CN103185827A - 电流传感器 - Google Patents

电流传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN103185827A
CN103185827A CN2012105670265A CN201210567026A CN103185827A CN 103185827 A CN103185827 A CN 103185827A CN 2012105670265 A CN2012105670265 A CN 2012105670265A CN 201210567026 A CN201210567026 A CN 201210567026A CN 103185827 A CN103185827 A CN 103185827A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conversion element
magnetoelectric conversion
sensitivity
electric current
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012105670265A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103185827B (zh
Inventor
田村学
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Green Devices Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Green Devices Co Ltd filed Critical Alps Green Devices Co Ltd
Publication of CN103185827A publication Critical patent/CN103185827A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103185827B publication Critical patent/CN103185827B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种电流传感器，其能够减少在设置于被测定电流路附近的邻近电流路中流通的电流产生的磁场的影响，从而正确地测定被测定电流路的电流值。其设置有：被测定电流路(11)；邻近电流路(21)，其设置于被测定电流路(11)的附近；第一磁电转换元件(12a)和第二磁电转换元件(12b)，具有与由被测定电流路(11)中流通的被测定电流产生的磁场的方向平行的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向；第三磁电转换元件(13a)和第四磁电转换元件(13b)，具有与由被测定电流产生的磁场的方向正交且不与由邻近电流产生的磁场的方向正交的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及排除干扰磁场的影响地对在导体内流通的电流进行测定的电流传感器。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车等的电动机驱动技术领域中，为了操作比较大的电流，谋求能够以非接触的方式测定上述大电流的电流传感器。此类电流传感器搭载于例如具有分别平行排列设置的三条电流路的三相电动机等上。在搭载于此类三相电动机上的电流传感器中，通过抑制由与被测定电流路邻接配置的邻近电流路中流通的邻近电流产生的磁场的影响，需要防止被测定电流的测定精度降低。
作为此类电流传感器，提出有对两个磁感元件的输出信号进行差动处理而排除干扰磁场的影响的电流传感器的方案。例如，在专利文献1的电流传感器中，在电流路的中央部形成贯通孔，将电流分支为第一电流路以及第二电流路两个电流路，在贯通孔设置干扰磁场检测用的第一霍尔元件，在第一电流路或第二电流路的外侧设置电流测定用(信号检测用)的第二霍尔元件。在该情况下，在设置于贯通孔的第一霍尔元件中，由于第一电流路和第二电流路的磁场抵消，因此第一霍尔元件输出与干扰磁场的强度对应的电信号。因此，通过对第一感磁元件的输出信号与第二感磁元件的输出信号进行差动处理，能够排除干扰磁场的影响，并且测定在电流路中流通的电流值。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：US6512359
发明要解决的问题
然而，在上述的电流传感器中，在向干扰磁场检测用的第一霍尔元件、电流测定用的第二霍尔元件施加不同方向的干扰磁场的情况下，不能正确地测定电流。特别是，在存在与被测定电流路邻接配置的邻近电流路的情况下，因邻近电流路的影响导致难以对被测定电流路的电流值健进行正确测定。并且，在被测定电流路中流通有较大的电流的情况下，虽然需要将电流路形成得较粗，但在电流路较粗的情况下，难以使电流路变形(分支为两条电流路)。
发明内容
本发明是鉴于上述点而完成的，其目的在于提供能够减少因在设置于被测定电流路附近的邻近电流路中流通的电流产生的磁场的影响，从而能够正确地测定被测定电流路的电流值的电流传感器。
用于解决问题的手段
本发明的电流传感器的特征在于，所述电流传感器具有：被测定电流路；邻近电流路，其设置于被测定电流路的附近；第一磁电转换元件和第二磁电转换元件，具有与由被测定电流路中流通的被测定电流产生的磁场的朝向平行的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向；第三磁电转换元件和第四磁电转换元件，具有与由被测定电流产生的磁场的朝向正交且不与由邻近电流产生的磁场的方向正交的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件与第二磁电转换元件以从邻近电流施加相同强度的磁场的方式设置，第三磁电转换元件与第四磁电转换元件以从邻近电流施加相同强度的磁场的方式设置。
