FR3090121A1

FR3090121A1 - Capteur de courant à conducteur de courant intégré

Info

Publication number: FR3090121A1
Application number: FR1914044A
Authority: FR
Inventors: Javier Bilbao De Mendizabal; Simon HOUIS
Original assignee: Melexis Technologies SA
Current assignee: Melexis Technologies SA
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2039-12-10
Also published as: FR3090121B1; DE102019133937A1

Abstract

L’invention concerne un dispositif capteur de courant (200) pour mesurer un courant d’au moins 30 A, comprenant : une grille de connexion avec une première partie et une deuxième partie du conducteur électrique séparées par un espace ; un substrat (210) monté adjacent aux parties du conducteur électrique et comprenant un premier et un deuxième capteur magnétique (211, 212) configurés pour fournir une première et une deuxième valeur (v1, v2) ; et un circuit de traitement (610 ; 710) pour déterminer le courant sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première et la deuxième valeur (v1, v2). Les parties du conducteur électrique peuvent être interconnectées par une troisième partie du conducteur électrique, à l’intérieur ou à l’extérieur du dispositif capteur de courant. Les parties du conducteur électrique peuvent former un conducteur électrique intégré ayant une forme d’U ou une forme d’Oméga. Figure pour l’abrégé : FIG.1(c)

Description

Titre de l’invention : CAPTEUR DE COURANT À CONDUCTEUR DE COURANT INTÉGRÉ

Domaine de l’invention

[0001] La présente invention concerne d’une façon générale le domaine des capteurs de courant, et plus particulièrement des capteurs de courant capables de mesurer un courant relativement fort (par exemple d’au moins 30 A).

Arrière-plan de l’invention

[0002] Il existe des capteurs de courant basés sur des capteurs magnétiques pour mesurer des courants relativement forts (par exemple d’au moins 25 A). Ils mesurent normalement un courant circulant dans un conducteur externe. Un problème d’un tel système de capteur de courant est que la précision de la mesure dépend grandement des tolérances de montage du dispositif capteur par rapport au conducteur électrique. Bien qu’il soit possible d’augmenter la précision en effectuant un test d’étalonnage au niveau du système (par exemple après montage du circuit de capteur sur une carte à circuit imprimé), cela est très peu pratique, sujet à l’erreur humaine, demande beaucoup de temps et est coûteux.

[0003] Il y a toujours matière à trouver des améliorations ou d’autres solutions.

Résumé de l’invention

[0004] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est de fournir un capteur de courant capable de mesurer un courant relativement fort (par exemple un courant d’au moins 30 ampères).

[0005] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un « dispositif capteur de courant intégré » (c’est-à-dire comportant un conducteur électrique incorporé à l’intérieur du dispositif), et capable de mesurer un courant relativement fort (par exemple un courant d’au moins 30 ampères).

[0006] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un tel capteur de courant qui soit très compact.

[0007] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un tel capteur de courant qui soit très insensible à un champ de perturbation externe (également dénommé « champ parasite »).

[0008] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un capteur de courant qui soit très précis sans la nécessité d’un test d’étalonnage au niveau de la CCI (par exemple par un client OEM).

[0009] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un capteur de courant qui soit aisé à produire.

[0010] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un capteur de courant qui puisse être monté sur une CCI avec des tolérances de montage réduites sans sacrifier la précision.

[0011] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est également de fournir un capteur de courant comprenant un dé de semi-conducteur, et capable de mesurer un courant relativement fort (par exemple un courant d’au moins 30 ampères), sans augmenter (sensiblement) la taille du dé, et sans diminuer (sensiblement) la précision.

[0012] Un objet des modes de réalisation de la présente invention est de fournir un capteur de courant comprenant un conducteur électrique intégré, et un dé de semi-conducteur d’une taille inférieure à 7 mm², et capable de mesurer un courant d’au moins 40 ampères.

[0013] Ces objets et d’autres sont réalisés par un dispositif capteur de courant selon les modes de réalisation de la présente invention.

[0014] Sous un premier aspect, la présente invention fournit un dispositif capteur de courant pour mesurer un courant, comprenant : une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant des premières broches connectées ou façonnées de manière à former une première partie du conducteur électrique et une deuxième partie du conducteur électrique, la deuxième partie du conducteur électrique étant espacée de la première partie du conducteur électrique par un espace ; les première et deuxième parties du conducteur électrique étant configurées de telle façon que le courant à mesurer circule dans la première partie du conducteur électrique et dans la deuxième partie du conducteur électrique ; - un substrat comprenant ou connecté à au moins un premier capteur magnétique et comprenant ou connecté à un deuxième capteur magnétique ; dans lequel le premier capteur magnétique a un premier axe de sensibilité maximale et est configuré pour fournir une première valeur ; et dans lequel le deuxième capteur magnétique a un deuxième axe de sensibilité maximale parallèle au premier axe de sensibilité maximale et est configuré pour fournir une deuxième valeur ; et dans lequel le premier capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la première partie du conducteur électrique, et le deuxième capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la deuxième partie du conducteur électrique, et les premier et deuxième capteurs magnétiques sont placés sur des côtés opposés de l’espace ; un circuit de traitement connecté au premier et au deuxième capteur magnétique, et adapté pour déterminer le courant à mesurer au moins sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur et la deuxième valeur. Le circuit de traitement peut également être intégré dans le substrat.

[0015] Il est avantageux de calculer le courant sur la base d’une différence entre deux capteurs ayant des axes parallèles de sensibilité maximale, car cela permet de déterminer le courant d’une façon qui est sensiblement immune à un champ parasite.

[0016] L’intégration des première et deuxième parties du conducteur électrique est un avantage majeur, car elle permet un positionnement très précis du substrat (et donc des capteurs magnétiques) par rapport aux parties du conducteur électrique, contrairement à un système comprenant in dispositif capteur de courant qui est monté au voisinage d’un conducteur électrique externe, par exemple sur une CCI (carte à circuit imprimé). Les tolérances de positionnement d’un capteur de courant intégré sont normalement d’un ordre de grandeur plus précises que les tolérances de positionnement d’une puce sur une CCI, ou sur un conducteur électrique. En outre, la distance entre l’emplacement de capteur et un conducteur de courant intégré est caractéristiquement elle aussi plus courte d’au moins un facteur de 2 que la distance entre l’emplacement de capteur et un conducteur de courant externe, et si l’on tient compte du fait que l’intensité de champ magnétique normalement diminue avec 1/r et que la grandeur d’un gradient de champ magnétique normalement diminue avec l/(r*r), caractéristiquement le RSB est amélioré au moins d’un facteur de 4 par rapport aux solutions utilisant un conducteur de courant externe. A la fois les tolérances plus faibles et la distance plus courte ont pour effet qu’un capteur de courant comportant des parties du conducteur électrique incorporées a une précision beaucoup plus grande qu’un capteur de courant monté adjacent à un conducteur électrique externe.

[0017] Le placement du premier et du deuxième capteur sur des côtés opposés de l’espace, plutôt que sur des côtés opposés des parties du conducteur électrique, est un avantage majeur, car il découple la relation entre la largeur du substrat et la largeur du conducteur, ou en d’autres termes, il permet de choisir la taille du substrat (ou la taille de la puce) comme étant plus petite que la largeur du conducteur, ce qui n’est pas possible dans les solutions dans lesquelles les capteurs sont placés près des bords opposés du conducteur de courant. Cet avantage ne doit pas être sous-estimé, car le coût d’un substrat (par exemple semi-conducteur) représente une part importante du coût total du capteur de courant, alors que (pour un matériau donné, et une épaisseur donnée de la partie du conducteur électrique et pour un courant maximum donné à mesurer), la largeur du conducteur électrique détermine la résistance électrique du conducteur, et donc la dissipation de la chaleur (dissipation par effet Joule), et donc le courant maximum qui peut être mesuré avec le capteur de courant intégré.

[0018] Les premières broches peuvent comprendre une ou plusieurs premières broches d’entrée (courant primaire) et une ou plusieurs premières broches de sortie (courant primaire). La grille de connexion peut comprendre en outre une pluralité de deuxièmes broches, séparées galvaniquement des premières broches. Les deuxièmes broches peuvent être dénommées « broches basse tension » ou « broches de signaux », et peuvent être connectées au substrat via des fils de liaison ou par connexion par bosses.

[0019] Le premier capteur et le deuxième capteur peuvent être incorporés dans le substrat (par exemple un substrat unique), ou peuvent être montés adjacents audit ou montés sur, ou déposés sur ledit substrat. Ou encore, seul le premier capteur est incorporé dans le substrat, et le deuxième capteur est incorporé dans un deuxième substrat, connecté au premier substrat, par exemple au moyen de fils de liaison.

[0020] Les premières broches d’entrée et les premières broches de sortie sont de préférence localisées sur un seul côté du dispositif capteur de courant.

[0021] Les première et deuxième parties du conducteur électrique peuvent être interconnectées à l’intérieur du dispositif capteur de courant. En ce cas, la première partie de la grille de connexion (par exemple incluant lesdites premières broches) forme un conducteur électrique comprenant ladite première partie du conducteur électrique et ladite deuxième partie du conducteur électrique et une troisième partie du conducteur électrique fonctionnant comme un pont ou une partie d’interconnexion.

[0022] Ou encore, les première et deuxième parties du conducteur électrique peuvent être séparées galvaniquement à l’intérieur du dispositif capteur de courant lui-même, mais électriquement interconnectées extérieurement, par exemple par une piste en cuivre sur une CCI formant un pont.

[0023] Le dispositif capteur de courant peut être produit par exemple par les étapes: a) fournir la grille de connexion comprenant les première et deuxième (et éventuellement également troisième) parties du conducteur électrique ; b) éventuellement disposer un matériau isolant sur les parties du conducteur électrique ; c) monter un substrat sur les parties du conducteur électrique ou sur le matériau isolant ; d) connecter électriquement les deuxièmes broches et le substrat (par exemple en appliquant des fils de liaison) ; e) surmouler la grille de connexion et le substrat.

[0024] En particulier, on peut prévoir de surmouler au moins partiellement la grille de connexion et le substrat de manière à former un dispositif capteur de courant encapsulé.

[0025] Les parties du conducteur électrique peuvent être sensiblement en forme de poutre, mais cela n’est pas absolument requis.

[0026] Les première et deuxième parties du conducteur électrique peuvent être au moins localement (par exemple au voisinage des premier et deuxième capteurs magnétiques, ou dans une zone définie par le substrat) symétriques par rapport à un plan de symétrie (SP) situé entre la première partie du conducteur électrique et la deuxième partie du conducteur électrique, ledit plan de symétrie étant orienté perpendiculairement à une surface de la grille de connexion.

