CN107430155A - 电流传感器 - Google Patents

Abstract

电流传感器具备：流过测量对象的电流的一次导体(110)、分别检测由一次导体(110)中流过的上述电流所产生的磁场的强度的第1磁传感器以及第2磁传感器(120b)。上述电流被分流为2个流路，在一次导体(110)的长度方向上流过一次导体(110)。一次导体(110)包含：拱形部(111)，弯曲为在一次导体(110)的厚度方向的一方突出并在上述长度方向上延伸，构成2个流路之中的一个流路。第1磁传感器被配置在拱形部(111)的内侧，位于一次导体(110)的背面侧。第2磁传感器(120b)位于构成2个流路之中的另一个流路的部分的一次导体(110)的表面侧。

Description

电流传感器

技术领域

本发明涉及电流传感器，特别涉及对根据被测量电流而产生的磁场进行测量由此来检测被测量电流的值的电流传感器。

背景技术

作为公开了电流传感器的构成的在先文献，有JP特开2008-111748号公报(专利文献1)、JP特开2008-216230号公报(专利文献2)以及JP特开2007-78418号公报(专利文献3)。

专利文献1所记载的电流传感器具备：磁检测元件，配置在母线的各被检测部间；绝缘模制部，对该磁检测元件进行模制的同时嵌合于各被检测部间；以及屏蔽部，由在绝缘模制部中的成为母线的两侧部位的两侧面与母线非接触地一体形成的磁性体构成。

专利文献2所记载的电流传感器具备：电流检测器件，在由配置于设置基板上的4个磁阻效应元件相对于设置基板的中心线所划分出的一个区域构成第1半桥电路，并且在另一个区域构成第2半桥电路；以及一次导体，具有至少1个缝隙部，包含上述缝隙部的部分形成U字型形状，上述电流检测器件配置在上述缝隙部、形成U字型形状的上述一次导体的上部、以及形成U字型形状的上述一次导体的下部的3个位置之中的至少1个位置。

在专利文献3所记载的电流传感器中，集成芯片以被母线所构成的平行的2根线夹着的状态配置。集成芯片被配置至在2根线之间设置的阶梯空间，使得线位于表面侧、或者线位于背面侧。由于搭载于集成芯片的纵型霍尔元件，分别检测因2根线中电流(各线都是同一个方向的电流)流过而产生的相反方向的磁向量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-111748号公报

专利文献2：JP特开2008-216230号公报

专利文献3：JP特开2007-78418号公报

发明内容

-发明要解决的课题-

在专利文献1所记载的电流传感器中，没有考虑具备多个磁检测元件的构成。

在专利文献2所记载的电流传感器中，由于通过降低磁检测元件所检测的磁通密度使得电流传感器的测量范围变宽，因此电流传感器的灵敏度较低。

在专利文献3所记载的电流传感器中，在平行的2根线之间所设置的阶梯空间，配置有搭载了磁检测元件的集成芯片。在2根线间的中心附近，各个线的周围所产生的磁场相抵消。因此，在磁检测元件被配置在2根线间的中心附近的情况下，磁检测元件所检测的磁通密度降低从而电流传感器的灵敏度变低。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高灵敏度的同时降低外部磁场所带来的影响的电流传感器。

-解决课题的手段-

基于本发明的电流传感器具备：一次导体，流过测量对象的电流；和第1磁传感器以及第2磁传感器，分别检测由一次导体中流过的上述电流所产生的磁场的强度。上述电流被分流为2个流路，在一次导体的长度方向上流过一次导体。一次导体包含：拱形部，弯曲为在一次导体的厚度方向的一方突出并在上述长度方向上延伸，构成2个流路之中的一个流路。第1磁传感器以及第2磁传感器在一次导体的宽度方向上排列配置。第1磁传感器被配置在拱形部的内侧，位于一次导体的背面侧。第2磁传感器位于构成2个流路之中的另一个流路的部分的一次导体的表面侧。第1磁传感器以及第2磁传感器分别检测上述宽度方向的磁场。

在本发明的一方式中，还具备：计算部，对第1磁传感器的检测值和第2磁传感器的检测值进行运算，来计算上述电流的值。关于由一次导体中流过的上述电流所产生的磁场的强度，第1磁传感器的检测值的相位与第2磁传感器的检测值的相位为反相。计算部是减法器或者差动放大器。

