CN115047384A - 磁传感器装置、变换器装置和电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁传感器装置、变换器装置和电池装置。磁传感器装置包括：第1检测电路，生成第1检测信号；线圈，通过流过反馈电流而产生消除磁场；第2检测电路，生成与反馈电流的值具有对应关系的第2检测信号；和控制电路，控制反馈电流。在闭环动作中，控制电路控制反馈电流，以使第1检测信号成为一定值。在开环动作中，控制电路将反馈电流维持为一定值。

Description

磁传感器装置、变换器装置和电池装置

技术领域

本发明涉及磁传感器装置、包括磁传感器装置的变换器(inverter)装置和包括磁传感器装置的电池装置。

背景技术

在电动汽车、混合动力汽车和插电式混合动力汽车等使用了电动马达的车辆中，搭载有控制电动马达的变换器装置、经由变换器装置向电动马达供给高电压的电力的电池装置。在变换器装置、电池装置中，为了测量在电路中流动的电流而使用电流传感器。作为在变换器装置、电池装置等流过大电流的电路中使用的电流传感器，已知有非接触的磁式的电流传感器。

作为磁式的电流传感器，已知有磁比例方式的电流传感器和磁平衡方式的电流传感器。在磁比例方式的电流传感器中，包含磁检测元件的磁传感器检测由流过导体的检测对象电流产生的对象磁场，生成与对象磁场的强度具有对应关系的检测值。磁传感器的检测值与检测对象电流的值存在比例关系。因此，磁传感器的检测值相当于检测对象电流的检测值。

磁平衡方式的电流传感器包括：反馈线圈，其产生用于消除由在导体中流动的检测对象电流产生的对象磁场的消除磁场；磁传感器，其检测对象磁场与消除磁场的残差的磁场(以下，称为残差磁场)并输出残差磁场的检测值；控制电路，其根据从磁传感器输出的检测值来控制在反馈线圈中流动的反馈电流；和检测电路，其包含插入到反馈电流的电流路径的电阻器。电阻器的两端的电位差相当于反馈电流的检测值。反馈电流的检测值与检测对象电流的值存在比例关系。因此，反馈电流的检测值相当于检测对象电流的检测值。该磁平衡方式的电流传感器进行动作以使得残差磁场的强度接近零。

在变换器装置、电池装置中，特别要求测量范围广的电流传感器。在中国专利申请公开第102812366A号说明书、日本专利申请公开2007-78416号公报、日本专利申请公开2011-169833号公报中，公开了组合磁比例方式和磁平衡方式来扩大测量范围的电流传感器。

然而，在电池装置中，为了有效利用电池容量，存在想要根据测量出的电流值的累计值来准确地推算电池的余量这样的要求。为了准确地推算电池的剩余量，特别要求在检测对象电流的值变小的区域、即对象磁场的强度变小的区域中高精度地测量检测对象电流。磁平衡方式在原理上消除了磁检测元件的偏移和磁检测元件的非线性。因此，在对象磁场的强度变小的区域中，优选通过磁平衡方式来测量检测对象电流。

在日本专利申请公开2007-78416号公报中，记载了在被检测电流小时，选择基于磁平衡检测式的电流检测，在被检测电流小时，相当于传感器输出的来自集成芯片的输出信号(霍尔电压)的值与被检测电流的值成比例。在日本专利申请公开2011-169833号公报中记载了：将与磁平衡式的电流传感器的特性一致的输出电压用作电流输入范围相对较窄的情况下的输出；和在低电流区域中，与磁平衡式的电流传感器的特性一致的输出电压的值和磁比例式的电流传感器中的输出电压的值均与被测量电流的值成比例。

有时对在车辆中使用的电流传感器施加强度瞬间变化的噪声磁场。以下，将该噪声磁场称为脉冲状的噪声磁场。脉冲状的噪声磁场的检测从异常检测等观点来看是有益的。但是，现有技术没有考虑在电流传感器中检测脉冲状的噪声磁场。另外，磁平衡方式的电流传感器在原理上与磁比例方式的电流传感器相比响应速度变慢。即，在磁平衡方式的电流传感器中，即使施加脉冲状的噪声磁场，反馈电流的检测值也几乎不变化，所以无法检测脉冲状的噪声磁场。

