CN111693752B - 电流检测装置 - Google Patents
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Abstract
实施方式提供一种小型化的电流检测装置。实施方式的电流检测装置具有:第1基板;第2基板,相对于第1基板平行地设置在第1基板之上;磁测定元件,设于第1基板和第2基板之间;第1线圈,具有第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线的至少一个,而且具有与第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线连接的第1连接导体;第2线圈,具有第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线的至少一个,而且具有与第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线连接的第2连接导体,该第2线圈以使通过在第1线圈及第2线圈通电的电流而在第1线圈及第2线圈产生的磁场的朝向相同的方式,与第1线圈连接。
Description
本申请以第2019-46679号日本专利申请(申请日:2019年3月14日)为基础申请并对其主张优先权。并且,本申请通过引用该基础申请而包含了该基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及电流检测装置。
背景技术
电流检测装置通过霍尔元件等磁测定元件检测通过流过线圈的电流而产生的磁场。例如,在通过霍尔元件检测磁场的情况下,电流检测装置将流过线圈的电流的强度转换成电压。
为了获得较高的磁场强度,将两个线圈对置配置,在上述两个线圈之间配置磁测定元件。
发明内容
本发明提供一种小型化的电流检测装置。
实施方式的电流检测装置具有:第1基板;第2基板,相对于第1基板平行地设置在第1基板之上;磁测定元件,设于第1基板和第2基板之间;第1线圈,具有第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线的至少一个,而且具有与第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线连接的第1连接导体;第2线圈,具有第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线的至少一个,而且具有与第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线连接的第2连接导体,该第2线圈以使通过在第1线圈及第2线圈通电的电流而在第1线圈及第2线圈产生的磁场的朝向相同的方式,与第1线圈连接。
附图说明
图1是第1实施方式的电流检测装置的示意侧视图。
图2是第1实施方式的电流检测装置的示意斜视图。
图3(a)~(c)是第1实施方式的比较方式的电流检测装置的示意图。
图4是第2实施方式的电流检测装置的示意侧视图。
图5是第2实施方式的比较方式的电流检测装置的示意侧视图。
图6是第3实施方式的电流检测装置的示意侧视图。
图7是第4实施方式的电流检测装置的示意侧视图。
图8是第5实施方式的电流检测装置的示意侧视图。
图9是表示第6实施方式的电流检测装置中的第1线圈、第2线圈、第3线圈、第4线圈及磁测定元件的位置关系的示意俯视图。
图10是表示第6实施方式的电流检测装置中的第3线圈、磁测定元件及第4线圈的示意侧视图。
具体实施方式
下面,使用附图来说明实施方式。另外,在附图中对相同或者相似的部位标注相同或者相似的标号。
在本说明书中,存在对相同或者相似的部件标注相同的标号并省略重复说明的情况。
在本说明书中,为了表示部件等的位置关系,将附图的上方向记述为“上”,将附图的下方向记述为“下”。在本说明书中,“上”、“下”的概念不一定是表示与重力的朝向的关系的用语。
(第1实施方式)
本实施方式的电流检测装置具有:第1基板;第2基板,相对于第1基板平行地设置在第1基板之上;磁测定元件,设于第1基板和第2基板之间;第1线圈,具有第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线的至少一个,而且具有与第1基板的第1配线或者第2基板的第2配线连接的第1连接导体;第2线圈,具有第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线的至少一个,而且具有与第1基板的第3配线或者第2基板的第4配线连接的第2连接导体,该第2线圈以使通过在第1线圈及第2线圈通电的电流而在第1线圈及第2线圈产生的磁场的朝向相同的方式,与第1线圈连接。
图1是本实施方式的电流检测装置100的示意侧视图。在此,为了理解构造,将层间绝缘膜60设为透明的部件进行图示。
图2是本实施方式的电流检测装置100的示意斜视图。在此,为了理解构造,省略了磁测定元件50、配线52及层间绝缘膜60的图示。
第1基板2例如是使用环氧树脂、三聚氰胺衍生物、液晶聚合物、PPE(Polyphenylene ether:聚苯醚)树脂、氟树脂、酚醛树脂、PABM(Polyaminobismaleimide:聚氨基双马来酰亚胺)树脂等形成的板状的部件。但是,第1基板2的材料不限于上述的材料。并且,例如第1基板2是单层的基板,但不限于此。
第2基板4相对于第1基板2平行地设置在第1基板2之上。第2基板4例如是使用环氧树脂、三聚氰胺衍生物、液晶聚合物、PPE(Polyphenylene ether:聚苯醚)树脂、氟树脂、酚醛树脂、PABM(Polyaminobismaleimide:聚氨基双马来酰亚胺)树脂等形成的板状的部件。但是,第2基板4的材料不限于上述的材料。并且,例如第2基板4是单层的基板,但不限于此。
