CN109564248A - 电流传感器 - Google Patents

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Abstract

提供一种具备第一霍尔元件和第二霍尔元件的电流传感器。提供一种电流传感器，具备：第一霍尔元件；第二霍尔元件，其与第一霍尔元件并联连接；初级导体，其被配置为流过被测定电流，并将由被测定电流产生的被测定磁场以不同极性施加于第一霍尔元件和第二霍尔元件；以及次级导体，其被配置为流过基准电流，并将由基准电流产生的基准磁场以相同极性施加于第一霍尔元件和第二霍尔元件。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及一种电流传感器。
背景技术
以往，公知在具有第一霍尔元件和第二霍尔元件的电流传感器中，通过使被测定电流流过初级导体，来对第一霍尔元件和第二霍尔元件施加被测定磁场(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特表2014-517919号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，以往的电流传感器将被测定磁场以相同极性施加于第一霍尔元件和第二霍尔元件。因此，无法通过简单的运算将同被测定电流相应的分量和偏移分量抵消。
用于解决问题的方案
在本发明的第一方式中，提供一种电流传感器，具备：第一霍尔元件；第二霍尔元件，其与第一霍尔元件并联连接；初级导体，其被配置为流过被测定电流，并将由被测定电流产生的被测定磁场以不同极性施加于第一霍尔元件和第二霍尔元件；以及次级导体，其被配置为流过基准电流，并将由基准电流产生的基准磁场以相同极性施加于第一霍尔元件和第二霍尔元件。
此外，上述的发明概要并不是列举出本发明的特征的全部。另外，这些特征组的子组合也能够另外形成发明。
附图说明
图1示出电流传感器100的结构的概要。
图2示出实施例1所涉及的电流传感器100的结构的一例。
图3示出实施例1所涉及的电流传感器100的具体结构的一例。
图4示出实施例1所涉及的电流传感器100的时序图的一例。
图5示出实施例2所涉及的电流传感器100的结构的一例。
图6A示出实施例2所涉及的电流传感器100的具体结构的一例。
图6B示出实施例2所涉及的电流传感器100的第一反馈动作时的结构的一例。
图6C示出实施例2所涉及的电流传感器100的第二反馈动作时的结构的一例。
图7示出实施例2所涉及的电流传感器100的时序图的一例。
图8示出磁性元件10的具体结构的一例。
具体实施方式
下面，通过发明的实施方式来对本发明进行说明，但是下面的实施方式并不是对权利要求书所涉及的发明进行限定。另外，实施方式中说明的特征的组合的全部未必均是发明的解决方案所必须的。
图1示出电流传感器100的结构的概要。本例的电流传感器100具备磁性元件10、输出部20以及控制部30。磁性元件10具备霍尔元件11和霍尔元件12。
磁性元件10通过检测磁场的变化来检测被测定电流Io。本例的磁性元件10根据被测定电流Io流过磁性元件10的附近而产生的被测定磁场Bin的变化，来检测被测定电流Io。在一例中，磁性元件10具备霍尔元件。磁性元件10基于与被测定电流Io相应的被测定磁场Bin的变化来生成输出信号So。例如，输出信号So与来自霍尔元件的霍尔电动势信号对应。磁性元件10具有霍尔元件的情况下的驱动方法可以是恒流驱动，也可以是恒压驱动。
霍尔元件11和霍尔元件12相互并联连接。本例的霍尔元件11和霍尔元件12分别输出与被测定磁场Bin相应的差动信号。例如，霍尔元件11和霍尔元件12分别以差动信号输出输出信号Sh1、Sh2。即，在磁性元件10的输出信号So中包含输出信号Sh1、Sh2。
输出部20基于磁性元件10的输出信号So来生成电流传感器100的输出信号Sout。输出部20将输出信号Sout作为与被测定电流Io相应的信号来输出。例如，输出部20输出从输出信号So中去除偏移分量后得到的输出信号Sout。
控制部30根据磁性元件10的输出信号So来控制磁性元件10的动作。另外，控制部30将对霍尔元件11的驱动和对霍尔元件12的驱动相独立地进行控制。更具体地说，控制部30基于输出信号So来控制霍尔元件11的驱动电流。另外，控制部30与对霍尔元件11的驱动电流的控制相独立地，基于输出信号So来控制霍尔元件12的驱动电流。
在本说明书中，与对霍尔元件11的驱动电流的控制相独立地控制霍尔元件12的驱动电流是指，基于包含输出信号Sh1、Sh2这两方的信号的输出信号So，通过不同的系统的反馈电路或时分割动作，来将霍尔元件11的驱动电流和霍尔元件12的驱动电流相独立地进行控制。例如，本例的控制部30基于霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2，来生成用于控制霍尔元件11的反馈信号Sfb1。另外，控制部30基于输出信号So，来生成用于控制霍尔元件12的反馈信号Sfb2。反馈信号Sfb1和反馈信号Sfb2由不同的系统生成，或者以时分割方式生成。