上述问题不限于电流传感器，也适用于检测对象磁场的所有磁传感器装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够检测脉冲状的噪声磁场的磁传感器装置、变换器装置和电池装置。

本发明的磁传感器装置包括：第1检测电路，其包含检测施加磁场的磁检测元件，生成与施加磁场的强度具有对应关系的第1检测信号；反馈线圈，其通过流过反馈电流，产生用于抵消作为检测对象的磁场的对象磁场的至少一部分的消除磁场；第2检测电路，其生成与反馈电流的值具有对应关系的第2检测信号；和控制电路，其控制反馈电流，并且生成与对象磁场的强度具有对应关系的检测值。

控制电路构成为，在对象磁场的强度大于第1值且小于第2值的情况下执行闭环动作，在对象磁场的强度为第1值以下或第2值以上的情况下执行开环动作。闭环动作是控制电路控制反馈电流以使得第1检测信号成为一定值的动作。开环动作是控制电路将反馈电流维持为一定值的动作。控制电路在闭环动作的执行时，基于第2检测信号生成检测值，在开环动作的执行时，基于第1检测信号生成检测值。

在本发明的磁传感器装置中，控制电路也可以在执行开环动作时，将反馈电流维持为一定值，以使消除磁场的强度的绝对值与第1值的绝对值或第2值的绝对值相等。

另外，在本发明的磁传感器装置中，磁检测元件也可以是磁阻效应元件。磁阻效应元件也可以是隧道磁阻效应元件。

另外，在本发明的磁传感器装置中，控制电路也可以构成为使用第1检测信号、或者将第1检测信号和第2检测信号合成而得到的信号，检测与施加磁场重叠的脉冲状的噪声磁场。脉冲状的噪声磁场的强度的最大值也可以大于第2值。脉冲状的噪声磁场的强度的最小值也可以小于第1值。

另外，在本发明的磁传感器装置中，第1检测信号的变化相对于开环动作的执行时的对象磁场的强度的变化的梯度可以与第2检测信号的变化相对于闭环动作的执行时的对象磁场的强度的变化的梯度不同，也可以比该梯度小。

另外，本发明的磁传感器装置也可以还包括在磁检测元件的附近聚集磁通的屏蔽件。

另外，在本发明的磁传感器装置中，对象磁场也可以是由在导体中流动的检测对象电流产生的磁场。在该情况下，检测值也可以与检测对象电流具有对应关系。另外，也可以不在导体设置聚集由检测对象电流产生的磁通的磁芯。

本发明的变换器装置包括本发明的磁传感器装置和包含导体的变换器电路。

本发明的电池装置包括本发明的磁传感器装置、包含导体的电源电路、和与电源电路连接的电池。

在本发明的磁传感器装置、变换器装置和电池装置中，在闭环动作的执行时，控制电路控制反馈电流，以使第1检测信号成为一定值。由此，根据本发明，能够检测脉冲状的噪声磁场。

本发明的其他目的、特征和利益通过以下的说明而变得十分清楚。

附图说明

图1是表示包含本发明的第1实施方式的磁传感器装置的电流传感器系统的结构的立体图。

图2是表示本发明的第1实施方式的磁传感器装置的结构的框图。

图3是表示本发明的第1实施方式的磁传感器的截面图。

图4是表示本发明的第1实施方式的磁传感器装置的磁阻效应元件的立体图。

图5是表示本发明的第1实施方式中的对象磁场与反馈电流的关系的特性图。

图6是表示本发明的第1实施方式中的对象磁场与第2检测信号的关系的特性图。

图7是表示本发明的第1实施方式中的对象磁场与第1检测信号的关系的特性图。

图8A和图8B是表示本发明的第1实施方式中的施加磁场和脉冲状的噪声磁场的示意图。

图9A和图9B是表示本发明的第1实施方式中的脉冲状的噪声磁场重叠于施加磁场时的第1和第2检测信号的示意图。

图10是表示本发明的第1实施方式的变换器装置和电池装置的结构的框图。

图11是表示本发明的第2实施方式的磁传感器的截面图。

具体实施方式

[第1实施方式]