[0027] Dans un mode de réalisation, au moins un contour de la première partie de la grille de connexion contenant la première et la deuxième partie du conducteur électrique est sensiblement symétrique par rapport audit plan de symétrie.

[0028] Dans un mode de réalisation, la première partie de grille de connexion contenant les première et deuxième parties du conducteur électrique, et éventuellement comprenant également la troisième partie du conducteur électrique (également dénommée ici la « partie en pont ») est sensiblement symétrique par rapport audit plan de symétrie.

[0029] L’espace peut avoir la forme d’une fente ayant une largeur Wg dans la plage de 0,1 à 0,6 mm, par exemple dans la plage de 0,2 mm à 0,5 mm, par exemple égale à environ 0,15 mm, ou égale à environ 0,20 mm, ou égale à environ 0,25 mm, ou égale à environ 0,30 mm, ou égale à environ 0,35 mm, ou égale à environ 0,40 mm, ou environ 0,45 mm, ou environ 0,50 mm. La fente peut avoir une largeur Wg constante, mais cela n’est pas absolument requis.

[0030] Dans un mode de réalisation, le courant à déterminer est basé sur une différence pondérée de la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2), et les facteurs de pondération (A, B) respectifs sont choisis de telle façon qu’un champ magnétique externe uniforme est supprimé. Les facteurs de pondération peuvent par exemple être déterminés au cours d’un test d’étalonnage et mémorisés dans une mémoire non volatile, et récupérés de la mémoire non volatile au cours de l’utilisation réelle.

[0031] Dans un mode de réalisation, le courant circule principalement dans une première direction dans la première partie du conducteur électrique, et circule principalement dans une deuxième direction dans la deuxième partie du conducteur électrique, les première et deuxième directions étant sensiblement opposées.

[0032] Ou, énoncé en d’autres termes, dans lequel les première et deuxième parties du conducteur électrique sont disposées de telle façon que le courant circule principalement selon un premier vecteur de courant (voir LIG. 13 : Jl) dans la première partie du conducteur électrique et circule principalement selon un deuxième vecteur de courant (voir LIG. 13 : J2) dans la deuxième partie du conducteur électrique, et une projection du premier vecteur de courant sur l’espace, et une projection du deuxième vecteur de courant sur l’espace, sont dirigées dans des directions opposées.

[0033] Dans un mode de réalisation, le premier capteur magnétique et le deuxième capteur magnétique sont placés sensiblement symétriquement par rapport à l’espace.

[0034] Bien que cela ne soit pas absolument requis pour que l’invention fonctionne, il est avantageux que les premier et deuxième capteurs soit placés symétriquement par rapport à l’espace, à une même distance. Cela a pour avantage que le dispositif capteur de courant est très tolérant à un excentrement de position, car en ce cas, un petit excentrement provoquera une augmentation de la première valeur vl et une diminution de la deuxième valeur v2, de sensiblement la même quantité.

[0035] Dans un mode de réalisation, la première partie de la grille de connexion comprend en outre une troisième partie du conducteur électrique, interconnectant la première partie du conducteur électrique et la deuxième partie du conducteur électrique, de manière à former un conducteur électrique intégré.

[0036] On peut prévoir que des broches de sortie de la première partie du conducteur électrique et des broches d’entrée de la deuxième partie du conducteur électrique sont interconnectées à l’extérieur du dispositif capteur de courant.

[0037] La troisième partie du conducteur électrique (également dénommée « partie en pont ») peut avoir une forme rectangulaire ou une forme trapézoïdale, ou une forme sensiblement trapézoïdale à bords arrondis, ou une forme d’anneau partiel, ou une forme de disque partiel, ou une forme elliptique partielle, ou une forme de dôme.

[0038] De préférence, le conducteur électrique intégré a une résistance électrique inférieure à 0,80 mOhm, ou inférieure à 0,60 mOhm, ou inférieure à 0,50 mOhm, ou inférieure à 0,40 mOhm, ou inférieure à 0,30 mOhm, ou inférieure à 0,28 mOhm, ou inférieure à 0,26 mOhm.

[0039] Il est avantageux que la résistance électrique soit inférieure à par exemple

0,30 mOhm, car cela permet au dispositif capteur de courant de véhiculer un courant d’au moins 30 ampères dans le conducteur électrique (intégré) (avec des intensités de courant maximales de jusqu’à 100 A ou même 120 A).

[0040] Dans un mode de réalisation, le conducteur électrique à une forme globale en U ou une forme globale en Oméga, et la première partie du conducteur électrique formant une première branche de la forme en U ou la forme en Oméga, et la deuxième partie du conducteur électrique formant une deuxième branche de la forme en U ou de la forme en Oméga.

[0041] Les branches de la forme en U ou de la forme en Oméga peuvent avoir une forme sensiblement triangulaire ou trapézoïdale ou rectangulaire. Dans le cas d’une forme rectangulaire, la deuxième partie du conducteur électrique peut être sensiblement parallèle à la première partie du conducteur électrique mais espacée de celle-ci par l’espace. Une forme rectangulaire n’est toutefois pas requise, et il suffit que les formes de la première et de la deuxième branche soient sensiblement reproduites de part et d’autre de l’espace au voisinage des capteurs magnétiques, par exemple dans une région au-dessus ou au-dessous du substrat.

[0042] La première branche peut comporter une pluralité de premières broches d’entrée. La deuxième branche peut comporter une pluralité de premières broches de sortie. Les premières broches d’entrée et les premières broches de sortie sont de préférence placées sur un seul côté du dispositif capteur de courant (par exemple carré ou rectangulaire).

[0043] Le conducteur électrique peut comporter une ou plusieurs cavités (trous borgnes) ou un ou plusieurs trous traversants, pour améliorer la prise mécanique avec une composition de moulage.

[0044] Le conducteur électrique présente une ligne médiane (géométrique). La largeur du conducteur électrique (par exemple définie comme la dimension transversale locale du conducteur électrique en chaque point de la ligne médiane dans un plan perpendiculaire à la ligne médiane et mesurée dans une direction parallèle à une surface de la grille de connexion) est de préférence d’au moins 1,0 mm, ou d’au moins 1,2 mm, ou d’au moins 1,4 mm, ou d’au moins 1,6 mm, ou d’au moins 1,8 mm, ou d’au moins 2,0 mm. En augmentant la largeur minimale du conducteur électrique, la résistance électrique du conducteur électrique (telle que mesurée entre les premières broches d’entrée et les premières broches de sortie) peut être réduite.

[0045] Dans un mode de réalisation, chacun des premier et deuxième capteurs magnétiques comprend au maximum un ou au moins un ou au moins deux élément(s) à effet Hall horizontal(taux) et au moins un ou deux concentrateur(s) magnétique(s) intégré(s) (IMC).

[0046] Il est avantageux d’utiliser un IMC parce qu’il transforme les composants de champ magnétique dans le plan (fréquemment désignés par Bx ou By) en un composant de champ magnétique hors du plan (fréquemment désigné par Bz), car ce dernier peut être mesuré par un élément à effet Hall horizontal. Il est en outre avantageux d’utiliser un IMC car il fournit une amplification passive de signal (caractéristiquement par un facteur d’environ 5 ou 6). L’épaisseur de l’IMC est normalement dans la plage d’environ 20 à 25 micromètres, par exemple égale à environ 23 micromètres.

[0047] Pour une suppression optimale du champ de perturbation externe, la sensibilité magnétique à des champs magnétiques externes (Bext) devrait de préférence être la même pour le premier et le deuxième capteur. En conséquence, la longueur et/ou la forme des IMC des éléments capteurs pertinents devrai(en)t de préférence être sensiblement la même/les mêmes.

[0048] Dans un mode de réalisation, les premier et deuxième capteurs magnétiques comprennent chacun au moins un élément à effet Hall vertical. Les éléments à effet Hall verticaux peuvent être disposés pour mesurer un composant de champ magnétique (Bx) parallèle à un plan sensiblement parallèle aux parties du conducteur électrique.

[0049] Dans un mode de réalisation, les premier et deuxième capteurs magnétiques comprennent chacun au moins un élément à magnétorésistance. L’élément à magnétorésistance peut comprendre au moins un parmi de l’antimoniure d’indium (InSb), un élément à magnétorésistance géante (GMR), un élément à magnétorésistance anisotrope (AMR), un élément à magnétorésistance à effet tunnel (TMR) ou un élément de jonction tunnel magnétique (MTJ).

[0050] Ledit au moins un élément à magnétorésistance peut être disposé en un circuit en pont. Le capteur magnétique peut en outre comprendre une bobine de compensation, et un système capteur de courant en boucle fermée. Un avantage d’un tel système capteur de courant en boucle fermée est qu’il peut réduire ou sensiblement éliminer des nonlinéarités.

[0051] Dans un mode de réalisation, la grille de connexion est une grille de connexion en cuivre ayant une épaisseur dans la plage de 100 à 600 micromètres, ou de 200 à 500 micromètres, par exemple sensiblement égale à 200 micromètres, ou sensiblement égale à 250 micromètres.

[0052] Il n’est pas dénué d’intérêt de construire un dispositif capteur de courant capable de mesurer un courant d’au moins 30 A ou d’au moins 40 A ou d’au moins 50 A en utilisant un conducteur interne formé en tant que partie de la grille de connexion ayant une épaisseur dans la plage de 100 à 400 micromètres, ou égale à environ 200 ou environ 250 micromètres, en particulier car la manière classique de réduire la conductance électrique d’un conducteur intégré dans des dispositifs capteurs de courant consiste à augmenter l’épaisseur du conducteur (par exemple jusqu’à une valeur supérieure à 1 mm) tout en maintenant inchangée la largeur du conducteur, car sinon, si la largeur est augmentée et l’épaisseur reste la même, la taille du substrat doit être augmentée (et donc également le coût).

[0053] Dans un mode de réalisation, une distance entre l’emplacement du premier capteur et l’emplacement du deuxième capteur est inférieure à une largeur (par exemple une plus petite largeur) de la première ou de la deuxième partie du conducteur électrique (par exemple mesurée dans une direction sensiblement perpendiculaire à sa ligne médiane), ou inférieure à 90 % de ladite largeur, ou inférieure à 80 % de ladite largeur, ou inférieure à 70 % de ladite largeur, ou inférieure à 60 % de ladite largeur, ou inférieure à 50 % de ladite largeur, ou inférieure à 40 % de ladite largeur.

[0054] Dans un mode de réalisation une largeur du substrat est inférieure à une plus petite largeur des (première et deuxième et éventuellement également troisième) parties du conducteur électrique.