在本发明的一方式中，还具备：计算部，通过对第1磁传感器的检测值和第2磁传感器的检测值进行运算，来计算上述电流的值。关于由一次导体中流过的上述电流所产生的磁场的强度，第1磁传感器的检测值的相位与第2磁传感器的检测值的相位为同相。计算部是加法器或者加法放大器。

在本发明的一方式中，一次导体还包括：反拱形部，弯曲为在上述厚度方向的另一方突出并在上述长度方向上延伸，构成上述另一个流路。反拱形部在上述宽度方向上与上述拱形部排列。第2磁传感器被配置在反拱形部的内侧，位于一次导体的上述表面侧。

在本发明的一方式中，拱形部与反拱形部彼此具有同一形状。

在本发明的一方式中，在一次导体设有在上述长度方向上延伸的缝隙。缝隙在上述宽度方向上与拱形部相邻，从上述厚度方向观察，位于第1磁传感器与第2磁传感器之间。

在本发明的一方式中，从上述厚度方向观察，在上述宽度方向上，缝隙位于第1磁传感器与第2磁传感器的中间。

在本发明的一方式中，缝隙在上述宽度方向上位于一次导体的中央。

在本发明的一方式中，第1磁传感器以及第2磁传感器被安装在一个基板。

在本发明的一方式中，第1磁传感器以及第2磁传感器各自具有朝向上述宽度方向的检测轴以及与该检测轴正交的灵敏度变化轴。第1磁传感器以及第2磁传感器各自被施加沿着灵敏度变化轴的方向的磁场时输出灵敏度发生变化。第1磁传感器以及第2磁传感器各自被配置为灵敏度变化轴沿着上述长度方向。

在本发明的一方式中，电流传感器还具备收容第1磁传感器以及第2磁传感器的壳体。壳体与拱形部的内侧的面的至少一部分相接。

在本发明的一方式中，拱形部包含在上述长度方向上延伸的延伸部。壳体与延伸部的背面的至少一部分相接。

在本发明的一方式中，电流传感器还具备收容第1磁传感器以及第2磁传感器的壳体。壳体与拱形部的内侧的面的至少一部分、以及反拱形部的内侧的面的至少一部分分别相接。

在本发明的一方式中，拱形部以及反拱形部各自包含在上述长度方向上延伸的延伸部。壳体与拱形部的延伸部的背面的至少一部分、以及反拱形部的延伸部的表面的至少一部分分别相接。

-发明效果-

根据本发明，能够提高电流传感器的灵敏度的同时降低由外部磁场所带来的影响。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器具备的第1磁传感器以及第2磁传感器的外观的立体图。

图4是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的IV-IV线箭头方向观察到的图。

图5是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的V-V线箭头方向观察到的图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。

图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图8是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。

图9是表示进行了仿真的解析模型的图。

图10是表示仿真解析的结果的曲线。

图11是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器的外观的立体图。

图12是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。

图13是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的构成的分解立体图。

图14是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的壳体的外观的立体图。

图15是表示本发明的实施方式3的变形例所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的各实施方式所涉及的电流传感器。在以下的实施方式的说明中，对于图中的相同或者相当的部分付与同一符号，不进行其重复说明。

(实施方式1)

图1表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的外观的立体图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器具备的第1磁传感器以及第2磁传感器的外观的立体图。图4是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的IV-IV线箭头方向观察到的图。图5是本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的剖视图，是从图1的V-V线箭头方向观察到的图。图6是表示本发明的实施方式1所涉及的电流传感器的电路构成的电路图。在图1、2、4、5中，将后述的一次导体110的宽度方向设为X轴方向，将一次导体110的长度方向设为Y轴方向，将一次导体110的厚度方向设为Z轴方向来进行图示。

如图1～6所示，本发明的实施方式1所涉及的电流传感器100具备：一次导体110，流过测量对象的电流；和第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b，分别检测由流过一次导体110的测量对象的电流所产生的磁场的强度。测量对象的电流如后述那样被分流为2个流路，在一次导体110中如箭头1所示那样在一次导体110的长度方向(Y轴方向)上流过。