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。首先，参照图1，对包括本发明的第1实施方式的磁传感器装置的电流传感器系统的结构进行说明。本实施方式的磁传感器装置1被用作对流过导体的检测对象电流的值进行检测的电流传感器。在图1中，表示了检测对象电流流过的导体为汇流条(bus bar)2的例子。磁传感器装置1配置在汇流条2的附近。以下，将检测对象电流记为对象电流Itg。在汇流条2的周围，因对象电流Itg而产生磁场3。磁传感器装置1配置于磁场3被施加的位置。

其中，在汇流条2没有设置聚集由对象电流Itg产生的磁通的磁芯。由此，能够使磁传感器装置1小型化。

接着，参照图1至图3，对磁传感器装置1的结构进行详细说明。图2是表示磁传感器装置1的结构的框图。图3是表示磁传感器的截面图。磁传感器装置1包括：第1检测电路5、反馈线圈(以下，简记为线圈)12、第2检测电路6和控制电路23。

第1检测电路5包含检测施加磁场的磁检测元件，生成与施加磁场的强度具有对应关系的第1检测信号S1。在此，将由对象电流Itg产生的磁场3中的施加于第1检测电路5的磁检测元件的磁场称为检测对象的磁场或对象磁场H1。线圈12用于通过流通反馈电流Icc而产生用于抵消对象磁场H1的至少一部分的消除磁场H2。第2检测电路6生成与反馈电流Icc的值具有对应关系的第2检测信号S2。

控制电路23控制反馈电流Icc，并且生成与对象磁场H1的强度具有对应关系的检测值Vs。控制电路23基于第1检测信号S1或第2检测信号S2生成检测值Vs，这将在后面详细说明。

包括磁检测元件和线圈12的部分与包括控制电路23的部分既可以一体化，也可以分体。在本实施方式中，上述2个部分是分体的。以下，将包含磁检测元件和线圈12的部分称为磁传感器10，将包含控制电路23的部分称为处理器20。磁传感器10与汇流条2独立。处理器20例如由面向特定用途的集成电路(ASIC)或者微型计算机构成。处理器20可以配置在接近磁传感器10的位置，也可以配置在远离磁传感器10的位置。

如图2所示，磁传感器10除了线圈12之外，还包括惠斯登桥接电路11和电阻器13。惠斯登桥接电路11包括分别包含磁检测元件的电阻部R1、R2、R3、R4。

如图3所示，磁传感器10还包括设置于磁检测元件(在图3中为惠斯登桥接电路11)的附近的屏蔽件14。屏蔽件14由磁性材料构成，具有聚集磁通的功能。通过设置屏蔽件14，能够扩大能够由磁检测元件检测的施加磁场的强度的范围，即能够增大动态范围。惠斯登桥接电路11、线圈12和屏蔽件14通过多个绝缘层而一体化。电阻器13可以安装于位于最外侧的绝缘层的表面，也可以埋入多个绝缘层。

在此，如图1和图2所示，定义X方向、Y方向、Z方向。X方向、Y方向、Z方向相互正交。此外，在本申请中，“正交”是指除了完全以90°正交之外，还包括大致正交、即从90°稍微偏离地正交的概念。在本实施方式中，将图1所示的对象电流Itg流动的方向设为Y方向。另外，将与X方向相反的方向设为-X方向，将与Y方向相反的方向设为-Y方向，将与Z方向相反的方向设为-Z方向。另外，以下，将相对于基准的位置位于Z方向的前方的位置称为“上方”，将相对于基准的位置位于与“上方”相反的一侧的位置称为“下方”。

磁传感器10配置于汇流条2的上方或下方。图1表示包含磁传感器10的磁传感器装置1配置于汇流条2的上方的例子。

如图3所示，磁传感器10还包括基板61和绝缘层62、63、64、65、66、67、68。绝缘层62、63、64层叠在基板61之上。惠斯登桥接电路11配置在绝缘层64之上。绝缘层65以覆盖惠斯登桥接电路11的方式配置在绝缘层64之上。绝缘层66、67层叠在绝缘层65之上。屏蔽件14配置在绝缘层67之上。绝缘层68以覆盖屏蔽件14的方式配置在绝缘层67上。线圈12埋入于绝缘层63～66。

如图2所示，磁传感器10具有端口E11、E12、E13、E14、G1、P1、V1。惠斯登桥接电路11的电阻部R1、R2的各一端与端口E11连接。惠斯登桥接电路11的电阻部R3、R4的各一端与端口E12连接。电阻部R1、R3的各另一端与端口V1连接。电阻部R2、R4的各另一端与端口G1连接。

