CN116209907A - 电流检测装置 - Google Patents

Abstract

一种电流检测装置，具有：导体，被施加有被测定电流，以及电路部，具有分别检测由所述被测定电流在所述导体的周围产生的磁通量的至少一对磁检测元件，基于由一对所述磁检测元件得到的检测信号检测所述被测定电流；一对所述磁检测元件配置在避开所述导体的剖面中心且距所述剖面中心的距离相互不同的非对称位置。

Description

电流检测装置

技术领域

本发明涉及一种使用了磁检测元件的电流检测装置。

背景技术

对于近年来的逆变器等所使用的电流检测装置，要求如下。为了应对逆变器的高速开关，作为第一需求，要求频率特性良好地延伸至高频区域，即，即使在检测对象的电流的频率高的区域，灵敏度也不会降低。另外，在使用了聚磁芯(以下简称为“芯”)和磁检测元件的一般的电流检测装置中，由于芯的铁损的影响，在高频区域，磁通量密度(灵敏度)降低。

另外，近年来的马达驱动用逆变器等所使用的电流检测装置一般为三相的使用形式，由于具有复杂的布线结构等理由，所以存在相邻相的汇流条配置在彼此非常近的位置的情况。为了应对该情况，作为第二需求，要求难以受到外部磁场的影响。

为了实现满足上述需求的电流检测装置，公知有专利文献1中记载的技术。在专利文献1所公开的电流测定装置中，通过在由穿设于作为电流测量对象的1根汇流条的狭缝所分流的2个系统的被测定电流导体中流过2个系统的被测定电流，由此产生在相同方向上贯穿的2种磁场。以从该狭缝突出的方式将2个一对磁检测元件配置在规定的位置，通过取得由各磁检测元件得到的检测信号的差，来消除周围的磁场的影响，正确地测定被测定电流的大小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-283451号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1中记载的结构不能充分满足上述第一需求。尤其是，若被测定电流的频率变高，则因表皮效应(skin effect)的影响而在导体的周围产生的磁通量的分布会发生变化，因此，存在灵敏度在高频区域降低的问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种抑制外部磁场的影响且频率特性直至高频区域也良好的无芯式的电流检测装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的电流检测装置具有：导体，被施加有被测定电流，以及电路部，具有分别检测由所述被测定电流在所述导体的周围产生的磁通量的至少一对磁检测元件，基于由一对所述磁检测元件得到的检测信号检测所述被测定电流；一对所述磁检测元件配置在避开所述导体的剖面中心且距所述剖面中心的距离相互不同的非对称位置。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种抑制外部磁场的影响且频率特性直至高频区域也良好的无芯式的电流检测装置。

附图说明

图1是说明本发明的实施方式的电流检测装置的原理的磁力线图。

图2是说明本发明的实施方式的电流检测装置的原理的磁力线图。

图3是示出由图1和图2的磁检测元件检测的磁通量密度的检测结果的表。

图4A是示出磁检测元件相对于长板状的导体的配置例的剖视图。

图4B是示出图4A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图5A是示出磁检测元件相对于形状与图4A不同的长板状的导体的配置例的剖视图。

图5B是示出图5A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图6A是示出磁检测元件相对于设置有狭缝的长板状的导体的配置例的立体图以及剖面放大图。

图6B是示出图6A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图7A是示出磁检测元件相对于设置有狭缝且弯曲的长板状的导体的配置例的立体图以及剖面放大图。

图7B是示出图7A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图8A是示出磁检测元件相对于设置有狭缝且弯曲的长板状的导体的其他配置例的立体图以及剖视图。

图8B是示出图8A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图9A是示出磁检测元件相对于设置有曲柄部的长板状的导体的配置例的主视图。

图9B是示出图9A的配置例中磁检测元件所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。

图10是示出本发明的实施方式的电流检测装置的电路结构的框图。

图11是本发明的第一实施方式的电流检测装置的外观立体图。

图12是说明本发明的第一实施方式的电流检测装置的电路部的配置的图。

图13A是本发明的第一实施方式的电流检测装置中的U相的汇流条和V相的汇流条的放大立体图。

图13B是本发明的第一实施方式的电流检测装置中的U相的磁检测元件以及汇流条和V相的汇流条的放大主视图。

图13C是受相邻相的影响的磁通量密度的曲线图。

图14A是本发明的第二实施方式的电流检测装置的外观立体图。

图14B是说明本发明的第二实施方式的电流检测装置的电路部的配置的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在图1～图3中，说明本发明的电流检测的原理。在图4A～图9B中，说明磁检测元件的配置和检测磁通量密度的频率特性的关系。在图10～图14B中，说明适用了本发明的电流检测装置的实施方式。