本发明的电流传感器还具有基于第一磁电转换元件至第四磁电转换元件的输出信号进行运算处理的运算处理部，运算处理部对第一磁电转换元件和第二磁电转换元件的输出信号进行差动运算而计算出第一差量运算值，并对第三磁电转换元件和第四磁电转换元件的输出信号进行差动运算而计算出第二差量运算值，且使用第一差量运算值与第二差量运算值计算出被测定电流。
在本发明的电流传感器中，被测定电流路是具有矩形状的截面形状的平板，该平板具备相互平行的第一长边与第二长边，第一磁电转换元件和第三磁电转换元件设置于第一长边侧，第二磁电转换元件和第四磁电转换元件设置于第二长边侧。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件和第三磁电转换元件可以设置于第一长边的中央部，第二磁电转换元件和第四磁电转换元件可以设置于第二长边的中央部。
在本发明的电流传感器中，邻近电流路是具有矩形状的截面形状的平板，该平板具备相互平行的第三长边与第四长边，被测定电流路与邻近电流路设置于与第一长边至第四长边平行的同一平面上。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件与第三磁电转换元件接触，第二磁电转换元件与第四磁电转换元件接触。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件与第三磁电转换元件以在被测定电流的流通方向上错位的方式配置，第二磁电转换元件与第四磁电转换元件以在被测定电流的流通方向上错位的方式配置。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件至第四磁电转换元件具有相同的特性。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件至第四磁电转换元件具有与主灵敏度轴正交的方向上的灵敏度最高的副灵敏度轴，第一磁电转换元件的副灵敏度轴与第二磁电转换元件的副灵敏度轴的灵敏度方向为相同方向，第二磁电转换元件的副灵敏度轴与第四磁电转换元件的副灵敏度轴的灵敏度方向为相反方向。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件的副灵敏度轴和第二磁电转换元件的副灵敏度轴可以与第三磁电转换元件的主灵敏度轴和第四磁电转换元件的主灵敏度轴平行，第三磁电转换元件的副灵敏度轴和第四磁电转换元件的副灵敏度轴可以与第一磁电转换元件的主灵敏度轴和第二磁电转换元件的主灵敏度轴平行。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件至第四磁电转换元件的副灵敏度轴可以构成为与被测定电流路的流通方向平行。
在本发明的电流传感器中，第一磁电转换元件的主灵敏度轴与第二磁电转换元件的主灵敏度轴的灵敏度方向可以为相反方向，第一磁电转换元件与第二磁电转换元件可以具有相同的特性，第三磁电转换元件的主灵敏度轴与第四磁电转换元件的主灵敏度轴的灵敏度方向可以为相反方向，第三磁电转换元件与第四磁电转换元件可以具有相同的特性。
发明效果
根据本发明，能够提供一种电流传感器，该电流传感器能够减少在设置于被测定电流路的附近的邻近电流路中流通的电流产生的磁场的影响，从而正确地测定被测定电流路的电流值。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的电流传感器的剖面示意图的一例。
图2是实施方式1所涉及的电流传感器的框图的一例。
图3是实施方式1所涉及的电流传感器的剖面示意图的一例。
图4是实施方式1所涉及的电流传感器的俯视示意图的一例。
图5是对形成磁电转换元件的基板进行说明的示意图。
图6是实施方式2所涉及的电流传感器的剖面示意图的一例。
图7是实施方式2所涉及的电流传感器的剖面示意图的一例。
附图标记说明如下：
1电流传感器
2电流传感器
11被测定电流路
11a第一长边
11b第二长边
21邻近电流路
21a第三长边
21b第四长边
12a第一磁电转换元件
12b第二磁电转换元件
13a第三磁电转换元件
13b第四磁电转换元件
14运算处理部
15基板
具体实施方式
本申请的发明人着眼于如下情况，即，在通过对多个磁电转换元件的输出信号进行差动处理来排除干扰磁场的影响的电流传感器中，为了排除由在邻近电流路中流通的邻近电流产生的磁场的影响，考虑分开由被测定电流与邻近电流产生的磁场，需要设置与各个磁场的检测对应的磁电转换元件。而且，本申请的发明人发现如下情况而完成本发明，即，除了设置对由被测定电流产生的磁场进行检测的磁电转换元件之外，还设置对由邻近电流产生的磁场进行选择性检测的磁电转换元件，通过对上述多个磁电转换元件的灵敏度轴向进行控制，能够减少干扰磁场的影响而正确地测定被测定电流路的电流值。
本发明的电流传感器是通过计算多个磁电转换元件的输出信号(计算差量或和)来除去干扰磁场的影响的类型的电流传感器，设置对由被测定电流产生的磁场进行检测的信号检测用的一对磁电转换元件、对由邻近电流产生的磁场进行选择性检测的干扰磁场测定用的一对磁电转换元件，基于上述多个磁电转换元件的输出值来计算在被测定电流路中流通的电流值。更具体地说，信号检测用的一对磁电转换元件具有与由被测定电流产生的磁场的方向平行的主灵敏度轴，并且该磁场的方向分别朝相反方向施加，一对干扰磁场检测用的磁电转换元件具有与由被测定电流产生的磁场的朝向正交的主灵敏度轴，并且该磁场的方向分别朝相反方向施加。而且，通过使用信号检测用的磁电转换元件与干扰磁场检测用的磁电转换元件的输出信号进行运算处理，由此从信号检测用的磁电转换元件的输出信号除去干扰磁场的影响。以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1对本发明的电流传感器的一例进行说明。图1是本实施方式的电流传感器1的剖面示意图。此外，电流传感器的剖面示意图与从被测定电流流通的方向(Y方向)观察的情况相当。
如图1所示，电流传感器1具有：被测定电流路11；邻近电流路21，其设置成与被测定电流路11邻接；信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b，它们对由被测定电流产生的磁场进行测定；干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b，其对由邻近电流产生的磁场进行选择性地测定。