线圈12的一端与端口P1连接。线圈12的另一端和电阻器13的一端与端口E13连接。电阻器13的另一端与端口E14连接。

如图2所示，处理器20具有端口E20、E21、E22、E23、E24、G2、P2、V2。端口E21、E22、E23、E24、G2、P2、V2分别与磁传感器10的端口E11、E12、E13、E14、G1、P1、V1连接。对端口V2施加用于向磁传感器10的惠斯登桥接电路11供给的规定大小的电源电压。端口G2接地。控制电路23对端口E20输出检测值Vs。

此外，处理器20除了控制电路23之外，还包括第1放大电路21、第2放大电路22和驱动电路24。第1和第2放大电路21、22分别具有2个输入端和1个输出端。第1放大电路21的2个输入端分别与端口E21、E22连接。第2放大电路22的2个输入端分别与端口E23、E24连接。第1放大电路21的输出端和第2放大电路22的输出端与控制电路23连接。

驱动电路24是对线圈12供给反馈电流Icc的电路。控制电路23通过控制驱动电路24来控制反馈电流Icc。反馈电流Icc经由端口P1、P2供给到线圈12。

第1检测电路5由磁传感器10的惠斯登桥接电路11和处理器20的第1放大电路21构成。第2检测电路6由磁传感器10的电阻器13和处理器20的第2放大电路22构成。

接着，对第1检测电路5所包含的磁检测元件进行说明。磁检测元件可以是霍尔元件，也可以是磁阻效应元件。但是，从响应速度的观点出发，磁检测元件优选为磁阻效应元件。以下，将磁阻效应元件记为MR元件。MR元件可以是自旋阀型的MR元件，也可以是AMR(各向异性磁阻效应)元件。在本实施方式中，特别是第1检测电路5包含自旋阀型的MR元件50作为磁检测元件。

图4是表示MR元件50的立体图。MR元件50包括：具有方向被固定的磁化的磁化固定层52；具有方向能够根据施加磁场的方向而变化的磁化的自由层54；和配置在磁化固定层52与自由层54之间的间隙层53。MR元件50可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是GMR(巨磁阻效应)元件，但从响应速度和精度的观点出发，优选为TMR元件。在TMR元件中，间隙层53是隧道势垒层。在GMR元件中，间隙层53是非磁性导电层。在MR元件50中，电阻值根据自由层54的磁化的方向相对于磁化固定层52的磁化的方向所成的角度而变化，在该角度为0°时电阻值成为最小值，在角度为180°时电阻值成为最大值。在MR元件50中，自由层54具有易磁化轴方向成为与磁化固定层52的磁化的方向正交的方向的形状各向异性。

MR元件50还包含反铁磁性层51。反铁磁性层51、磁化固定层52、间隙层53和自由层54依次层叠。另外，MR元件50中的层51～54的配置也可以与图4所示的配置上下相反。反铁磁性层51由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层52之间产生交换耦合，固定磁化固定层52的磁化的方向。此外，磁化固定层52也可以是所谓的自钉固型的固定层(Synthetic FerriPinned层、SFP层)。自钉固型的固定层具有使铁磁性层、非磁性中间层和铁磁性层层叠而成的层叠亚铁结构，是使2个铁磁性层反铁磁性地耦合而成的。在磁化固定层52是自钉固型的固定层的情况下，也可以省略反铁磁性层51。

惠斯登桥接电路11的电阻部R1～R4分别包含至少1个MR元件50。电阻部R1、R4各自中的MR元件50的磁化固定层52的磁化的方向是第1磁化方向。电阻部R2、R3各自中的MR元件50的磁化固定层52的磁化的方向是作为与第1磁化方向相反的方向的第2磁化方向。

接着，对磁传感器10的位置和姿态进行说明。对磁传感器10施加由对象电流Itg产生的磁场3和线圈12产生的磁场。磁传感器10配置于所施加的上述2个磁场的方向彼此成为相反方向或大致相反方向的位置。