一次导体110包含：拱形部111，弯曲为在一次导体110的厚度方向(Z轴方向)的一方突出并在长度方向(Y轴方向)上延伸，构成2个流路之中的一个流路。2个流路之中的另一个流路由在一次导体110的宽度方向(X轴方向)上与拱形部111相邻的平坦部115构成。在拱形部111与平坦部115之间，形成有向拱形部111的内侧导通的开口部111h。

如图2所示，在本实施方式中，拱形部111由彼此空出间隔并与导体110的表面正交地突出的第1突出部112以及第2突出部113、以及在一次导体110的长度方向(Y轴方向)上延伸并将第1突出部112和第2突出部113连结的延伸部114构成。不过，拱形部111的形状并不限于此，例如，也可以从一次导体110的宽度方向(X轴方向)观察而具有C字状或者半圆状的形状。

在本实施方式中，一次导体110由铜构成。不过，一次导体110的材料并不限于此，也可以是银、铝或铁等的金属、或者包含这些金属的合金。

一次导体110也可以被实施表面处理。例如，可以在一次导体110的表面设置由镍、锡、银或铜等的金属、或者包含这些金属的合金构成的至少一层的镀覆层。

在本实施方式中，通过铸造来形成一次导体110。不过，一次导体110的形成方法并不限于此，也可以通过切削加工或者冲压加工等来形成一次导体110。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b在一次导体110的宽度方向(X轴方向)上被排列配置。如图3所示，在本实施方式中，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别被安装在1个基板130。第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别与放大器以及无源元件等电子部件一起被安装在基板130。另外，在图1、3、4、5中，没有图示放大器以及无源元件。不过，放大器以及无源元件也可以安装在与分别安装第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130不同的基板。

基板130是印刷布线板，由玻璃环氧树脂或者氧化铝等的基材、以及在基材的表面上所设置的铜等金属箔被图案化而形成的布线构成。

安装有第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130的一部分被插入开口部111h。基板130的剩余部分被载置于平坦部115上。由此，第1磁传感器120a被配置在拱形部111的内侧，位于延伸部114的背面侧。第2磁传感器120b位于平坦部115的表面侧。

在本实施方式中，基板130被配置成基板130的安装面与平坦部115的表面平行，但基板130也可以配置成基板130的安装面与平坦部115的表面垂直。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别检测一次导体110的宽度方向(X轴方向)的磁场。具体而言，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别具有朝向一次导体110的宽度方向(X轴方向)的检测轴2。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别具有如下的奇函数输入输出特性，在检测到朝向检测轴2的一个方向的磁场的情况下以正值输出，并且在检测到朝向与检测轴2的一个方向相反方向的磁场的情况下以负值输出。

如图6所示，在本实施方式所涉及的电流传感器100中，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自具有由4个AMR(Anisotropic Magneto Resistance：各向异性磁阻)元件构成的惠斯通电桥型的桥电路。另外，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自也可以取代AMR元件而具有GMR(Giant Magneto Resistance：巨磁阻)、TMR(Tunnel MagnetoResistance：隧道磁阻)、BMR(Balistic Magneto Resistance：弹道磁阻)、CMR(ColossalMagneto Resistance：庞磁阻)等磁阻元件。

此外，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自也可以具有由2个磁阻元件构成的半桥电路。除此之外，作为第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b，也能使用具有霍尔元件的磁传感器、具有利用磁阻抗效应的MI(Magneto Impedance：磁阻抗)元件的磁传感器、或者磁通闸门型磁传感器等。磁阻元件以及霍尔元件等的磁元件可以被树脂封装，或者也可以利用硅酮树脂或者环氧树脂等进行灌封(potting)。

在多个磁元件被封装的情况下，既可以多个磁元件被封装为一个，也可以多个磁元件各自分别被封装。此外，也可以在多个磁元件与电子部件被集成的状态下，被封装为一个。

在本实施方式中，AMR元件包含螺旋条纹(barber pole)型电极，从而具有奇函数输输入输出特性。具体而言，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自的磁阻元件包含螺旋条纹型电极，由此被偏置为在相对于磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向形成规定角度的方向流过电流。