在此,定义x轴、与x轴垂直相交的y轴、与x轴及y轴垂直相交的z轴。第1基板2的表面(基板面)及第2基板4的表面(基板面)被配置成与xy面平行。
磁测定元件50设于第1基板2和第2基板4之间。磁测定元件50例如是霍尔元件。磁测定元件50使用焊锡51与配线52连接,通过配线52测定在霍尔元件产生的电压,根据所测定的电压测定磁场强度。另外,磁测定元件50不限于霍尔元件,例如也可以是大型磁阻效应元件、各向异性磁阻效应元件、隧道磁阻效应元件等磁阻效应元件等。
第1线圈10设于第1基板2和第2基板4之间。在此,第1线圈10具有被设于第1基板2的多个第1配线12、被设于第2基板4的多个第2配线14、连接第1配线12和第2配线14的第1连接导体16、连接第1配线12和第2配线14的第2连接导体18。
另外,在图1及图2中,第1连接导体16在纸面的近前侧连接第1配线12和第2配线14。并且,第2连接导体18在纸面的里侧连接第1配线12和第2配线14。
第1配线12是第1基板2的例如设置在表面的配线。第1配线12包括例如Cu(铜)等导电材料。在图1及图2中,设有作为多个第1配线12的第1配线12a、12b及12c。另外,第1配线12的数量也可以是一条。
第2配线14是第2基板4的例如设置在表面的配线。第2配线14包括例如Cu(铜)等导电材料。在图1及图2中,设有作为多个第2配线14的第2配线14a、14b及14c。另外,第2配线14的数量也可以是一条。
第1连接导体16是连接第1配线12和第2配线14的导体。第1连接导体16例如是导通孔,也可以是粘接于电流检测装置100的侧面的贴片等。第1连接导体16例如在垂直地设置于第1基板2的基板面及第2基板4的基板面时容易进行制造,因而是优选的。第1连接导体16包括例如Cu(铜)等导电材料。
在图1及图2中,设有作为第1连接导体16的第1连接导体16a、16b及16c。并且,第1连接导体16a连接第1配线12a和第2配线14a。第1连接导体16b连接第1配线12b和第2配线14b。第1连接导体16c连接第1配线12c和第2配线14c。
第2连接导体18(第3连接导体的一例)是连接第1配线12和第2配线14的导体。第2连接导体18例如是导通孔,也可以是粘接于电流检测装置100的侧面的贴片等。第2连接导体18例如在垂直地设置于第1基板2的基板面及第2基板4的基板面时容易进行制造,因而是优选的。第2连接导体18包括例如Cu(铜)等导电材料。
在图1及图2中,设有作为第2连接导体18的第2连接导体18a、18b及18c。并且,第2连接导体18a连接第1配线12a和后述的第2连接配线42。第2连接导体18b连接第1配线12b和第2配线14a。第2连接导体18c连接第1配线12c和第2配线14b。
第2线圈20以在第1基板2和第2基板4之间和第1线圈10夹持磁测定元件50的方式设置。换言之,磁测定元件50设于第1线圈10和第2线圈20之间。在此,第2线圈20具有被设于第1基板2的多个第3配线22、被设于第2基板4的多个第4配线24、连接第3配线22和第4配线24的第3连接导体26、连接第3配线22和第4配线24的第4连接导体28。
另外,在图1及图2中,第3连接导体26在纸面的近前侧连接第3配线22和第4配线24。并且,第4连接导体28在纸面的里侧连接第3配线22和第4配线24。
第3配线22是第1基板2的例如设置在表面的配线。第3配线22包括例如Cu(铜)等导电材料。在图1及图2中,设有作为多个第3配线22的第3配线22a、22b及22c。另外,第3配线22的数量也可以是一条。
第4配线24是第2基板4的例如设置在表面的配线。第4配线24包括例如Cu(铜)等导电材料。在图1及图2中,设有作为多个第4配线24的第4配线24a、24b及24c。另外,第4配线24的数量也可以是一条。
第3连接导体26(第2连接导体的一例)是连接第3配线22和第4配线24的导体。第3连接导体26例如是导通孔,也可以是粘接于电流检测装置100的侧面的贴片等。第3连接导体26例如在垂直地设置于第1基板2的基板面及第2基板4的基板面时容易进行制造,因而是优选的。第3连接导体26包括例如Cu(铜)等导电材料。
在图1及图2中,设有作为第3连接导体26的第3连接导体26a、26b及26c。并且,第3连接导体26a连接第3配线22a和第4配线24a。第3连接导体26b连接第3配线22b和第4配线24b。第3连接导体26c连接第3配线22c和第4配线24c。另外,第3连接导体26的数量也可以是一条。
第4连接导体28是连接第3配线22和第4配线24的导体。第4连接导体28例如是导通孔,也可以是粘接于电流检测装置100的侧面的贴片等。第4连接导体28例如在垂直地设置于第1基板2的基板面及第2基板4的基板面时容易进行制造,因而是优选的。第4连接导体28包括例如Cu(铜)等导电材料。
在图1及图2中,设有作为第4连接导体28的第4连接导体28a、28b及28c。并且,第4连接导体28a连接第3配线22a和后述的第1连接配线40。第4连接导体28b连接第3配线22b和第4配线24a。第4连接导体28c连接第3配线22c和第4配线24b。另外,第4连接导体28的数量也可以是一条。
第1连接配线40是连接第1线圈10和第2线圈20的配线。第1连接配线40包括例如Cu(铜)等导电材料。在图1及图2中,第1连接配线40被设于第2基板4之上,连接第2配线14c和第4连接导体28a。另外,第1连接配线40的配置、第1线圈10和第2线圈20的连接的方式不限于此。例如,也可以是不设置第1连接配线40而直接连接第1线圈10和第2线圈20的方式。