在此，将与施加于磁传感器10的上述2个磁场的方向平行的方向称为感磁方向。对象磁场H1是由对象电流Itg产生并施加于磁传感器10的磁场3的、与感磁方向平行的方向的成分。另外，消除磁场H2是线圈12产生并施加于磁传感器10的磁场的、与感磁方向平行的方向的成分。

一般而言，存在平面霍尔元件具有相对于基板垂直的灵敏度轴的倾向，存在MR元件、垂直霍尔元件具有相对于基板平行的灵敏度轴的倾向。在MR元件为TMR元件或GMR元件的情况下，一般将与磁化固定层的磁化方向平行的方向作为感磁方向。因此，在MR元件50为TMR元件或GMR元件的情况下，磁传感器10以第1和第2磁化方向与感磁方向平行或大致平行的姿态配置。

在此，将对象磁场H1的方向和消除磁场H2的方向设为与X方向平行的方向。在该情况下，磁传感器10例如以第1磁化方向为X方向、第2磁化方向为-X方向的姿态配置。此外，从MR元件50的制作精度和磁传感器10的对准精度等观点出发，第1和第2磁化方向也可以从上述的方向稍微偏离。

MR元件50的自由层54优选具有以与感磁方向交叉的方向为易轴的形状各向异性。另外，通过设置对MR元件50的自由层54施加偏置磁场的磁铁，能够使与感磁方向交叉的方向为易轴。

接着，对控制电路23的动作进行说明。控制电路23能够选择闭环动作和开环动作。闭环动作是控制电路23控制反馈电流Icc以使第1检测信号S1成为一定值的动作。开环动作是控制电路23将反馈电流Icc维持为一定值的动作。在执行闭环动作时，磁传感器装置1作为磁平衡方式的电流传感器进行动作。在执行开环动作时，磁传感器装置1作为磁比例方式的电流传感器进行动作。

如果施加磁场的强度变化，则磁传感器10的端口E11、E12间的电位差变化。由此，处理器20的端口E21、E22间的电位差发生变化。第1放大电路21将与端口E21、E22间的电位差对应的信号作为第1检测信号S1输出。在不存在噪声磁场的情况下，施加磁场是对象磁场H1与消除磁场H2的残差的磁场(以下，称为残差磁场)。控制电路23在闭环动作的执行时，根据第1检测信号S1的值来控制反馈电流Icc，以使残差磁场的强度接近零。由此，在闭环动作的执行时，第1检测信号S1的值维持为一定值(例如零)。

如果反馈电流Icc的值变化，则磁传感器10的端口E13、E14间的电位差变化。由此，处理器20的端口E23、E24间的电位差发生变化。第2放大电路22将与端口E23、E24间的电位差对应的信号作为第2检测信号S2输出。在闭环动作的执行时，第2检测信号S2的值与对象磁场H1的强度和对象电流Itg的值具有对应关系。控制电路23在闭环动作的执行时，基于第2检测信号S2生成检测值Vs。检测值Vs例如通过对第2检测信号S2施加增益调整和偏移调整等规定的修正而生成。

在开环动作的执行时，控制电路23将反馈电流Icc维持为一定值。因此，在开环动作的执行时，残差磁场的强度根据对象磁场H1的强度而变化。在开环动作的执行时，第1检测信号S1的值与对象磁场H1的强度和对象电流Itg的值具有对应关系。控制电路23在开环动作的执行时，基于第1检测信号S1生成检测值Vs。检测值Vs例如通过对第1检测信号S1施加增益调整和偏移调整等规定的修正而生成。

在本实施方式中，特别是控制电路23构成为，在对象磁场H1的强度大于第1值且小于第2值的情况下执行闭环动作，在对象磁场H1的强度为第1值以下或第2值以上的情况下执行开环动作。在闭环动作的执行时，控制电路23控制反馈电流Icc，以使残差磁场的强度成为零，即对象磁场H1被消除磁场H2完全抵消。在开环动作的执行时，控制电路23将反馈电流Icc维持为一定值，以使得对象磁场H1的一部分被消除磁场H2抵消。