磁阻膜的磁化方向根据磁阻膜的形状各向异性通过对AMR元件施加偏置磁场来决定。另外，作为对AMR元件施加偏置磁场的方法，并不限于使用磁阻膜的形状各向异性的方法，也可以采用在构成AMR元件的磁阻膜的附近配置永磁体的方法、或者在构成AMR元件的磁阻膜设置交换耦合的方法等。

第1磁传感器120a的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向与第2磁传感器120b的磁阻元件中的磁阻膜的磁化方向为同一个方向。由此，能够减小因外部磁场的影响所引起的输出精度的降低。

如图3所示，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自具有与检测轴2正交的灵敏度变化轴3。如图3、5所示，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b分别被配置为灵敏度变化轴3沿着一次导体110的长度方向(Y轴方向)。也就是说，灵敏度变化轴3朝向一次导体110的长度方向(Y轴方向)。

第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自在被施加沿着灵敏度变化轴3的方向的磁场时输出灵敏度发生变化。具体而言，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自在沿着灵敏度变化轴3的方向上被施加与偏置磁场的施加方向相反的朝向的磁场时输出灵敏度变高，并且在沿着灵敏度变化轴3的方向上被施加与偏置磁场的施加方向相同的朝向的磁场时输出灵敏度变低。另外，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自在仅被施加沿着灵敏度变化轴3的方向的磁场时，输出为0。

如图6所示，电流传感器100还具备：计算部190，其通过对第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值进行运算，来计算流过一次导体110的测量对象的电流的值。在本实施方式中，计算部190是差动放大器。不过，计算部190也可以是减法器。

如图4所示，一次导体110中流过的测量对象的电流被分为通过拱形部111的流路和通过平坦部115的流路的这2个流路而流过。通过在一次导体110中分为2个流路而流过电流，根据所谓的右手螺旋法则，产生围绕各流路的磁场。

如图4、5所示，由于第1磁传感器120a被配置在拱形部111的内侧，因此第1磁传感器120a被施加围绕第1突出部112的磁场112e、围绕第2突出部113的磁场113e、和围绕延伸部114的磁场114e。由此，第1磁传感器120a的磁阻元件被施加的磁场变强，因此第1磁传感器120a针对流过一次导体110的测量电流的灵敏度变高。第2磁传感器120b被施加围绕平坦部115的磁场115e。

在延伸部114的背面侧的位置和平坦部115的表面侧的位置，X轴方向的磁通的朝向彼此为反向。也就是说，由于作用于第1磁传感器120a的磁通的朝向与作用于第2磁传感器120b的磁通的朝向相反，因此关于由一次导体110中流动的测量对象的电流所产生的磁场的强度，第1磁传感器120a的检测值的相位与第2磁传感器120b的检测值的相位是反相。由此，若将第1磁传感器120a检测出的磁场的强度设为正值，则第2磁传感器120b检测出的磁场的强度为负值。

由计算部190对第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值进行运算。具体而言，计算部190从第1磁传感器120a的检测值中减去第2磁传感器120b的检测值。根据该结果，计算出一次导体110中流过的测量对象的电流的值。

在本实施方式所涉及的电流传感器100中，由于安装有第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130的一部分被插入开口部111h，因此外部磁场源在物理上无法位于第1磁传感器120a与第2磁传感器120b之间。

因此，从外部磁场源施加于第1磁传感器120a的磁场之中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向、与从外部磁场源施加于第2磁传感器120b的磁场之中的检测轴的方向上的磁场分量的朝向为相同朝向。由此，在将第1磁传感器120a检测出的外部磁场的强度设为正值时，第2磁传感器120b检测出的外部磁场的强度也为正值。

其结果，计算部190通过从第1磁传感器120a的检测值中减去第2磁传感器120b的检测值，来自外部磁场源的磁场几乎没有被检测到。也就是说，外部磁场的影响被降低。

作为本实施方式的变形例，在第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b中，也可以将检测值为正的检测轴的方向设为彼此反向(相差180°)。该情况下，若将第1磁传感器120a检测的外部磁场的强度设为正值，则第2磁传感器120b检测的外部磁场的强度为负值。

