzen auf.In a further, preferred embodiment of the present the invention is that spanned by the conductor sections Plane parallel to a major surface of the ASIC and is a plane of symmetry formed by the conductor sections at the same time a plane of symmetry with regard to the arrangement of the sen sensors in the ASIC. Ensure a high symmetry of the arrangement firstly the possibility of exact measurements and secondly whose good integrability of the arrangements. Should the Plane of symmetry of the sensors in a direction perpendicular to Current direction, for example parallel to the conductor section and to a main area of the ASIC by a certain amount deviate, the present sensor arrangement le diglich, as already described, a relatively small sensitivity to such positional tolerances.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist eine U-förmige Leiterschleife vorgesehen, deren Schenkel je einen der beiden Leiterabschnitte umfassen. Die Leiterschleife, insbesondere derjenige Teil, welcher die beiden Leiterabschnitte miteinander verbindet, ist dabei in hinreichendem Abstand zum Sensor-ASIC vorzusehen, um das Mag netfeld im Bereich der Sensoren nicht unzulässig zu verfäl schen. Eine derartige Leiterschleife hat weiterhin den Vor teil, daß sie einfach herstellbar ist und daß die Leiterab schnitte nahezu auf gleichem Potential sind. Hierdurch kann beispielsweise der Abstand der Leiterabschnitte voneinander verringert sein. Ein marginaler Spannungsabfall zwischen den beiden Leiterabschnitten ist üblicherweise unvermeidlich, aber zeigt keine relevanten negativen Auswirkungen bei be schriebener Schaltungsanordnung. In a further, preferred embodiment of the present the invention provides a U-shaped conductor loop, whose legs each include one of the two conductor sections. The conductor loop, especially the part that the connecting the two conductor sections is in provide sufficient distance to the sensor ASIC to allow the mag net field not inadmissible in the area of the sensors rule. Such a conductor loop still has the front partly that it is easy to manufacture and that the ladder cuts are almost at the same potential. This can for example the distance between the conductor sections be reduced. A marginal drop in voltage between the two conductor sections is usually inevitable but shows no relevant negative effects on be written circuit arrangement.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung sind die Leiterabschnitte von Leiterbahnen auf einer Platine umfaßt, auf der das ASIC befestigt ist.In a further, preferred embodiment of the present According to the invention, the conductor sections of conductor tracks are based on comprises a circuit board on which the ASIC is attached.

Die Leiterabschnitte L1, L2, beziehungsweise die U-förmige Leiterschleife können auch vorteilhaft als Metallbahnen di rekt auf der IC-Oberfläche oder als speziell ausgestaltetes Leadframe des ASIC ausgebildet sein.The conductor sections L1, L2, or the U-shaped Conductor loops can also advantageously be used as metal tracks right on the IC surface or as a specially designed Lead frame of the ASIC.

Dabei kann das ASIC unmittelbar, beispielsweise mit seinen Versorgungspins, auf den Leiterabschnitten verlötet sein. Die Leiterabschnitte können beispielsweise ein Teil eines Zulei tungspaares zur Spannungsversorgung einer weiteren Bauteil gruppe sein. In diesem Fall kann mit der Sensoranordnung be sonders vorteilhaft der Strombedarf der weiteren Bauteilgrup pe ermittelt werden. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich da durch, daß die zum Betrieb der Sensoranordnung erforderliche Versorgungsspannung unmittelbar aus den Leiterbahnen, welche die Leiterabschnitte umfassen, bezogen werden kann. Selbst verständlich kann bei derartiger Ausführung der Sensoranord nung aufgrund der hier erforderlichen Potentialdifferenz zwi schen den Leiterzweigen keine Leiterschleife in U-Form, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben, vorgesehen sein.The ASIC can do this directly, for example with its Supply pins to be soldered to the conductor sections. The Conductor sections can, for example, be part of an accessory tion pair for the voltage supply of another component be a group. In this case, the sensor arrangement can be the power requirement of the other component group is particularly advantageous pe can be determined. There is an additional advantage through that required to operate the sensor assembly Supply voltage directly from the conductor tracks, which which include conductor sections can be obtained. itself can be understood with such a design of the sensor arrangement voltage due to the potential difference required here between no conductor loop in U-shape, such as described in the previous section.

Der erste Leiterabschnitt kann Teil einer Leiterbahn sein, der die Versorgungsspannung eines Schaltungsblockes führt, und der zweite Leiterabschnitt kann von einer Leiterbahn um faßt sein, welche das Massepotential zur Versorgung eines Schaltungsblockes führt.The first conductor section can be part of a conductor track, which carries the supply voltage of a circuit block, and the second conductor section can have a conductor track around it be summarized, which is the ground potential for supplying a Circuit block leads.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist die laterale Ausdehnung des Querschnitts durch einen der beiden Leiterabschnitte in der von diesen aufgespannten Ebene groß gegenüber der Summe aus dem Abstand der Leiterabschnitte voneinander und dem Abstand zwischen den Sensoren und den Leiterabschnitten. Die Summe aus dem Abstand der Leiterabschnitte voneinander und dem Abstand zwischen den Sensoren und den Leiterabschnitten kann durch Produktbildung dieses Zwischenergebnisses mit einem Sicherheitsfaktor grö ßer 1 erhöht sein. Gegenüber dieser vergrößerten Zahl kann die laterale Ausdehnung des Querschnitts durch die beiden Leiterabschnitte in der von diesen aufgespannten Ebene groß sein. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die laterale Ausdeh nung des Querschnitts durch die beiden Leiterabschnitte in der von diesen aufgespannten Ebene nach oben dadurch begrenzt ist, daß die zu messende Feldkomponente mit zunehmender late raler Ausdehnung abnimmt und somit die Gesamtempfindlichkeit und damit die Auflösung der Strommessung sinkt. Der Abstand der Leiterabschnitte voneinander hingegen ist nach unten durch die Spannungsfestigkeit zwischen den beiden Leiterab schnitten begrenzt. Es kann von Vorteil sein, in einen zwi schen den Leiterabschnitten gebildeten Zwischenraum zur Erhö hung der Durchschlagfestigkeit einen Isolierstoff einzubrin gen, welcher genau definierte Durchschlageigenschaften hat. Die Umgebungsluft ist als ein solcher Isolierstoff schlecht geeignet, da ihre Durchschlagfestigkeit unter anderem vom Schwankungen unterworfenen Feuchtegehalt der Luft abhängt. Einzubringende Isolierstoffe können beispielsweise ein Iso lierlack oder eine Vergußmasse sein.In a further, preferred embodiment of the present the invention is the lateral extent of the cross section through one of the two conductor sections in the one of these spanned plane large compared to the sum of the distance the conductor sections from each other and the distance between the Sensors and the conductor sections. The sum of the distance the conductor sections from each other and the distance between the Sensors and the conductor sections can be created through product formation this intermediate result with a safety factor be increased. Compared to this increased number the lateral extent of the cross section through the two Large conductor sections in the plane spanned by these his. It should be noted, however, that the lateral expansion the cross section through the two conductor sections in the upper limit of the level spanned by these is that the field component to be measured increases with late ral expansion decreases and thus the overall sensitivity and thus the resolution of the current measurement drops. The distance the conductor sections from each other, however, is down due to the dielectric strength between the two conductors cut limited. It can be an advantage to stay in a between the conductor sections formed to increase the dielectric strength to incorporate an insulating material gene, which has precisely defined penetration properties. The ambient air is bad as such an insulating material suitable, because their dielectric strength among other things from Fluctuations in the moisture content of the air depends. Insulating materials to be introduced can be, for example, an iso lierlack or a potting compound.