被测定电流路11、邻近电流路21是沿着任意的方向延伸的(在图1中，沿纸面近前-纵深方向(Y方向)延伸的)导电构件。虽然图1示出被测定电流路11、邻近电流路21的截面形状为矩形状的情况，但是并不局限于此，被测定电流路11、邻近电流路21的截面形状也可以是圆状、椭圆状、多边形状等其他形状。并且，被测定电流路11、邻近电流路21能够相互平行地设置。
信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b(以下，记作“第一磁电转换元件12a、第二磁电转换元件12b”)以主灵敏度轴与由被测定电流产生的磁场的方向平行的方式设置。并且，第一磁电转换元件12a、第二磁电转换元件12b以由被测定电流产生的磁场的方向朝相互相反方向施加的方式设置。此外，主灵敏度轴在磁电转换元件中指向灵敏度最高的方向。
干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b(以下，记作“第三磁电转换元件13a、第四磁电转换元件13b”)以主灵敏度轴与由被测定电流产生的磁场的方向正交且不与由邻近电流产生的磁场的方向正交的方式设置。并且，第三磁电转换元件13a、第四磁电转换元件13b以由被测定电流产生的磁场的方向朝相互相反方向施加的方式设置。换句话说，干扰磁场检测用的第三磁电转换元件13a、第四磁电转换元件13b以不对由被测定电流产生的磁场进行检测、而对由邻近电流路产生的磁场进行选择性检测的方式设置。
第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b只要是将磁强度转换为电压、电阻等电气变量的元件即可，能够应用GMR(Giant MagnetoResistance)元件、TMR(Tunnel Magneto Resistance)元件等磁阻效果元件、霍尔元件(具有磁聚焦板)等。
另外，如图1所示，在本实施方式中的电流传感器1中，由邻近电流产生的磁场的大小优选设置成以同等程度的大小对第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b施加。相同地，由邻近电流产生的磁场的大小优选设置成以同等程度的大小对第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b施加。例如，在图1中，在将连结被测定电流路11的中心与邻近电流路21的中心的线设为第一假想线、将连结第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b的线设为第二假想线、将连结第三磁电转换元件与第四磁电转换元件的线设为第三假想线的情况下，能够以第一假想线与第二假想线正交、且第一假想线与第三假想线正交的方式设置。
另外，电流传感器1具有运算处理部，该运算处理部基于信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b和干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b的输出来计算被测定电流值。图2是本实施方式的电流传感器1的框图。如图2所示，电流传感器1包括：多个磁电转换元件(第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b)；运算处理部14，其对来自该多个磁电转换元件的输出信号进行信号处理(计算电流值)。运算处理部14可以分别单独设置于被测定电流路11与邻近电流路21，也可以设置成共用。
运算处理部14对第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b的输出信号进行差动运算。相同地，对第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b的输出信号进行差动运算。在第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b的输出信号的差动运算的值中，不仅包含由被测定电流产生的磁场成分，还包含由邻近电流产生的干扰磁场的成分。另一方面，在第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b的输出信号的差动运算的值中，不包含由被测定电流产生的磁场成分，选择性地包含由邻近电流产生的干扰磁场的成分。因此，运算处理部14能够使用第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b的输出信号的差动运算的结果，从第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b的输出信号的差动运算的结果除去干扰磁场的成分。
例如，在将由被测定电流产生的磁场的强度设为A、将由邻近电流产生的磁场的强度设为B的情况下，由信号检测用的一对磁电转换元件和干扰磁场检测用的一对磁电转换元件检测的磁场的强度如下所述。
在考虑信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b中的差量的情况下，受到被测定电流影响而检测的磁场的差值HA1为HA1＝-A-(A)＝-2A。并且，受到邻近电流影响而检测的磁场的差值HB1为HB1＝-B’-(B’)＝-2B’(参照图3)。因此，由信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b检测的磁场的差量的合计值H1为H1＝-2A-2B’。H1包含由邻近电流产生的磁场的影响(-2B’)。此外，B’是指由邻近电流产生的磁场中的X方向的成分。
在考虑干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b中的差量的情况下，受到被测定电流影响而检测的磁场的差值HA2为HA2＝-0-0＝0。并且，受到邻近电流影响而检测的磁场的差值HB2为HB2＝-B”-(B”)＝-2B”(参照图3)。换句话说，由干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b检测的磁场的差量的合计值H2为H2＝-2B”，不包含由被测定电流产生的磁场，而仅形成由邻近电流产生的磁场(-2B”)。此外，B”是指由邻近电流产生的磁场中的Z方向的成分。