另一方面，对于由一次导体110中流过的测量对象的电流所产生的磁场的强度，第1磁传感器120a的检测值的相位与第2磁传感器120b的检测值的相位为同相。

在本变形例中，作为计算部190，取代差动放大器而使用加法器或者加法放大器。对于外部磁场的强度，由加法器或者加法放大器对第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值进行相加，由此第1磁传感器120a的检测值的绝对值与第2磁传感器120b的检测值的绝对值进行减法运算。由此，来自外部磁场源的磁场几乎没有被检测到。也就是说，外部磁场的影响被降低。

另一方面，对于由一次导体110中流动的电流所产生的磁场的强度，由加法器或者加法放大器对第1磁传感器120a的检测值和第2磁传感器120b的检测值进行相加运算，由此计算出一次导体110中流动的测量对象的电流的值。

这样，可以使第1磁传感器120a和第2磁传感器120b的输入输出特性为彼此相反的极性，并且取代差动放大器而将加法器或者加法放大器用作计算部。

如上述，本实施方式所涉及的电流传感器100通过提高第1磁传感器120a针对一次导体110中流动的测量电流的灵敏度从而能够提高电流传感器100的灵敏度，同时能够降低外部磁场的影响。

此外，在电流传感器100中，安装有第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130的一部分被插入开口部111h，基板130的剩余部分被载置于平坦部115上，由此能够实现电流传感器100的低矮化、集成化以及小型化。

再有，本实施方式所涉及的电流传感器100具有在1个一次导体110组装了安装有第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b的基板130的构造，因此电流传感器100的组装容易，此外，与使用2个一次导体的情况相比，能够削减部件数量从而实现低成本化。

(实施方式2)

以下，说明本发明的实施方式2所涉及的电流传感器。另外，实施方式2所涉及的电流传感器200与实施方式1所涉及的电流传感器100的不同仅在于，在一次导体设有缝隙这一点，因此对于与实施方式1所涉及的电流传感器100同样的构成付与相同的参照符号而不进行其重复说明。

图7是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器的外观的立体图。图8是表示本发明的实施方式2所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。

如图7、8所示，本发明的实施方式2所涉及的电流传感器200具备：一次导体210，流过测量对象的电流；和第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b，分别检测由一次导体210中流过的测量对象的电流所产生的磁场的强度。

在本实施方式所涉及的电流传感器200中，在一次导体210设有在一次导体210的长度方向(Y轴方向)上延伸的缝隙216。缝隙216在一次导体210的宽度方向(X轴方向)上与拱形部111相邻，从一次导体210的厚度方向(Z轴方向)观察，缝隙216位于第1磁传感器120a与第2磁传感器120b之间。也就是说，缝隙216被设置在拱形部111与平坦部115之间。通过设置缝隙216，在拱形部111与平坦部115之间形成间隙。

在本实施方式中，缝隙216在一次导体210的长度方向(Y轴方向)上与拱形部111的整体相接，但设置缝隙216的范围并不限于此，也可以仅与拱形部111的一部分相接地设置缝隙216。此外，从一次导体210的厚度方向(Z轴方向)观察，缝隙216为矩形形状，但缝隙216的形状并不限于此，也可以是椭圆形等。

在此，说明对延伸部114与平坦部115之间的X轴方向的间隙给磁传感器的位置与磁通密度的关系所带来的影响进行仿真解析的结果。

图9是表示进行了仿真的解析模型的图。图10是表示仿真解析的结果的曲线。图10中，纵轴表示X轴方向的磁通密度(mT)，横轴表示X轴方向的位置(mm)。

如图9所示，在仿真解析中，作为一次导体仅考虑延伸部114以及平坦部115，将延伸部114与平坦部115之间的X轴方向的间隙设为G。在间隙G为正值的情况下，间隙G是延伸部114与平坦部115之间的间隙的尺寸，在间隙G为负值的情况下，间隙G是延伸部114与平坦部115重叠的长度的尺寸。

作为延伸部114以及平坦部115各自的剖面形状，宽度设为20mm，厚度设为1.5mm。延伸部114与平坦部115之间的Z轴方向的间隔设为7mm。将延伸部114以及平坦部115各自当中流过的电流的值设为400A。