(电流检测的原理)

图1、图2是说明本发明的实施方式的电流检测装置中的电流检测的原理的磁力线图。在图1、图2中，通过多个磁力线L，示出对配置有一对磁检测元件1、2的长板状的导体20分别施加作为被测定电流的直流电流和100kHz交流电流时，仅提取了导体20的剖面方向中的Y方向的磁通量的磁通量密度的例子。其中，在图1、图2中，示出将沿着与纸面垂直的延伸方向延伸的长板形状的导体20在包含磁检测元件1、2的面上切断时的剖面。在这些剖视图中，导体20具有在宽度方向上的长度比板厚方向上的长度长的剖面形状。另外，将导体20的宽度方向即纸面的横向定义为X轴，将导体20的板厚方向即纸面的纵向定义为Y轴。

在图1、图2中，磁检测元件1、2配置在附图标记a与附图标记b分别所示的位置的组合、或者附图标记c与附图标记d分别所示的位置的组合中的任一个位置。以下，关于位置a的磁检测元件1、位置b的磁检测元件2、位置c的磁检测元件1、位置d的磁检测元件2，分别简称为磁检测元件a～磁检测元件d来说明各元件及其配置。

磁检测元件a、b配置在与导体20的宽度方向(X轴方向)的中心线H距离相等的对称的位置。此时，从导体20的剖面中心E到磁检测元件a、b的距离S、T相等。另一方面，磁检测元件c、d配置在从磁检测元件a、b在X轴方向上分别仅偏移了偏移距离G的位置，即配置在距中心线H的距离相互不同的非对称的位置。另外，磁检测元件a～d分别配置在对于Y轴方向的磁通量具有检测灵敏度的朝向上。由此，磁检测元件a、b的组合以及磁检测元件c、d的组合分别对在导体20流动的电流在导体20的周围产生的磁通量中的相互反方向的Y方向和-Y方向的磁通量进行检测。

图3是示出图1和图2的磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的检测结果的表。在图3的表中，表示出在图1、图2的情况下，磁检测元件a～d分别检测到的磁通量密度的检测值和根据这些检测值求出的磁检测元件1、2的差分计算值，即磁检测元件a和磁检测元件b的组合中的检测结果的差分值以及磁检测元件c和磁检测元件d的组合中的检测结果的差分值。

与图1相比，图2的磁力线L通过随着在导体20流动的电流的频率变高而产生的表皮效应的增大而集中在导体20的端部。因此，在图3的表中，在比导体20的端部靠近中心侧配置的磁检测元件a、b、c中，与图1相比，在图2的情况下，磁通量密度的检测值减小。另一方面，在比导体20的端部靠近外侧配置的磁检测元件d中，与图1相比，在图2的情况下，磁通量密度的检测值增大。另外，在图1、图2中，对导体20施加电流时的磁通量密度都相对于导体20的中心线H呈线对称。

即，当在相对于导体20的宽度方向的中心线H距离相等的对称位置a、b配置有一对磁检测元件1、2的情况下，若在导体20流动的电流的频率变高，则与之对应的表皮效应增大，因此，穿过磁检测元件1、2的磁通量都减少。因此，会产生如下问题，即，由磁检测元件1、2得到的差分计算值减少，电流的测定精度降低。

另一方面，当在相对于导体20的宽度方向的中心线H距离不相等的非对称位置c、d配置有一对磁检测元件1、2的情况下，若在导体20流动的电流的频率变高，则与之对应的表皮效应增大，因此，穿过磁检测元件1的磁通量减少，穿过磁检测元件2的磁通量增大。因此，由磁检测元件1、2得到的差分计算值不会减少，能够防止电流的测定精度的降低。

如以上说明的那样，在通过使用了一对磁检测元件的差分计算来进行电流测定的情况下，通过适用非对称配置的磁检测元件c、d，能够使频率特性直至高频区域也变得良好，防止高频区域下的测定精度的降低。