由此，运算处理部14根据信号检测用的一对磁电转换元件的输出信号的差量运算值、干扰磁场检测用的一对磁电转换元件的输出信号的差量运算值，通过进行运算处理，能够从信号检测用的磁电转换元件的输出信号排除由邻近电流产生的磁场的影响。例如，在将信号检测用的磁电转换元件的输出信号设为X、将干扰磁场检测用的磁电转换元件的输出信号设为Y的情况下，信号输出值能够由X-C·Y求出。在此，C是考虑了从邻近电流路向信号检测用的一对磁电转换元件的主灵敏度方向施加的磁场的大小、以及从邻近电流路向干扰磁场检测用的一对磁电转换元件的主灵敏度轴向施加的磁场的大小的修正值。
如此，在图1所示的电流传感器1中，通过使用干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b，信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b能够正确地测定受到由邻近电流等产生的干扰磁场的影响。因此，通过从信号检测用的第一磁电转换元件12a和第二磁电转换元件12b的输出信号除去干扰磁场的影响，能够正确地测定被测定电流。并且，由于信号检测用的磁电转换元件、以及干扰磁场测定用的磁电转换元件分别各设置两个(一对)而进行差量处理，因此也能够有效地除去地磁等平行的干扰磁场的影响。
如上所述，本实施方式的电流传感器1中的被测定电流路11的形状并没有特别地限定，被测定电流路11的形状优选为具有由相互平行的第一长边11a与第二长边11b形成的矩形状的截面形状的平板。在该情况下，将第一磁电转换元件12a和第三磁电转换元件13a设置于第一长边侧11a，将第二磁电转换元件12b和第四磁电转换元件13b设置于第二长边侧11b。如此，通过将被测定电流路11形成为平板，能够容易地使各磁电转换元件的灵敏度轴的方向与由被测定电流产生的磁场的方向平行或正交，从而提高被测定电流的测定精度。
另外，在如上所述将被测定电流路11形成为平板的情况下，优选将第一磁电转换元件12a和第三磁电转换元件13a设置于第一长边11a的中央部，将第二磁电转换元件12b和第四磁电转换元件13b设置于第二长边11b的中央部。在被测定电流路11的截面为矩形状的情况下，由于被测定电流路11的中央部的磁场与最长边平行，因此通过将各磁电转换元件设置于被测定电流路11的中央部，能够有效地提高测定精度。
另外，在电流传感器1中，优选将平板的被测定电流路11与邻近电流路21设置在相同平面上。例如，将邻近电流路21形成为具有由与被测定电流路11同样相互平行的第三长边21a与第四长边21b形成的矩形状的截面形状的平板，将被测定电流路11和邻近电流路21设置在与第一长边11a～第四长边21b平行的相同平面上。
如此，通过将被测定电流路11和邻近电流路21形成为平板且设置于相同平面上，能够容易地使各磁电转换元件的灵敏度轴的朝向与由被测定电流产生的磁场的方向平行或正交，并且构成为将由邻近电流产生的磁场均衡地施加于第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b(第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b)。其结果是，能够有效地提高被测定电流的测定精度。
另外，在电流传感器1中，优选设置为将第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a尽可能地靠近配置，将第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b尽可能地靠近配置。更优选地，使第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a接触，使第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b接触。通过使信号检测用的磁电转换元件与干扰磁场检测用的磁电转换元件相互接近，能够使向信号检测用的磁电转换元件与干扰磁场检测用的磁电转换元件施加的干扰磁场的影响近似，因此能够简化运算处理并提高被测定电流的测定精度。
此外，第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a之间的配置关系并没有特别地限定。例如，如图4所示，优选将第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a以在被测定电流的流通方向(Y方向)上错位的方式设置。相同地，对于第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b之间的位置关系也优选以在被测定电流的流通方向上错位的方式设置。图4是本实施方式的电流传感器1的俯视示意图。此外，第二磁电转换元件12b能够以隔着被测定电流路11而与第一磁电转换元件12a在Z方向上对称的方式设置，第四磁电转换元件13b能够以隔着被测定电流路11而与第三磁电转换元件13a在Z方向上对称的方式设置。
在该情况下，第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a(第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b)在被测定电流路11上排列设置。因此，能够使由邻近电流产生的磁场对第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a(第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b)的影响为同等程度的大小。
当然，并不局限于此，也可以将第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a在剖面示意图中的上下方向(参照图1)上配置，也可以沿着与被测定电流的方向正交的方向(X方向)的方式在被测定电流路11上排列配置。