[实施例1]
图2示出实施例1所涉及的电流传感器100的结构的一例。本例的控制部30具备反馈电路40、斩波电路41、反馈电路50以及斩波电路51。本例的电流传感器100是具有双系统的控制部30的情况的一例。
反馈电路40和反馈电路50在控制部30中并联设置。反馈电路40和反馈电路50分别被输入输出信号So。也就是说，反馈电路40和反馈电路50被输入霍尔元件11和霍尔元件12这双方的输出信号Sh1、Sh2。本例的反馈电路40和反馈电路50基于输出信号So来将对霍尔元件11的驱动和对霍尔元件12的驱动相独立地进行控制。在本说明书中，将基于输出信号So由相独立的系统控制对霍尔元件11的驱动和对霍尔元件12的驱动的情况称为双系统的电流传感器100。
反馈电路40基于来自霍尔元件11的输出信号Sh1和来自霍尔元件12的输出信号Sh2，来控制霍尔元件11的驱动电流。在一例中，反馈电路40基于输出信号So来生成用于控制对霍尔元件11的驱动的反馈信号Sfb1。本例的反馈电路40将所生成的反馈信号Sfb1输入到霍尔元件11。例如，反馈信号Sfb1是用于控制对霍尔元件11的驱动的驱动电流。
反馈电路50基于来自霍尔元件11的输出信号Sh1和来自霍尔元件12的输出信号Sh2，来控制霍尔元件12的驱动电流。在一例中，反馈电路50基于输出信号So来生成用于控制对霍尔元件11的驱动的反馈信号Sfb2。本例的反馈电路50将所生成的反馈信号Sfb2输入到霍尔元件12。例如，反馈信号Sfb2是用于控制对霍尔元件12的驱动的驱动电流。
斩波电路41被设置于反馈电路40与磁性元件10之间。斩波电路41切换输出信号So中的输出信号Sh1和输出信号Sh2中的某一方的极性。例如，斩波电路41在切换输出信号Sh2的信号的极性的情况下，以预先决定的频率反复进行切换。即，在本说明书中，切换极性的情况是指使极性转换的情况。另一方面，不切换极性的情况是指极性不被变换的情况。此外，斩波电路41是第一斩波电路的一例。
斩波电路51被设置于反馈电路50与磁性元件10之间。斩波电路51切换输出信号So中的输出信号Sh1和输出信号Sh2中的某一方的极性。本例的斩波电路51切换与由斩波电路41切换极性的信号不同的信号的极性。例如，在斩波电路41切换输出信号Sh2的极性的情况下，斩波电路51切换输出信号Sh1的极性。另外，也可以是，在斩波电路41切换输出信号Sh1的极性的情况下，斩波电路51切换输出信号Sh2的极性。此外，斩波电路51是第二斩波电路的一例。
图3示出实施例1所涉及的电流传感器100的具体结构的一例。本结构例是实施例1所涉及的电流传感器100的一例，也可以通过其它结构来构成电流传感器100。
初级导体13被配置为流过被测定电流Io，并将由被测定电流Io产生的被测定磁场Bin施加于磁性元件10。本例的初级导体13被设置为将与被测定电流Io相应的被测定磁场Bin以不同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12。在本说明书中，将磁场以不同极性施加是指，向霍尔元件12施加的磁场的朝向与向霍尔元件11施加的磁场的朝向相反。此外，向霍尔元件11施加的磁场的大小与向霍尔元件12施加的磁场的大小可以相同，也可以不同。使用图8来说明霍尔元件11、12以及初级导体13的具体构造。
切换电路16根据旋转电流频率fs的驱动信号来使磁性元件10进行旋转电流动作。在旋转电流动作时，切换电路16与驱动电流的朝向相应地输出霍尔元件11及霍尔元件12的输出电压。本例的切换电路16使磁性元件10的驱动电流的朝向以旋转电流频率fs变化。例如，切换电路16以旋转电流频率fs来分别切换向霍尔元件11输入的驱动电流的朝向以及向霍尔元件12输入的驱动电流的朝向。由此，切换电路16将被测定磁场Bin分量以AC分量来输出。
次级导体14被配置为流过基准电流Iref，并将由基准电流Iref产生的基准磁场Bref施加于磁性元件10。本例的次级导体14被配置为将基准磁场Bref以相同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12。在本说明书中，以相同极性施加磁场是指向霍尔元件12施加的磁场的朝向与向霍尔元件11施加的磁场的朝向相同。
切换电路17对流过次级导体14的基准电流Iref的方向进行切换。例如，切换电路17以旋转电流频率fs切换基准电流Iref的方向。由此，以旋转电流频率fs切换以相同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12的基准磁场Bref的朝向。