[0055] Dans un mode de réalisation, une distance entre l’emplacement du premier capteur et l’emplacement du deuxième capteur est une valeur dans la plage de 0,2 à 3,0 mm, ou dans la plage de 0,3 à 2,5 mm, ou dans la plage de 0,4 à 2,0 mm, par exemple égale à environ 0,35 mm, ou égale à environ 0,40 mm, ou égale à environ 0,45 mm, ou égale à environ 0,50 mm, ou égale à environ 0,55 mm, ou égale à environ 0,60 mm, ou égale à environ 0,65 mm, ou égale à environ 0,70 mm.

[0056] Dans un mode de réalisation, une distance entre l’emplacement du premier capteur et l’emplacement du deuxième capteur est une valeur dans la plage de 110 % à 500 % de la largeur de l’espace, par exemple une valeur dans la plage de 150 % à 400 %, ou dans la plage de 200 % à 500 %. (La largeur de l’espace est inférieure à la longueur de l’espace).

[0057] Dans un mode de réalisation, le substrat a une taille dans la plage de 1 à 7 mm², ou de 2 à 7 mm², de 1 à 5 mm², ou une taille de 1,5 à 2,5 mm x 2,5 à 3,5 mm.

[0058] De préférence le conducteur a une partie de conducteur ayant une section transversale constante en étroite proximité du premier et du deuxième capteur magnétique.

[0059] Dans un mode de réalisation, le substrat a une première surface contenant les premier et deuxième capteurs magnétiques, et la première surface fait face au conducteur électrique ; et le dispositif capteur de courant comprend en outre un matériau isolant électrique disposé entre la première surface du substrat et le conducteur électrique. Le matériau isolant électrique peut être une couche de polyamide en tant que partie du dé de semi-conducteur (par exemple dispositif CMOS), ou peut être un ruban isolant électrique appliqué entre la grille de connexion et le dé de semi-conducteur.

[0060] Un avantage de ce mode de réalisation est que la distance entre les capteurs magnétiques et le conducteur électrique est relativement faible, et que le signal mesuré par les capteurs est relativement fort (par exemple plus fort que dans le cas où la première surface était détournée du conducteur électrique). Cela améliore le rapport signal-bruit.

[0061] Dans ce mode de réalisation, le substrat peut être supporté mécaniquement au niveau d’une première région ou d’une première extrémité par le conducteur électrique et/ou par le matériau d’isolation. Le substrat peut en outre être supporté mécaniquement au niveau d’une région opposée ou extrémité opposée, ou peut être laissé flottant à l’autre extrémité, avec un espace entre eux, lequel espace peut être rempli par de l’air, ou par une composition de moulage, ou par un ruban isolant ou un autre matériau isolant électrique (par exemple un polymère approprié).

[0062] Dans un mode de réalisation, le substrat présente une première surface contenant les premier et deuxième capteurs magnétiques, et la première surface fait face au conducteur électrique. La distance entre la première surface et le conducteur électrique peut être une valeur dans la plage de 150 à 250 pm, ou dans la plage de 170 à 210 pm, par exemple égale à environ 190 micromètres.

[0063] Dans un mode de réalisation, le matériau isolant électrique est adapté pour résister à une tension d’environ 1000 volts.

[0064] Dans un mode de réalisation, le substrat présente une première surface contenant les premier et deuxième capteurs magnétiques, et la première surface est détournée du conducteur électrique. Dans ce mode de réalisation, un matériau isolant électrique n’est pas absolument requis entre le conducteur électrique et le substrat, mais un matériau isolant électrique peut éventuellement être présent. Dans des modes de réalisation sans matériau isolant électrique, le substrat peut être positionné directement sur le conducteur électrique sans matériau isolant électrique supplémentaire entre eux. Cela est plus facile à produire (nécessite moins de matériau et moins de manipulation), et donc la production est plus rapide et moins coûteuse. La distance entre la première surface du substrat et le conducteur électrique peut être une valeur dans la plage de 300 à 400 pm, ou dans la plage de 320 à 380 pm, par exemple égale à environ

350 micromètres.

[0065] Dans les modes de réalisation dans lesquels le substrat est séparé des parties du conducteur électrique au moyen d’un ruban isolant électrique, La distance entre le substrat et les parties du conducteur électrique peut être une valeur dans la plage d’environ 10 à 100 pm, ou de 15 à 100 pm, ou de 20 à 100 pm, ou de 30 à 100 pm, ou de 30 à 80 pm, ou de 30 à 50 pm, par exemple égale à environ 40 pm.

[0066] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre une pluralité de pastilles de contact placées sur une partie du substrat recouvrant le conducteur électrique ; et le dispositif capteur de courant comprend en outre une pluralité de fils de liaison interconnectant une ou plusieurs de la pluralité de deuxièmes broches et une ou plusieurs de la pluralité de pastilles de contact.

[0067] Dans un mode de réalisation, les pastilles de contact sont disposées seulement dans une région du substrat correspondant à une partie du substrat qui est supportée mécaniquement en dessous (c’est-à-dire n’est pas laissée flottante).

[0068] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre une pluralité de bosses de soudure connectées à au moins certaines des deuxièmes broches, mais séparées galvaniquement du conducteur électrique et des premières broches.

[0069] La séparation galvanique peut être réalisée par un espace rempli par de l’air, ou un espace rempli par une composition de moulage ou un espace rempli par un matériau isolant, par exemple un ruban isolant, ou similaire.

[0070] Dans un mode de réalisation, le circuit électrique comprend un amplificateur différentiel configuré pour déterminer et amplifier ladite différence ou différence pondérée entre la première valeur et la deuxième valeur.

[0071] Dans un mode de réalisation, le circuit électrique comprend un amplificateur configuré pour amplifier sélectivement la première valeur et la deuxième valeur, par exemple au moyen d’un commutateur devant l’amplificateur, et les deux signaux amplifiés peuvent être temporairement mémorisés (par exemple sur un ou plusieurs circuits d’échantillonnage et de maintien) et ensuite soustraits.

[0072] Dans un mode de réalisation, le signal du premier capteur peut être amplifié par un premier amplificateur, et le signal du deuxième capteur peut être amplifié par un deuxième amplificateur, et les deux valeurs amplifiées peuvent être soustraites l’une de l’autre.

[0073] Le dispositif capteur peut comprendre en outre un convertisseur analogique/ numérique CAN configuré pour numériser le signal de différence (vl-v2) amplifié, ou pour numériser sélectivement le premier signal amplifié et le deuxième signal amplifié. Le CAN peut faire partie d’un processeur numérique, par exemple d’un microrégisseur programmable.

[0074] Le courant à mesurer peut être fourni sous forme d’un signal de sortie analogique proportionnel au courant, ou peut être fourni sous forme d’un signal numérique, qui peut par exemple être émis via un train de binaires série.

[0075] Dans un mode de réalisation, le dispositif capteur de courant comprend en outre un processeur numérique comprenant ou connecté à une mémoire non volatile mémorisant au moins une valeur constante (par exemple un facteur de conversion), et le processeur numérique est adapté pour déterminer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur et la deuxième valeur et sur la base de ladite valeur constante.

[0076] Le processeur numérique peut comporter une entrée connectée à une sortie de l’amplificateur différentiel, auquel cas le processeur numérique peut être adapté pour numériser le signal de différence, et pour multiplier la valeur numérisée par ladite valeur constante K, par exemple selon la formule : I=K.(AV), où AV est le signal de différence numérisé.

[0077] Ou encore, la soustraction peut être effectuée dans le domaine numérique. Le processeur numérique peut comporter une entrée connectée à une sortie de l’amplificateur, et le processeur numérique peut être adapté pour numériser sélectivement chacun du premier signal amplifié et du deuxième signal amplifié, pour effectuer la soustraction dans le domaine numérique, et pour multiplier le résultat par ladite valeur constante K, pour l’obtention d’un résultat qui est indicateur du courant à mesurer, par exemple selon la formule : I=K.(V1-V2), où Vl est une valeur numérisée du premier signal (éventuellement amplifié), et V2 est une valeur numérisée du deuxième signal (éventuellement amplifié).

[0078] Dans une variante, le processeur numérique peut être adapté pour calculer le courant en utilisant la formule : I=(A.V1) - (B.V2), où « A » est un premier facteur d’amplification (analogique ou numérique) et « B » est un deuxième facteur d’amplification (analogique ou numérique). Ce mode de réalisation offre l’avantage de pouvoir corriger une disparité de sensibilités. Les valeurs de A et B peuvent être mémorisées dans une mémoire non volatile, et peuvent être déterminées au cours de l’étalonnage ou d’une toute autre façon convenable.

[0079] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre au moins un capteur de température configuré pour mesurer au moins une température en relation avec une température du premier capteur magnétique et/ou du deuxième capteur magnétique, ledit au moins un capteur de température étant connecté au processeur numérique ; et le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur et la deuxième valeur, et en tenant compte de ladite au moins une température mesurée.

[0080] Un avantage de ce capteur de courant est qu’il inclut un mécanisme de compensation de la température. De cette façon, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0081] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre un premier capteur de température et un deuxième capteur de température, le premier capteur de température étant configuré pour mesurer une première température Tl indicatrice de la température du premier capteur magnétique, et le deuxième capteur de température étant configuré pour mesurer une deuxième température T2 indicatrice de la température du deuxième capteur magnétique, le premier capteur de température et le deuxième capteur de température étant connectés (par exemple de manière communicante) au processeur numérique ; et le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur vl et la deuxième valeur v2, et en tenant compte de la première température et de la deuxième température.

[0082] Le fait que la température de chaque capteur magnétique soit mesurée séparément est un avantage majeur de ce mode de réalisation, car la température du premier capteur magnétique et celle du deuxième capteur magnétique peuvent être sensiblement différentes, en particulier si un courant relativement fort (par exemple de plus de 30 A) est mesuré, car un courant d’une telle intensité provoque normalement un échauffement notable du conducteur électrique, causant un gradient de température relativement élevé sur le substrat. Par la mesure et la prise en compte des deux températures, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée. De plus, il est également possible d’utiliser le(s) capteur(s) de température pour détecter si le dispositif fonctionne dans sa plage opérationnelle spécifiée. Sinon, le dispositif capteur peut rapporter une erreur, erreur qui peut être utilisée à des fins de sécurité.

[0083] Dans un mode de réalisation, le premier capteur magnétique comprend au moins un premier élément à effet Hall horizontal, et le premier capteur de température entoure essentiellement le premier élément à effet Hall horizontal, et le deuxième capteur magnétique comprend au moins un deuxième élément à effet Hall horizontal, et le deuxième capteur de température entoure essentiellement le deuxième élément à effet Hall horizontal.