在此，用正值表示磁场的方向为X方向时的磁场的强度，用负值表示磁场的方向为-X方向时的磁场的强度。在本实施方式中，第1值为负值，第2值为正值。

图5是表示对象磁场H1的强度与反馈电流Icc的关系的特性图。在图5中，横轴表示对象磁场H1的强度，纵轴表示反馈电流Icc。此外，在图5中，用与对象磁场H1的强度对应的磁通密度的值来表示对象磁场H1的强度。在以下的说明中，用与磁场的强度对应的磁通密度的值来表示磁场的强度。另外，在对象磁场H1的方向为-X方向(消除磁场H2的方向为X方向)的情况下，在线圈12中流动的反馈电流Icc的方向成为与对象磁场H1的方向为X方向(消除磁场H2的方向为-X方向)的情况相反的方向。但是，在图5中，不管反馈电流Icc的方向，用正值表示反馈电流Icc的值。

在图5所示的例子中，将第1值设为-10mT，将第2值设为10mT。如图5所示，在对象磁场H1的强度从0变大的情况下，直到对象磁场H1的强度达到10mT为止，随着对象磁场H1的强度变大，反馈电流Icc变大。当对象磁场H1的强度成为10mT以上时，反馈电流Icc被维持为一定值。控制电路23在对象磁场H1的强度为10mT以上的情况下，将反馈电流Icc维持为一定值以使得消除磁场H2的强度的绝对值与第2值的绝对值(10mT)相等。

同样地，在对象磁场H1的强度从0变小的情况下，直到对象磁场H1的强度达到-10mT为止，随着对象磁场H1的强度变小，反馈电流Icc变大。当对象磁场H1的强度成为-10mT以下时，反馈电流Icc被维持为一定值。控制电路23在对象磁场H1的强度为-10mT以下的情况下，将反馈电流Icc维持为一定值以使得消除磁场H2的强度的绝对值与第1值的绝对值(10mT)相等。

图6是表示对象磁场H1的强度与第2检测信号S2的关系的特性图。在图6中，横轴表示对象磁场H1的强度，纵轴表示第2检测信号S2。如图6所示，在对象磁场H1的强度大于-10mT且小于10mT的情况下，第2检测信号S2根据对象磁场H1的强度而变化。在对象磁场H1的强度为-10mT以下或10mT以上的情况下，第2检测信号S2与对象磁场H1的强度无关而成为一定值。

图7是表示对象磁场H1的强度与第1检测信号S1的关系的特性图。在图7中，横轴表示对象磁场H1的强度，纵轴表示第1检测信号S1。如图7所示，在对象磁场H1的强度大于-10mT且小于10mT的情况下，第1检测信号S1与对象磁场H1的强度无关而成为一定值。在对象磁场H1的强度为-10mT以下或10mT以上的情况下，第1检测信号S1根据对象磁场H1的强度而变化。

此外，第1检测信号S1的变化相对于开环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度也可以与第2检测信号S2的变化相对于闭环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度不同。在图6和图7所示的例子中，第1检测信号S1的变化相对于开环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度比第2检测信号S2的变化相对于闭环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度小。

接着，对本实施方式的磁传感器装置1的作用和效果进行说明。在本实施方式中，控制电路23构成为在对象磁场H1的强度大于第1值且小于第2值的情况下执行闭环动作。即，在本实施方式中，构成为在对象磁场H1的强度的绝对值变小的区域中，磁传感器装置1作为磁平衡方式的电流传感器进行动作。由此，根据本实施方式，在对象磁场H1的强度变小的区域中，能够高精度地检测对象电流Itg。在闭环动作的执行时，第2检测信号S2相当于磁平衡方式的电流传感器的检测值。

另外，在本实施方式中，控制电路23构成为在对象磁场H1的强度为第1值以下或者第2值以上的情况下执行开环动作。即，在本实施方式中，构成为在对象磁场H1的强度的绝对值变大的区域中，磁传感器装置1作为磁比例方式的电流传感器进行动作。由此，根据本实施方式，能够扩大对象电流Itg的测量范围。开环动作的执行时的第1检测信号S1相当于磁比例方式的电流传感器的检测值。

另外，根据本实施方式，能够检测强度瞬间变化的噪声磁场(脉冲状的噪声磁场)。以下，参照图8A至图9B对该效果进行说明。图8A和图8B是表示施加磁场和脉冲状的噪声磁场的示意图。图8A表示重叠有脉冲状的噪声磁场的施加磁场。图8B放大表示脉冲状的噪声磁场。