输出部20具备减法部21(DDA)、解调部22、放大部23、滤波器部24、比较器25(CMP)、滤波器部26(DIG_FIL1)以及DA转换部27(DAC1)。
减法部21输出输出信号Sh1与输出信号Sh2相减的减法结果。在此，在本例中，被测定磁场Bin分量被以不同极性施加，基准磁场Bref分量被以相同极性施加。因此，减法部21通过将输出信号Sh1与输出信号Sh2相减，来将以相同极性施加的基准磁场Bref分量去除。当基准磁场Bref分量被去除时，只残留被测定磁场Bin分量。由此，减法部21只提取被测定磁场Bin分量。
解调部22将AC分量的被测定磁场Bin解调为DC分量。例如，被测定磁场Bin分量被解调为基带。通过对被测定磁场Bin分量进行解调，来利用后面的滤波器电路去除高频侧的噪声分量。
放大部23对解调后的被测定磁场Bin分量进行放大。例如，放大部23对与被测定磁场Bin相应地产生的磁性元件10的霍尔电动势信号进行放大。此外，也可以是，在放大部23中对残留的偏移分量和由放大部23产生的偏移分量进行校正。
滤波器部24具有低通滤波器(LPF)。滤波器部24将高频区域的信号去除。由此，滤波器部24选择基带分量，并将该基带分量作为传感器输出信号Sout来输出。
比较器25将基于解调部22输出的差动信号的比较结果输出到滤波器部26。在一例中，比较器25将与差动信号之差相应的比较结果进行二值化后输出。滤波器部26具有LPF，对被输入的比较结果进行数字滤波处理。另外，DA转换部27将由滤波器部26输出的数字信号转换为模拟信号后输出到减法部21。由此，减法部21从输出信号So中去除偏移分量。
反馈电路40具备加法部42(DDA1)、放大部43(G2_1)、运算部44(SCF1)、比较部45(CMP1)、滤波器部46(DIG_FIL2)、DA转换部47(DAC2)以及VI转换部48。由此，反馈电路40基于霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2，来对霍尔元件11的灵敏度进行校正。
加法部42将输出信号Sh1与输出信号Sh2相加。本例的斩波电路41被设置于反馈电路40与霍尔元件12之间。由此，向加法部42输入被切换极性后的输出信号Sh2以及没有被切换极性的输出信号Sh1。放大部43将相加所得到的结果进行放大后输出到运算部44。
运算部44根据分别在位相φ1～φ4输入的信号来进行预先决定的运算。运算部44将运算结果输出到比较部45。比较部45将与运算部44输出的运算结果相应的比较结果输出到滤波器部46。比较部45可以将比较结果以数字信号来输出。
滤波器部46利用LPF对所输入的数字信号进行滤波处理。DA转换部47将由滤波器部46输出的数字信号转换为模拟信号。VI转换部48根据由DA转换部47输出的模拟信号来生成用于驱动霍尔元件11的驱动电流。由此，反馈电路40根据霍尔元件11输出的输出信号Sh1来调整霍尔元件11的驱动电流。因而，反馈电路40对霍尔元件11的灵敏度进行校正。
反馈电路50具备加法部52(DDA2)、放大部53(G2_2)、运算部54(SCF2)、比较部55(CMP2)、滤波器部56(DIG_FIL3)、DA转换部57(DAC3)以及VI转换部58。由此，反馈电路50基于霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2，来对霍尔元件12的灵敏度进行校正。
加法部52将输出信号Sh1与输出信号Sh2相加。本例的斩波电路51被设置于反馈电路50与霍尔元件11之间。由此，向加法部52输入被切换极性后的输出信号Sh1以及没有被切换极性的输出信号Sh2。放大部53将相加所得到的结果进行放大后输出到运算部54。
运算部54根据分别在位相φ1～φ4输入的信号来进行预先决定的运算。运算部54将运算结果输出到比较部55。比较部55将与运算部54输出的运算结果相应的比较结果输出到滤波器部56。比较部55可以将比较结果以数字信号来输出。
滤波器部56利用LPF对所输入的数字信号进行滤波处理。DA转换部57将由滤波器部56输出的数字信号转换为模拟信号。VI转换部58根据由DA转换部57输出的模拟信号来生成用于驱动霍尔元件12的驱动电流。由此，反馈电路50根据霍尔元件12输出的输出信号Sh2来调整霍尔元件12的驱动电流。因而，反馈电路50能够对霍尔元件12的灵敏度进行校正。
图4示出实施例1所涉及的电流传感器100的时序图的一例。在本例中，说明只考虑基准电流Iref的情况下的偏移的去除方法。即，在本例中，没有考虑被测定电流Io产生的影响。