此外，在图1以及图2中，说明了以导体20的宽度方向的中心线H为基准，一对磁检测元件1、2在导体20的宽度方向上排列地配置在对称的位置(位置a、b)或非对称的位置(位置c、d)的情况，但这些位置关系的基准不限于中心线H。例如，即使在以导体20的板厚方向的中心线为基准，一对磁检测元件1、2在导体20的板厚方向上排列地配置在对称或者非对称的位置的情况下，也与图3的表中说明的情况同样地，非对称配置更能够在电流测定结果中得到良好的频率特性。或者，即使将一对磁检测元件1、2在导体20的宽度方向之外、板厚方向之外的方向上排列地配置在非对称的位置，也能够得到与上述相同的效果。即，在任意情况下，通过使距导体20的剖面中心E的距离S、T为不相等的距离，都能够非对称地配置一对磁检测元件1、2。此时，导体20的剖面中心的磁通量密度低，不能期望由差分计算增加检测灵敏度，因此，优选避开导体20的剖面中心来配置磁检测元件1、2。另外，若在以中心线H为基准的左右任意一方共同配置磁检测元件1、2，则由磁检测元件1、2分别得到的检测信号是同一方向上的磁通量的检测信号，不能期望增加检测灵敏度，因此优选以中心线H为基准，将磁检测元件1、2分为左右配置。为了满足这些条件，优选非对称位置c、d相对于对称位置a、b的偏移距离G以避开以下配置的方式进行确定：磁检测元件1、2分别检测同一方向上的磁通量的配置，以及磁检测元件1、2的其中一方不检测磁通量的配置。其结果是，能够使使用了磁检测元件1、2的电流测定的频率特性直至高频区域也变为良好，防止高频区域下的测定精度的降低。

(磁检测元件的配置与检测磁通量密度的频率特性之间的关系)

接着，使用图4A～图9B，说明磁检测元件的配置与由其检测的磁通量密度的频率特性之间的关系。

图4A是示出磁检测元件1、2相对于长板状的导体20的配置例的剖视图。在图4A中，导体20的剖面为2mm×0.8mm的长方形，相同性能的2个一对磁检测元件1、2靠近导体20配置。这一对磁检测元件1、2的配置为图4A所示的位置a和位置b的组合，或者位置c和位置d的组合，这与图1及图2所示的位置a、b、c、d相同。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的宽度方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的宽度方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的宽度方向平行。

其中，以如下的方式规定图4A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的宽度方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.1mm。该偏移距离G以满足前述条件的方式确定即可。另外，将位置a～d连结的直线与导体20之间相距1.0mm。

图4B是示出图4A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图4B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.1mm而配置的非对称位置c、d的情况下，在100kHz以上的高频区域检测的磁通量密度的衰减率更小，能够维持平坦的频率特性。

图5A是示出磁检测元件1、2相对于形状与图4A不同的长板状的导体20的配置例的剖视图。在图5A中，导体20的剖面为4mm×0.8mm的长方形，相同性能的2个一对磁检测元件1、2靠近导体20配置。这一对磁检测元件1、2的配置为图5A所示的位置a和位置b的组合、或者位置c和位置d的组合，这也与图1以及图2所示的位置a、b、c、d相同。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的宽度方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的宽度方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的宽度方向平行。

其中，以如下的方式规定图5A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的宽度方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.0mm。另外，将位置a～d连结的直线与导体20之间相距1.0mm。

图5B是示出图5A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图5B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.0mm而配置的非对称位置c、d的情况下，在100kHz～1MHz的高频区域检测的磁通量密度的衰减率更小，能够维持平坦的频率特性。

图6A是示出磁检测元件1、2相对于设置有狭缝29的长板状的导体20的配置例的立体图以及剖面放大图。在图6A中，导体20是剖面为10mm×2mm的长方形，在其中心部穿设有在板厚方向上贯穿导体20的狭缝29。狭缝29的大小为宽度2mm、长度10mm左右。

在导体20的设置有狭缝29的部分，在导体20流动的电流被狭缝29分割成两部分，所以并存同一方向上的2个电流路径。在与这2个电流路径正交的剖面中，在贯穿狭缝29的方向上排列配置有相同性能的2个一对磁检测元件1、2。这一对磁检测元件1、2的配置为图6A所示的位置a和位置b的组合、或者位置c和位置d的组合。

此外，图6A所示的位置a、b、c、d相当于图1以及图2中将磁检测元件1、2在导体20的板厚方向上排列配置的情况下的位置a、b、c、d。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的板厚方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的板厚方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的板厚方向平行。

其中，以如下的方式规定图6A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的板厚方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.2mm。此外，该偏移距离G也与图4A和图5A的情况同样地，以满足前述条件的方式确定即可。

图6B是示出图6A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图6B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.2mm而配置的非对称位置c、d的情况下，在100kHz～1MHz的高频区域检测的磁通量密度的衰减率略小，能够维持比较良好的频率特性。

图7A是示出磁检测元件1、2相对于设置有狭缝29且弯曲的长板状的导体20的配置例的立体图以及剖视图。在图7A中，导体20具有沿着折曲线24在板厚方向上被折曲的弯曲部，在该弯曲部穿设有与图6A相同的狭缝29。