[0084] Le capteur de température peut être disposé autour des éléments à effet Hall horizontaux d’une façon semblable à celle décrite dans le document de brevet EP3109658A1, avec ou sans un capteur de contrainte.

[0085] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre au moins un capteur de contrainte configuré pour mesurer au moins une valeur de contrainte liée à une contrainte mécanique subie par le premier capteur magnétique, ledit au moins un capteur de contrainte étant connecté (par exemple d’une manière communicante) au processeur numérique ; et le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur et la deuxième valeur, et en tenant compte de ladite au moins une valeur de contrainte mesurée.

[0086] Le capteur de contrainte peut être disposé autour de l’élément à effet Hall horizontal d’une façon semblable à celle décrite dans le document de brevet EP3109658A1, mais sans un capteur de température.

[0087] Un avantage de ce capteur de courant est qu’il inclut un mécanisme de compensation de contrainte. De cette façon, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0088] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre un premier capteur de contrainte et un deuxième capteur de contrainte, le premier capteur de contrainte étant configuré pour mesurer une première contrainte à l’emplacement du premier capteur, et le deuxième capteur de contrainte étant configuré pour mesurer une deuxième contrainte à l’emplacement du deuxième capteur, le premier capteur de contrainte et le deuxième capteur de contrainte étant connectés au processeur numérique, et le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur vl et la deuxième valeur v2, et en tenant compte de la première contrainte et de la deuxième contrainte.

[0089] Un avantage majeur de ce mode de réalisation est que la contrainte (mécanique) de chaque capteur magnétique est mesurée séparément, car la contrainte exercée sur le premier capteur magnétique et celle exercée sur le deuxième capteur magnétique peuvent être sensiblement différentes, en particulier si un courant relativement fort (par exemple de plus de 30 A) est mesuré, car un courant d’une telle intensité provoque normalement un échauffement notable des parties du conducteur électrique, causant un gradient de température relativement élevé, causant une contrainte mécanique (liée aux différents coefficients de dilatation thermique des différents matériaux). De cette façon, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0090] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend en outre un premier capteur de température et un premier capteur de contrainte entourant le premier capteur magnétique, et un deuxième capteur de température et un deuxième capteur de contrainte entourant le deuxième capteur magnétique, le premier capteur de température et le premier capteur de contrainte et le deuxième capteur de température et le deuxième capteur de contrainte étant connectés (par exemple d’une manière communicante) au processeur numérique ; et dans lequel le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence entre la première valeur (éventuellement amplifiée avec ou multipliée par un premier facteur A) et la deuxième valeur (éventuellement amplifiée avec ou multipliée par un deuxième facteur B), et en tenant compte de la première et de la deuxième température et de la première et de la deuxième contrainte, où les facteurs A et B peuvent être choisis pour compenser une disparité de sensibilités.

[0091] Le capteur de température et le capteur de contrainte peuvent être disposés autour du premier et du deuxième capteur magnétique d’une façon semblable à celle décrite dans le document de brevet EP3109658A1. De cette façon, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0092] Dans un mode de réalisation, la valeur du courant déterminée par le circuit de traitement sur la base du premier et du deuxième capteur magnétique est considérée comme une première valeur du courant ; et le substrat comprend en outre un troisième capteur magnétique disposé d’une façon semblable à celle du premier capteur magnétique et configuré pour mesurer une troisième valeur, et comprend en outre un quatrième capteur magnétique disposé d’une façon semblable à celle du deuxième capteur magnétique et configuré pour mesurer une quatrième valeur ; et le circuit de traitement est en outre connecté au troisième capteur magnétique pour l’obtention de la troisième valeur, et au quatrième capteur magnétique pour l’obtention de la quatrième valeur, et est en outre adapté pour déterminer une deuxième valeur du courant sur la base d’une différence ou d’une différence pondérée entre la troisième valeur et la quatrième valeur ; et est en outre adapté pour comparer la deuxième valeur du courant et la première valeur du courant, et si une différence ou un rapport entre la première valeur du courant et la deuxième satisfait à une condition préétablie (par exemple rentre dans une plage préétablie ou se situe au-delà d’une telle plage), pour fournir une moyenne de la première valeur du courant et de la deuxième valeur du courant, en tant que la valeur du courant à mesurer. Ou encore, soit la première valeur du courant, soit la deuxième valeur du courant peut être fournie en tant que « la » valeur du courant.

[0093] Les troisième et quatrième capteurs magnétiques peuvent comprendre un troisième et un quatrième élément à effet Hall horizontal, formant une deuxième paire de capteurs magnétiques. Les éléments capteurs de la deuxième paire peuvent être placés à sensiblement la même distance de la ligne médiane que les éléments capteurs de la première paire, mais cela n’est pas absolument requis.

[0094] Ce mode de réalisation peut utiliser quatre capteurs magnétiques à des fins de redondance et/ou à des fins de « sécurité fonctionnelle ». Dans le cas où les première et deuxième valeurs du courant sont sensiblement les mêmes, la moyenne de ces courants est fournie, ce qui améliore encore la précision.

[0095] Dans le cas où les première et deuxième valeurs s’écartent trop (de plus d’une valeur prédéfinie ou de plus d’un pourcentage prédéfini), le dispositif capteur de courant peut fournir un signal d’erreur, par exemple un signal d’erreur analogique via l’une des deuxièmes broches, ou une valeur d’erreur numérique dans un flux d’informations série via l’une des deuxièmes broches.

[0096] Selon un deuxième aspect, la présente invention fournit également un procédé de fa brication d’un dispositif capteur de courant pour mesurer un courant, le procédé comprenant les étapes : a) fournir une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant des premières broches connectées ou façonnées de manière à former une première partie du conducteur électrique et une deuxième partie du conducteur électrique, la deuxième partie du conducteur électrique étant espacée de la première partie du conducteur électrique par un espace, les première et deuxième parties du conducteur électrique étant configurées de telle façon que le courant à mesurer circule dans la première partie du conducteur électrique et dans la deuxième partie du conducteur électrique ; b) fournir un substrat comprenant ou connecté à au moins un premier capteur magnétique et comprenant ou connecté à un deuxième capteur magnétique, le premier capteur magnétique ayant un premier axe de sensibilité maximale et étant configuré pour fournir une première valeur, et le deuxième capteur magnétique ayant un deuxième axe de sensibilité maximale parallèle au premier axe de sensibilité maximale, et étant configuré pour fournir une deuxième valeur ; c) monter le substrat par rapport à la grille de connexion de telle façon que le premier capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la première partie du conducteur électrique, et le deuxième capteur magnétique est placé au-dessus ou audessous de la deuxième partie du conducteur électrique, et les premier et deuxième capteurs magnétiques sont placés sur des côtés opposés de l’espace ; d) fournir un circuit de traitement connecté au premier et au deuxième capteur magnétique, et adapté pour déterminer le courant à mesurer au moins sur la base d’une différence entre la première valeur et la deuxième valeur.

[0097] Le circuit de traitement peut être incorporé sur le même substrat que le premier capteur magnétique et/ou le deuxième capteur magnétique, auquel cas l’étape d) peut être comprise dans l’étape b).

[0098] Des aspects particuliers et des aspects préférés de l’invention sont exposés dans les revendications indépendantes et revendications dépendantes ci-annexées. Des particularités des revendications dépendantes peuvent être combinées avec des particularités des revendications indépendantes et avec des particularités d’autres revendications dépendantes selon ce qui est approprié et non seulement comme exposé explicitement dans les revendications.

[0099] Ces aspects et d’autres de l’invention apparaîtront et seront expliqués en référence au(x) mode(s) de réalisation décrit(s) ci-après.

Brève description des dessins

[0100] [fig.l(a)] et [LIG. 1(b)] représentent un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un premier mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus et en coupe transversale respectivement.

[0101] [fig. 1(c)] montre une vue agrandie de FIG. 1(b).

[0102] [fig-2] représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus.

[0103] [fig.3(a)] et [FIG. 3(b)] représentent un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant et d’un montage de capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue latérale et en vue de dessus respectivement.

[0104] [fig-4] représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus.

[0105] [fig-5] représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, monté sur une CCI, en vue de dessus.

[0106] [fig.6] représente un schéma synoptique électrique d’un circuit électrique qui peut être utilisé dans des modes de réalisation de la présente invention.

[0107] [fig-7] représente un schéma synoptique électrique d’un circuit électrique qui peut être utilisé dans des modes de réalisation de la présente invention.

[0108] [fig.8] représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus.

[0109] [fig.9] montre des résultats de simulation pour le dispositif capteur de courant de

FIG. 8, où les premier et deuxième capteurs sont disposés à une distance de 190 micromètres de la grille de connexion (par exemple lorsque la surface active du substrat fait face aux parties du conducteur électrique).

[0110] [fig. 10] montre des résultats de simulation pour le dispositif capteur de courant de

FIG. 8, lorsque les premier et deuxième capteurs sont disposés à une distance de 350 micromètres de la grille de connexion (par exemple lorsque la surface active du substrat est détournée des parties du conducteur électrique).

[OUI] [fig.11], [FIG. 12], [FIG. 13] et [FIG. 14] représentent des grilles de connexion à titre d’exemples telles qu’elles peuvent être utilisées dans des modes de réalisation de la présente invention. Les FIG. 11 à FIG. 14 sont à l’échelle.

[0112] [fig. 15] représente un diagramme séquentiel d’un procédé à titre d’exemple de production d’un capteur de courant selon des modes de réalisation de la présente invention.

[0113] Les dessins sont seulement schématiques et ne sont pas limitatifs. Sur les dessins, la taille de certains des éléments peut être exagérée et ne pas être à l’échelle, à des fins d’illustration. Les symboles quelconques dans les revendications ne doivent pas être interprétés comme limitatifs de la portée. Sur les différents dessins, les mêmes symboles se rapportent aux mêmes éléments ou à des éléments analogues.

[0114] Description détaillée de modes de réalisation illustratifs

[0115] La présente invention sera décrite eu égard à des modes de réalisation particuliers et avec référence à certains dessins, mais l’invention n’y est pas limitée mais l’est seulement par les revendications. Les dessins décrits sont seulement schématiques et ne sont pas limitatifs. Sur les dessins, la taille de certains des éléments peut être exagérée et ne pas être à l’échelle, à des fins d’illustration. Les dimensions et les dimensions relatives ne correspondent pas à de réelles réductions pour la mise en œuvre de l’invention.

[0116] En outre, les termes premier(ère), deuxième et similaires dans la description et dans les revendications sont utilisés pour faire la distinction entre des éléments similaires et non nécessairement pour décrire une séquence, d’ordre soit temporel, soit spatial, de classement ou de tout autre ordre. Il doit être entendu que les termes ainsi utilisés sont interchangeables dans des circonstances appropriées et que les modes de réalisation de l’invention décrits ici peuvent être mis en œuvre dans d’autres séquences que celles décrites ou illustrées ici.