磁传感器的位置以一次导体210的厚度方向(Z轴方向)上的延伸部114与平坦部115之间的中心线L上的、相距与一次导体210的宽度方向(X轴方向)上的延伸部114与平坦部115之间的中心线C的交点O的距离来表示。对于磁传感器的X轴方向的位置，以正值表示靠近平坦部115，以负值表示靠近延伸部114。

如图10所示，X轴方向的磁通密度的分布以磁传感器的位置的0mm为中心而成为点对称。在间隙G为-4mm或者-2mm的情况下，由于在延伸部114的周围所产生的磁场与在平坦部115的周围所产生的磁场相抵消，因此与间隙G为0mm以上的情况相比，磁传感器检测到的X轴方向的磁通密度变小。

另一方面，由于随着间隙G变大，在延伸部114的周围所产生的磁场与在平坦部115的周围所产生的磁场的相互作用变小，因此磁传感器检测的X轴方向的磁通密度变大。

根据上述仿真解析的结果，能够确认：通过设置缝隙216从而延伸部114与平坦部115之间的X轴方向的间隙G增大，能够提高电流传感器针对一次导体210中流过的测量对象的电流的灵敏度。

由此，本实施方式所涉及的电流传感器200较之实施方式1所涉及的电流传感器100，能够提高针对一次导体210中流过的测量对象的电流的灵敏度。

(实施方式3)

以下，对本发明的实施方式3所涉及的电流传感器进行说明。另外，由于实施方式3所涉及的电流传感器300与实施方式2所涉及的电流传感器200的不同点仅在于，一次导体中取代平坦部而设有反拱形部，因此对于与实施方式2所涉及的电流传感器200同样的构成付与相同的参照符号并不进行其重复说明。

图11是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器的外观的立体图。图12是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。图13是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的构成的分解立体图。图14是表示本发明的实施方式3所涉及的电流传感器具备的磁传感器单元的壳体的外观的立体图。

如图11～14所示，本发明的实施方式3所涉及的电流传感器300具备：一次导体310，流过测量对象的电流；和第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b，分别检测由一次导体310中流过的测量对象的电流所产生的磁场的强度。

在本实施方式所涉及的电流传感器300中，在一次导体310在与缝隙216的拱形部111侧相反的一侧设有反拱形部317，该反拱形部317弯曲为在一次导体310的厚度方向(Z轴方向)的另一方突出并在一次导体310的长度方向(Y轴方向)上延伸，构成另一个流路。反拱形部317在一次导体310的宽度方向(X轴方向)上与拱形部111并排。缝隙216在一次导体310的宽度方向(X轴方向)上位于一次导体310的中央。缝隙216位于被拱形部111与反拱形部317夹着的位置。

如图12所示，在本实施方式中，反拱形部317由彼此空出间隔并与一次导体310的主面正交地突出的第3突出部318以及第4突出部319、以及在一次导体310的长度方向(Y轴方向)上延伸并将第3突出部318和第4突出部319连结的延伸部315构成。不过，反拱形部317的形状并不限于此，例如，也可以从一次导体310的宽度方向(X轴方向)观察而具有C字状或者半圆状的形状。拱形部111与反拱形部317彼此具有同一形状。

如图13所示，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自与放大器以及无源元件等的电子部件340a、340b一起被安装在基板130。本实施方式中，第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b在一次导体310的长度方向(Y轴方向)上彼此错开，并且在一次导体310的宽度方向(X轴方向)上排列配置。基板130被固定在具有电绝缘性的壳体350内，构成磁传感器单元360。也就是说，第1磁传感器120a、第2磁传感器120b、电子部件340a、340b以及基板130分别被收容在壳体350中。

如图13、14所示，壳体350具有大致长方体形状的外形，由下部壳体351和上部壳体352构成。在上部壳体352设有与基板130连接的线束的取出口352p。

壳体350由PPS(聚苯硫醚)等的工程塑料形成。由于PPS的耐热性高，因此在考虑一次导体310的发热的情况下，优选作为壳体350的材料。

作为将基板130固定于壳体350的方法，能够采用基于螺钉的紧固、基于树脂的热熔接、或者基于粘合剂的接合等。在利用螺钉将基板130和壳体350紧固的情况下，优选使用非磁性的螺钉以使得不会产生磁场的紊乱。