在导体20的弯曲部，在导体20流动的电流被狭缝29分割成两部分，所以并存同一方向上的2个电流路径。在沿着与这2个电流路径正交且将弯曲部的折曲角度分割成两部分的方向的剖面中，在贯穿狭缝29的方向上排列配置有相同性能的2个一对磁检测元件1、2。这一对磁检测元件1、2的配置是图7A所示的位置a和位置b的组合、或者位置c和位置d的组合。

此外，图7A所示的位置a、b、c、d也与图6A同样地，相当于图1以及图2中磁检测元件1、2在上述剖面中的板厚方向排列配置的情况的位置a、b、c、d。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的板厚方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的板厚方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的板厚方向平行。

其中，以如下方式规定图7A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的板厚方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.0mm。

图7B是示出图7A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图7B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.0mm而配置的非对称位置c、d的情况下，在100kHz～1MHz的高频区域检测到的磁通量密度的衰减率更小，能够维持接近大致平坦的频率特性。

图8A是示出磁检测元件1、2相对于设置有狭缝29且弯曲的长板状的导体20的其他配置例的立体图以及剖视图。在图8A中，示出了相对于图7A中说明的配置例改变了导体20与磁检测元件1、2的位置关系的配置例。

在图8A中，在与由狭缝29导致的2个电流路径正交且从弯曲部偏离的位置的剖面中，在贯穿狭缝29的方向上排列配置有相同性能的2个一对磁检测元件1、2。这一对磁检测元件1、2的配置为图8A所示的位置a和位置b的组合，或者位置c和位置d的组合。

此外，图8A所示的位置a、b、c、d也与图6A和图7A同样地，相当于图1以及图2中将磁检测元件1、2在上述剖面中的板厚方向上排列配置的情况的位置a、b、c、d。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的板厚方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的板厚方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的板厚方向平行。

其中，以如下方式规定图8A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的板厚方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.0mm。

图8B是示出图8A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图8B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.0mm的非对称位置c、d的情况下，在10kHz～1MHz的高频区域检测到的磁通量密度的衰减率更小，能够维持接近平坦的频率特性。

图9A是示出磁检测元件1、2相对于设置有曲柄部的长板状的导体20的配置例的主视图。在图9A中，导体20具有在宽度方向上多次折曲的曲柄部。曲柄部中的导体20的宽度和间隔均为3mm。在该曲柄部中靠近导体20的位置，在导体20的宽度方向上排列配置有相同性能的2个一对磁检测元件1、2。这一对磁检测元件1、2的配置为图9A所示的位置a和位置b的组合、或者位置c和位置d的组合。

此外，图9A所示的位置a、b、c、d与图4A和图5A同样地，相当于图1以及图2所示的位置a、b、c、d。即，磁检测元件1、2配置在相对于导体20的板厚方向对称的位置a、b的组合、或者相对于导体20的板厚方向非对称的位置c、d的组合。另外，将一对磁检测元件1、2连结的直线相对于导体20的板厚方向平行。

其中，以如下方式规定图9A的配置中的各部分的尺寸。一对磁检测元件1、2的间隔为D＝2.5mm。另外，位置c、d在导体20的板厚方向上从位置a、b仅偏移了偏移距离G＝1.1mm。

图9B是示出图9A的配置例中磁检测元件1、2所检测的磁通量密度的衰减率的频率特性的表和曲线图。如图9B所示可知，对于一对磁检测元件1、2而言，与对称位置a、b的情况相比，在仅偏移了偏移距离G＝1.1mm的非对称位置c、d的情况下，在10kHz以上的高频区域检测的磁通量密度的衰减率更小，能够维持接近平坦的频率特性。

如以上所说明的那样，在图4A、5A、6A、7A、8A、9A中的任一情况下，通过将一对磁检测元件1、2配置在非对称位置c、d，均能够提高检测出根据导体20中流动的电流而产生的磁通量密度时的频率特性。因此可知，通过在电流检测装置中采用这样的磁检测元件的配置，能够提供一种抑制外部磁场的影响且频率特性直至高频区域也良好的无芯式的电流检测装置。

(电路结构)

接着，使用图10说明本发明的实施方式的电流检测装置的电路结构。图10是示出本发明的实施方式的电流检测装置的电路结构的框图。图10所示的电路部10相对于导体20安装在规定的位置来使用，由此构成适用了上述原理的电流检测装置。该电路部10具有一对磁检测元件1、2、驱动部3、控制部4、第一放大部5、第二放大部6、差分计算部7、输出部8以及存储部9。

磁检测元件1和磁检测元件2相对于导体20以在相互相向的方向上具有灵敏度的朝向分别配置在上述各配置例中的非对称位置c、d。这些磁检测元件使用从驱动部3供给的电压或者电流进行工作，检测由在导体20中流动的被测定电流所产生的磁通量。而且，向第一放大部5和第二放大部6分别输出与磁通量的检测结果对应的检测信号。