[0117] De plus, les termes haut, bas et similaires dans la description et les revendications sont utilisés à des fins de description et non nécessairement pour décrire des positions relatives. Il doit être entendu que les termes ainsi utilisés sont interchangeables dans des circonstances appropriées et que les modes de réalisation de l’invention décrits ici peuvent être mis en œuvre dans d’autres orientations que celles décrites ou illustrées ici.

[0118] Il convient de noter que le terme « comprenant », utilisé dans les revendications, ne doit pas être interprété comme restreint aux moyens énoncés après ; il n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Il doit donc être interprété comme spécifiant la présence des particularités, nombres, étapes ou composants énoncé(e)s tel(le)s que désigné(e)s, mais n’exclut pas la présence ou l’addition d’un(e) ou de plusieurs autre(s) particularité(s), nombre(s), étape(s) ou composant(s), ou groupes de ceux-ci/celles-ci. Ainsi, la portée de l’expression « un dispositif comprenant les moyens A et B » ne doit pas être limitée à des dispositifs consistant seulement en les composants A et B. Elle signifie qu’en ce qui concerne la présente invention, les seuls composants pertinents sont A et B.

[0119] Dans toute la présente description la référence à « un mode de réalisation » signifie qu’une particularité, structure ou caractéristique particulière décrite en relation avec le mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Les occurrences de la phrase « dans un mode de réalisation » en divers endroits dans toute la présente description ne se réfèrent donc pas toutes nécessairement au même mode de réalisation, mais le peuvent. En outre, les particularités, structures ou caractéristiques particulières peuvent être combinées de toute manière convenable, comme il apparaîtra à la personne habile dans la technique d’après la présente divulgation, dans un ou plusieurs modes de réalisation.

[0120] De même, il doit être noté que dans la description de modes de réalisation à titre d’exemples de l’invention, diverses particularités de l’invention sont parfois groupées ensemble en un(e) seul(e) mode de réalisation, figure ou description de celle-ci dans le but d’épurer la divulgation et de faciliter la compréhension d’un ou de plusieurs des divers aspects inventifs. Cette méthode de divulgation ne doit cependant pas être interprétée comme traduisant une intention que l’invention revendiquée requiert plus de particularités que celles énoncées expressément dans chaque revendication. Les aspects inventifs résident plutôt, comme le reflètent les revendications qui suivent, dans moins que la totalité des particularités d’un seul mode de réalisation précédemment décrit. Les revendications faisant suite à la description détaillée sont donc ainsi expressément incorporées dans la présente description détaillée, chaque revendication étant autonome en tant qu’un mode de réalisation distinct, de la présente invention.

[0121] En outre, bien que certains modes de réalisation décrits ici incluent certaines mais non d’autres caractéristiques incluses dans d’autres modes de réalisation, des combinaisons de caractéristiques de différents modes de réalisation sont entendues comme rentrant dans le cadre de l’invention, et forment différents modes de réalisation, comme le comprendra l’homme de métier. Par exemple, dans les revendications qui suivent, n’importe lesquels des modes de réalisation revendiqués peuvent être utilisés en combinaison quelconque.

[0122] Dans la description fourme ici, de nombreux détails particuliers sont exposés. Cependant, il est entendu que des modes de réalisation de l’invention peuvent être mis en pratique sans ces détails particuliers. Dans d’autres cas, des méthodes, structures et techniques bien connues n’ont pas été montrées en détail afin de ne pas obscurcir une compréhension de la présente description.

[0123] Tel qu’utilisée ici, l’expression « capteur magnétique » peut désigner un ou plusieurs éléments capteurs capables de mesurer un ou plusieurs effets magnétiques, tels que l’effet Hall, ou effets de magnétorésistance (MR). Des exemples non limitatifs d’effets de magnétorésistance incluent la GMR (magnétorésistance géante), la CMR (magnétorésistance colossale), l’AMR (magnétorésistance anisotrope) ou la TMR (magnétorésistance à effet tunnel). Selon le contexte, l’expression « capteur magnétique » peut désigner un élément sensible magnétique individuel (par exemple un élément à effet Hall horizontal ou un élément à effet Hall vertical), ou un groupe d’éléments magnétiques (par exemple disposés en un pont de Wheatstone, ou un groupe d’au moins deux éléments capteurs à effet Hall connectés en parallèle), ou un sous-circuit comprenant en outre un ou plusieurs parmi : un circuit de polarisation, un circuit de lecture, un amplificateur, un convertisseur analogique/numérique, etc.

[0124] Telle qu’utilisée ici, l’expression « capteur de courant intégré » désigne un circuit intégré (puce ou CI) comprenant un conducteur électrique capable de véhiculer le courant total à mesurer. Le conducteur électrique est normalement au moins en partie entouré par une composition de moulage (par exemple d’une façon dans laquelle au plus une surface est exposée). Un tel dispositif surmoulé est également désigné ici par un « dispositif encapsulé ».

[0125] Lorsqu’il est fait référence à une « différence pondérée », cela signifie une différence entre deux valeurs après multiplication de l’une des valeurs ou des deux par un facteur respectif. Dans le contexte de la présente invention, ce qu’on entend par « différence pondérée de la valeur Vl et la valeur V2 » est une valeur V calculée comme A*V1-B*V2, où A et B sont des constantes prédéfinies, Vl est la première valeur, et V2 est la deuxième valeur.

[0126] La présente invention concerne des capteurs de courant basés sur des capteurs magnétiques, également désignés par « capteurs de courant magnétiques », plus particulièrement pour utilisation dans des applications pour des véhicules automobiles (par exemple pour la mesure d’un courant dans des véhicules électriques ou hybrides). Le capteur de courant doit être capable de mesurer des courants d’au moins 30 ampères CC avec des pics allant jusqu’à 100 ampères ou jusqu’à 120 ampères.

[0127] La présente invention propose un dispositif capteur de courant pour mesurer un courant. Le dispositif capteur de courant comprend : une grille de connexion, et un substrat et un circuit de traitement. La grille de connexion comprend une première partie de grille de connexion comprenant une première partie du conducteur électrique et une deuxième partie du conducteur électrique connectées à ou formées de façon intégrée avec des premières broches. La grille de connexion peut en outre comprendre une deuxième partie de grille de connexion séparée galvaniquement de la première partie de grille connexion. Les première et deuxième parties du conducteur électrique peuvent être interconnectées par une troisième partie du conducteur électrique, faisant également partie de la grille de connexion, ou peuvent être séparées galvaniquement pour ce qui concerne le dispositif capteur de courant. La deuxième partie du conducteur électrique est espacée de la première partie du conducteur électrique par un espace. Les première et deuxième parties du conducteur électrique sont configurées (soit intérieurement à l’intérieur du dispositif capteur de courant, soit extérieurement, au niveau de la CCI) de telle façon que le courant (total) à mesurer circule dans la première partie du conducteur électrique et dans la deuxième partie du conducteur électrique. Le substrat comprend ou est connecté à au moins un premier capteur magnétique et comprend ou est connecté à un deuxième capteur magnétique. Le premier capteur magnétique présente un premier axe de sensibilité maximale et est configuré pour fournir une première valeur (indicatrice d’un composant de champ magnétique mesuré par le premier dispositif de capteur magnétique). Le deuxième capteur ma gnétique présente un deuxième axe de sensibilité maximale parallèle au premier axe de sensibilité maximale, et est configuré pour fournir une deuxième valeur (indicatrice d’un composant de champ magnétique mesuré par le deuxième dispositif de capteur magnétique). Le premier capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la première partie du conducteur électrique, et le deuxième capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la deuxième partie du conducteur électrique. Les premier et deuxième capteurs magnétiques sont localisés sur des cotés opposés de l’espace. Le circuit de traitement est connecté au premier et au deuxième capteur magnétique, et est adapté pour déterminer le courant à mesurer au moins sur la base d’une différence entre la première valeur et la deuxième valeur.

[0128] Il est avantageux de calculer le courant sur la base d’une différence entre deux capteurs ayant des axes de sensibilité maximale parallèles, car cela permet de déterminer le courant d’une façon qui est sensiblement immune à un champ parasite.

[0129] L’intégration des première et deuxième parties du conducteur électrique est un avantage majeur, car elle permet un positionnement très précis du substrat (et donc des capteurs magnétiques) par rapport aux parties du conducteur électrique, contrairement à un système comprenant un dispositif capteur de courant qui est monté au voisinage d’un conducteur électrique externe, par exemple sur une CCI (carte à circuit imprimé). Les tolérances de positionnement d’un capteur de courant intégré sont normalement d’un ordre de grandeur plus précises que les tolérances de positionnement d’une puce sur une CCI, ou sur un conducteur électrique. Tous les autres aspects restant les mêmes, cela signifie qu’un capteur de courant comportant des parties du conducteur électrique incorporées a une beaucoup plus grande précision qu’un capteur de courant monté adjacent à un conducteur électrique externe, à moins de prendre des dispositions supplémentaires, telles qu’un test d’étalonnage par l’utilisateur final dans l’application.

[0130] Le placement des premier et deuxième capteurs sur des côtés opposés de l’espace, plutôt que sur des côtés opposés des parties du conducteur électrique est un avantage majeur, car il découple la relation entre la largeur du substrat et la largeur du conducteur, ou en d’autres termes, il permet de choisir la taille du substrat (ou la taille de la puce) comme étant plus petite que la largeur du conducteur, ce qui n’est pas possible dans les solutions dans lesquelles les capteurs sont placés à proximité des bords opposés du conducteur de courant. Cet avantage ne doit pas être sous-estimé, car le coût d’un substrat (par exemple semi-conducteur) représente une part importante du coût total du capteur de courant, alors que (pour un matériau donné, et une épaisseur donnée de la partie du conducteur électrique et pour un courant maximum donné à mesurer), la largeur (ou largeur moyenne) du conducteur électrique détermine la résistance électrique du conducteur, et donc la dissipation de la chaleur (dissipation par effet Joule), et donc le courant maximum qui peut être mesuré avec le capteur de courant intégré.

[0131] La présente invention est en partie basée sur la reconnaissance que la largeur du conducteur électrique peut être augmentée (et dont la résistance électrique diminuée, ou le courant maximum permissible augmenté) sans nuire sensiblement à la précision de la mesure du courant, et sans sensiblement augmenter la taille de la puce, et donc le coût.