图9A和图9B是表示脉冲状的噪声磁场重叠于施加磁场时的第1和第2检测信号S1、S2的示意图。图9A表示了第2检测信号S2。图9B表示了第1检测信号S1。此外，在图9A中，以不存在噪声磁场的情况下的第2检测信号S2的最大值为1、不存在噪声磁场的情况下的第2检测信号S2的最小值为-1的方式，对第2检测信号S2进行标准化。另外，在图9B中，以不存在噪声磁场的情况下的第1检测信号S1的最大值为1、不存在噪声磁场的情况下的第1检测信号S1的最小值为-1的方式，对第1检测信号S1进行标准化。

在图8A和图9B中，表示了在闭环动作的执行时，产生了瞬间地增大施加磁场的强度的脉冲状的噪声磁场的例子。第2检测信号S2根据反馈电流Icc而变化。反馈电流Icc由控制电路23和驱动电路24控制。因此，第2检测信号S2在原理上响应速度变慢。因此，如图9A所示，即使脉冲状的噪声磁场重叠，第2检测信号S2也几乎不变化。

另一方面，由于控制电路23和驱动电路24的控制未被中断，所以第1检测信号S1与第2检测信号S2相比响应速度变快。在本实施方式中，特别是作为磁检测元件，使用响应速度快、高精度的MR元件50(TMR元件)。因此，如图9B所示，当脉冲状的噪声磁场重叠时，第1检测信号S1的值根据脉冲状的噪声磁场而变化。虽然未图示，但在开环动作的执行时，在重叠有脉冲状的噪声磁场的情况下，第1检测信号S1的值也根据脉冲状的噪声磁场而变化。因此，通过监视第1检测信号S1，能够检测脉冲状的噪声磁场。

控制电路23也可以构成为能够对端口E20或者未图示的端口输出表示检测到脉冲状的噪声磁场的信号Sp。

此外，在图8A和图9B中表示了施加磁场的强度变大的脉冲状的噪声磁场重叠的情况。但是，参照图8A和图9B的一系列的说明也适用于施加磁场的强度变小的脉冲状的噪声磁场重叠的情况。

在脉冲状的噪声磁场是瞬间增大施加磁场的强度的磁场的情况下，脉冲状的噪声磁场的强度的最大值也可以大于第2值。同样地，在脉冲状的噪声磁场是瞬间减小施加磁场的强度的磁场的情况下，脉冲状的噪声磁场的强度的最小值也可以小于第1值。

另外，在本实施方式中，特别是在闭环动作的执行时，控制电路23控制反馈电流Icc，以使第1检测信号S1成为一定值。因此，根据本实施方式，与基于根据对象磁场H1而变化的信号来检测脉冲状的噪声磁场的情况相比，容易检测强度小的脉冲状的噪声磁场。

另外，如图6和图7所示的例子那样，第1检测信号S1的变化相对于开环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度，也可以比第2检测信号S2的变化相对于闭环动作的执行时的对象磁场H1的强度的变化的梯度小。由此，也容易检测强度小的脉冲状的噪声磁场。

另外，为了检测脉冲状的噪声磁场，控制电路23除了第1检测信号S1之外，也可以还使用将第1检测信号S1和第2检测信号S2合成而得到的信号，或者代替第1检测信号S1，也可以使用将第1检测信号S1和第2检测信号S2合成而得到的信号。

接着，对本实施方式的变换器装置和电池装置进行说明。在此，以使用了电动马达的车辆所使用的变换器装置和电池装置为例进行说明。图10是表示变换器装置和电池装置的结构的框图。如图10所示，在电动马达101连接有控制电动马达101的变换器装置102。在变换器装置102连接有电池装置103。电池装置103经由变换器装置102向电动马达101供给高电压的电力。另外，在变换器装置102连接有ECU(Electronic Control Unit(电子控制单元))104。

变换器装置102包括变换器电路121和磁传感器装置1A。变换器电路121包括供检测对象电流流动的导体。磁传感器装置1A检测流过变换器电路121的导体的检测对象电流，生成与该检测对象电流具有对应关系的检测值。磁传感器装置1A的结构与参照图1至图4说明的磁传感器装置1的结构相同。

电池装置103包括电源电路131、电池132和磁传感器装置1B。电源电路131包括供检测对象电流流动的导体。磁传感器装置1B检测在电源电路131的导体中流动的检测对象电流，生成与该检测对象电流具有对应关系的检测值。磁传感器装置1B的结构与参照图1至图4说明的磁传感器装置1的结构相同。