此外，磁检测元件1、2使用例如霍尔元件、MR元件(magnetoresistive element：磁阻元件)、GMR元件(giant magneto resistive element：巨磁阻元件)或者TMR元件(tunnelmagneto resistance element：隧道磁阻元件)等而构成。MR元件是利用磁阻效应(MagnetoResistive Effect)检测磁通量的元件。GMR元件是利用巨磁阻效应(Giant MagnetoResistive Effect)检测磁通量的元件。TMR元件是利用隧道磁阻效应(Tunnel MagnetoResistance Effect)检测磁通量的元件。除此之外，只要是能够检测磁通量并输出与之对应的检测结果的检测信号的元件，能够将任意的元件用作磁检测元件1、2。

第一放大部5和第二放大部6将从磁检测元件1、2分别输出的检测信号放大，向差分计算部7输出。差分计算部7根据从第一放大部5和第二放大部6分别输出的检测信号，进行求出各检测信号所表示的测定值的差分的差分计算，向输出部8输出该计算结果。输出部8经由输出端子13而向负载电阻14输出与由差分计算部7求得的差分值对应的电流。例如，输出部8对来自差分计算部7的输出信号进行电流放大并向负载电阻14输出。由此，能够在负载电阻14的两端之间产生与导体20中流动的被测定电流的值对应的电压，得到被测定电流的测定结果。此外，电路部10具有用于分别供给正电源和负电源的正电源端子11以及负电源端子12。负载电阻14的一端侧与输出端子13连接，另一端侧与负电源端子12连接。

控制部4使用例如集成电路或微型计算机构成，具有对驱动部3向磁检测元件1、2供给的电压或者电流以及第一放大部5、第二放大部6以及差分计算部7的各自的放大率进行调整的功能。控制部4在调整时利用的放大率以及其他的设定值保存在存储部9中。

基材15使用例如硅基板或环氧玻璃基板等构成，以规定的配置将上述电路部10的各结构部件分别固定，并使各结构部件彼此电连接。在基材15上搭载有各结构部件的电路部10在实施了树脂的塑封(molded package)等之后，相对于导体20安装在规定的位置。由此，能够相对于导体20将一对磁检测元件1、2经由基材15而配置并固定在前述的非对称位置。

此外，驱动部3也可以对磁检测元件1和磁检测元件2分别供给极性相互相反的电压或者电流。在该情况下，在差分计算部7中，通过对从第一放大部5和第二放大部6分别输出的检测信号进行加法计算，能够进行差分计算。

(第一实施方式)

接着，使用图11说明本发明的第一实施方式的电流检测装置的整体结构。图11是本发明的第一实施方式的电流检测装置30A的外观立体图。该电流检测装置30A具有汇流条20U、20V、20W作为分为三相的导体20，在每个汇流条20U、20V、20W的弯曲部分别设置有狭缝29，该弯曲部分是通过在汇流条的板厚方向(Y轴方向)上弯曲加工成U字形而形成的。在汇流条20U、20V、20W的各个狭缝29中配设有具有图10的电路结构的电路部10。由此，一对磁检测元件1、2分别设置在靠近汇流条20U、20V、20W的弯曲部的位置。

汇流条20U、20V、20W分别安装并固定在壳体部26。汇流条20U中流动有U相电流，汇流条20V中流动有V相电流，汇流条20V中流动有W相电流。这样，电流检测装置30A具有3组将具有狭缝29的长板状的导体20弯曲加工成U字形而形成有弯曲部的汇流条和电路部10的组合，由此，在电流检测装置30A中，能够使用设置于各相的磁检测元件1、2来检测三相的电流。

在图11的电流检测装置30A中，相互相邻的相的电路部10相对于汇流条20U、20V、20W分别配置在不同的位置。关于这一点，以下参照图12、图13A、图13B以及图13C进行说明。

图12是说明本发明的第一实施方式的电流检测装置的电路部的配置的图。在图12中，为了易于观察各相的电路部10的配置，示出将图11所示的汇流条20U、20V、20W在Y轴方向上错开而重新排列并与电路部10一同从Z轴方向观察时的主视图。

在图12中，表示汇流条20V的弯曲部的中心位置的基准线J以及表示汇流条20U、20W的弯曲部的中心位置的基准线K在X轴方向上相互仅偏离了偏移距离M。另外，分别嵌入并固定于汇流条20U、20V、20W的狭缝29的电路部10以使一对磁检测元件1、2成为前述非对称位置、即成为相当于图6A、7A、8A中分别说明的位置c、d的位置的方式安装于汇流条20U、20V、20W。