HALL斩波CLK是用于对磁性元件10的驱动状态进行控制的信号。对磁性元件10的驱动以旋转电流频率fs在0°与90°之间进行切换。在0°和90°时，以流过磁性元件10的驱动电流的方向相差90°的方式进行切换。更具体地说，在0°的情况下流过霍尔元件11的驱动电流的方向与在90°的情况下流过霍尔元件11的驱动电流的方向相差90°。霍尔元件12的情况也同样。即，本例的霍尔元件11和霍尔元件12分别进行旋转电流动作。霍尔元件11和霍尔元件12能够通过进行旋转电流动作来抵消偏移。此外，本例的HALL斩波CLK的频率Fchop为1MEG[Hz]。频率Fchop为旋转电流频率fs的一例。
线圈斩波CLK是用于对流过次级导体14的基准电流Iref的方向进行控制的信号。本例的线圈斩波CLK用于将基准电流Iref的方向控制为+I和-I。在+I和-I时，基准电流Iref向彼此相反的方向流动。即，在+I和-I时，向霍尔元件11和霍尔元件12施加不同极性的磁场。在此，线圈斩波CLK的频率可以与HALL斩波CLK的频率相同。另外，线圈斩波CLK可以与HALL斩波CLK为同相位。此外，本例的线圈斩波CLK的频率Fcoil为1MEG[Hz]。
线圈使能CLK用于对是否使基准电流Iref流过次级导体14进行切换。在线圈使能CLK变为高电平的情况下，与基准电流Iref相应的基准磁场Bref被施加于磁性元件10。例如，在线圈使能CLK变为高电平的情况下，根据线圈斩波CLK而流过+I的基准电流Iref或-I的基准电流Iref。另一方面，在线圈使能CLK变为低电平的情况下，与基准电流Iref相应的基准磁场Bref不被施加于磁性元件10。即，在线圈使能CLK为低电平的情况下，变为I＝0。本例的线圈使能CLK的频率Fcoilen为0.5MEG[Hz]。
HALL1输出表示霍尔元件11的输出信号Sh1。另外，HALL2输出表示霍尔元件12的输出信号Sh2。
在基准电流Iref为0的情况下，不存在霍尔元件11的输出，变为输出信号Sh1＝0。同样地，在基准电流Iref为0的情况下，不存在霍尔元件12的输出中的由基准磁场Bref产生的分量，变为输出信号Sh2＝0。
另一方面，在基准电流Iref为+I或-I的情况下，基准磁场Bref相对于霍尔元件11和霍尔元件12而言彼此为相同极性，因此霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2均为正。即，霍尔元件11及霍尔元件12的输出信号中的由基准磁场Bref产生的分量变为+Sh1和+Sh2。
在此，在HALL斩波CLK为0°的情况下，向反馈电路40的输入变为+Sh1和+Sh2。另一方面，在HALL斩波CLK为90°的情况下，向反馈电路40的输入变为+Sh1和-Sh2。但是，关于输出信号的符号是变为正还是变为负，可以根据斩波电路41的配置来适当地变更。
另外，在HALL斩波CLK为0°的情况下，向反馈电路50的输入变为+Sh1和+Sh2。另一方面，在HALL斩波CLK为90°的情况下，向反馈电路50的输入变为-Sh1和+Sh2。但是，关于输出信号的符号是变为正还是变为负，可以根据斩波电路51的配置来适当地变更。
在此，反馈电路40通过使用运算部44进行运算，来去除霍尔元件11的偏移。运算部44基于用于去除偏移的位相φ1、φ2、φ3、φ4时的输出信号，来去除偏移。反馈电路40针对用于对输出信号进行采样的偏移采样期间，设置以适当的周期执行偏移抵消的偏移去除期间。偏移去除期间可以根据所要求的检测精度、功耗等适当地设置。本例的偏移去除期间被设定为0.25MEG[Hz]，但不限定于此。偏移去除期间也可以相对于偏移采样期间而言随机地设定。在位相φ1、φ2、φ3、φ4时，输出信号分别变为Sh1＝0、Sh2＝0、Sh1+Sh2、Sh1-Sh2。本例的运算部44计算φ1+φ2和φ3+φ4。然后，运算部44通过将φ1+φ2与φ3+φ4相减，来计算(φ1+φ2)-(φ3+φ4)。即，通过(φ1+φ2)-(φ3+φ4)的运算，来去除与霍尔元件12的输出信号Sh2有关的信号。由此，能够只提取霍尔元件11的输出信号Sh1。
运算部44将所计算出的差(φ1+φ2)-(φ3+φ4)输入到比较部45。比较部45也可以使用时钟比较器来去除比较部的偏移。之后，根据比较部45的判定结果来更新计数器。在一例中，计数器为K＝3。在该情况下，计数器被累加为K＝0、1、2，在变为K＝3(即，K＝0)的定时更新DA转换部47的设定值。
本例的反馈电路40从输出信号So中只提取基于霍尔元件11的输出信号Sh1的信号。由此，反馈电路40对霍尔元件11的灵敏度进行控制。