在由拱形部111和反拱形部317所形成的空间，插入磁传感器单元360。由此，第1磁传感器120a被配置在拱形部111的内侧且位于延伸部114的背面侧，第2磁传感器120b被配置在反拱形部317的内侧且位于延伸部315的表面侧。

在上述状态中，壳体350与拱形部111的内侧的面的至少一部分相接。例如，上部壳体352与延伸部114的背面的至少一部分相接。进而，壳体350与反拱形部317的内侧的面的至少一部分相接。例如，下部壳体351与延伸部315的表面的至少一部分相接。

由此，能够使得第1磁传感器120a与拱形部111的间隔、以及第2磁传感器120b与反拱形部317的间隔分别变窄，同时能够分别降低第1磁传感器120a相对于拱形部111的位置的偏差、以及第2磁传感器120b相对于反拱形部317的位置的偏差，从而能够提高电流传感器300的灵敏度的同时降低测量精度的偏差。其结果，能够提高电流传感器300的测量再现性以及量产性。此外，能够由拱形部111以及反拱形部317保护磁传感器单元360的构成部件免受外力影响。

从一次导体310的厚度方向(Z轴方向)观察，在一次导体310的宽度方向(X轴方向)上，缝隙216位于第1磁传感器120a与第2磁传感器120b的中间。

在本实施方式中，由于第2磁传感器120b被配置在反拱形部317的内侧，因此第2磁传感器120b被施加围绕第3突出部318的磁场、围绕第4突出部319的磁场、以及围绕延伸部315的磁场。由此，第2磁传感器120b的磁阻元件被施加的磁场变强，因此第2磁传感器120b针对一次导体310中流过的测量电流的灵敏度变高。

本实施方式所涉及的电流传感器300通过提高第1磁传感器120a以及第2磁传感器120b各自针对一次导体310中流过的测量对象的电流的灵敏度，从而能够提高电流传感器300的灵敏度的同时降低外部磁场的影响。

在本实施方式所涉及的电流传感器300中，由于拱形部111的电阻值与反拱形部317的电阻值大致相同，因此能够使得一次导体310中流过测量对象的电流所引起的拱形部111的发热量与反拱形部317的发热量相等。其结果，由于能够使得第1磁传感器120a的磁阻元件的周围的温度与第2磁传感器120b的磁阻元件的周围的温度大致相同，因此能够降低因磁阻元件的温度特性所引起的电流传感器300的测量值的误差。

另外，拱形部111以及反拱形部317的形状并不限于上述情况。图15是表示本发明的实施方式3的变形例所涉及的电流传感器具备的一次导体的外观的立体图。如图15所示，本实施方式的变形例所涉及的电流传感器具备的一次导体310a包含从一次导体310a的宽度方向(X轴方向)观察分别具有半圆状的形状的拱形部111以及反拱形部317a。在本实施方式的变形例所涉及的电流传感器中，磁传感器单元的壳体具有大致圆柱状的外形。

在上述的实施方式的说明中，可以将能够组合的构成彼此进行组合。例如，在实施方式1所涉及的电流传感器100中，可以取代平坦部115而将反拱形部317设置在一次导体110。也可以在实施方式1、2所涉及的电流传感器100、200中的拱形部111，插入磁传感器单元360。该情况下，壳体350与拱形部111的内侧的面的至少一部分相接。例如，上部壳体352与延伸部114的背面的至少一部分相接。下部壳体351与平坦部115的表面的至少一部分相接。在电流传感器中，壳体既可以与一次导体一体地构成，也可以相对于一次导体可拆卸地构成。

应该认为本次公开的实施方式的全部点仅仅是例示而并不是限制。本发明的范围并不是由上述说明示出而是由权利要求书示出，意图包含与权利要求书等同的意义以及范围内的全部变更。

-符号说明-

2检测轴，3灵敏度变化轴，100、200、300电流传感器，110、210、310、310a一次导体，111拱形部，111h开口部，112第1突出部，112e、113e、114e、115e磁场，113第2突出部，114、315延伸部，115平坦部，120a第1磁传感器，120b第2磁传感器，130基板，190计算部，216缝隙，317、317a反拱形部，318第3突出部，319第4突出部，340a、340b电子部件，350壳体，351下部壳体，352上部壳体，352p取出口，360磁传感器单元。