Der Abstand zwischen den Sensoren und den Leiterabschnitten sollte möglichst gering gewählt werden. Hierdurch wird eine geringstmögliche Empfindlichkeit gegenüber Fehlpositionierun gen der Symmetrieebene der Sensoren bezüglich der Symmetriee bene der Leiterabschnitte zueinander erzielt.The distance between the sensors and the conductor sections should be chosen as low as possible. This will create a lowest possible sensitivity to incorrect positioning towards the plane of symmetry of the sensors with respect to the symmetry level of the conductor sections to each other.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung umfaßt die Auswerteschaltung einen Differenz bildner, mit einem Plus-Eingang, der mit dem ersten Sensor gekoppelt ist, und mit einem Minus-Eingang, der mit dem zwei ten Sensor gekoppelt ist, und mit einem Ausgang, der mit dem Eingang eines Schwellwertdetektors verbunden ist und das Meß signal mit einem vorgebbaren Schwellwert vergleicht. Je nach Orientierung der Sensoren sowie in Abhängigkeit vom Erregerstrom, wenn es sich um Hall-Sensoren handelt, kann anstelle der Differenzbildung auch eine Summenbildung erforderlich sein.In a further, preferred embodiment of the present According to the invention, the evaluation circuit comprises a difference bildner, with a plus input that with the first sensor is coupled, and with a minus input, which with the two th sensor is coupled, and with an output that is connected to the Input of a threshold detector is connected and the measurement signal compared with a predefinable threshold value. Depending on Orientation of the sensors and depending on the excitation current, if it is Hall sensors, can instead the formation of the difference also requires a summation his.

Dem Differenzbildner kann eine Verstärkerstufe nachgeschaltet sein. Bei Überschreitung eines oberen Schwellwertes oder bei Unterschreiten eines unteren Schwellwertes kann von der Aus werteschaltung beispielsweise ein Fehlersignal generiert wer den, welches beispielsweise ein Detektieren eines Kurzschlus ses in einem Schaltkreis ermöglicht. In diesem Fall kann bei spielsweise ein Schalter von der Auswerteschaltung angesteu ert werden, der die Stromzuführung unterbricht. Alle be schriebenen und für eine derartige Auswerteschaltung erfor derlichen Schaltungsteile können extern vorgesehen oder alle in einem ASIC integriert sein.An amplifier stage can be connected downstream of the difference former his. If an upper threshold is exceeded or if Falling below a lower threshold can result from the off value circuit for example who generates an error signal which, for example, detecting a short circuit ses in a circuit. In this case, for example, a switch controlled by the evaluation circuit be interrupted which interrupts the power supply. All be wrote and needed for such an evaluation circuit Such circuit parts can be provided externally or all be integrated in an ASIC.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand der Un teransprüche.Further details of the invention are the subject of Un subclaims.

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbei spielen anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below in several embodiments play with reference to the figures. Show it:

Fig. 1 eine erste, beispielhafte Ausführungsform einer er findungsgemäßen Sensoranordnung in einem Quer schnitt, Fig. 1 section a first exemplary embodiment of he inventive sensor arrangement in a cross,

Fig. 2 die Feldkomponente der magnetischen Induktion gemäß Fig. 1 in x-Richtung auf der Chipoberfläche, Fig. 2, the field component of the magnetic induction according to Fig. 1 in the x-direction on the chip surface,

Fig. 3 die Differenz der Magnetfeldkomponenten an den Sen soren der Anordnung gemäß Fig. 1 in x-Richtung in Abhängigkeit von einer Lagetoleranz der Meßanordnung sowie für verschiedene Parameterwerte der Abstände der Sensoren voneinander, Fig. 3, the difference in magnetic field components on the Sen 1 sensors of the arrangement according to FIG. In the x-direction in response to a positional tolerance of the measuring device as well as for different parameter values of the distances of the sensors from each other,

Fig. 4 den relativen Meßfehler der Anordnung in Abhängig keit von einer Lagetoleranz für verschiedene Parame terwerte des Abstands der Sensoren voneinander, Fig. 4 shows the relative measurement error of the arrangement in a position dependent speed of tolerance for different parame terwerte the distance of the sensors from each other,

Fig. 5 eine beispielhafte Weiterbildung der Meßanordnung gemäß Fig. 1 mit einer Leiterschleife in U-Form, Fig. 5 shows an exemplary development of the measuring arrangement shown in FIG. 1 with a conductor loop in a U shape,

Fig. 6 eine weitere, beispielhafte Weiterbildung der Meß anordnung gemäß Fig. 1 zur Messung des Versorgungs stromes eines Schaltblockes und Fig. 6 shows another exemplary development of the measuring arrangement of FIG. 1 for measuring the supply current of a switching block and

Fig. 7 eine beispielhafte Auswerteschaltung der Sensor- Meßwerte mit Schwellwertdetektion. Fig. 7 shows an exemplary evaluation circuit of the sensor measured values with threshold detection.

Als Chipoberfläche oder Hauptfläche des Chip ist im folgenden jene Oberfläche des integrierten Schaltkreises bezeichnet, an der die Struktur der Schaltung beispielsweise mittels Photo lithographie, Ätztechnik, Implantationsschritten, Diffusions schritten und Oxidationsschritten aufgebracht wird. Dabei be finden sich die aktiven Elemente, wie beispielsweise die Hall-Sonden, in einer geringen Tiefe von einigen Mikrometern unter der festen Oberfläche des integrierten Schaltkreises. Diese geringe Tiefe findet in der weiteren Betrachtung aus Gründen der einfacheren und übersichtlicheren Darstellung keine Berücksichtigung.The chip surface or main surface of the chip is as follows designates that surface of the integrated circuit the structure of the circuit, for example by means of photo lithography, etching technology, implantation steps, diffusions steps and oxidation steps is applied. Thereby be are the active elements, such as the Hall probes, at a shallow depth of a few micrometers under the solid surface of the integrated circuit. This shallow depth finds out in the further consideration For the sake of simpler and clearer presentation no consideration.

Fig. 1 zeigt eine Sensoranordnung zur kontaktlosen Strommes sung in einem Querschnitt durch einen rechteckförmigen ersten Leiterabschnitt L1 und einen rechteckförmigen zweiten Leiter abschnitt L2, welche parallel verlaufen und gegensinnig von einem betragsmäßig gleichen Strom durchflossen sind. Der Strom im ersten Leiterabschnitt L1 ist dabei mit I1, der Strom im zweiten Leiterabschnitt L2 mit I1' bezeichnet. Die Leiterabschnitte L1, L2 sind parallel und voneinander beab standet angeordnet und verlaufen nebeneinander in einer Ebe ne. Im in Fig. 1 eingezeichneten, kartesischen Koordinaten system ist diese Ebene die xz-Ebene. Parallel zu dieser von den Leiterabschnitten L1, L2 aufgespannten und an deren Ober flächen entlang verlaufenden Ebene ist in einem Abstand h ein integrierter Schaltkreis IC, welcher als Application Specific Integrated Circuit, ASIC, ausgeführt ist, angeordnet. Dieser weist auf einer den Leiterabschnitten L1, L2 zugewandten Hauptseite Lic einen ersten Sensor S1 sowie einen auf dem ASIC symmetrisch zum ersten angeordneten zweiten Sensor S2 auf. Fig. 1 shows a sensor arrangement for contactless current measurement in a cross section through a rectangular first conductor section L1 and a rectangular second conductor section L2, which run in parallel and in opposite directions through which the same amount of current flows. The current in the first conductor section L1 is denoted by I1, the current in the second conductor section L2 by I1 '. The conductor sections L1, L2 are arranged in parallel and spaced apart and run side by side in a plane. In the Cartesian coordinate system shown in FIG. 1, this plane is the xz plane. An integrated circuit IC, which is designed as an Application Specific Integrated Circuit, ASIC, is arranged at a distance h parallel to this, spanned by the conductor sections L1, L2 and along the upper surfaces of the plane. This has a first sensor S1 on a main side Lic facing the conductor sections L1, L2 and a second sensor S2 arranged on the ASIC symmetrically to the first.