另外，反馈电路50也同样地，通过使用运算部54进行运算，来去除霍尔元件12的偏移。运算部54基于位相φ1、φ2、φ3、φ4时的输出信号，来去除偏移。在位相φ1、φ2、φ3、φ4时，输出信号分别变为Sh1＝0、Sh2＝0、Sh1+Sh2、-Sh1+Sh2。本例的运算部54计算φ1+φ2和φ3+φ4。然后，运算部54通过将φ1+φ2与φ3+φ4相减，来计算(φ1+φ2)-(φ3+φ4)。即，通过(φ1+φ2)-(φ3+φ4)的运算，来去除与霍尔元件11的输出信号Sh1有关的信号。由此，能够只提取霍尔元件12的输出信号Sh2。
运算部54将所计算出的差(φ1+φ2)-(φ3+φ4)输入到比较部55。之后，根据比较部55的判定结果来更新计数器。在一例中，计数器为K＝3。在该情况下，计数器被累加为K＝0、1、2，在变为K＝3(即，K＝0)的定时更新DA转换部57的设定值。
反馈电路50从输出信号So中只提取基于霍尔元件12的输出信号Sh2的信号。由此，反馈电路50对霍尔元件12的灵敏度进行校正。
如以上那样，本例的电流传感器100基于包含输出信号Sh1、Sh2这两个信号的输出信号So，利用反馈电路40和反馈电路50这样的不同系统的反馈电路来分别控制霍尔元件11的驱动电流和霍尔元件12的驱动电流。由此，本例的电流传感器100即使在霍尔元件11与霍尔元件12之间产生了灵敏度差的情况下，也能够高精度地对磁性元件10的灵敏度进行自校正。
[实施例2]
图5示出实施例2所涉及的电流传感器100的结构的一例。本例的控制部30具备反馈电路60。即，本例的电流传感器100为具有单系统的控制部30的情况的一例。在该情况下，控制部30以时分割方式进行动作。
反馈电路60基于输出信号So来以时分割方式控制对霍尔元件11的驱动和对霍尔元件12的驱动。更具体地说，反馈电路60将基于霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2来控制霍尔元件11的驱动电流的第一反馈动作、以及基于霍尔元件11的输出信号Sh1和霍尔元件12的输出信号Sh2来控制霍尔元件12的驱动电流的第二反馈动作以时分割方式来进行。
例如，反馈电路60生成用于控制霍尔元件11的反馈信号Sfb1以及用于控制霍尔元件12的反馈信号Sfb2。本例的反馈电路60以时分割方式生成反馈信号Sfb1和反馈信号Sfb2，并将反馈信号Sfb1和反馈信号Sfb2分别输出到霍尔元件11和霍尔元件12。
本例的电流传感器100具有单系统的控制部30，能够对霍尔元件11的灵敏度和霍尔元件12的灵敏度分别进行校正。即，本例的电流传感器100相比于如实施例1所涉及的电流传感器100那样具有双系统的控制部30的情况而言，能够使电路结构简单化。
图6A示出实施例2所涉及的电流传感器100的具体结构的一例。本例的电流传感器100与实施例1所涉及的电流传感器100的不同点在于，以时分割方式反复进行对霍尔元件11的灵敏度进行校正的第一反馈动作以及对霍尔元件12的灵敏度进行校正的第二反馈动作。本结构例是实施例2所涉及的电流传感器100的一例，也可以通过其它结构来构成电流传感器100。
反馈电路60具备加法部62、放大部63、运算部64a、64b、比较部65a、65b、滤波器部66a、66b、DA转换部67a、67b以及VI转换部68a、68b。这些电路结构基本上与反馈电路40和反馈电路50所具有的各电路结构同样地发挥功能。但是，不同点在于，反馈电路40和反馈电路50在双系统中进行动作，与此相对，反馈电路60以单系统的时分割方式进行动作。在本例中，主要对与反馈电路40及反馈电路50不同的点进行说明。
斩波电路61切换输出信号So的极性。斩波电路61设置于磁性元件10与加法部62之间。本例的斩波电路61具备斩波电路61a和斩波电路61b。
斩波电路61a切换霍尔元件12的输出信号Sh2的极性。斩波电路61a设置于反馈电路60与霍尔元件12之间。斩波电路61a将被切换极性后的输出信号Sh2输出到反馈电路60。斩波电路61a为第三斩波电路的一例。
斩波电路61b切换霍尔元件11的输出信号Sh1的极性。斩波电路61b设置于反馈电路60与霍尔元件11之间。斩波电路61b将被切换极性后的输出信号Sh1输出到反馈电路60。斩波电路61b为第四斩波电路的一例。
图6B示出实施例2所涉及的电流传感器100的第一反馈动作时的结构的一例。在该图中，只示出在第一反馈动作时进行动作的结构。
在第一反馈动作时，通过开关的切换，使用斩波电路61a、加法部62、放大部63、运算部64a、比较部65a、滤波器部66a、DA转换部67a以及VI转换部68a来进行动作。由此，反馈电路60控制对霍尔元件11的驱动。此外，在本说明书中，将第一反馈动作时使用的控制路径称为控制路径1。
图6C示出实施例2所涉及的电流传感器100的第二反馈动作时的结构的一例。在该图中，只示出在第二反馈动作时进行动作的结构。