第2连接配线42例如是设于第2基板4之上、与第2连接导体18a连接的配线。第2连接配线42包括例如Cu(铜)等导电材料。另外,第2连接配线42的形态不限于此,也可以不设置第2连接配线42。
第3连接配线44例如是设于第2基板4之上、与第4配线24c连接的配线。第3连接配线44包括例如Cu(铜)等导电材料。另外,第3连接配线44的形态不限于此,也可以不设置第3连接配线44。
第2连接配线42及第3连接配线44是为了使通过电流检测装置100测定的电流流过第1线圈10及第2线圈20而设置的。未图示的电流源与第2连接配线42及第3连接配线44连接,如果电流从电流源流过第1线圈10及第2线圈20,则从第1线圈10及第2线圈20产生如图2所图示的磁场。使用磁测定元件50测定该磁场的强度。磁场的强度与电流成正比例,因而能够根据磁场的强度测定电流。
第1线圈10及第2线圈20被连接成使通过在第1线圈10及第2线圈20通电的电流(通过电流检测装置100测定的电流)而产生的磁场的朝向成为相同的朝向。在此,所谓“相同的朝向”,可以是通过两个线圈而产生的磁场的朝向不完全一致。例如,在图2中图示了在第2连接配线42通电的电流的朝向、在第3连接配线44通电的电流的朝向、在第1线圈10产生的磁场的朝向、以及在第2线圈20产生的磁场的朝向。在第2连接配线42及第3连接配线44通电的电流的朝向在纸面上是从左侧到右侧。并且,在第1线圈产生的磁场的朝向及在第2线圈产生的磁场的朝向,在纸面上都是从右侧到左侧,是相同的朝向。另外,在第1线圈产生的磁场的朝向及在第2线圈产生的磁场的朝向可以不是完全相同的朝向。并且,例如为了能够效率良好地测定上述的磁场,能够将磁测定元件50配置成可以测定与第1基板2的表面(基板面)及第2基板4的表面(基板面)平行的磁场的朝向。
另外,所谓第1线圈10或者第2线圈20“设于第1基板2和第2基板4之间”,是指构成第1线圈10或者第2线圈20的连接导体或者配线的至少一部分设于第1基板2和第2基板4之间,并非指构成第1线圈10或者第2线圈20的连接导体及配线全部设于第1基板2和第2基板4之间。
优选的是,第1配线12和第3配线22相互平行。
优选的是,第2配线14和第4配线24相互平行。
优选的是,多个第1配线12相互平行。优选的是,多个第2配线14相互平行。优选的是,多个第3配线22相互平行。优选的是,多个第4配线24相互平行。
并且,优选的是,多个第2配线14的一端分别设于多个第1配线12的一端各自的正上方,多个第2配线14的另一端分别设于多个第1配线12的另一端各自的正上方,多个第4配线24的一端分别设于多个第3配线22的一端各自的正上方,多个第4配线24的另一端分别设于多个第3配线22的另一端各自的正上方。并且,优选的是,多个第1连接导体16连接多个第1配线12的一端和多个第2配线14的一端,多个第2连接导体18连接多个第1配线12的另一端和多个第2配线14的另一端,多个第3连接导体26连接多个第3配线22的一端和多个第4配线24的一端,多个第4连接导体28连接多个第3配线22的另一端和多个第4配线24的另一端。
在图2中,第2配线14a的一端设于第1配线12b的一端的正上方。第2配线14a的另一端设于第1配线12a的另一端的正上方。第2配线14b的一端设于第1配线12c的一端的正上方。第2配线14b的另一端设于第1配线12b的另一端的正上方。第2配线14c的另一端设于第1配线12c的另一端的正上方。第4配线24a的一端设于第3配线22b的一端的正上方。第4配线24a的另一端设于第3配线22a的另一端的正上方。第4配线24b的一端设于第3配线22c的一端的正上方。第4配线24b的另一端设于第3配线22b的另一端的正上方。第4配线24c的另一端设于第3配线22c的另一端的正上方。
并且,在图2中,第2连接导体18a与第1配线12a的一端连接。第2连接导体18b连接第2配线14a的一端和第1配线12b的一端。第1连接导体16a连接第2配线14a的另一端和第1配线12a的另一端。第2连接导体18c连接第2配线14b的一端和第1配线12c的一端。第1连接导体16b连接第2配线14b的另一端和第1配线12b的另一端。第1连接导体16c连接第2配线14c的另一端和第1配线12c的另一端。第4连接导体28a与第3配线22a的一端连接。第4连接导体28b连接第4配线24a的一端和第3配线22b的一端。第3连接导体26a连接第4配线24a的另一端和第3配线22a的另一端。第4连接导体28c连接第4配线24b的一端和第3配线22c的一端。第3连接导体26b连接第4配线24b的另一端和第3配线22b的另一端。第3连接导体26c连接第4配线24c的另一端和第3配线22c的另一端。
层间绝缘膜60设于第1基板2和第2基板4之间的磁测定元件50及连接导体的周围。作为层间绝缘膜60,优选使用例如公知的绝缘树脂等或陶瓷等的绝缘膜。但是,层间绝缘膜60的材料不限于上述的材料。
下面,说明本实施方式的电流检测装置100的用途。本实施方式的电流检测装置100在电流检测中使用。在电流检测装置100的外围设有例如未图示的磁测定元件50的驱动电路、未图示的放大用放大器。驱动电路例如供给磁测定元件50的动作电压,使磁测定元件50进行动作。并且,驱动电路例如供给放大用放大器的动作电压,使放大用放大器进行动作。例如,在磁测定元件50是霍尔元件的情况下,通过由霍尔元件测定的磁场而产生的电压,在通过放大用放大器被放大后进行测定并被换算成电流。这样,能够通过电流检测装置100进行电流测定。实施方式的电流检测装置100被用于AC/DC适配器、通用逆变器或电机可变速设备的控制装置、功率模块的过电流保护等。
下面,说明本实施方式的电流检测装置100的作用效果。