In Fig. 1 ist die Sensoranordnung nicht in idealsymmetri schen Verhältnissen dargestellt, sondern mit einer überzeich net dargestellten Positionstoleranz eps, welche fertigungsbe dingt sein kann und welche den Abstand der Symmetrieachse des integrierten Schaltkreises IC bezüglich der Sensoren S1, S2 von der Symmetrieachse der Leiterabschnitte L1, L2 bezeich net, die im gezeigten Querschnitt gerade die y-Achse des ein gezeichneten Koordinatensystems ist. Der Abstand der Sensor mitten der Sensoren S1, S2 von der Symmetrieachse des inte grierten Schaltkreises IC ist jeweils mit ds/2 bezeichnet. Die Leiterabschnitte L1, L2 weisen jeweils einen Abstand d von ihrer Symmetrieebene auf, welche in vorliegender Darstel lung die yz-Ebene ist. Daraus ergibt sich, daß die Leiterab schnitte L1, L2 insgesamt einen Abstand 2d voneinander auf weisen. Die Abmessung der Leiterabschnitte L1, L2, welche symmetrisch zueinander ausgebildet sind, in x-Richtung ist jeweils mit 2a bezeichnet, während die Ausdehnung der Leiter abschnitte in y-Richtung, also die Dicke der Leiterabschnitte L1, L2, mit 2b bezeichnet ist. Die Ebene schließlich, in wel cher sich die Hauptfläche des integrierten Schaltkreises, demnach die aktive Vorderseite des IC mit den integrierten Sensoren S1, S2 befindet, ist mit Lic bezeichnet.In Fig. 1, the sensor arrangement is not shown in ideal symmetrical ratios, but with an exaggerated net position tolerance eps, which may be manufacturing-related and which the distance of the axis of symmetry of the integrated circuit IC with respect to the sensors S1, S2 from the axis of symmetry of the conductor sections L1 , L2 denotes net, which in the cross section shown is just the y-axis of a drawn coordinate system. The distance of the sensor in the middle of the sensors S1, S2 from the axis of symmetry of the integrated circuit IC is denoted in each case by ds / 2. The conductor sections L1, L2 are each at a distance d from their plane of symmetry, which is the yz plane in the present illustration. It follows that the Leiterab sections L1, L2 have a total distance of 2 d from each other. The dimension of the conductor sections L1, L2, which are formed symmetrically to one another, in the x-direction is each designated 2 a, while the extension of the conductor sections in the y-direction, that is to say the thickness of the conductor sections L1, L2, is designated 2 b , Finally, the level in which the main area of the integrated circuit, that is to say the active front side of the IC with the integrated sensors S1, S2, is designated by Lic.

Bei der Dimensionierung der Geometrie der beschriebenen Sen soranordnung gemäß Fig. 1 ist zu beachten, daß sich der in tegrierte Schaltkreis IC an jenen Kanten befindet, an der die beiden Leiterabschnitte den geringsten Abstand zueinander ha ben. Dort befindet sich der als ASIC ausgebildete, integrierte Schaltkreis IC direkt über dieser Kannte. Der integrierte Schaltkreis IC weist zumindest zwei Sensoren S1, S2 auf, wel che jeweils eine Magnetfeldkomponente erfassen können, die parallel zu der xz-Ebene, also der Ebene der Hauptfläche des integrierten Schaltkreises, liegt und zugleich senkrecht zur Richtung des Stromflusses I1, I1' angeordnet ist. Mit einer Auswerteelektronik, welche im integrierten Schaltkreis IC an geordnet sein kann oder extern vorgesehen sein kann, ist eine Erfassung der Meßwerte der Sensoren und deren Verknüpfung zu einem Meßsignal möglich. Ein derart gewonnenes Meßsignal ist ein hochgenaues Abbild der Stromstärke I1, I1' in den Leiter abschnitten L1, L2 und kann somit zur berührungslosen Strom messung verwendet sein.When dimensioning the geometry of the described sensor arrangement according to FIG. 1, it should be noted that the integrated circuit IC is located on those edges on which the two conductor sections have the smallest distance from one another. There the ASIC integrated circuit IC is located directly above this edge. The integrated circuit IC has at least two sensors S1, S2, each of which can detect a magnetic field component which is parallel to the xz plane, that is to say the plane of the main surface of the integrated circuit, and at the same time perpendicular to the direction of the current flow I1, I1 ' is arranged. With evaluation electronics, which can be arranged in the integrated circuit IC or can be provided externally, the measurement values of the sensors can be recorded and linked to form a measurement signal. A measurement signal obtained in this way is a highly accurate image of the current intensity I1, I1 'in the conductor sections L1, L2 and can thus be used for contactless current measurement.

Bezüglich der eingezeichneten Positionstoleranz eps zeigt die Meßanordnung gemäß Fig. 1 lediglich eine geringe Empfind lichkeit.With regard to the positional tolerance eps shown, the measuring arrangement according to FIG. 1 shows only a low sensitivity.

Die x-Komponente der magnetischen Induktion B, welche von den als vertikale Hall-Sensoren ausgebildeten Sensoren erfaßbar und von den Strömen I1, I1' hervorgerufen wird, ist im fol genden mit Bx bezeichnet.The x component of the magnetic induction B, which of the sensors designed as vertical Hall sensors can be detected and is caused by the currents I1, I1 'is shown in fol designated with Bx.

Bei der Dimensionierung der Geometrie der Meßanordnung gemäß Fig. 1 können nachfolgend erläuterte Angaben vorteilhaft sein: Eine große Leiterbreite 2a führt zu einer weiter ver besserten Unempfindlichkeit der Meßanordnung gegenüber Lage toleranzen eps. Der Feldverlauf der x-Komponente des Magnet feldes Bx an der interessierenden Position y = b + h führt da bei zu einer weitgehend konstanten Magnetfeldkomponente Bx über den Leiterabschnitten L1, L2, das heißt für x-Werte von -(d + a) bis -d und von +d bis +(d + a) und für y = b + h. Wird nun einer der beiden Sensoren S1 im Punkt
In the dimensioning of the geometry of the measuring arrangement according to FIG. 1, the information explained below can be advantageous: A large conductor width 2 a leads to a further improved insensitivity of the measuring arrangement to position tolerances eps. The field profile of the x component of the magnetic field Bx at the position of interest y = b + h leads to a largely constant magnetic field component Bx over the conductor sections L1, L2, that is to say for x values from - (d + a) to - d and from + d to + (d + a) and for y = b + h. Now one of the two sensors S1 is in point

(x, y, z) = (d + a, b + h, z)
(x, y, z) = (d + a, b + h, z)

und der andere Sensor S2 im Punkt
and the other sensor S2 in point

(x, y, z) = (-d - a, b + h, z)
(x, y, z) = (-d - a, b + h, z)

plaziert, so ist die Differenz der beiden Sensorsignale wei testgehend unabhängig von kleinen Lagetoleranzen eps des ge samten IC im Referenzsystem der Leiterabschnitte L1, L2, ins besondere dann, wenn die beiden Sensoren S1, S2 wie in der gezeigten Ausführungsform in einem gemeinsamen Bauelement IC integriert sind und deshalb eine genau definierte Entfer nung ds voneinander haben, welche dann Toleranzen in der Grö ßenordnung unter 1 µm unterworfen ist.placed, the difference between the two sensor signals is white Test independent of small positional tolerances eps of the ge entire IC in the reference system of the conductor sections L1, L2, ins especially if the two sensors S1, S2 as in the Embodiment shown in a common component IC are integrated and therefore a precisely defined distance ds of each other, which then tolerances in size order of less than 1 µm.