在图12中，安装在汇流条20V上的电路部10的中心位置、即与V相相对应的磁检测元件1、2的中心位置与表示与汇流条20V相邻配置的U相、W相的汇流条20U、20W的弯曲部的中心位置的基准线K之间的位置关系被确定为在汇流条20U、20V、20W的延伸方向即Z轴方向上一致。同样地，安装在汇流条20U、20W上的电路部10的中心位置、即与U相以及W相相对应的磁检测元件1、2的中心位置与表示与汇流条20U、20W相邻配置的V相的汇流条20V的弯曲部的中心位置的基准线J之间的位置关系被确定为在汇流条20U、20V、20W的延伸方向即Z轴方向上一致。换言之，相互相邻的相、即U相和V相以及V相和W相的电路部10中的磁检测元件1、2的中心之间的偏位距离与汇流条20U、20V、20W的弯曲部之间的偏移距离M相同。由此，在从各相的一对磁检测元件1、2得到的检测信号的差分计算值中，能够消除由相邻相的磁通量密度产生的检测值。因此，可得到能够降低相邻相的磁通量密度的影响的效果。

图13A是本发明的第一实施方式的电流检测装置中的U相的汇流条20U和V相的汇流条20V的放大立体图。在图13A中，为了说明图11的电流检测装置30A中能够降低相邻相的磁通量密度的影响，仅将U相和V相的汇流条20U、20V抽出并示意性地放大显示。

在图13A中，附图标记24所示的折曲线分别示出在汇流条20U、20V的弯曲部的两端形成的折曲部分中的形成有狭缝29的一侧的弯曲中心。根据图13A能够推测出，在汇流条20U、20V中，电路部10安装于在X轴方向上相互偏离的位置，因此，能够降低从这些电路部10所具有的一对磁检测元件1、2得到的差分计算值从相邻相受到的影响。

图13B是本发明的第一实施方式的电流检测装置中的U相的磁检测元件1、2以及汇流条20U和V相的汇流条20V的放大主视图。在图13B中，为了说明图13A所示的汇流条20U、20V与U相的磁检测元件1、2之间的位置关系，仅透视地示出U相的磁检测元件1、2。在图13B中，由点划线示出的位置O表示距U相的磁检测元件1、2的距离相等的位置。

图13C是受到来自相邻相的影响的磁通量密度的曲线图。在图13C的曲线图中，表示出相对于U相的磁检测元件1、2的汇流条20V的弯曲部的中心位置与U相的磁检测元件1、2的差分计算值受到来自相邻相的影响的磁通量密度的大小之间的关系。从图13C可知，在汇流条20V的弯曲部的中心位置相对于U相的磁检测元件1、2为0mm的情况，即，图13B的位置O与汇流条20V的弯曲中心位置重合的情况下，在U相的磁检测元件1、2的差分计算值中，V相的磁通量密度的影响消失，变为0。

这样，电流检测装置30A能够降低相邻相的磁通量密度的影响。其结果是，适用电流检测装置30A的三相逆变器等的工作精度得到提高。

(第二实施方式)

接着，使用图14A来说明本发明的第二实施方式的电流检测装置的整体结构。图14A是本发明的第二实施方式的电流检测装置30B的外观立体图。该电流检测装置30B具有作为分为三相的导体20的汇流条23U、23V、23W，在汇流条23U、23V、23W的宽度方向(Y方向)上，分别形成有U字形的曲柄部。在汇流条23U、23V、23W的各个曲柄部配设有具有图10的电路结构的电路部10。由此，一对磁检测元件1、2分别设置在靠近汇流条23U、23V、23W的曲柄部的位置。

各相的电路部10与汇流条23U、23V、23W的曲柄部一同被容纳在壳体部27中。在汇流条23U中流动有U相电流，在汇流条23V中流动有V相电流，在汇流条23V中流动有W相电流。这样，电流检测装置30B具有3组在长板状的导体20形成有曲柄部的汇流条和电路部10的组合，由此，在电流检测装置30B中，能够使用设置于各相的磁检测元件1、2来检测三相的电流。

图14B是说明本发明的第二实施方式的电流检测装置的电路部的配置的图。在图14B中，为了易于观察各相的电路部10的配置，示出将图14A所示的汇流条23U、23V、23W在Y轴方向上错开而重新排列并与电路部10一同从Z轴方向观察时的主视图。