图3是本实施方式的比较方式的电流检测装置的示意图。图3(a)表示在比较方式中使用的线圈820的俯视图。线圈820是具有平面状的形状的绕一圈的线圈。图3(b)是使用了图3(a)所示的线圈820的、比较方式的电流检测装置800a的示意侧视图。另外,为了理解构造,将层间绝缘膜60设为透明的部件进行图示。作为线圈820的线圈820a设于第1基板802的表面。并且,作为线圈820的线圈820b设于第4基板808的表面。磁测定元件50设于第2基板804之上。第1基板802、第2基板804、第3基板806、第4基板808被顺序地进行层叠,通过连接导体810进行各基板之间的电连接。如果所测定的电流流过线圈820a及线圈820b,则在纸面的上下方向产生磁场。通过磁测定元件50测定该磁场,由此进行电流的测定。
但是,由线圈820产生的磁场产生于纸面的上下方向。因此,要求准备具有与磁测定元件连接的配线的第2基板804,将磁测定元件50安装在第2基板804之上,并设于线圈820a和线圈820b之间。这样,存在导致基板的层数增加,小型化变困难,并成为高成本的电流检测装置的问题。
图3(c)表示比较方式的电流检测装置800b的示意侧视图。电流检测装置800b去除了电流检测装置800a的第3基板806。这样,相对于电流检测装置800a是使用四片基板的四层构造,电流检测装置800b是使用三片基板的三层构造,因而能够更加小型化。但是,在电流检测装置800b中,也设置安装磁测定元件50的第2基板804,因而存在小型化困难,并成为高成本的电流检测装置的问题。
本实施方式的电流检测装置100具有被设于第1基板2的第1配线12、被设于第2基板4的第2配线14、连接第1配线和第2配线的第1连接导体16及第2连接导体18。并且,具有被设于第1基板2的第3配线22、被设于第2基板4的第4配线24、连接第3配线和第4配线的第3连接导体26及第4连接导体28。
由此,能够使用两片基板形成产生磁场的线圈。因此,能够减少构成电流检测装置100的基板的数量,因而能够实现电流检测装置的小型化、低成本化。并且,例如如果增加第1配线12、第2配线14、第1连接导体16及第2连接导体18的数量,则能够容易地增加线圈的圈数,因而通过电流而产生的磁场强度也增加。
优选的是,第2配线14的一端或者另一端设置在第1配线12的一端或者另一端的正上方,第4配线24的一端或者另一端设置在第3配线22的一端或者另一端的正上方,通过连接导体连接各自的端部(一端或者另一端)。这是因为在不通过连接导体连接端部时,端部成为短截线,可能产生电流的反射等。
优选的是,第1配线12和第2配线14相互平行,第3配线22和第4配线24相互平行。在此,根据B=Φ/S,计算通过磁测定元件50测定的磁通密度B。Φ表示通过线圈产生的总磁通,S表示磁测定元件50的感磁部的面积。并且,通常具有Φ=LI×I的关系。其中,LI表示线圈的自身电感,I表示流过线圈的电流。另外,在具有两个线圈的情况下,关于合成电感L,具有L=LA+LB+2M的关系。其中,LA表示第1线圈10的自身电感,LB表示第2线圈的自身电感,2M表示第1线圈10和第2线圈20之间的相互电感。
在第1配线12和第2配线14相互平行、第3配线22和第4配线24相互平行的情况下,能够容易地使第1线圈10和第2线圈20相互接近。如果能够使第1线圈10和第2线圈20相互接近,则上述的相互电感增加,因而通过线圈产生的总磁通Φ增加。因此,通过磁测定元件50测定的磁通密度B增加,能够提供更高灵敏度的电流检测装置100。
优选的是,多个第1配线12相互平行,多个第2配线14相互平行,多个第3配线22相互平行,多个第4配线24相互平行。这是因为在相互平行时,能够在更小的空间中增多线圈的圈数。
根据本实施方式的电流检测装置,能够提供小型化的电流检测装置。
(第2实施方式)
本实施方式的电流检测装置还具有被设于第1线圈和第2线圈之间的第5连接导体,这一点与第1实施方式的电流检测装置不同。在此,对与第1实施方式重复的内容省略说明。
图4是本实施方式的电流检测装置110的示意侧视图。在第1线圈10和磁测定元件50之间设有第5连接导体30a。第5连接导体30a例如是垂直地设于第1基板2或者第2基板4的、贯通层间绝缘膜60的屏蔽导通孔,包括Cu(铜)等导电材料。并且,在第2线圈20和磁测定元件50之间设有第5连接导体30b。第5连接导体30b例如是垂直地设于第1基板2或者第2基板4的、贯通层间绝缘膜60的屏蔽导通孔,包括Cu(铜)等导电材料。第5连接导体30a及30b通过配线54a及54b与地面G连接而被接地。第5连接导体30a及30b用于去除电流检测装置110内的噪声。例如,通过沿x方向或者y方向等整齐排列地设置多个第5连接导体30a及30b,能够进行更大的噪声的去除。
图5是成为本实施方式的电流检测装置110的比较方式的电流检测装置800c的示意侧视图。平面状的第1屏蔽822设于第1基板802和磁测定元件50之间。并且,平面状的第2屏蔽824设于第4基板808和磁测定元件50之间。在比较方式的电流检测装置800c中,由于设置平面状的屏蔽,存在层的数量增加、具有屏蔽的电流检测装置的小型化困难的问题。
根据本实施方式的电流检测装置110,在第1线圈10或者第2线圈20与磁测定元件50之间设置第5连接导体30,用来去除噪声。因此,不需改变层数即可进行噪声的去除。
根据本实施方式的电流检测装置,能够提供小型化的电流检测装置。
(第3实施方式)
在本实施方式的电流检测装置中,第1连接导体16及第2连接导体18、或者第3连接导体26及第4连接导体28设于电流检测装置的表面(侧面),这一点与第1及第2实施方式的电流检测装置不同。在此,对与第1及第2实施方式重复的内容省略说明。
图6是本实施方式的电流检测装置120的示意侧视图。