在第二反馈动作时，通过开关的切换，使用斩波电路61b、加法部62、放大部63、运算部64b、比较部65b、滤波器部66b、DA转换部67b以及VI转换部68b来进行动作。由此，反馈电路60控制对霍尔元件12的驱动。此外，在本说明书中，将第二反馈动作时使用的控制路径称为控制路径2。
像这样，本例的电流传感器100通过利用开关切换电路结构，来以时分割方式在第一反馈动作与第二反馈动作之间进行切换。由此，电流传感器100以时分割方式分别控制霍尔元件11的驱动电流和霍尔元件12的驱动电流。
图7示出实施例2所涉及的电流传感器100的时序图的一例。在本例中，说明只考虑基准电流Iref的情况下的偏移的去除方法。即，在本例中，没有考虑被测定电流Io产生的影响。另外，在该图中，特别说明与图4中示出的实施例1所涉及的情况下的电流传感器100的时序图不同的点。
控制路径时分割CLK用于切换电流传感器100的时分割动作的定时。本例的控制路径时分割CLK用于以时分割方式在执行第一反馈动作的控制路径1与执行第二反馈动作的控制路径2之间进行切换。控制路径时分割CLK以频率0.125MEG[Hz]进行动作。
在控制路径1中，在HALL斩波CLK为0°的情况下，向反馈电路60的输入变为+Sh1和+Sh2。另一方面，在控制路径1中，在HALL斩波CLK为90°的情况下，向反馈电路60的输入变为+Sh1和-Sh2。但是，关于输出信号的符号是变为正还是变为负，可以根据斩波电路61a的配置来适当地变更。
另外，在控制路径2中，在HALL斩波CLK为0°的情况下，向反馈电路60的输入变为+Sh1和+Sh2。另一方面，在控制路径2中，在HALL斩波CLK为90°的情况下，向反馈电路60的输入变为-Sh1和+Sh2。但是，关于输出信号的符号是变为正还是变为负，可以根据斩波电路61b的配置来适当地变更。
在此，在控制路径1中，反馈电路60通过使用运算部64a进行运算，来去除霍尔元件11的偏移。运算部64a基于位相φ1、φ2、φ3、φ4时的输出信号来去除偏移。在位相φ1、φ2、φ3、φ4时，输出信号分别变为Sh1＝0、Sh2＝0、Sh1+Sh2、Sh1-Sh2。本例的运算部64a计算φ1+φ2和φ3+φ4。然后，运算部64a通过将φ1+φ2与φ3+φ4相减，来计算(φ1+φ2)-(φ3+φ4)。即，通过(φ1+φ2)-(φ3+φ4)的运算，来去除与霍尔元件12的输出信号Sh2有关的信号。由此，能够只提取霍尔元件11的输出信号Sh1。
运算部64a将所计算出的差(φ1+φ2)-(φ3+φ4)输入到比较部65a。之后，根据比较部65a的判定结果来更新计数器。在一例中，计数器为K＝3。在该情况下，计数器被累加为K＝0、1、2，在变为K＝3(即，K＝0)的定时更新DA转换部67a的设定值。
第一反馈动作时的反馈电路60从输出信号So中只提取基于霍尔元件11的输出信号Sh1的信号。由此，反馈电路60对霍尔元件11的灵敏度进行控制。
另外，第二反馈动作时也同样地，通过使用运算部64b进行运算，来去除霍尔元件12的偏移。运算部64基于位相φ1、φ2、φ3、φ4时的输出信号来去除偏移。在位相φ1、φ2、φ3、φ4时，输出信号分别变为Sh1＝0、Sh2＝0、Sh1+Sh2、-Sh1+Sh2。本例的运算部64b计算φ1+φ2和φ3+φ4。然后，运算部64b通过将φ1+φ2与φ3+φ4相减，来计算(φ1+φ2)-(φ3+φ4)。即，通过(φ1+φ2)-(φ3+φ4)的运算，来去除与霍尔元件11的输出信号Sh1有关的信号。由此，能够只提取霍尔元件12的输出信号Sh2。
运算部64b将所计算出的差(φ1+φ2)-(φ3+φ4)输入到比较部65b。之后，根据比较部65b的判定结果来更新计数器。在一例中，计数器为K＝3。在该情况下，计数器被累加为K＝0、1、2，更新变为K＝3(即，K＝0)的DA转换部67b的设定值。
第二反馈动作时的反馈电路60从输出信号So中只提取基于霍尔元件12的输出信号Sh2的信号。由此，反馈电路60对霍尔元件12的灵敏度进行控制。
如以上的那样，本例的电流传感器100基于包含输出信号Sh1、Sh2这两个信号的输出信号So，通过进行时分割动作的反馈电路60来分别控制霍尔元件11的驱动电流和霍尔元件12的驱动电流。由此，本例的电流传感器100即使在霍尔元件11与霍尔元件12之间产生了灵敏度差的情况下，也能够高精度地对磁性元件10的灵敏度进行自校正。
另外，本例的电流传感器100使用反馈电路60来通过单系统进行动作，因此不需要考虑系统之间的偏差。由此，本例的电流传感器100对磁性元件10的灵敏度进行校正的效果更高。
图8示出磁性元件10的具体结构的一例。该图是特别将霍尔元件11及霍尔元件12的周边进行放大的图。本例的霍尔元件11和霍尔元件12相互并联连接。本例的磁性元件10具有由化合物半导体形成的霍尔元件，但不限于此。