Die Sensoren S1, S2 sollten jeweils so angeordnet sein, daß die erste Ableitung der B-Feldkomponente in x-Richtung Bx ge rade verschwindet. Die exakte Position wird in der Praxis üb licherweise durch eine numerische Feldberechnung zu gewinnen sein. Eine besonders vorteilhafte Position des ersten Sensors S1 am Ort x1 und des zweiten Sensors S2 am Ort x2 ergibt sich aus den folgenden Bedingungen:
The sensors S1, S2 should each be arranged so that the first derivative of the B-field component in the x-direction Bx just disappears. In practice, the exact position can usually be obtained by numerical field calculation. A particularly advantageous position of the first sensor S1 at location x1 and the second sensor S2 at location x2 results from the following conditions:

und aus Symmetriegründen
and for reasons of symmetry

x2 = - x1.x2 = - x1.

In erster Näherung gilt jedoch für eine vorteilhafte Position des ersten Sensors S1:
In a first approximation, however, the following applies to an advantageous position of the first sensor S1:

x1 ≅ d + a.x1 ≅ d + a.

Als besonders vorteilhaft für die beschriebene Unempfindlich keit gegen Positionstoleranzen sind Leiterbahnen mit einer Breite 2a, für die gilt:
Particularly advantageous for the described insensitivity to position tolerances are conductor tracks with a width 2 a, for which the following applies:

2a » 2d + h. 2 a » 2 d + h.

Die Leiterbreite 2a ist dabei zu großen Werten hin dadurch begrenzt, daß das Feld Bx in der xz-Ebene oder einer dazu pa rallelen Ebene mit y = b + h mit zunehmendem Parameter a ab nimmt und damit die Empfindlichkeit und folglich auch die Auflösung der gesamten Strommeß-Anordnung sinkt.The conductor width 2 a is limited to large values by the fact that the field Bx in the xz plane or a plane parallel to it with y = b + h decreases with increasing parameter a and thus the sensitivity and consequently also the resolution of the entire current measuring arrangement drops.

Bei der Dimensionierung der Dicke 2b der Leiterabschnitte L1, L2 ist zu beachten, daß der Abstand der Sensoren zu den stromdurchflossenen Leiterabschnitten L1, L2 im Interesse ei ner hohen Meßauflösung möglichst gering sein sollte. Demnach sollte die Leiterdicke 2b verhältnismäßig klein sein und zu dem sollte der Abstand h der Sensoren S1, S2 von den Leiter abschnitten L1, L2 ebenfalls klein sein. Die Sensoren S1, S2 selbst können beispielsweise bis zu einer maximalen Tiefe von einigen µm in die Chip-Oberfläche Lic beziehungsweise dessen aktive Vorderseite eindiffundiert sein. Folglich ist die be schriebene Meßanordnung besonders gut für eine Montage unmit telbar auf einer Leiterplatte PCB, Printed Circuit Board, ge eignet, wobei die Leiterabschnitte L1, L2 als Leiterbahnen auf der Platinenoberseite ausgeführt sind, welche in diesem Fall eine Dicke 2b von beispielsweise 35 µm haben. Selbstver ständlich sind die Leiterbahnen L1, L2 auf derjenigen Plati nenoberseite angeordnet, auf der auch der integrierte Schalt kreis IC zu befestigen ist.When dimensioning the thickness 2 b of the conductor sections L1, L2, it should be noted that the distance between the sensors and the current-carrying conductor sections L1, L2 should be as small as possible in the interest of a high measurement resolution. Accordingly, the conductor thickness 2 b should be relatively small and the distance h of the sensors S1, S2 from the conductor sections L1, L2 should also be small. The sensors S1, S2 themselves can, for example, be diffused into the chip surface Lic or its active front side to a maximum depth of a few μm. Consequently, the measuring arrangement described is particularly well suited for mounting directly on a printed circuit board PCB, printed circuit board, where the conductor sections L1, L2 are designed as conductor tracks on the top of the board, which in this case has a thickness 2 b of, for example, 35 µm. Of course, the conductor tracks L1, L2 are arranged on the top of the circuit board on which the integrated circuit IC is to be fastened.

Zu kleinen Werten hin ist die Leiterdicke 2b selbstverständ lich von der maximal zulässigen Stromdichte im Leitermaterial bestimmt. Diese wiederum hängt ab von der Gestaltung von Kühlflächen, der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer der Lei ter und der diese gegebenenfalls umgebenden Verbundmassen so wie von einem maximal zulässigen Spannungsabfall an den Lei tern L1, L2.For small values, the conductor thickness 2 b is of course determined by the maximum permissible current density in the conductor material. This in turn depends on the design of the cooling surfaces, the reliability and the service life of the conductors and the composite materials that may surround them, as well as on a maximum permissible voltage drop at the conductors L1, L2.

Für die Dimensionierung des Abstandes h zwischen der Hauptfläche Lic des integrierten Schaltkreises IC und den Leiterabschnitten L1, L2 gilt, daß der Abstand h zwar, wie bereits ausgeführt, prinzipiell möglichst gering sein sollte, zu kleinen Werten hin jedoch durch die Spannungsfestigkeit zwischen Leitern und Chip L1, L2, IC gegeben ist, wobei gege benenfalls die gesetzlich geforderten Isolationsklassen sowie sicherheitstechnische Aspekte zu beachten sind. Zu vermeiden ist dabei insbesondere, daß bei einem zu kleinen Wert des Ab standes h ein elektrischer Überschlag von einem der Leiterab schnitte L1, L2 auf den integrierten Schaltkreis IC erfolgt. Den minimal erforderlichen Abstand h kann man mit der Formel
For the dimensioning of the distance h between the main surface Lic of the integrated circuit IC and the conductor sections L1, L2, the distance h, as already stated, should in principle be as small as possible, but towards small values due to the dielectric strength between the conductors and the chip L1, L2, IC is given, where applicable the legally required insulation classes as well as safety-related aspects must be observed. It is particularly to be avoided that, if the value of the position h is too small, an electrical flashover from one of the conductor sections L1, L2 takes place on the integrated circuit IC. The minimum required distance h can be found with the formula

U_max = E_max h_min s,
U _max = E _max h _min s,

ermitteln; mit dem Produkt U_max gleich geforderte Spannungs festigkeit in Volt, E_max gleich Durchschlagfestigkeit des Isolators zwischen IC und Leiterbahn, abhängig von der Art des gewählten Isolators wie beispielsweise Luft, Isolierlack oder Vergußmasse und einem Sicherheitsfaktor s.determine; with the product U _{max the} same voltage strength in volts, E _{max the} dielectric strength of the insulator between the IC and the conductor track, depending on the type of insulator selected, such as air, insulating varnish or sealing compound and a safety factor s.