在图6中示出了电流检测装置120的与yz平面平行的侧面。第3连接导体26与第3配线22及第4配线24连接,第4连接导体28与第3配线22连接。第3连接导体26及第4连接导体28例如是Cu制的贴片,通过将贴片粘接于电流检测装置120的侧面而形成。另外,例如也可以是,第4连接导体28与第3配线22及第4配线24连接,第3连接导体26与第3配线22连接。这样,连接的方式不限于此。并且,关于第1连接导体16及第2连接导体18能够使用相同的结构,因而省略说明。
贴片与通孔相比,通常截面积比较大,因而能够降低电阻。因此,能够减小基于焦耳热的发热。
根据本实施方式的电流检测装置,能够提供小型化的电流检测装置。
(第4实施方式)
本实施方式的电流检测装置将磁测定元件50设于第2基板4之上,这一点与第1~第3实施方式的电流检测装置不同。在此,对与第1~第3实施方式重复的内容省略说明。
图7是本实施方式的电流检测装置130的示意侧视图。在电流检测装置130中,在第2基板4的表面设有(安装有)磁测定元件50。换言之,磁测定元件50设于第1线圈10和第2线圈20之间的第2基板4之上。因此,例如在用焊锡将磁测定元件50安装于第2基板4的表面的情况下,与在第1基板2和第2基板4之间设置磁测定元件50并用层间绝缘膜60密封的情况相比,基于焊锡的连接的可靠性提高,因而电流检测装置的制造变容易。
根据本实施方式的电流检测装置,能够提供小型化的电流检测装置。
(第5实施方式)
本实施方式的电流检测装置设有多个磁测定元件50,这一点与第1~第4实施方式的电流检测装置不同。在此,对与第1~第4实施方式重复的内容省略说明。
图8是本实施方式的电流检测装置140的示意侧视图。设有两个磁测定元件50a及50b。另外,磁测定元件50的个数不限于此。
通过设置较多的磁测定元件50,即使磁场的强度相同,通过磁测定元件50测定的磁通整体的大小也增大。因此,提供灵敏度更高的电流检测装置。
根据本实施方式的电流检测装置,能够提供小型化的电流检测装置。
(第6实施方式)
本实施方式的电流检测装置还具有在y方向上夹着磁测定元件而设置的第3线圈及第4线圈,这一点与第1~第5实施方式的电流检测装置不同。在此,对与第1~第5实施方式重复的内容省略说明。
图9是表示本实施方式的电流检测装置150中的第1线圈10、第2线圈20、第3线圈70、第4线圈80及磁测定元件50的位置关系的示意俯视图。以在y方向上夹着磁测定元件50的方式设有第3线圈70及第4线圈80。换言之,磁测定元件50设于第3线圈70及第4线圈80之间。在此,假设磁测定元件50能够测定x方向的磁通及y方向的磁通。另外,也可以设置能够测定x方向的磁通的磁测定元件和能够测定y方向的磁通的磁测定元件双方。
图10是表示本实施方式的电流检测装置的从x方向观察时的第3线圈70、磁测定元件50及第4线圈的示意侧视图。在此,省略了第1线圈10及第2线圈20的图示。
第3线圈70具有被设于第1基板2的多个第5配线72、被设于第2基板4的多个第6配线74、连接第5配线72和第6配线74的第6连接导体76、连接第5配线72和第6配线74的第7连接导体78。另外,第6连接导体76在纸面的近前侧连接第5配线72和第6配线74。并且,第7连接导体78在纸面的里侧连接第5配线72和第6配线74。
第4线圈80具有被设于第1基板2的多个第7配线82、被设于第2基板4的多个第8配线84、连接第7配线82和第8配线84的第8连接导体86、连接第7配线82和第8配线84的第9连接导体88。另外,第8连接导体86在纸面的近前侧连接第7配线82和第8配线84。并且,第9连接导体88在纸面的里侧连接第7配线82和第8配线84。
并且,第3线圈70和第4线圈80被连接成使通过在第3线圈70及第4线圈80通电的电流而产生的磁场的朝向成为相同的朝向(y方向的磁场)。关于连接的方式,例如能够与图2所示的第1线圈10和第2线圈20的连接同样地进行。另外,也可以将第1线圈10、第2线圈20、第3线圈70及第4线圈80全部连接,使通电相同的电流。
另外,在图9中,例如也可以是,在第1线圈10和第3线圈70之间、第2线圈20和第4线圈80之间分别设置线圈,使在自x方向及y方向分别偏离45度的方向产生磁场。在这种情况下,还可以设置能够检测在自x方向及y方向分别偏离45度的方向产生的磁场的磁测定元件。另外,例如也可以是,在第1线圈10和第4线圈80之间及第2线圈20和第3线圈70之间也分别设置线圈。
根据本实施方式的电流检测装置,能够检测x方向及y方向的磁通,因而能够提供更高灵敏度且更小型化的电流检测装置。
对本发明的几个实施方式及实施例进行了说明,但这些实施方式及实施例仅是作为示例而示出的,并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式可以通过其他各种各样的方式来实施,在不脱离发明的主旨的范围下可以进行各种的省略、替换和变更。这些实施方式和其变形包含在发明的范围和主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明和其均等的范围中。
Claims (7)
1.一种电流检测装置,其特征在于,具有:
第1基板;
第2基板,相对于所述第1基板平行地设置在所述第1基板之上;
磁测定元件,设于所述第1基板和所述第2基板之间;
第1线圈,具有所述第1基板的第1配线或者所述第2基板的第2配线的至少一个,而且具有与所述第1基板的所述第1配线或者所述第2基板的所述第2配线连接的第1连接导体;以及
第2线圈,具有所述第1基板的第3配线或者所述第2基板的第4配线的至少一个,而且具有与所述第1基板的所述第3配线或者所述第2基板的所述第4配线连接的第2连接导体,该第2线圈以使通过在所述第1线圈及所述第2线圈通电的电流而在所述第1线圈及所述第2线圈产生的磁场的朝向相同的方式,与所述第1线圈连接,