另外，第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b只要是主灵敏度轴朝向上述方向配置即可，可以任意方式设置。例如，如图5所示，能够在相同的基板15上形成第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b。当然，并不局限于此，也可以将位于被测定电流路11的上侧的第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a形成于第一基板上，将位于被测定电流路11的下侧的第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b形成于与第一基板不同的第二基板上，从而配置各自的基板。
另外，优选将信号检测用的第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b设为具有相同的特性的磁电转换元件。相同地，优选将干扰磁场检测用的第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b设为具有相同的特性的磁电转换元件。由于信号检测用的第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b(干扰磁场检测用的第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b)成为差动处理的一组，由此通过设为相同特性而能够简化运算处理。
另外，第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a(第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b)也可以作为具有相同特性的磁电转换元件。特别是，在向第一磁电转换元件12a与第三磁电转换元件13a(第二磁电转换元件12b与第四磁电转换元件13b)施加同等程度的磁场的情况下，通过将磁电转换元件的特性设为相同而能够简化运算处理。
(实施方式2)
在磁电转换元件之中，有时在与灵敏度最高的主灵敏度轴正交的方向上也具有对检测灵敏度产生影响的轴(灵敏度影响轴)。作为灵敏度影响轴，具有与主灵敏度轴正交的方向中的灵敏度最高的方向(副灵敏度轴)、为了使灵敏度变化而向与主灵敏度轴正交的方向外加的磁场的外加方向(灵敏度变化轴)。例如，在使用GMR元件作为磁电转换元件的情况下，副灵敏度轴的灵敏度有时也达到主灵敏度轴的灵敏度的数十％左右。因此，在电流传感器中，在使用在与主灵敏度轴正交的方向上具有副灵敏度轴等的磁电转换元件的情况下，优选也考虑副灵敏度轴的方向来决定多个磁电转换元件的配置关系。
在本实施方式中，参照图6对作为本发明的电流传感器的一例的除了具有主灵敏度轴还具有副灵敏度轴的电流传感器进行说明。图6是示出本实施方式的电流传感器2的剖面示意图。
图6所示的电流传感器2具有：被测定电流路11；邻近电流路21；信号检测用的一对磁电转换元件12a、12b，其对由被测定电流产生的磁场进行测定；干扰磁场检测用的一对磁电转换元件13a、13b，其对由邻近电流等产生的干扰磁场进行选择性地测定。
与实施方式1相同，第一磁电转换元件12a、第二磁电转换元件12b具有与由被测定电流产生的磁场的方向平行的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向朝相互相反方向施加。并且，第三磁电转换元件13a、第四磁电转换元件13b具有与由被测定电流产生的磁场的朝向正交且不与由邻近电流产生的磁场的朝向正交的主灵敏度轴，并且设置成由被测定电流产生的磁场的方向朝相互相反方向施加。
另外，在本实施方式的电流传感器2中，第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b具有副灵敏度轴。在该情况下，优选使第一磁电转换元件12a的副灵敏度轴与第二磁电转换元件12b的副灵敏度轴的灵敏度方向平行且形成为相同方向，使第三磁电转换元件13a的副灵敏度轴与第四磁电转换元件13b的副灵敏度轴的灵敏度方向平行且形成为相反方向。由此，能够利用差动处理来消除副灵敏度轴的影响。
另外，优选使第一磁电转换元件12a的副灵敏度轴和第二磁电转换元件12b的副灵敏度轴与第三磁电转换元件13a的主灵敏度轴和第四磁电转换元件13b的主灵敏度轴平行，使第三磁电转换元件13a的副灵敏度轴和第四磁电转换元件13b的副灵敏度轴与第一磁电转换元件12a的主灵敏度轴和第二磁电转换元件12b的主灵敏度轴平行。
另外，优选使第一磁电转换元件12a～第四磁电转换元件13b的副灵敏度轴与被测定电流路11的流通方向(Y方向)平行(参照图7)。由此，由于磁电转换元件的副灵敏度轴能够构成为不受在被测定电流路11和邻近电流路21流通的电流产生的磁场的影响，因此能够提高测定精度。
另外，能够将第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b的主灵敏度轴的灵敏度方向设为相反方向，并且第一磁电转换元件12a与第二磁电转换元件12b为具有相同的特性的磁电转换元件，相同地，将第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b的主灵敏度轴的灵敏度方向设为相反方向，并且第三磁电转换元件13a与第四磁电转换元件13b为具有相同的特性的磁电转换元件。由此，能够简化运算处理并提高测定精度。并且，能够使用相同结构的磁电转换元件，通过使配置的方向变化而作为多个磁电转换元件而应用。
如此，除了考虑主灵敏度轴的灵敏度方向还考虑副灵敏度轴的灵敏度方向而配置磁电转换元件，由此即使在磁电转换元件具有副灵敏度轴的情况下，也能够提高被测定电流的测定精度。
此外，本发明并不局限于上述实施方式，能够进行各种变更而加以实施。例如，上述实施方式1、2能够适当地组合而加以实施。并且，上述实施方式中的各构成要素的配置、大小等能够进行适当变更而加以实施。此外，本发明能够在不脱离本发明的范围的前提下进行适当地变更而加以实施。
工业上的可利用性
本发明的电流传感器能够用于测定例如电动汽车、混合动力汽车的电动机驱动用的电流的大小。

Claims (13)

1.一种电流传感器，其特征在于，
具有：
被测定电流路；
邻近电流路，其设置于所述被测定电流路的附近；
第一磁电转换元件和第二磁电转换元件，具有与由所述被测定电流路中流通的被测定电流产生的磁场的朝向平行的主灵敏度轴，并且设置成由所述被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向；