Bei der Dimensionierung der Leiterdicke 2b können auch Emp findlichkeitsaspekte der Sensoren eine Rolle spielen: Soll mit einem gegebenen Sensor S1, S2 ein größerer Strombereich erfaßt werden können, so kann dies durch eine Vergrößerung der Leiterdicke 2b erreichbar sein. Dabei kann vorteilhafter weise auch die Breite 2a der Leiterabschnitte L1, L2 vergrö ßert werden, was allerdings gegenüber der dann schlechteren Homogenität des Magnetfeldes im Bereich der Sensoren S1, S2 abzuwägen ist.When dimensioning the conductor thickness 2 b, sensitivity aspects of the sensors can also play a role: if a larger current range can be detected with a given sensor S1, S2, this can be achieved by increasing the conductor thickness 2 b. In this case, advantageously the width 2 a of the conductor portions L1, L2 are ßert magnification, which the magnetic field in the region of the sensors S1, S2 must be weighed, however, against the poorer then homogeneity.

Soll im Bereich der Sensoren S1, S2 die Homogenität des Ma gnetfeldes weiter verbessert sein, so kann der Leiterquer schnitt nicht exakt rechteckig gewählt sein, sondern es kön nen im Bereich der halben Breite 2a der Leiterabschnitte L1, L2 Materialverjüngungen vorgesehen sein. Eine derartige fer tigungstechnische Maßnahme ist jedoch je nach Anwendungsfall gegenüber dem erforderlichen fertigungstechnischen Mehrauf wand abzuwägen. Be within the range of the sensors S1, S2, the homogeneity of the Ma gnetfeldes be further improved, the conductor cross can cut not be chosen exactly rectangular, but it Kgs nen in the region of half the width 2a of the conductor sections L1, L2 material tapers be provided. Such a manufac turing measure, however, is to be weighed against the required additional manufacturing costs, depending on the application.

Der Abstand 2d der beiden Leiterabschnitte L1, L2 voneinander sollte vorteilhafterweise möglichst gering sein. Wie beim Ab stand h gilt auch hier, daß als untere Grenze die Spannungs festigkeit zwischen dem Potential am Leiterabschnitt L1 und dem Potential am Leiterabschnitt L2 einzuhalten ist. Bei kleinem Abstand 2d ergibt sich eine Kurve Bx(x, b + h, z) in Ab hängigkeit von der x-Koordinate, welche in Urspungsnähe des eingezeichneten Koordinatensystems eine betragsmäßig sehr große Steigung aufweist. Hierdurch ist es möglich, den Ab stand ds der beiden Sensoren S1, S2 voneinander klein zu hal ten, was wiederum eine Integration beider Sensoren S1, S2 auf einem gemeinsamen Chip IC ermöglicht. Selbstverständlich kann, falls erforderlich, auch in dem Zwischenraum der Lei terabschnitte L1, L2 ein anderer Isolator als Luft, bei spielsweise ein Isolierlack, eingebracht sein.The distance 2 d of the two conductor sections L1, L2 from one another should advantageously be as small as possible. As with the stand h, the lower limit is the voltage strength between the potential at the conductor section L1 and the potential at the conductor section L2. At a small distance 2 d, a curve Bx (x, b + h, z) results as a function of the x coordinate, which has a very large slope in terms of magnitude in the vicinity of the origin of the coordinate system shown. This makes it possible to keep the distance ds between the two sensors S1, S2 small, which in turn enables integration of both sensors S1, S2 on a common chip IC. Of course, if necessary, an insulator other than air, for example an insulating varnish, can also be introduced in the space between the conductor sections L1, L2.

Bei der Dimensionierung der Sensoranordnung gemäß Fig. 1 ist weiterhin zu beachten, daß beide Sensoren S1, S2 exakt glei che Sensorempfindlichkeiten aufweisen, denn bei ungleicher Empfindlichkeit der Sensoren S1, S2 würde trotz Differenzbil dung der beiden gemessenen Feldkomponenten Bx in den beiden Sensoren S1, S2 ein homogenes Hintergrundfeld nicht mehr vollkommen unterdrückt. Aufgrund der guten Langzeitstabilität beim Einsatz vertikaler Hall-Sonden ist es möglich, diese auf Bausteinebene in einem Abschlußtest nach einer Fertigung ab zugleichen beziehungsweise zu kalibrieren, derart, daß sie minimale Empfindlichkeit hinsichtlich homogener Hintergrund felder haben.In the dimensioning of the sensor arrangement according to FIG. 1, it should also be noted that both sensors S1, S2 have exactly the same sensor sensitivities, because if the sensitivity of the sensors S1, S2 were not the same, the difference between the two measured field components Bx in the two sensors S1, S2 no longer completely suppresses a homogeneous background field. Due to the good long-term stability when using vertical Hall probes, it is possible to calibrate or calibrate them at the block level in a final test after production, so that they have minimal sensitivity to homogeneous background fields.

Die Meßanordnung gemäß Fig. 1 weist vorteilhafterweise gute Symmetrieeigenschaften auf. Kleine Abweichungen von idealen Symmetrieeigenschaften, wie sie bei einer Massenfertigung üb licherweise unvermeidlich sind, können die Qualität des ge samten Meßsignals bei vorliegender Anordnung jedoch nicht we sentlich beeinflussen beziehungsweise können bei besonders hohen Anforderungen an die Genauigkeit durch Trimmen der Emp findlichkeiten der Sensoren S1, S2 herauskalibriert werden. The measuring arrangement according to FIG. 1 advantageously has good symmetry properties. Small deviations from ideal symmetry properties, as they are usually unavoidable in mass production, cannot affect the quality of the entire measurement signal in the present arrangement, however, or can, in the case of particularly high demands on accuracy, by trimming the sensitivity of the sensors S1, S2 be calibrated out.

Neben den beschriebenen Vorteilen weist die Anordnung gemäß Fig. 1 alle Vorteile einer kontaktlosen Strommessung auf, wie keine Kontaktierungsprobleme, galvanische Trennung des empfindlichen Meßkreises vom zu messenden Stromkreis, die Möglichkeit der Messung auf hohem Gleichspannungspotential, kein Erfordernis eines Serienwiderstands im Primärkreis, so wie Verlustleistungsfreiheit und Rückwirkungsfreiheit der Messung. Aufwendige und teure Mu-Metall-Abschirmungen von Fremdfeldern oder Hintergrundfeldern können entfallen. Auch die fertigungstechnisch aufwendige Herstellung einer Leiter schleife in Form eines S ist nicht erforderlich. Schließlich weist die vorliegende Schaltung insgesamt einen geringen fer tigungstechnischen Aufwand, eine kostengünstige Herstellbar keit, die Eignung für Massenherstellungsverfahren sowie die Anwendbarkeit unmittelbar auf Leiterbahnen einer Platine auf.In addition to the advantages described, the arrangement according to FIG. 1 has all the advantages of a contactless current measurement, such as no contacting problems, galvanic separation of the sensitive measuring circuit from the circuit to be measured, the possibility of measuring at a high DC voltage potential, no requirement for series resistance in the primary circuit, and no loss of power loss and freedom of feedback of the measurement. Elaborate and expensive mu-metal shielding from external fields or background fields can be omitted. The complex manufacturing of a conductor loop in the form of an S is not necessary. Finally, the circuit as a whole has low manufacturing costs, inexpensive producibility, suitability for mass production processes and applicability directly to conductor tracks on a circuit board.