[0132] Les parties du conducteur électrique à l’intérieur du dispositif capteur de courant peuvent avoir une résistance électrique (totale) inférieure à 0,50 mOhm, ou inférieure à 0,40 mOhm, ou inférieure à 0,30 mOhm, ou inférieure à 0,28 mOhm, ou inférieure à 0,26 mOhm, ou inférieure à 0,24 mOhm, ou inférieure à 0,22 mOhm, ou inférieure à 0,20 mOhm, pour permettre au conducteur électrique de transporter un courant d’au moins 30 A.

[0133] On se référera à présent aux figures.

[0134] La FIG. 1(a) et la FIG. 1(b) représentent un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant 100 selon un premier mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus et en coupe transversale respectivement.

[0135] La FIG. 1 représente un dispositif capteur de courant 100 pour mesurer un courant I appliqué sur les broches d’entrée 101a. Le courant sortira du dispositif via les broches de sortie 101b. Les broches d’entrée 101a et les broches de sortie 101b sont placées sur le même côté du boîtier (au bas de la LIG. 1).

[0136] Le capteur de courant 100 comprend une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant les premières broches 101a, 101b connectées à une première, une deuxième et une troisième partie 103a, 103b, 103c du conducteur électrique, formant ensemble un conducteur électrique interne. Comme on peut le voir, la première partie et la deuxième partie du conducteur électrique sont interconnectées par la troisième partie 103c du conducteur électrique, de sorte qu’un courant circulant dans la première partie 103a du conducteur électrique circule également dans la deuxième partie 103b du conducteur électrique. La première partie 103a du conducteur électrique et la deuxième partie 103b du conducteur électrique sont espacées par un espace, par exemple un espace allongé. Au voisinage des premier et deuxième capteurs magnétiques, l’espace a une distance ou largeur Wg.

[0137] Le dispositif capteur de courant 100 comprend en outre un substrat 110 comprenant un premier capteur magnétique 111 et un deuxième capteur magnétique 112. En fait, le capteur de courant représenté sur la LIG. 1 contient en réalité deux paires de capteurs, chaque paire comprenant un premier capteur magnétique et un deuxième capteur magnétique, comme il sera expliqué plus en détail (LIG. 1b). Dans l’exemple de la LIG. 1, les capteurs magnétiques sont basés sur des éléments à effet Hall horizontaux avec des concentrateurs magnétiques intégrées (IMC) au-dessus, mais la présente invention fonctionnera également avec d’autres types d’éléments capteurs magnétiques comme par exemple des éléments à effet Hall verticaux ou des éléments à magnétorésistance.

[0138] Un premier capteur magnétique est constitué par l’élément à effet Hall 131a (voir FIG. 1b) et les deux concentrateurs IMC 121. Un deuxième capteur magnétique est constitué par l’élément à effet Hall 131c et les deux concentrateurs IMC 122. Les éléments à effet Hall 131a et 131c fonctionnent comme une paire, et les éléments à effet Hall 131b et 13Id peuvent être omis. L’élément capteur 131a mesure un signal si indicateur de -Bext-Kl.I+Bz. L’élément capteur 131c mesure un signal s3 indicateur de -Bext+Kl.I+Bz, où Bext est un champ de perturbation externe (s’il est présent). Le courant I circulant dans les parties du conducteur électrique peut être calculé sur la base de s3-sl, par exemple à l’aide de la formule : I=K.(s3-sl), où K est une constante prédéfinie, qui peut être déterminée au cours de la conception ou au cours d’une évaluation. En utilisant une mesure différentielle, le champ de perturbation est supprimé. La valeur de K peut être codée en dur, ou peut être écrite dans une mémoire non volatile (voir FIG. 6 et FIG. 7).

[0139] Ou encore, ou en plus, le courant peut également être calculé à partir des valeurs obtenues à partir des éléments capteurs 131b et 13Id (s’ils sont présents). L’élément capteur 131b mesure un signal s2 indicateur de +Bext+Kl.I+Bz, et l’élément capteur 13Id mesure un signal s4 indicateur de +Bext-Kl.I+Bz.

[0140] Ainsi, si tous les quatre éléments à effet Hall 131a à 13 Id sont présents, une première valeur H du courant peut être calculée sur la base des valeurs si, s3 obtenues de la première paire de capteurs (131a, 131c), et une deuxième valeur 12 du courant peut être calculée sur la base des valeurs s2, s4 obtenues de la deuxième paire de capteurs (131b, 13 Id). Les deux valeurs H et 12 du courant peuvent être comparées de façons connues, à des fins de redondance et/ou à des fins de sécurité fonctionnelle. Si les première et deuxième II et 12 du courant sont sensiblement les mêmes (selon un critère absolu ou relatif), une moyenne de 11 et 12 peut être fournie en tant qu’un courant à mesurer. De cette façon le RSB peut être amélioré.

[0141] Comme il est montré sur la FIG. 1, le premier capteur de courant 111 est placé audessus ou au-dessous de la première partie 103a du conducteur électrique, et le deuxième capteur de courant 112 est placé au -dessus ou au-dessous de la deuxième partie 103b du conducteur électrique. Les premier et deuxième capteurs magnétiques sont donc placés sur des côtés opposés de l’espace. Le dispositif capteur de courant comprend en outre un circuit de traitement, non représenté sur la FIG. 1, mais voir par exemple sur la FIG. 6 et la FIG. 7. Le circuit de traitement peut être incorporé dans le même substrat 110, ou peut être implémenté sur un substrat distinct, si on le désire. Le substrat peut en outre comprendre des pastilles de contact 104 qui sont connectées à des deuxièmes broches 102 (également dénommées broches basse tension) via des fils de liaison 105.

[0142] Comme on peut le voir, grâce à la disposition des capteurs magnétiques par rapport au premier et au deuxième conducteur électrique et à l’espace entre eux, la taille du substrat contenant les capteurs magnétiques peut être inférieure à la largeur Wc des première et deuxième parties du conducteur électrique. On notera à ce propos que la FIG. 1 n’est pas à l’échelle, à des fins illustratives.

[0143] En se rapportant à présent à la FIG. le, lorsqu’un courant à mesurer circule dans les première et deuxième parties 103a, 103b du conducteur électrique, un champ magnétique est engendré à l’emplacement du premier capteur et à celui du deuxième capteur. Un ou plusieurs composants du champ magnétique B1 à l’emplacement du premier capteur est/sont mesuré(s) par le premier capteur magnétique 111. De même, un ou plusieurs composants du champ magnétique B2 à l’emplacement du deuxième capteur est/sont mesuré(s) par le deuxième capteur magnétique 112. Comme on peut le voir dans l’exemple, le premier vecteur de champ magnétique (causé par le courant circulant dans la première partie du conducteur électrique) est dirigé vers la droite de la FIG. le, et le deuxième vecteur de champ magnétique (causé par le courant circulant dans la deuxième partie du conducteur électrique) est dirigé vers la gauche de la FIG. le. Si une première distance dl entre un plan de symétrie SP à mi-chemin entre le premier et le deuxième conducteur électrique et l’emplacement du premier capteur est égale à une deuxième distance d2 entre ledit plan de symétrie SP et l’emplacement du deuxième capteur, un angle al formé entre l’axe de sensibilité maximale du premier élément capteur et le premier vecteur de champ magnétique B1 est alors sensiblement égal à un angle a2 formé entre l’axe de sensibilité maximale du deuxième élément capteur et le deuxième vecteur de champ magnétique B2, mais cela n’est pas requis pour que l’invention fonctionne. Normalement le premier signal vl fourni par le premier élément capteur et le deuxième signal v2 fourni par le deuxième élément capteur ont plus ou moins la même grandeur mais un signe différent, d’où, par soustraction de leurs valeurs, l’amplitude est sensiblement doublée. (Comme illustré par les simulations de la FIG. 9 à titre d’exemples).

[0144] De préférence, le conducteur électrique en forme d’U, constitué par les première, deuxième et troisième parties du conducteur électrique, a une résistance électrique inférieure à 0,80 mOhm, ou inférieure à 0,50 mOhm, ou inférieure à 0,40 mOhm, ou inférieure à 0,30 mOhm, ou inférieure à 0,28 mOhm, ou inférieure à 0,26 mOhm, incluant la résistance électrique des premières broches d’entrée 101a et premières broches de sortie 101b. Cela peut être obtenu par le choix d’un matériau de grille de connexion approprié (cuivre par exemple) et d’une longueur Le et largeur Wc appropriées et d’une épaisseur appropriée de la grille de connexion. Grâce à cette faible valeur de la résistance, la dissipation d’énergie causée par un courant circulant dans le conducteur électrique peut être limitée, donc l’élévation de la température peut être limitée.

[0145] L’un des concepts intuitifs de la présente invention est que la largeur Ws du substrat ne dépend pas entièrement de la largeur Wc du conducteur, mais qu’il est possible d’utiliser une largeur plus faible. Cela a un effet direct sur le prix de la puce, qui est très important dans un marché hautement concurrentiel, tel que celui des capteurs de courant intégrés industriels et pour véhicules automobiles.

[0146] Dans des modes de réalisation particuliers, les parties du conducteur électrique peuvent avoir une largeur Wc dans la plage de 1,0 à 8,0 mm, ou dans la plage de 2,0 à 6,0 mm, par exemple égale à environ 4 mm, et le substrat peut avoir une taille d’environ 1 à 7 mm², par exemple une taille environ égale à 1,5 à 2,5 mm x 2,5 à 3,5 mm.

[0147] L’homme de métier ayant le bénéfice de la présente divulgation comprendra que plus la largeur de l’espace Wg est faible, et plus les emplacements des premier et deuxième capteurs sont près de l’espace, plus la taille du substrat peut être faible. Il n’est toutefois pas possible de déterminer aisément la position optimale en ce qui concerne le signal le plus fort, mais L’homme de métier ayant le bénéfice de la présente divulgation peut effectuer des simulations, par exemple en utilisant des simulations par éléments finis, pour déterminer ces emplacements, comme il sera illustré sur le LIG. 9 et la LIG. 10.

[0148] Un autre aspect qui peut être pris en considération est la résistance électrique. Pour une épaisseur donnée de la grille de connexion, la résistance électrique peut être diminuée par agrandissement de la largeur Wc. Plus la résistance électrique est faible, plus la dissipation d’énergie est faible, et plus le courant à mesurer peut être fort. Il est envisagé de mesurer des courants de l’ordre de 30 à 75 A, avec des pics de jusqu’à 100 ou même 120 A.