所述第1线圈具有:
多个所述第1配线,被设于所述第1基板;
多个所述第2配线,被设于所述第2基板;
多个所述第1连接导体,连接多个所述第1配线和多个所述第2配线;以及
多个第3连接导体,连接多个所述第1配线和多个所述第2配线,
所述第2线圈具有:
多个所述第3配线,被设于所述第1基板;
多个所述第4配线,被设于所述第2基板;
多个所述第2连接导体,连接多个所述第3配线和多个所述第4配线;以及
多个第4连接导体,连接多个所述第3配线和多个所述第4配线。
2.根据权利要求1所述的电流检测装置,其特征在于,
多个所述第2配线的一端分别设于多个所述第1配线的一端各自的正上方,
多个所述第2配线的另一端分别设于多个所述第1配线的另一端各自的正上方,
多个所述第4配线的一端分别设于多个所述第3配线的一端各自的正上方,
多个所述第4配线的另一端分别设于多个所述第3配线的另一端各自的正上方,
多个所述第1连接导体连接多个所述第1配线的所述一端和多个所述第2配线的所述一端,
多个所述第3连接导体连接多个所述第1配线的所述另一端和多个所述第2配线的所述另一端,
多个所述第2连接导体连接多个所述第3配线的一端和多个所述第4配线的一端,
多个所述第4连接导体连接多个所述第3配线的另一端和多个所述第4配线的另一端。
3.根据权利要求1所述的电流检测装置,其特征在于,
所述第1配线和所述第3配线相互平行,
所述第2配线和所述第4配线相互平行。
4.根据权利要求1所述的电流检测装置,其特征在于,
多个所述第1配线相互平行,
多个所述第2配线相互平行,
多个所述第3配线相互平行,
多个所述第4配线相互平行。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的电流检测装置,其特征在于,
所述电流检测装置还具有第5连接导体,在所述第1线圈和所述第2线圈之间该第5连接导体垂直地设置于所述第1基板。
6.根据权利要求1~4中任意一项所述的电流检测装置,其特征在于,
所述电流检测装置还具有多个所述磁测定元件。
7.根据权利要求1~4中任意一项所述的电流检测装置,其特征在于,
所述第1连接导体及所述第2连接导体或者所述第3连接导体及所述第4连接导体被设于所述电流检测装置的表面。
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7289782B2 (ja) * | 2019-12-19 | 2023-06-12 | 株式会社東芝 | 電流検出装置 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101802623A (zh) * | 2007-09-10 | 2010-08-11 | 溯高美股份有限公司 | 电流强度测量装置和包含这种装置的电气设备 |
CN101900754A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 新科实业有限公司 | 电流传感器 |
CN102866276A (zh) * | 2008-01-25 | 2013-01-09 | 机电联合股份有限公司 | 电流传感器 |
CN103620421A (zh) * | 2011-07-01 | 2014-03-05 | 东光东芝测量仪器株式会社 | 电流检测装置以及电量计 |
CN103765228A (zh) * | 2011-06-27 | 2014-04-30 | 森泰克有限公司 | 传感器 |
JP2017040591A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
CN107003341A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-08-01 | 株式会社村田制作所 | 电流检测元件以及电力传输系统 |
CN107110892A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-08-29 | 株式会社村田制作所 | 电流传感器 |
DE102016205101A1 (de) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Differenzstromsensor |
CN108780131A (zh) * | 2016-03-30 | 2018-11-09 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 平衡式磁场检测装置 |
CN108988670A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 本田技研工业株式会社 | 电力装置及其制造方法 |
Family Cites Families (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06103323B2 (ja) | 1990-08-24 | 1994-12-14 | 株式会社村田製作所 | 電流検出器 |
JPH08204432A (ja) * | 1995-01-27 | 1996-08-09 | Citizen Watch Co Ltd | 携帯型電子機器のアンテナ構造 |
JP3106895B2 (ja) * | 1995-03-01 | 2000-11-06 | 松下電器産業株式会社 | 電磁放射測定装置 |