Fig. 2 zeigt die Magnetfeldkomponente Bx der magnetischen Induktion in x-Richtung in der Einheit mT (Milli-Tesla) in Ab hängigkeit von x in der Einheit m (Meter) in der Höhe y = b + h, das heißt auf der Chipoberfläche. Fig. 2 shows the magnetic field component Bx of the magnetic induction in the x direction in the unit mT (milli-Tesla) in Ab dependence of x in the unit (meter) m in height y = b + h, that is on the chip surface.

Dabei sind für die Geometriedaten der Meßanordnung folgende Annahmen gemacht: 2a = 4 mm, 2b = 40 µm, 2d = 0,1 mm, h = 0,2 mm, I1 = -I1' = 10 A. Der Leiterabschnitt L1 erstreckt sich in x- Richtung von x = -0,0045 bis x = -0,0005, der Leiterabschnitt L2 von x = 0,0005 bis x = 0,0045. Die Leiterdicke 2b = 40 µm ist eine typische Dicke einer Kupferschicht, wie sie als Lei terbahn auf PCBs, Printed Circuit Boards, üblicherweise vor gesehen ist. Die Leiterabschnitte L1, L2 verlaufen parallel in z-Richtung und die benachbarten Kanten der Leiterabschnit te sind voneinander um 2d = 0,1 mm beabstandet. Die aktive Oberfläche des integrierten Schaltkreises IC befindet sich 0,2 mm über der Oberfläche der Leiterabschnitte. Beide Leiter abschnitte L1, L2 führen jeweils einen Strom von 10 A, jedoch in gegensätzliche Stromrichtungen. Hierdurch ist eine Magne tische Flußdichte von ungefähr 1,5 mT an jedem der beiden Sensoren S1, S2 bewirkt, das heißt ein Differenzfeld von 3 mT. Das Profil der Anordnung weist zwei flache Plateaus auf, ei nes um x = -0,002 und ein weiteres um x = 0,002, derart, daß verhältnismäßig kleine Positionsabweichungen eps in x- Richtung das Meßergebnis nicht signifikant verfälschen.The following assumptions are made for the geometry data of the measuring arrangement: 2 a = 4 mm, 2 b = 40 µm, 2 d = 0.1 mm, h = 0.2 mm, I1 = -I1 '= 10 A. The conductor section L1 extends in the x direction from x = -0.0045 to x = -0.0005, the conductor section L2 from x = 0.0005 to x = 0.0045. The conductor thickness 2 b = 40 µm is a typical thickness of a copper layer, as is usually seen as a conductor track on PCBs, printed circuit boards. The conductor sections L1, L2 run parallel in the z direction and the adjacent edges of the conductor sections are spaced apart from one another by 2 d = 0.1 mm. The active surface of the integrated circuit IC is 0.2 mm above the surface of the conductor sections. Both conductor sections L1, L2 each carry a current of 10 A, but in opposite current directions. This results in a magnetic flux density of approximately 1.5 mT at each of the two sensors S1, S2, that is to say a difference field of 3 mT. The profile of the arrangement has two flat plateaus, egg by x = -0.002 and another by x = 0.002, such that relatively small positional deviations eps in the x direction do not significantly falsify the measurement result.

Man erkennt, daß die Induktion Bx direkt über den Leitern L1, L2 jeweils vorwiegend konstant bezüglich x, und über L2 nega tiv, jedoch über L1 positiv ist. Beinhaltet der integrierte Schaltkreis IC zwei Sonden S1, S2, die auf die x-Komponente der Induktion reagieren, und wird durch eine Signalverarbei tung im IC die Differenz der beiden Sondensignale ermittelt, so ergeben sich Kurven, wie sie in Fig. 3 gezeigt sind.It can be seen that the induction Bx directly above the conductors L1, L2 is predominantly constant with respect to x, and is negative via L2, but positive via L1. If the integrated circuit IC contains two probes S1, S2, which react to the x component of the induction, and if the difference between the two probe signals is determined by signal processing in the IC, curves as shown in FIG. 3 result.

Fig. 3 zeigt eine Kurvenschar des Differenz-Magnetfeldes, jeweils als x-Feldkomponente, an den Sensorpositionen S1, S2 in Millitesla in Abhängigkeit von einer Lagetoleranz eps in x-Richtung. Als Scharparameter ist dabei der Abstand ds der beiden Sensoren S1, S2 voneinander gewählt. Gezeichnet sind die Kurven für ds = 1 mm, ds = 2 mm, ds = 4 mm und ds = 6 mm. Es wurde ein Strom von 10 A angenommen. Weiterhin wurde die Leiterbreite 2a zu 4 mm, die Leiterdicke 2b zu 40 µm und der Abstand der Leiterabschnitte voneinander zu 2d = 0,1 mm ange nommen, während der Abstand der Sensoren von den Leiterab schnitten mit 0,2 mm festgelegt ist. Die Geometriedaten der Anordnung sind demnach identisch mit denen von Fig. 2. Es ist klar erkennbar, daß das Meßergebnis am wenigsten empfind lich bezüglich Positionsabweichungen eps in x-Richtung genau dann ist, wenn die Sensoren S1, S2 ungefähr den gleichen Ab stand voneinander aufweisen wie die Mitten der beiden Leiter abschnitte L1, L2, in diesem Fall ds = 4,1 mm. Alle Kurven, deren Abstand der Sensoren kleiner als der Abstand der Lei termitten ist, das heißt die Kurven für ds = 1 bis ds = 4 mm, haben gemeinsame Nullpunkte, während diejenigen Kurven, bei denen der Sensorabstand ds größer als der Abstand der Leiter mitten L1, L2 voneinander ist, jeweils individuelle Nullpunk te haben. Folglich kann das Kurvenplateau, welches sich in Ursprungsnähe ergibt, durch geeignete Wahl des Sensorabstan des ds sehr flach ausgeformt sein, so daß sich eine gute Un empfindlichkeit der Meßergebnisse gegenüber Positionstoleran zen eps in x-Richtung ergibt. Fig. 3 shows a family of curves of the differential magnetic field, respectively as the x-field component at the sensor positions S1, S2 in milli Tesla in response to a positional tolerance eps in x-direction. The distance ds of the two sensors S1, S2 from one another is selected as the coulter parameter. The curves are drawn for ds = 1 mm, ds = 2 mm, ds = 4 mm and ds = 6 mm. A current of 10 A was assumed. Furthermore, the conductor width 2 a to 4 mm, the conductor thickness 2 b to 40 µm and the distance of the conductor sections from each other to 2 d = 0.1 mm were assumed, while the distance of the sensors from the conductor sections was fixed at 0.2 mm , The geometry data of the arrangement are therefore identical to those of Fig. 2. It can be clearly seen that the measurement result is least sensitive to positional deviations eps in the x direction if and only if the sensors S1, S2 have approximately the same distance from one another like the centers of the two conductor sections L1, L2, in this case ds = 4.1 mm. All curves whose distance between the sensors is smaller than the distance between the conductors, i.e. the curves for ds = 1 to ds = 4 mm, have common zero points, while those curves in which the sensor distance ds is greater than the distance between the conductors in the middle L1, L2 from each other, each have individual zero points. Consequently, the curve plateau, which results in the vicinity of origin, can be formed very flat by suitable selection of the sensor distance of the ds, so that there is a good sensitivity of the measurement results to position tolerances eps in the x direction.