本例的次级导体14与磁性元件10形成于同一基板上。而且，次级导体14和磁性元件10被同一模制树脂覆盖。在本例中，霍尔元件11和霍尔元件12双方被同一模制树脂覆盖。另外，初级导体13的一部分被覆盖次级导体14和磁性元件10的同一模制树脂覆盖，一部露出。也就是说，初级导体13具有被覆盖次级导体14和磁性元件10的同一模制树脂覆盖的部分以及没有被覆盖的部分。在本例中，初级导体13中的向磁性元件10施加磁场的部分被模制树脂覆盖，初级导体13中的用于输入输出电流的部分没有被模制树脂覆盖。
初级导体13流过被测定电流Io，并将由被测定电流Io产生的被测定磁场Bin以不同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12。本例的初级导体13设置于霍尔元件11与霍尔元件12之间。本例的初级导体13在同一平面上被设置在霍尔元件11与霍尔元件12之间，但也可以在设置初级导体13的平面的表面侧和背面侧设置霍尔元件11和霍尔元件12。本例的初级导体13将被测定磁场Bin以不同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12，因此能够通过简单的减法运算来抵消干扰磁场。干扰磁场是指向霍尔元件11和霍尔元件12输入的相同极性的偏移磁场。由此，容易实现从作为电流传感器100的主路径的输出部20输出的输出信号Sout的精度。另一方面，在将被测定磁场Bin以相同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12的方法中，能够通过加法运算来检测被测定电流Io，但为了抵消干扰磁场，需要进行复杂的计算。此外，本例的初级导体13在霍尔元件11与霍尔元件12之间以等间隔的方式设置。但是，初级导体13与霍尔元件11及霍尔元件12之间的距离的关系不限于本例。
次级导体14具备与霍尔元件11对应的线圈部15a以及与霍尔元件12对应的线圈部15b。通过在线圈部15a中流过基准电流Iref，来使霍尔元件11产生基准磁场Bref。通过在线圈部15b中流过基准电流Iref，来使霍尔元件12产生基准磁场Bref。
本例的线圈部15a和线圈部15b向同一方向卷绕，由此向霍尔元件11和霍尔元件12施加相同极性的基准磁场Bref。另外，也可以将线圈部15a和线圈部15b向不同方向卷绕。在该情况下，通过在线圈部15a和线圈部15b中使同一电流向相反方向流动，来向霍尔元件11和霍尔元件12施加相同极性的基准磁场Bref。线圈部15a的匝数与线圈部15b的匝数相同。通过将线圈部15a和线圈部15b以相同的匝数构成，能够流过共通的基准电流Iref。此外，在本例中，对霍尔元件11和霍尔元件12分别设置了两个线圈部15a、15b，但也可以设置将霍尔元件11和霍尔元件12两方包围的一个线圈部。在该情况下，也能够向霍尔元件11和霍尔元件12施加相同极性的基准磁场Bref。
次级导体14流过基准电流Iref，并将由基准电流Iref产生的基准磁场Bref以相同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12。本例的次级导体14通过共通的电流来向霍尔元件11和霍尔元件12施加相同极性的磁场。共通的电流是指，通过将针对霍尔元件11产生基准磁场Bref的线圈部15a与针对霍尔元件12产生基准磁场Bref的线圈部15b电连接而使在一个线圈部中流过的电流在另一个线圈部中也流过。
如以上的那样，本例的磁性元件10构成为，将被测定磁场Bin以不同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12，将基准磁场Bref以相同极性施加于霍尔元件11和霍尔元件12。因此，在输出部20中，能够通过简单的减法运算来将被测定磁场Bin和干扰磁场抵消来检测被测定电流Io。由此，使用了本例的磁性元件10的电流传感器100能够高精度地检测被测定电流Io。
以上，使用实施方式来对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员明确可知能够对上述实施方式施加各种变更或改进。根据权利要求书的记载明确可知这种施加了变更或改进的方式也能够包含在本发明的技术范围内。
应当留意的是，关于权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、过程、步骤以及阶段等各处理的执行顺序，只要没有特别注明“先于…”、“在…之前”等、并且不是前面的处理的输出在后面的处理中使用的情况，就能够以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便而使用“首先，”、“接着，”等来进行了说明，但是并不意味着必须以此顺序来实施。