JPH0980081A (ja) * | 1995-09-14 | 1997-03-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流検知センサー |
US5736846A (en) * | 1995-10-06 | 1998-04-07 | That Corporation | AC current sensor |
US6271744B1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-08-07 | Trw Inc. | Current sensing arrangement with encircling current-carrying line and ferromagnetic sheet concentrator |
JP2003315373A (ja) * | 2002-04-18 | 2003-11-06 | Toshiba Corp | 電流検出装置及び半導体装置 |
WO2003107018A1 (ja) * | 2002-06-18 | 2003-12-24 | 旭化成株式会社 | 電流測定方法および電流測定装置 |
JP2005221342A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | コイル式電流センサ |
ATE412188T1 (de) * | 2004-07-16 | 2008-11-15 | Lem Liaisons Electron Mec | Stromsensor |
JP4105145B2 (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-25 | Tdk株式会社 | 電流センサ |
JP4105147B2 (ja) * | 2004-12-06 | 2008-06-25 | Tdk株式会社 | 電流センサ |
FR2904425B1 (fr) * | 2006-07-31 | 2008-12-05 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de courant ameliore a excitation magnetique alternative |
JP2011185914A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Kohshin Electric Corp | 電流センサ |
WO2011111493A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
JP5464098B2 (ja) * | 2010-08-23 | 2014-04-09 | 住友電装株式会社 | 電流検出装置 |
JP5909822B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2016-04-27 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ及びその作製方法 |
JP5639684B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2014-12-10 | 株式会社スマート | 金属面用多極磁界センサ、センサシステム及び金属面用多極磁界センサの製造方法 |
US10145908B2 (en) | 2013-07-19 | 2018-12-04 | Allegro Microsystems, Llc | Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field |
JP2015125019A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | 株式会社東芝 | 電流センサ、電流測定モジュール及びスマートメータ |
US9958480B2 (en) * | 2015-02-10 | 2018-05-01 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method for a current sensor |
FR3032801B1 (fr) * | 2015-02-17 | 2017-02-24 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de mesure d'un champ electrique en milieu conducteur |
JP6585912B2 (ja) | 2015-03-31 | 2019-10-02 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | カメラモジュール |
CN104820125B (zh) * | 2015-04-27 | 2018-04-06 | 江苏多维科技有限公司 | 采用z轴磁电阻梯度计和引线框电流的集成电流传感器 |
US10416195B2 (en) * | 2016-06-10 | 2019-09-17 | Analog Devices Global | Current sensor and a method of manufacturing a current sensor |
JP6673077B2 (ja) * | 2016-07-26 | 2020-03-25 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