在图14B中，与第一实施方式中说明的图12同样地，表示汇流条23V的曲柄部的中心位置的基准线J以及表示汇流条23U、23W的曲柄部的中心位置的基准线K在X轴方向上相互仅偏离了偏移距离M。另外，分别配置于汇流条23U、23V、23W的电路部10以使一对磁检测元件1、2成为前述非对称位置、即成为相当于图9A中说明的位置c、d的位置的方式安装于汇流条23U、23V、23W。

在图14B中，安装在汇流条23V上的电路部10的中心位置、即与V相相对应的磁检测元件1、2的中心位置与表示与汇流条23V相邻配置的U相、W相的汇流条23U、23W的曲柄部的中心位置的基准线K之间的位置关系被确定为在汇流条23U、23V、23W的延伸方向即Z轴方向上一致。同样地，安装在汇流条23U、23W上的电路部10的中心位置、即与U相以及W相相对应的磁检测元件1、2的中心位置与表示与汇流条23U、23W相邻配置的V相的汇流条23V的曲柄部的中心位置的基准线J之间的位置关系被确定为在汇流条23U、23V、23W的延伸方向即Z轴方向上一致。换言之，相邻的相即U相和V相以及V相和W相的电路部10中的磁检测元件1、2的中心之间的偏位距离与汇流条23U、23V、23W的曲柄部之间的偏移距离M相同。由此，与第一实施方式同样地，在从各相的一对磁检测元件1、2得到的检测信号的差分计算值中，能够消除由相邻相的磁通量密度产生的检测值。因此，可得到能够降低相邻相的磁通量密度的影响的效果。

在此，说明用于得到第一、第二实施方式中的上述效果、即降低来自相邻相的磁通量的影响的效果的最佳结构。例如，在第一实施方式中说明的那样的具有U字形的弯曲部的汇流条20U、20V、20W以及第二实施方式中说明的那样的具有U字形的曲柄部的汇流条23U、23V、23W中，在这些U字形的起点至终点之间，各汇流条的朝向在Y轴方向上变化180度。这样的汇流条的朝向的变化相当于在各汇流条中流动的相电流的朝向的变化。即，在各汇流条中，在弯曲部和曲柄部中，相电流的朝向在Y轴方向上变化180度。在这样的前提条件下，在第一、第二实施方式中说明的电流检测装置30A、30B中，关于相互相邻的相的汇流条中的弯曲部或者曲柄部的位置，优选以使相电流的朝向的差成为大致90度的方式相互错开配置。这样的话，能够充分获得降低来自相邻相的磁通量的影响的效果。

本发明的实施方式的电流检测装置30A、30B(以下统称为“电流检测装置30”)能够总结为以下内容。

[1]电流检测装置30具有被施加被测定电流的导体20(汇流条20U、20V、20W以及汇流条23U、23V、23W)以及电路部10，电路部10具有对由被测定电流在导体20的周围产生的磁通量分别进行检测的至少一对磁检测元件1、2，并基于从一对磁检测元件1、2得到的检测信号来检测被测定电流。一对磁检测元件1、2配置在避开导体20的剖面中心E且距剖面中心E的距离相互不同的非对称位置c、d。通过这样，能够提供一种抑制外部磁场的影响并且频率特性直至高频区域也良好的无芯式的电流检测装置。

[2]在上述[1]中记载的电流检测装置30中，一对磁检测元件1、2从距导体20的剖面中心E的距离相等的对称位置仅偏移了规定的偏移距离G，从而配置在非对称位置c、d。优选以避开以下配置的方式确定该偏移距离G，即，一对磁检测元件1、2分别检测同一方向上的磁通量的配置以及一对磁检测元件1、2中的任意一方不检测磁通量的配置。这样，能够抑制外部磁场的影响，且能够实现直至高频区域也良好的频率特性。

[3]在上述[1]中记载的电流检测装置30中，导体20具有在规定的延伸方向上延伸且与该延伸方向垂直的剖面在宽度方向上的长度比在板厚方向上的长度长的长板形状。一对磁检测元件1、2在该导体20的宽度方向或板厚方向上排列配置。这样，能够将一对磁检测元件1、2相对于长板形状的导体20切实地配置在非对称位置。

[4]在上述[1]中记载的电流检测装置30中，电路部10具有将一对磁检测元件1、2固定的基材15。一对磁检测元件1、2经由基材15配置在非对称位置c、d。这样，能够将一对磁检测元件1、2相对于导体20正确地定位，切实地配置在非对称位置。

[5]在上述[1]中记载的电流检测装置30中，一对磁检测元件1、2被配置为靠近在导体20上形成的弯曲部或者曲柄部。而且，电流检测装置30具有多个作为汇流条20U、20V、20W或者汇流条23U、23V、23W的导体20，在该多个导体20中分别流动有不同相的被测定电流。一对磁检测元件1、2相对于多个导体20的每个导体配置在非对称位置。另外，如图12、14B分别说明的那样，与任意的相相对应的一对磁检测元件1、2的中心位置和在与该相相对应的导体20相邻配置的导体20的弯曲部或者曲柄部的中心位置在导体20的延伸方向上一致。这样，在能够检测多个相的电流的电流检测装置30中，能够抑制来自相邻相的磁通量的影响。