附图标记说明
10：磁性元件；11：霍尔元件；12：霍尔元件；13：初级导体；14：次级导体；15：线圈部；20：输出部；21：减法部；22：解调部；23：放大部；24：滤波器部；25：比较器；26：滤波器部；27：DA转换部；30：控制部；40：反馈电路；41：斩波电路；42：加法部；43：放大部；44：运算部；45：比较部；46：滤波器部；47：DA转换部；48：VI转换部；50：反馈电路；51：斩波电路；52：加法部；53：放大部；54：运算部；55：比较部；56：滤波器部；57：DA转换部；58：VI转换部；60：反馈电路；61：斩波电路；62：加法部；63：放大部；64：运算部；65：比较部；66：滤波器部；67：DA转换部；68：VI转换部；100：电流传感器。

Claims (11)

1.一种电流传感器，其特征在于，具备：
第一霍尔元件；
第二霍尔元件；
初级导体，其被配置为流过被测定电流，并将由所述被测定电流产生的被测定磁场以不同极性施加于所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件；以及
次级导体，其被配置为流过基准电流，并将由所述基准电流产生的基准磁场以相同极性施加于所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述次级导体与所述第一霍尔元件及所述第二霍尔元件形成于同一基板上，
所述次级导体、所述第一霍尔元件以及所述第二霍尔元件被同一模制树脂覆盖，
所述初级导体具有被所述同一模制树脂覆盖的部分以及没有被所述同一模制树脂覆盖的部分。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其特征在于，
还具备输出部，该输出部基于所述第一霍尔元件及所述第二霍尔元件的输出信号，来输出与所述被测定电流相应的信号，
所述输出部具有减法部，该减法部输出所述第一霍尔元件的输出信号与所述第二霍尔元件的输出信号相减的减法结果。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述初级导体被设置在所述第一霍尔元件与所述第二霍尔元件之间。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述次级导体具备：
第一线圈部，其被配置为对所述第一霍尔元件施加所述基准磁场；以及
第二线圈部，其被配置为对所述第二霍尔元件施加所述基准磁场，
所述第一线圈部和所述第二线圈部向同一方向卷绕。
6.根据权利要求5所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一线圈部与所述第二线圈部彼此电连接，通过共通的所述基准电流来对所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件施加相同极性的所述基准磁场。
7.根据权利要求5或6所述的电流传感器，其特征在于，
所述第一线圈部的匝数与所述第二线圈部的匝数相同。
8.根据权利要求1～7中的任一项所述的电流传感器，其特征在于，
还具备控制部，该控制部基于来自所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件的输出信号，来控制对所述第一霍尔元件的驱动，基于来自所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件的输出信号，来与针对对所述第一霍尔元件的驱动的控制相独立地控制对所述第二霍尔元件的驱动。
9.根据权利要求8所述的电流传感器，其特征在于，
所述控制部还具备：
第一反馈电路，其基于来自所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件的输出信号，来控制对所述第一霍尔元件的驱动；以及
第二反馈电路，其基于来自所述第一霍尔元件和所述第二霍尔元件的输出信号，来控制对所述第二霍尔元件的驱动。
10.根据权利要求9所述的电流传感器，其特征在于，
还具备第一斩波电路，该第一斩波电路设置在所述第一反馈电路与所述第二霍尔元件之间，
所述第一反馈电路被输入被所述第一斩波电路切换极性后的所述第二霍尔元件的输出信号以及没有被切换极性的所述第一霍尔元件的输出信号。
11.根据权利要求9或10所述的电流传感器，其特征在于，
还具备第二斩波电路，该第二斩波电路设置在所述第二反馈电路与所述第一霍尔元件之间，
所述第二反馈电路被输入被所述第二斩波电路切换极性后的所述第一霍尔元件的输出信号以及没有被切换极性的所述第二霍尔元件的输出信号。
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