Claims (14)

1.一种电流传感器，具备：

一次导体，流过测量对象的电流；和

第1磁传感器以及第2磁传感器，分别检测由所述一次导体中流过的所述电流所产生的磁场的强度，

所述电流被分流为2个流路，在所述一次导体的长度方向上流过所述一次导体，

所述一次导体包含：拱形部，该拱形部弯曲为在所述一次导体的厚度方向的一方突出并在所述长度方向上延伸，构成所述2个流路之中的一个流路，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器在所述一次导体的宽度方向上排列配置，

所述第1磁传感器被配置在所述拱形部的内侧，位于所述一次导体的背面侧，

所述第2磁传感器位于构成所述2个流路之中的另一个流路的部分的所述一次导体的表面侧，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器分别检测所述宽度方向的磁场。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，

所述电流传感器还具备：计算部，该计算部通过对所述第1磁传感器的检测值和所述第2磁传感器的检测值进行运算，来计算所述电流的值，

关于由所述一次导体中流过的所述电流所产生的磁场的强度，所述第1磁传感器的检测值的相位与所述第2磁传感器的检测值的相位为反相，

所述计算部是减法器或者差动放大器。

3.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，

所述电流传感器还具备：计算部，通过对所述第1磁传感器的检测值和所述第2磁传感器的检测值进行运算，来计算所述电流的值，

关于由所述一次导体中流过的所述电流所产生的磁场的强度，所述第1磁传感器的检测值的相位与所述第2磁传感器的检测值的相位为同相，

所述计算部是加法器或者加法放大器。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电流传感器，其中，

所述一次导体还包括：反拱形部，弯曲为在所述厚度方向的另一方突出并在所述长度方向上延伸，构成所述另一个流路，

所述反拱形部在所述宽度方向上与所述拱形部排列，

所述第2磁传感器被配置在所述反拱形部的内侧，位于所述一次导体的所述表面侧。

5.根据权利要求4所述的电流传感器，其中，

所述拱形部和所述反拱形部彼此具有同一形状。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电流传感器，其中，

在所述一次导体设有在所述长度方向上延伸的缝隙，

所述缝隙在所述宽度方向上与所述拱形部相邻，从所述厚度方向观察，所述缝隙位于所述第1磁传感器与所述第2磁传感器之间。

7.根据权利要求6所述的电流传感器，其中，

从所述厚度方向观察，在所述宽度方向上，所述缝隙位于所述第1磁传感器与所述第2磁传感器的中间。

8.根据权利要求7所述的电流传感器，其中，

所述缝隙在所述宽度方向上位于所述一次导体的中央。

9.根据权利要求1至8任一项所述的电流传感器，其中，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被安装在一个基板。

10.根据权利要求1至9任一项所述的电流传感器，其中，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自具有朝向所述宽度方向的检测轴以及与该检测轴正交的灵敏度变化轴，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自被施加沿着所述灵敏度变化轴的方向的磁场时，输出灵敏度发生变化，

所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自被配置为所述灵敏度变化轴沿着所述长度方向。

11.根据权利要求1至10任一项所述的电流传感器，其中，

所述电流传感器还具备：壳体，收容所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器，

所述壳体与所述拱形部的内侧的面的至少一部分相接。

12.根据权利要求11所述的电流传感器，其中，

所述拱形部包含在所述长度方向上延伸的延伸部，

所述壳体与所述延伸部的背面的至少一部分相接。

13.根据权利要求4所述的电流传感器，其中，

所述电流传感器还具备：壳体，收容所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器，

所述壳体与所述拱形部的内侧的面的至少一部分、以及所述反拱形部的内侧的面的至少一部分分别相接。

14.根据权利要求13所述的电流传感器，其中，

所述拱形部以及所述反拱形部各自包含在所述长度方向上延伸的延伸部，

所述壳体与所述拱形部的所述延伸部的背面的至少一部分、以及所述反拱形部的所述延伸部的表面的至少一部分分别相接。