[0149] La grille de connexion peut être une grille de connexion en cuivre (par exemple faite de cuivre C151) et/ou ayant une épaisseur dans la plage de 100 à 600 micromètres ou de 200 à 500 micromètres, par exemple sensiblement égale à 200 micromètres, ou sensiblement égale à 250 micromètres. Il n’est pas dénué d’intérêt de construire un dispositif capteur de courant capable de mesurer un courant d’au moins 30 A ou d’au moins 40 A ou d’au moins 50 A en utilisant une grille de connexion ayant une épaisseur dans la plage de 100 à 600 micromètres, ou égale à environ 200 ou environ 250 micromètres, en particulier car la manière classique de réduire la conductance électrique d’un conducteur intégré dans des dispositifs capteurs de courant consiste à augmenter l’épaisseur du conducteur tout en maintenant inchangée la largeur du conducteur.

[0150] Dans l’exemple de la LIG. 1, les parties 101a et 101b du conducteur électrique sont connectées à deux broches d’entrée 101a et deux broches de sortie 101b, mais la présente invention n’y est pas limitée, et le nombre de premières broches d’entrée et de premières broches de sortie peut être supérieur à deux ou inférieur à deux.

[0151] Dans l’exemple de la FIG. 1, les premières broches 101a, 101b ont la même forme et la même taille que les deuxièmes broches 102, mais la présente invention n’y est pas limitée, et les deux premières broches d’entrée 101a peuvent être remplacées par une seule bande d’entrée relativement large (non représentée) et les deux premières broches de sortie 101b peuvent être remplacées par une seule bande de sortie relativement large (non représentée). De cette façon, la résistance électrique peut être encore diminuée, et la conductance thermique (par exemple vers une CCI) peut être améliorée.

[0152] Le dispositif capteur de courant 100 de la FIG. 1 contient quatre éléments à effet Hall horizontaux et quatre concentrateurs magnétiques intégrés (IMC) octogonaux, mais la présente invention ne s’y limite pas, et d’autres capteurs magnétiques peuvent également être utilisés.

[0153] Par exemple, sur la FIG. 2(a) et la FIG. 2(b) les premier et deuxième capteurs magnétiques sont également basés sur des éléments à effet Hall horizontaux avec IMC, mais la forme des deux concentrateurs magnétiques externes 221, 222 est modifiée, et les deux concentrateurs magnétiques internes sont combinés de manière à former un concentrateur magnétique commun 223.

[0154] Il est avantageux d’utiliser des éléments à effet Hall horizontaux avec IMC car l’IMC fournit une amplification passive de signaux (normalement par un facteur d’environ 5 ou 6). L’épaisseur de l’IMC est normalement dans la plage d’environ 20 à 25 micromètres, par exemple égale à environ 23 micromètres.

[0155] Bien que cela ne soit pas explicitement représenté, il est également possible d’utiliser d’autres éléments capteurs magnétiques, comme par exemple des éléments à magnétorésistance, par exemple des éléments GMR disposés en un pont de Wheatstone. D’autres types de capteurs à magnétorésistance peuvent également être utilisés, par exemple comprenant au moins un parmi de l’antimoniure d’indium (InSb), un élément à magnétorésistance géante (GMR), un élément à magnétorésistance anisotrope (AMR), un élément à magnétorésistance à effet tunnel (TMR) ou un élément de jonction tunnel magnétique (MTJ).

[0156] Bien que cela ne soit pas explicitement représenté, les capteurs peuvent en outre inclure un circuit de polarisation ou d’excitation et un circuit de lecture. Par exemple, dans le cas d’éléments à effet Hall, il est possible d’utiliser un courant en rotation afin de réduire les erreurs d’excentrement. Par exemple dans le cas d’éléments à magnétorésistance, il est possible d’utiliser un circuit en boucle fermée pour réduire des nonlinéarités, en engendrant un champ magnétique local aux emplacements des capteurs, etc. Des capteurs magnétiques et des circuits de polarisation ou d’excitation appropriés et des circuits de lecture appropriés sont connus dans la technique et n’ont par conséquent pas besoin d’être expliqués plus en détail ici.

[0157] Bien que cela ne soit pas explicitement représenté sur la FIG. 1, le substrat peut en outre comprendre un circuit de traitement électrique. Des exemples de circuits de traitement seront montrés sur la FIG. 6 et la FIG. 7, mais l’invention n’est pas limitée à ces exemples, et d’autres circuits de traitement peuvent également être utilisés.

[0158] Le substrat 110 présente une première surface, également désignée par la surface active contenant les éléments capteurs et le circuit de traitement, et une deuxième surface opposée à la première surface.

[0159] Dans l’exemple de la FIG. 1, le substrat 110 est placé au-dessus des ou sur les parties du conducteur électrique, et la surface active du substrat est détournée des parties 103 du conducteur électrique. Une distance caractéristique entre la surface active du substrat et les parties du conducteur électrique peut être une valeur dans la plage d’environ 300 à environ 400 micromètres, par exemple d’environ 350 micromètres.

[0160] Le substrat 110 peut être placé directement sur le conducteur électrique sans un matériau isolant supplémentaire entre eux.

[0161] Dans d’autres modes de réalisation, le substrat 110 peut comprendre une couche isolante, par exemple une couche d’oxyde ou une couche de nitrure sur la deuxième surface, qui peut être en contact avec le conducteur électrique 103.

[0162] Dans encore d’autres modes de réalisation, un couche isolante, par exemple un polymère isolant ou un ruban isolant, est appliquée entre le substrat 110 et le conducteur électrique 103.

[0163] Dans d’autres modes de réalisation (connus sous la dénomination de disposition en « puce retournée »), le substrat 110 a une première surface contenant les premier et deuxième éléments capteurs, et la première surface fait face au conducteur électrique. En ce cas, le substrat est espacé du conducteur électrique, et la puce de préférence comprend en outre un matériau isolant électrique placé entre la première surface du substrat et le conducteur électrique.

[0164] La distance entre la première surface du substrat et le conducteur électrique peut être une valeur dans la plage de 150 à 250 pm, ou dans la plage de 170 à 210 pm, par exemple égale à environ 190 micromètres. Le matériau isolant électrique peut être adapté pour résister à une tension d’au moins 1000 volts.

[0165] Un avantage de ce mode de réalisation est que la distance entre les capteurs et le conducteur électrique 103 est relativement faible, et que le signal mesuré par les capteurs est relativement fort (plus fort que dans le cas où la deuxième surface faisait face au conducteur électrique). Cela améliore le rapport signal/bruit, et donc la précision de la mesure.

[0166] Dans ce mode de réalisation, le substrat est supporté mécaniquement dans une première région ou à une première extrémité par le conducteur électrique et le matériau isolant.

[0167] Etant donné que le substrat est mécaniquement supporté par les parties du conducteur électrique, des fils de liaison 105 peuvent aisément être connectés à des pastilles de contact 104 du substrat. Il va sans dire que d’autres techniques de liaison peuvent également être utilisées.

[0168] Bien que certains aspects de la présente invention soient expliqués en relation avec un plan de symétrie SP, il est noté que la grille de connexion n’a pas besoin d’être symétrique en son intégralité, mais seulement les première et deuxième parties du conducteur électrique au voisinage des premier et deuxième capteurs magnétiques.

[0169] Bien que le terme « espace » soit utilisé pour décrire la séparation physique de la première et de la deuxième partie du conducteur électrique, l’espace sera normalement rempli avec une composition de moulage.

[0170] Comme déjà décrit plus haut, dans une première variante, le premier capteur magnétique comprend seulement un unique élément à effet Hall horizontal 131a avec deux structures IMC 121 au-dessus, et le deuxième capteur magnétique comprend un seul élément à effet Hall horizontal 131c avec deux structures IMC 122 au-dessus. Dans ce mode de réalisation, les éléments à effet Hall horizontaux 131b et 13 Id sont donc omis. Les éléments 131a et 131c forment une première paire de capteurs.

[0171] Il est également possible d’utiliser seulement les éléments capteurs 131b et 13Id, et d’omettre les éléments capteurs 131a et 131c.

[0172] Dans une autre variante, quatre éléments à effet Hall horizontaux 131a à 13 Id sont présents, les éléments 131a et 131c formant une première paire de capteurs, et les éléments 131b et 13 Id formant une deuxième paire de capteurs. Dans ce mode de réalisation une première valeur du courant peut être calculée sur la base des valeurs obtenues de la première paire asymétrique 131a, 131c, et une deuxième valeur du courant peut être calculée sur la base des valeurs obtenues de la deuxième paire asymétrique 131b, 13 Id. Si la première valeur du courant et la deuxième valeur du courant satisfont à un critère prédéfini, par exemple ont une différence inférieure à une valeur prédéfinie, ou ont un rapport rentrant dans une plage prédéfinie (par exemple de 95 % à 105 %), le circuit peut fournir une moyenne des deux valeurs du courant en tant que « la » valeur du courant. Ce mode de réalisation offre une redondance qui peut être utilisée à des fins de sécurité fonctionnelle. Plus précisément, un troisième élément à effet Hall vertical peut être placé à proximité du, par exemple adjacent au premier élément à effet Hall, et un quatrième élément à effet Hall vertical peut être placé à proximité du, par exemple adjacent au deuxième élément à effet Hall. Les troisième et quatrième éléments à effet Hall verticaux formeraient une seconde paire asymétrique.

Une première valeur (II) du courant à mesurer peut être calculée sur la base des signaux provenant de la première paire asymétrique, et une deuxième valeur (12) du courant à mesurer peut être calculée sur la base des signaux provenant de la seconde paire asymétrique. Le premier courant (II) peut être calculé sur la base d’une différence du premier et du deuxième signal, par exemple selon la formule : K*(vl-v2), où K est une constante prédéfinie, et vl, v2 sont les signaux fournis par le premier et le deuxième capteur, respectivement, ou sur la base d’une moyenne pondéré de ces signaux, par exemple selon la formule : K*(A.vl-B.v2), où A et B sont des constantes prédéfinies, qui peuvent être déterminées au cours d’un essai d’étalonnage. De même, une deuxième valeur (12) pour le courant à mesurer peut être calculée. Si la première valeur (II) du courant et la deuxième valeur (12) du courant sont plus ou moins les mêmes, selon un critère préétabli, une moyenne de la première valeur du courant et de la deuxième valeur du courant peut être fournie comme « la » valeur du courant, sinon, un signal d’erreur peut être produit. En raison de la soustraction, l’effet d’un champ de perturbation externe (s’il est présent) est réduit ou éliminé.

[0173] La FIG. 2(a) représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant 200, en vue de dessus. Le dispositif capteur de courant 200 est une variante du capteur de courant 100 de la FIG. 1. La principale différence entre le capteur de courant 200 de la FIG. 2 et le capteur de courant 100 de la FIG. 1 est que les concentrateurs magnétiques intégrés (IMC) sont différents. Plus particulièrement, la FIG. 2 représente un capteur de courant 200 comportant quatre éléments à effet Hall horizontaux et trois éléments IMC, à savoir deux IMC externes trapézoïdaux 221, 222 et un IMC intermédiaire orthogonal étiré 223 qui est commun pour les deux capteurs. Tout le reste décrit plus haut pour le capteur de courant 100 de la FIG. 1 et ses variantes est également applicable ici, par exemple, comme mentionné plus haut, seulement deux des éléments à effet Hall horizontaux sont nécessaires, les deux autres peuvent être utilisés à des fins de redondance ou pour une précision améliorée ou une sensibilité accrue ou les deux.