第三磁电转换元件和第四磁电转换元件，具有与由所述被测定电流产生的磁场的朝向正交且不与由所述邻近电流产生的磁场的方向正交的主灵敏度轴，并且设置成由所述被测定电流产生的磁场的方向互为相反方向。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件与所述第二磁电转换元件以从所述邻近电流施加相同强度的磁场的方式设置，所述第三磁电转换元件与所述第四磁电转换元件以从所述邻近电流施加相同强度的磁场的方式设置。
3.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具有基于所述第一磁电转换元件至所述第四磁电转换元件的输出信号进行运算处理的运算处理部，
所述运算处理部对所述第一磁电转换元件和所述第二磁电转换元件的输出信号进行差动运算而计算出第一差量运算值，并对所述第三磁电转换元件和所述第四磁电转换元件的输出信号进行差动运算而计算出第二差量运算值，且使用所述第一差量运算值与所述第二差量运算值计算出所述被测定电流。
4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述被测定电流路是具有矩形状的截面形状的平板，该平板具备相互平行的第一长边与第二长边，
所述第一磁电转换元件和所述第三磁电转换元件设置于所述第一长边侧，所述第二磁电转换元件和所述第四磁电转换元件设置于所述第二长边侧。
5.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件和所述第三磁电转换元件设置于所述第一长边的中央部，所述第二磁电转换元件和所述第四磁电转换元件设置于所述第二长边的中央部。
6.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述邻近电流路是具有矩形状的截面形状的平板，该平板具备相互平行的第三长边与第四长边，
所述被测定电流路与所述邻近电流路设置在与所述第一长边至所述第四长边平行的同一平面上。
7.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件与所述第三磁电转换元件接触，所述第二磁电转换元件与所述第四磁电转换元件接触。
8.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件与所述第三磁电转换元件以在被测定电流的流通方向上错位的方式配置，所述第二磁电转换元件与所述第四磁电转换元件以在被测定电流的流通方向上错位的方式配置。
9.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件至所述第四磁电转换元件具有相同的特性。
10.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件至所述第四磁电转换元件具有与主灵敏度轴正交的方向上的灵敏度最高的副灵敏度轴，
所述第一磁电转换元件的副灵敏度轴与所述第二磁电转换元件的副灵敏度轴的灵敏度方向为相同方向，所述第二磁电转换元件的副灵敏度轴与所述第四磁电转换元件的副灵敏度轴的灵敏度方向为相反方向。
11.根据权利要求10所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件的副灵敏度轴和所述第二磁电转换元件的副灵敏度轴与所述第三磁电转换元件的主灵敏度轴和所述第四磁电转换元件的主灵敏度轴平行，
所述第三磁电转换元件的副灵敏度轴和所述第四磁电转换元件的副灵敏度轴与所述第一磁电转换元件的主灵敏度轴和所述第二磁电转换元件的主灵敏度轴平行。
12.根据权利要求10所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件至所述第四磁电转换元件的副灵敏度轴与所述被测定电流路的流通方向平行。
13.根据权利要求10所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一磁电转换元件的主灵敏度轴与所述第二磁电转换元件的主灵敏度轴的灵敏度方向为相反方向，
所述第一磁电转换元件与所述第二磁电转换元件具有相同的特性，
所述第三磁电转换元件的主灵敏度轴与所述第四磁电转换元件的主灵敏度轴的灵敏度方向为相反方向，
所述第三磁电转换元件与所述第四磁电转换元件具有相同的特性。
CN201210567026.5A 2011-12-27 2012-12-24 电流传感器 Active CN103185827B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-286035 2011-12-27
JP2011286035A JP5648246B2 (ja) 2011-12-27 2011-12-27 電流センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103185827A true CN103185827A (zh) 2013-07-03
CN103185827B CN103185827B (zh) 2015-07-29

Family

ID=48653877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210567026.5A Active CN103185827B (zh) 2011-12-27 2012-12-24 电流传感器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8847588B2 (zh)
JP (1) JP5648246B2 (zh)
CN (1) CN103185827B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110470881A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 赛米控电子股份有限公司 用于电流测量的电路装置和具有它的功率半导体组件
CN111999543A (zh) * 2020-07-21 2020-11-27 云南电网有限责任公司临沧供电局 一种适用于平行三相线故障选线的磁感式电流计算方法