Aus Fig. 3 ergibt sich weiter, daß am Ort des gemeinsamen Nullpunktes für kleine Sensorabstände ds ein dritter und vierter Sensor im integrierten Schaltkreis IC eingesetzt wer den kann, welcher genau am Ort der gemeinsamen Nullpunkte zu positionieren ist und eine Messung des inhomogenen Anteils eines Hintergrundfeldes ermöglicht. Das Differenzsignal der ersten und zweiten Sensoren S1, S2 kann so in einfacher Weise mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik um den Meßwert dieses Hintergrundfeldes bereinigt werden.From Fig. 3 it also follows that at the location of the common zero point for small sensor distances ds a third and fourth sensor can be used in the integrated circuit IC, who can be positioned exactly at the location of the common zero points and a measurement of the inhomogeneous portion of a background field allows. The difference signal of the first and second sensors S1, S2 can thus be easily cleaned with the downstream evaluation electronics for the measured value of this background field.

Fig. 4 zeigt den relativen Meßfehler des Meßsignals bei vor liegender Sensoranordnung gemäß Fig. 1 in Abhängigkeit von einer Positionsabweichung eps. Als Scharparameter ist wieder um der Abstand ds der Sensoren S1, S2 voneinander angegeben. Die Geometrieparameter 2a, 2b, 2d, h, sowie die Stromstärken I, I' sind gleich wie bei Fig. 2 und 3. Es ist klar er kennbar, daß das Meßergebnis am unempfindlichsten bezüglich Positionsabweichungen eps dann ist, wenn der Abstand der Sen soren ds voneinander ungefähr dem Abstand der Leitermitten der Leiterabschnitte L1, L2 entspricht. Die beste Unempfind lichkeit ergibt sich gemäß vorliegendem Schaubild für ds = 4,1 mm. Sollen kleinere Sensorabstände zur Chipflächenerspar nis oder zur Herstellung kleinerer Chips oder ASICs verwendet werden, so ergibt sich beispielsweise für einen Sensorabstand ds von 2,5 mm bei der angegebenen Leitergeometrie ein relati ver Meß-Fehler von lediglich 0,5% bei einer Positionsabwei chung von 0,25 mm. Fig. 4 shows the relative measurement error of the measurement signal in front of lying sensor arrangement according to FIG. 1 as a function of a position deviation eps. The coulter parameter is again given the distance ds of the sensors S1, S2 from one another. The geometry parameters 2 a, 2 b, 2 d, h, and the current intensities I, I 'are the same as in FIGS. 2 and 3. It is clearly recognizable that the measurement result is most insensitive to positional deviations eps when the distance the sensors ds from each other approximately corresponds to the distance between the conductor centers of the conductor sections L1, L2. The best insensitivity results according to the present diagram for ds = 4.1 mm. If smaller sensor distances are to be used to save chip area or to produce smaller chips or ASICs, then for example for a sensor distance ds of 2.5 mm for the specified conductor geometry there is a relative measurement error of only 0.5% with a position deviation of 0.25 mm.

Fig. 5 zeigt eine U-förmige Leiterschleife, deren Schenkel die Leiterabschnitte L1, L2 umfassen. Der integrierte Schalt kreis IC ist dabei in hinreichendem Abstand zur eigentlichen Schleife anzuordnen, um das Magnetfeld der Leiterschleife am Ort der Sensoren S1, S2 nicht zu verfälschen. Vorteilhafter weise ist bei der Ausführung gemäß Fig. 5, welche einen, ab gesehen von der Lagetoleranz eps, wie in Fig. 1 beschriebe nen Querschnitt aufweist, das elektrische Potential des Lei terabschnitts L1 praktisch gleich dem elektrischen Potential des Leiterabschnitts L2, wodurch ein besonders geringer Ab stand 2d zwischen den Leiterabschnitten L1, L2 ermöglicht ist. Fig. 5 shows a U-shaped conductor loop, the legs of which comprise the conductor sections L1, L2. The integrated circuit IC is to be arranged at a sufficient distance from the actual loop so as not to falsify the magnetic field of the conductor loop at the location of the sensors S1, S2. Advantageously, in accordance with the embodiment of Fig. 5, which has a, as seen from eps of the position tolerance, as has in Fig. 1-described NEN cross-section, the electric potential of Lei terabschnitts L1 substantially equal to the electric potential of the conductor portion L2, whereby a particularly From 2 d stood between the conductor sections L1, L2 is made possible.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine Weiterbildung der Anordnung gemäß Fig. 1 ist. Dabei ist ein integrierter Schaltkreis IC mit zwei Sensoren S1, S2, wie in Fig. 1 beschrieben, oberhalb zweier Leiterab schnitte L1, L2 angeordnet, welche jedoch bei der Ausführung gemäß Fig. 6 zum Führen einer elektrischen Versorgungsspan nung VCC, GND zu einem Schaltblock SB geeignet sind. Dabei führt der erste Leiterabschnitt L1 ein Versorgungspotential VCC und der zweite Leiterabschnitt L2 ein Bezugspotential GND. Der Schaltungsblock SB ist zu seiner Stromversorgung mit jeweils einem Anschlußbeinchen PIN0, PIN1 auf jeweils einem als Leiterbahn ausgeführten Leiterabschnitt L1, L2 aufgelö tet. Auch der integrierte Schaltkreis IC selbst ist zu seiner eigenen Stromversorgung über je ein Anschlußbeinchen PIN2, PIN3 mit je einem als Leiterbahn ausgebildeten Leiterab schnitt L1, L2, deren Stromfluß mit dem integrierten Schalt kreis IC meßbar ist, durch Löten verbunden. FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the invention, which is a development of the arrangement according to FIG. 1. An integrated circuit IC with two sensors S1, S2, as described in FIG. 1, is arranged above two conductor sections L1, L2, which, however, in the embodiment according to FIG. 6 for guiding an electrical supply voltage VCC, GND to a switching block SB are suitable. The first conductor section L1 carries a supply potential VCC and the second conductor section L2 carries a reference potential GND. The circuit block SB is dissolved to its power supply with a connection pin PIN0, PIN1 on each of a conductor section designed as a conductor section L1, L2. The integrated circuit IC itself is connected to its own power supply via a connection pin PIN2, PIN3, each with a conductor section designed as a conductor section L1, L2, the current flow of which can be measured with the integrated circuit IC, by soldering.

Sind die beiden Leiterabschnitte L1, L2 identisch mit den Versorgungsleitungen eines Schaltungsblockes SB, so ist der Potentialunterschied zwischen den beiden Leiterabschnitten L1, L2 identisch mit der Versorgungsspannung des Schaltbloc kes und es ist sogar möglich, den integrierten Schaltkreis IC mit derselben Versorgungsspannung zu betreiben, indem die Versorgungspins PIN2, PIN3 direkt auf die Leiterbahnen L1, L2 aufgelötet sind. Hierdurch ergibt sich eine besonders platz sparende und effiziente Meßanordnung zur Erfassung des Strom verbrauchs eines Schaltblockes SB. Beispielsweise mit einer Auswerteschaltung, die einen Schwellwertdetektor zur Kurz schlußerfassung umfaßt, kann zudem in einfacher Weise eine Schutzbeschaltung für den Schaltungsblock SB realisiert sein.Are the two conductor sections L1, L2 identical to the Supply lines of a circuit block SB, so is the Potential difference between the two conductor sections L1, L2 identical to the supply voltage of the switching block kes and it is even possible to use the integrated circuit IC to operate with the same supply voltage by the Supply pins PIN2, PIN3 directly on the conductor tracks L1, L2 are soldered on. This creates a particularly space saving and efficient measuring arrangement for the detection of the current consumption of a switch block SB. For example with a Evaluation circuit that a threshold detector for short final version includes, can also easily Protective circuit for the SB circuit block can be implemented.