KR101708736B1 (ko) * | 2016-07-29 | 2017-02-21 | 주식회사 코본테크 | 다층 피시비 코어 구조를 가지는 전류 검출소자 |
JP6436275B1 (ja) * | 2017-01-11 | 2018-12-12 | 株式会社村田製作所 | 電流検出デバイス、給電装置 |
WO2018143122A1 (ja) * | 2017-02-02 | 2018-08-09 | アルプス電気株式会社 | 平衡式電流センサ |
JP2019070578A (ja) * | 2017-10-10 | 2019-05-09 | 株式会社タムラ製作所 | 電流検出器 |
US10466314B2 (en) * | 2018-02-15 | 2019-11-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Integrated current sensor |
JP6973221B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2021-11-24 | 株式会社デンソー | 電流センサ |
US10573803B1 (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-25 | Semiconductor Components Industries, Llc | Current sensor packages with through hole in semiconductor |
CN112955756B (zh) * | 2018-11-06 | 2024-06-14 | 宜普电源转换公司 | 针对定时敏感电路的磁场脉冲电流感测 |
US11092623B2 (en) * | 2018-12-11 | 2021-08-17 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Current sensor for measuring alternating electromagnetic wave and a current breaker using the same |
-
2019
- 2019-03-14 JP JP2019046679A patent/JP2020148640A/ja active Pending
- 2019-07-05 CN CN201910604169.0A patent/CN111693752B/zh active Active
- 2019-07-22 US US16/518,248 patent/US11150276B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101802623A (zh) * | 2007-09-10 | 2010-08-11 | 溯高美股份有限公司 | 电流强度测量装置和包含这种装置的电气设备 |
CN102866276A (zh) * | 2008-01-25 | 2013-01-09 | 机电联合股份有限公司 | 电流传感器 |
CN101900754A (zh) * | 2009-05-27 | 2010-12-01 | 新科实业有限公司 | 电流传感器 |
CN103765228A (zh) * | 2011-06-27 | 2014-04-30 | 森泰克有限公司 | 传感器 |
CN103620421A (zh) * | 2011-07-01 | 2014-03-05 | 东光东芝测量仪器株式会社 | 电流检测装置以及电量计 |
CN107003341A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-08-01 | 株式会社村田制作所 | 电流检测元件以及电力传输系统 |
CN107110892A (zh) * | 2015-02-02 | 2017-08-29 | 株式会社村田制作所 | 电流传感器 |
JP2017040591A (ja) * | 2015-08-20 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 電流センサ |
DE102016205101A1 (de) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Differenzstromsensor |
CN108780131A (zh) * | 2016-03-30 | 2018-11-09 | 阿尔卑斯电气株式会社 | 平衡式磁场检测装置 |
CN108988670A (zh) * | 2017-05-31 | 2018-12-11 | 本田技研工业株式会社 | 电力装置及其制造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
New Current Measurement Procedure Using a Conventional Rogowski Transducer for the Analysis of Switching Transients in Transistors;Estanis Oyarbide等;《 IEEE Transactions on Power Electronics 》;20161102;第32卷(第7期);全文 * |
基于TMR元件的电流传感器的研制;王海宝等;《电测与仪表》;20180510;第55卷(第9期);全文 * |
Also Published As
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