CN113544528A (zh) * 2019-03-13 2021-10-22 日本电产理德股份有限公司 检测值修正系统、系数计算方法以及检测值修正方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103415776B (zh) * 2011-03-02 2015-06-03 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
US20150008911A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Alan Majer Apparatus for sensing current from electrical appliances
WO2015033541A1 (ja) * 2013-09-05 2015-03-12 旭化成エレクトロニクス株式会社 電流センサ
WO2015133621A1 (ja) * 2014-03-07 2015-09-11 日立金属株式会社 電流量検出器
US9810722B2 (en) 2015-09-23 2017-11-07 Faraday & Future Inc. Dual gap current sensor for multi phase conduction system
US20170184635A1 (en) * 2015-12-28 2017-06-29 Everspin Technologies, Inc. Sensing apparatus for sensing current through a conductor and methods therefor
DE112017001954T5 (de) * 2016-05-16 2019-01-03 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Stromdetektionsvorrichtung und damit ausgestattete Leistungsumsetzungsvorrichtung
JP2018004269A (ja) * 2016-06-27 2018-01-11 アイシン精機株式会社 電流センサ
US10649010B2 (en) 2016-12-20 2020-05-12 Infineon Technologies Ag Current sensing
US10788517B2 (en) 2017-11-14 2020-09-29 Analog Devices Global Unlimited Company Current measuring apparatus and methods
US10712369B2 (en) 2018-03-23 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimted Company Current measurement using magnetic sensors and contour intervals
US10955493B2 (en) 2018-05-02 2021-03-23 Analog Devices Global Unlimited Company Magnetic sensor systems
US11047928B2 (en) * 2019-07-15 2021-06-29 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for frequency effect compensation in magnetic field current sensors
DE102019124396B4 (de) * 2019-09-11 2021-05-20 Infineon Technologies Ag Stromsensor und verfahren zum erfassen einer stärke eines elektrischen stroms
DE102019009240A1 (de) 2019-09-11 2022-03-31 Infineon Technologies Ag Stromsensor und verfahren zum erfassen einer stärke eines elektrischen stroms
DE102021131638B4 (de) 2021-12-01 2023-06-29 Infineon Technologies Ag Sensorvorrichtungen, zugehörige Herstellungsverfahren und Verfahren zum Bestimmen eines Messstroms

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001066327A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Yazaki Corp 電流センサ
JP2001074782A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器及びこれを用いた電気接続箱
US20090121704A1 (en) * 2005-02-23 2009-05-14 Koji Shibahara Current Measuring Apparatus
JP2009162499A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Alps Electric Co Ltd 磁気センサ
JP2010286415A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサユニット
JP2011080970A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Kohshin Electric Corp 多相電流の検出装置