Fig. 7 schließlich zeigt eine Auswerteschaltung, welche die ausgangsseitig an den Sensoren S1, S2 ableitbaren Meßwerte M1, M2 miteinander in einer Differenzbildung verknüpft. Hier zu ist ein Summierknoten SK vorgesehen, dem der erste Meßwert M1 unverändert und der zweite Meßwert M2 invertiert zugeführt wird. Der Ausgang des Summierknotens SK ist an den Eingang eines Fensterkomparators FK angeschlossen, der die am Ausgang des Summierknotens bereitgestellte Meßsignaldifferenz mit ei ner oberen und mit einer unteren Schwellwertgrenze MAX, MIN vergleicht. Beispielsweise beim Detektieren eines Kurzschlus ses kann mittels des Fensterkomparators FK ein entsprechendes Fehlersignal generiert werden.Finally, FIG. 7 shows an evaluation circuit which links the measured values M1, M2 which can be derived on the sensors S1, S2 on the output side to form a difference. A summing node SK is provided here, to which the first measured value M1 is supplied unchanged and the second measured value M2 is inverted. The output of the summing node SK is connected to the input of a window comparator FK, which compares the measurement signal difference provided at the output of the summing node with an upper and a lower threshold value limit MAX, MIN. For example, when a short circuit is detected, a corresponding error signal can be generated using the window comparator FK.

In einer verallgemeinerten Form der bisher beschriebenen Aus führungsbeispiele wäre es auch möglich, eine beliebige Line arkombination zweier Ströme I1, I2 zu messen, wobei ein er ster Strom I1 durch den Leiter L1 fließt, ein zweiter Strom I2 durch den Leiter L2 fließt und die Koeffizienten der Line arkombination durch die Empfindlichkeiten E1, E2 der beiden Sensoren S1, S2 gebildet werden, gemäß E1 × I1 + E2 × I2. In diesem Fall stehen die Ströme I1, I2 unter Umständen in kei nem ursächlichen Zusammenhang miteinander. Auch die Potentia le der Leiterabschnitte L1, L2 sind durch den Sensor selbst nicht näher bestimmt. Ein Vorteil einer derartigen Anordnung ist, daß beide Ströme I1, I2 miteinander verrechnet werden können, unabhängig von einem eventuell hohen und schlecht de finierten Potentialunterschied der stromführenden Leitertei le. Eine vollständige Kompensation homogener Hintergrundfel der wird allerdings nur für E1 = E2 erzielt.In a generalized form of the Aus described so far it would also be possible to use any line ar combination of two currents I1, I2, one being most current I1 flows through conductor L1, a second current I2 flows through conductor L2 and the coefficients of the line arkombination by the sensitivities E1, E2 of the two Sensors S1, S2 are formed, according to E1 × I1 + E2 × I2. In In this case, the currents I1, I2 may not be available causal relationship with each other. Potentia too le of the conductor sections L1, L2 are through the sensor itself not specified. An advantage of such an arrangement is that both currents I1, I2 are offset against each other can, regardless of a possibly high and poor de defined potential difference of the live conductor le. A complete compensation of homogeneous background fields however, this is only achieved for E1 = E2.

Alle beschriebenen Ausführungsbeispiele zur Strommessung sind unabhängig davon, ob es sich um Gleichstrom oder um Wechsel strom handelt, welcher zu erfassen ist. Sogar gemischte Varianten, beispielsweise Gleichstrom im Leiter L1 und Wechsel strom im Leiter L2 sind möglich.All of the described exemplary embodiments for current measurement are regardless of whether it is DC or AC electricity that is to be recorded. Even mixed versions, for example direct current in conductor L1 and alternating current in conductor L2 is possible.

Zur weiteren Verbesserung der Empfindlichkeit der Meßanord nung können hochpermeable Bleche, beispielsweise ein Mu- Metall-Blech, unterhalb der Leiterabschnitte, das heißt auf der dem Chip gegenüberliegenden Seite der Leiterabschnitte, angeordnet sein. Weiterhin kann zur Verbesserung der EMV(Elektromagnetische Verträglichkeit)-Festigkeit die Anord nung mit den Leiterabschnitten L1, L2 sowie dem integrierten Schaltkreis IC mit geerdeten, konduktiven Folien, beispiels weise Kupferfolie, umwickelt sein.To further improve the sensitivity of the measuring arrangement highly permeable sheets, for example a Metal sheet, below the conductor sections, that is the side of the conductor sections opposite the chip, be arranged. Can further improve EMC (Electromagnetic Compatibility) strength the arrangement with the conductor sections L1, L2 and the integrated Circuit IC with grounded, conductive foils, for example wise copper foil, to be wrapped.

Claims

1. Sensor arrangement for contactless current measurement, comprising

a first conductor section (L1) for carrying a current (I1) to be measured,
- A second conductor section (L2), which is arranged in the same direction of extension (z) as the first conductor section (L1) and spaced therefrom, for guiding the current to be measured (I1 ') in the opposite direction to the first conductor section (L1) .
- A first sensor (S1) for detecting a magnetic field component (Bx) caused by the current to be measured (I1, I1 ') parallel to the plane (x2) spanned by the conductor sections (L1, L2), which has a first measured value (M1 ) provides
- A second sensor (S2) for detecting a magnetic field component (Bx) caused by the current to be measured (I1, I1 ') parallel to the plane (x2) spanned by the conductor sections (L1, L2), which has a second measured value (M2 ) provides and
- An evaluation circuit (SK, FK), which is coupled to the first and second sensor (S1, S2) for transmitting the first and second measured value (M1, M2), and which is connected on the output side by linking the first and second measured value (M1, M2 ) Provides measured signal.

2. Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the sensors (S1, S2) in a common integrated Circuit (IC), in particular an Application Specific Inte grated circuit, are integrated.

3. Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the sensors (S1, S2) are Hall elements.

4. Sensor arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the sensors (S1, S2) are designed as vertical Hall elements are parallel to the detection of magnetic field components (Bx) a main surface of the integrated circuit (IC).

5. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conductor sections (L1, L2) each have a rectangular shape Have cross-section.

6. Sensor arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that the plane spanned by the conductor sections (L1, L2) parallel to a main surface (Lic) of the integrated scarf device (IC) is arranged and that one of the conductor section th (L1, L2) formed plane of symmetry (yz) also a sym level of measurement with regard to the arrangement of the sensors (S1, S2) in the integrated circuit (IC) is.

7. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that a U-shaped conductor loop is provided, the legs each include one of the two conductor sections (L1, L2).

8. Sensor arrangement according to one of claims 2 to 6, characterized in that the conductor sections (L1, L2) of conductor tracks on a pla tine are included on which the integrated circuit (IC) be is consolidated.

9. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the lateral extent of the cross section ( 2 a) of the two Lei terabschnitte (L1, L2) in the leveled by these ne (xz) is large compared to the sum of the Distance ( 2 d) between the conductor sections (L1, L2) and the distance (h) between the sensors (S1, S2) and the conductor sections (L1, L2).

10. Sensor arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the evaluation circuit (SK, FK) a difference generator (SK) includes, with a plus entrance, which with the first Sen sor (S1) is coupled, and with a minus input that with the second sensor (S2) is coupled, and with an output, connected to the input of a threshold detector (FK) and the measurement signal with a predefinable threshold value (MIN, MAX) compares.