[6]在上述[5]中记载的电流检测装置30中，优选多个导体20以使相邻的相的弯曲部或者曲柄部中的被测定电流的朝向的差成为大致90度的方式相互错开配置。这样，能够充分获得降低来自相邻相的磁通量的影响的效果。

[7]在上述[1]中记载的电流检测装置30中，优选磁检测元件1、2为霍尔元件、磁阻元件、巨磁阻元件或者隧道磁阻元件。这样，能够容易且切实地实现具有期望的检测性能的磁检测元件。

此外，在以上说明的各实施方式中，除了一对磁检测元件1、2以外，还可以再配置任意个数的磁检测元件。在该情况下，各磁检测元件的配置可以是对称位置a、b或者非对称位置c、d，也可以是其他位置。只要具有至少一对磁检测元件1、2，该磁检测元件1、2的配置满足上述那样的特征，则在具有任意个数以及配置的磁检测元件的电流检测装置中都能够适用本发明。

另外，在以上说明的各实施方式中，作为流过被测定电流的导体，说明了在规定的延伸方向上延伸的长板形状的导体20，也可以是其他形状的导体。例如，可以使用在规定的延伸方向上延伸的圆棒状、方棒状或者线状的导体等。在该情况下，具有至少一对磁检测元件1、2，该磁检测元件1、2的配置满足上述那样的特征，由此能够实现适用了本发明的电流检测装置。

本发明不限于上述实施方式或变形例，只要不损害本发明的特征，在本发明的技术思想的范围内考虑得出的其他方式均包含在本发明的范围内。另外，也可以是将上述多个实施方式进行组合而成的结构。

附图标记说明

1、2：磁检测元件、3：驱动部、4：控制部、5：第一放大部、6：第二放大部、7：差分计算部、8：输出部、9：存储部、10：电路部、11：正电源端子、12：负电源端子、13：输出端子、14：负载电阻、15：基材、20：导体、20U、20V、20W、23U、23V、23W：汇流条、24：折曲线、29：狭缝、30A、30B：电流检测装置。

Claims (9)

1.一种电流检测装置，其中，具有：

导体，被施加有被测定电流，以及

电路部，具有分别检测由所述被测定电流在所述导体的周围产生的磁通量的至少一对磁检测元件，基于由一对所述磁检测元件得到的检测信号检测所述被测定电流；

一对所述磁检测元件配置在避开所述导体的剖面中心且距所述剖面中心的距离相互不同的非对称位置。

2.根据权利要求1所述的电流检测装置，其中，

一对所述磁检测元件被配置为从距所述剖面中心的距离相等的对称位置仅偏移规定的偏移距离。

3.根据权利要求2所述的电流检测装置，其中，

所述偏移距离被确定为避开以下配置，即一对所述磁检测元件分别检测同一方向上的所述磁通量的配置以及一对所述磁检测元件的其中一方不检测所述磁通量的配置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电流检测装置，其中，

所述导体具有在规定的延伸方向上延伸且与所述延伸方向垂直的剖面在宽度方向上的长度比在板厚方向上的长度长的长板形状，

一对所述磁检测元件在所述导体的所述宽度方向或者所述板厚方向上排列配置。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电流检测装置，其中，

所述电路部具有将一对所述磁检测元件固定的基材，

一对所述磁检测元件经由所述基材配置在所述非对称位置。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电流检测装置，其中，

一对所述磁检测元件被配置为靠近在所述导体上形成的弯曲部或者曲柄部。

7.根据权利要求6所述的电流检测装置，其中，

具有多个所述导体，

在多个所述导体中分别流动有不同相的所述被测定电流，

一对所述磁检测元件相对于多个所述导体的每个导体配置在所述非对称位置，

与任意的相相对应的一对所述磁检测元件的中心位置和在与该相相对应的所述导体相邻配置的所述导体的所述弯曲部或者所述曲柄部的中心位置在所述导体的延伸方向上一致。

8.根据权利要求7所述的电流检测装置，其中，

多个所述导体以使相互相邻的相的所述弯曲部或者所述曲柄部中的所述被测定电流的朝向的差成为大致90度的方式相互错开配置。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的电流检测装置，其中，

所述磁检测元件为霍尔元件、磁阻元件、巨磁阻元件或者隧道磁阻元件。

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