WO2011118184A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 キヤノン電子株式会社 電流から発生する磁界を検知して電流量を推定する方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19914772A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-12 Aeg Niederspannungstech Gmbh Strommeßaufnehmer
US7719258B2 (en) * 2008-10-13 2010-05-18 National Taiwan University Of Science And Technology Method and apparatus for current measurement using hall sensors without iron cores

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001066327A (ja) * 1999-08-25 2001-03-16 Yazaki Corp 電流センサ
JP2001074782A (ja) * 1999-09-07 2001-03-23 Yazaki Corp 電流検出器及びこれを用いた電気接続箱
US20090121704A1 (en) * 2005-02-23 2009-05-14 Koji Shibahara Current Measuring Apparatus
JP2009162499A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Alps Electric Co Ltd 磁気センサ
JP2010286415A (ja) * 2009-06-12 2010-12-24 Alps Green Devices Co Ltd 電流センサユニット
JP2011080970A (ja) * 2009-10-02 2011-04-21 Kohshin Electric Corp 多相電流の検出装置
WO2011118184A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 キヤノン電子株式会社 電流から発生する磁界を検知して電流量を推定する方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110470881A (zh) * 2018-05-09 2019-11-19 赛米控电子股份有限公司 用于电流测量的电路装置和具有它的功率半导体组件
CN113544528A (zh) * 2019-03-13 2021-10-22 日本电产理德股份有限公司 检测值修正系统、系数计算方法以及检测值修正方法
CN111999543A (zh) * 2020-07-21 2020-11-27 云南电网有限责任公司临沧供电局 一种适用于平行三相线故障选线的磁感式电流计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130162245A1 (en) 2013-06-27
JP5648246B2 (ja) 2015-01-07
US8847588B2 (en) 2014-09-30
JP2013134202A (ja) 2013-07-08
CN103185827B (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103185827A (zh) 电流传感器
WO2013005459A1 (ja) 電流センサ
US9063185B2 (en) Current sensor
JP7434287B2 (ja) 複数の感度範囲を有する電流センサ
JP5531215B2 (ja) 電流センサ
JP5728719B2 (ja) 電流センサ
US9400315B2 (en) Current sensor
JP5843079B2 (ja) 磁気センサおよび磁気センサシステム
US9933462B2 (en) Current sensor and current measuring device
CN103185828A (zh) 电流传感器
JP6427588B2 (ja) 磁気センサ
CN102565726A (zh) 杂散场传感器电路及方法
JP2013170878A (ja) 電流センサ
WO2013038867A1 (ja) 電流センサ
WO2012046547A1 (ja) 電流センサ
JP2015190781A (ja) 基板
JP5487403B2 (ja) 電流センサ
JP2015169460A (ja) 磁気センサおよび電流センサ
JP5504483B2 (ja) 電流センサ
JP2014066623A (ja) 電流センサ
JP2013142569A (ja) 電流センサ
JP2013142604A (ja) 電流センサ
US20240248155A1 (en) Dual channel magnetic field sensor
KR20130036393A (ko) 지구자기장 센서를 이용한 감지장치
JP7243747B2 (ja) 電流センサおよびそれを備えた電気制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20161209

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Alps Electric Co., Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: ALPS Green Devices Co., Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Alpine Alpine Company

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Patentee before: Alps Electric Co., Ltd.