[第2实施方式]

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。图11是表示本实施方式的磁传感器装置的磁传感器的截面图。本实施方式的磁传感器装置1包括磁传感器110来代替第1实施方式中的磁传感器10。在磁传感器110未设置第1实施方式中的屏蔽件14和绝缘层68。取而代之，磁传感器110包括配置在绝缘层67之上的绝缘层69。磁传感器110的其他结构与第1实施方式中的磁传感器10的结构相同。

在本实施方式中，没有设置屏蔽件14。由此，根据本实施方式，能够增大第1检测信号S1的变化相对于对象磁场H1和施加磁场各自的强度的变化的梯度。由此，根据本实施方式，能够更有效地检测脉冲状的噪声磁场。

本实施方式中的其他结构、作用和效果与第1实施方式相同。

另外，本发明并不限定于上述各实施方式，能够进行各种变更。例如，本发明的磁传感器装置也能够应用于对象磁场不是由电流产生的磁场的情况。

基于以上的说明，显然能够实施本发明的各种方式、变形例。因此，在权利要求书的等同范围内，即使是上述最佳方式以外的方式也能够实施本发明。

Claims (14)

1.一种磁传感器装置，其特征在于，

包括：

第1检测电路，其包含检测施加磁场的磁检测元件，生成与所述施加磁场的强度具有对应关系的第1检测信号；

反馈线圈，其通过流过反馈电流而产生用于抵消作为检测对象的磁场的对象磁场的至少一部分的消除磁场；

第2检测电路，其生成与所述反馈电流的值具有对应关系的第2检测信号；和

控制电路，其控制所述反馈电流，并且生成与所述对象磁场的强度具有对应关系的检测值，

所述控制电路构成为，在所述对象磁场的强度大于第1值且小于第2值的情况下执行闭环动作，在所述对象磁场的强度为所述第1值以下或所述第2值以上的情况下执行开环动作，

所述闭环动作是所述控制电路控制所述反馈电流以使所述第1检测信号成为一定值的动作，

所述开环动作是所述控制电路将所述反馈电流维持为一定值的动作，

所述控制电路在所述闭环动作的执行时，基于所述第2检测信号生成所述检测值，在所述开环动作的执行时，基于所述第1检测信号生成所述检测值。

2.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述控制电路在执行所述开环动作时，将所述反馈电流维持为一定值，以使所述消除磁场的强度的绝对值与所述第1值的绝对值或所述第2值的绝对值相等。

3.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述磁检测元件是磁阻效应元件。

4.如权利要求3所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述磁阻效应元件是隧道磁阻效应元件。

5.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述控制电路构成为，使用所述第1检测信号、或者将所述第1检测信号和所述第2检测信号合成而得到的信号，检测与所述施加磁场重叠的脉冲状的噪声磁场。

6.如权利要求5所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述脉冲状的噪声磁场的强度的最大值大于所述第2值。

7.如权利要求5所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述脉冲状的噪声磁场的强度的最小值小于所述第1值。

8.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第1检测信号的变化相对于执行所述开环动作时的所述对象磁场的强度的变化的梯度，与所述第2检测信号的变化相对于执行所述闭环动作时的所述对象磁场的强度的变化的梯度不同。

9.如权利要求8所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第1检测信号的变化相对于执行所述开环动作时的所述对象磁场的强度的变化的梯度，比所述第2检测信号的变化相对于执行所述闭环动作时的所述对象磁场的强度的变化的梯度小。

10.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

还包括在所述磁检测元件的附近聚集磁通的屏蔽件。

11.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述对象磁场是由流过导体的检测对象电流产生的磁场，

所述检测值与所述检测对象电流具有对应关系。

12.如权利要求11所述的磁传感器装置，其特征在于，

在所述导体未设置有聚集由所述检测对象电流产生的磁通的磁芯。

13.一种变换器装置，其特征在于，

包括：

权利要求11所述的磁传感器装置；和

包含所述导体的变换器电路。

14.一种电池装置，其特征在于，

包括：

权利要求11所述的磁传感器装置；

包含所述导体的电源电路；和

与所述电源电路连接的电池。

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