[0174] La FIG. 3(a) et la FIG. 3(b) représentent un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant 300 selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus et en coupe transversale respectivement. Le dispositif capteur de courant 300 est une variante du dispositif capteur de courant 100 de la FIG. 1. La principale différence entre le dispositif capteur de courant 300 de la FIG. 3 et le dispositif capteur de courant 100 de la FIG. 1 est que la première partie 303a du conducteur électrique et la deuxième partie 303b du conducteur électrique ne sont pas interconnectées à l’intérieur du dispositif capteur de courant, mais au lieu de cela sont connectées à l’extérieur, par exemple au moyen de pistes en cuivre 350c sur une carte à circuit imprimé, mais d’autres interconnexions peuvent également être utilisées. En fait, placer la partie en pont 350c à l’extérieur du dispositif capteur de courant peut être avantageux d’un point de vue thermique. Tout le reste décrit plus haut pour le dispositif capteur de courant 100 de la FIG. 1 et ses variantes est également applicable ici, en faisant les changements nécessaires. La CCI et le dispositif capteur de courant 300 forment ensemble un montage de capteur de courant 360 ou un ensemble de capteur de courant.

[0175] La FIG. 4 représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant 400 selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus. Ce mode de réalisation peut être vu comme une variante de la FIG. 3, où la structure IMC a une forme semblable à celle dans le mode de réalisation de la FIG. 2. La CCI et le dispositif capteur de courant 400 forment ensemble un montage de capteur de courant 460 ou un ensemble de capteur de courant.

[0176] La FIG. 5 représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant 500 avec certaines dimensions à titre d’exemple. Dans cet exemple, la grille de connexion peut avoir une épaisseur de 250 micromètres.

[0177] La FIG. 6 représente un schéma synoptique électrique d’un circuit 610 qui peut être utilisé dans un dispositif capteur de courant, par exemple tel que représenté sur la FIG. 1 à la FIG. 5, en l’absence d’un ou de plusieurs capteur(s) de température et d’un ou de plusieurs capteur(s) de contrainte, ou au moins en ne tenant pas compte des valeurs fournies par ceux-ci. On notera que le conducteur de courant est omis de ce dessin, car il est séparé galvaniquement de ce circuit, bien que le conducteur électrique soit physiquement localisé au voisinage des premier et deuxième capteurs magnétiques 611, 621.

[0178] L’unité de traitement 630 est adaptée pour déterminer d’une façon quelconque connue le courant à mesurer, par exemple en calculant le courant selon la formule : I=K.(vl-v2), où K est une constante prédéfinie (par exemple déterminée au cours de la conception ou au cours d’une phase d’évaluation), vl est la valeur fournie par le premier capteur magnétique 611, et v2 est la valeur fournie par le deuxième capteur magnétique 621. L’unité de traitement 630 peut comprendre un processeur numérique comprenant ou connecté à une mémoire non volatile 631 mémorisant au moins une valeur constante K.

[0179] Bien que cela ne soit pas explicitement représenté, le circuit de traitement 630 peut comprendre un amplificateur différentiel configuré pour déterminer et amplifier une différence entre la première valeur vl et la deuxième valeur v2, et pour amplifier cette différence. Ou encore, le circuit de traitement 610 peut comprendre un amplificateur configuré pour amplifier sélectivement la première valeur vl et la deuxième valeur v2. Le dispositif capteur peut en outre comprendre un convertisseur analogique/numérique CAN configuré pour numériser ce signal de différence amplifiée. Le CAN peut faire partie d’un circuit de traitement numérique. Le courant à mesurer peut être fourni sous forme d’un signal de sortie analogique proportionnel au courant, ou peut être fourni sous forme d’un signal numérique indicateur du courant à mesurer. Les deuxièmes broches (représentées sur la LIG. 1 à la LIG. 5) peuvent être utilisées pour fournir une tension d’alimentation et un signal de masse au circuit de traitement 610, et/ou pour fournir une interface de données, par exemple un bus série de données (par exemple avec utilisation du protocole I2C, ou avec utilisation du protocole RS232, ou de tout autre protocole convenable), et/ou d’autres signaux d’entrée ou signaux de sortie, comme on le désire.

[0180] La FIG. 7 représente un schéma synoptique électrique d’un circuit de traitement 710 qui peut être vu comme une variante du circuit de traitement 610 de la FIG. 6, comprenant en outre des premier et deuxième capteurs de température 712, 722, connectés de façon communicante à l’unité de traitement 730. L’unité de traitement 730 est adaptée pour déterminer le courant à mesurer sur la base des valeurs vl et v2, mais en tenant compte d’un des signaux de température tl, t2 ou des deux. La/les température(s) mesurée(s) peut/peuvent être prise(s) en compte pour compenser les variations de température des valeurs vl, v2 des mesures, par exemple pour compenser les variations de sensibilité des éléments capteurs. De telles techniques de compensation sont connues en soi dans la technique, et n’ont par conséquent pas besoin d’être expliquées plus en détail ici. Dans un mode de réalisation particulier, une compensation de température est effectuée d’une manière semblable à celle décrite dans EP3109658A1, qui est incorporé ici par référence en son intégralité.

[0181] Un avantage de ce capteur de courant est qu’il inclut un mécanisme de compensation de température. De cette façon, la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0182] L’unité de traitement 630 de la LIG. 6 et l’unité de traitement 730 de la LIG. 7 peuvent contenir un processeur numérique, par exemple un microrégisseur programmable. Bien que non explicitement représenté, le circuit 610 et le circuit 710 peuvent également contenir au moins un convertisseur analogique/numérique, qui peut faire partie des capteurs magnétiques, ou peut faire partie de l’unité de traitement, ou peut être implémenté sous forme d’un circuit distinct (par exemple entre une sortie du circuit capteur et une entrée de l’unité de traitement). Le schéma synoptique de la LIG. 6 et celui de la LIG. 7 ne montrent pas ce niveau de détail, pour les mêmes raisons qu’ils ne montrent pas un circuit de polarisation, un circuit de lecture, un amplificateur optionnel, une alimentation en courant, etc., qui sont tous bien connus dans la technique, et n’ont par conséquent pas besoin d’être décrits plus en détail ici.

[0183] On notera à ce propos que si les signaux vl, v2, tl et t2 sont des signaux analogiques, l’unité de traitement 730 peut contenir au moins un CAN pour convertir ces signaux analogiques en signaux numériques, tandis que dans le cas où les signaux vl, v2, tl et t2 sont des signaux numériques, l’unité de traitement 730 n’a pas besoin de comporter un CAN.

[0184] Les modes de réalisation avec deux capteurs de température, un pour chaque capteur magnétique, offrent un avantage, car les températures des premier et deuxième capteurs magnétiques peuvent être sensiblement différentes, en particulier si un courant relativement fort (par exemple de plus de 30 A) est mesuré, car un courant aussi fort normalement provoque un net échauffement du conducteur électrique, causant un gradient de température relativement élevé sur le substrat. De cette façon la précision de la mesure du courant peut être encore améliorée.

[0185] Dans une variante (non représentée) de la LIG. 7, le circuit comprend un seul capteur de température, qui peut être disposé pour mesurer la température du premier capteur magnétique, ou pour mesurer la température du deuxième capteur magnétique. La température de l’autre capteur magnétique peut alors être estimée sur la base de la dissipation d’énergie estimée (à son tour basée sur vl et v2) et sur la base d’une supposition prédéfinie de la température ambiante, au lieu de réellement mesurer l’autre température. Il va sans dire qu’un mode de réalisation avec deux capteurs de température est plus précis.

[0186] Dans une variante (non représentée) de la LIG. 7, le circuit comprend un ou deux capteurs de contrainte au heu d’un ou de deux capteurs de température, et l’unité de traitement 730 est adaptée pour déterminer le courant sur la base des valeurs obtenues à partir des capteurs magnétiques, en tenant compte de la/des valeur(s) de contrainte obtenue(s) à partir d’un des capteurs de contrainte ou des deux.

[0187] Dans une autre variante (non représentée) de la LIG. 7, le circuit comprend en outre un ou deux capteurs de contrainte en plus d’un ou de deux capteurs de température, et l’unité de traitement 730 est adaptée pour déterminer le courant sur la base des valeurs obtenues à partir des capteurs magnétiques et des un ou plusieurs capteurs de température et des un ou plusieurs capteurs de contrainte.

[0188] Le processeur peut être en outre adapté pour calculer un premier courant et un second courant, comme décrit plus haut, par exemple en relation avec la LIG. 1(c), où le troisième élément magnétique 131c peut être disposé en tant qu’un élément de secours pour le premier élément magnétique 131a, et le quatrième élément magnétique 13 Id peut être disposé en tant qu’un élément de secours pour le deuxième élément magnétique 131b. Les troisième et quatrième éléments 131c et 13 Id peuvent être disposés à une distance semblable à celle des premier et deuxième éléments 131a, 131b respectivement, mais cela n’est pas absolument requis. En fait, il peut même être souhaitable d’utiliser d’autres différences telles que les distances ou le type de capteur, pour offrir ce qu’on appelle une « redondance non hétérogène ». Le circuit de traitement peut être adapté pour calculer une première valeur II du courant basée sur les première et deuxième valeurs vl, v2, et peut être encore adapté pour calculer une deuxième valeur 12 du courant basée sur les troisième et quatrième valeurs v3, v4. Les deux mesures sont immunes à un champ parasite. Le premier courant II et le second courant 12 devraient idéalement être les mêmes, à moins que le capteur de courant fonctionne mal.

[0189] Au cours de l’utilisation, le circuit peut calculer le premier et le second courant, et calculer une différence 11-12 ou un rapport 11/12, et si la différence est plus petite qu’un seuil prédéfini, ou si le rapport rentre dans des limites prédéfinies, le circuit peut conclure que les mesures sont correctes, et si la différence calculée ou le rapport calculé se trouve hors desdites limites, le circuit peut conclure que les mesures sont incorrectes. Si le circuit est conçu de telle sorte que la valeur prédéfinie de R est environ égale à 1, le circuit peut alors fournir la moyenne de II et 12 dans le cas où la mesure est correcte. De cette façon le RSB peut être encore amélioré. Des modes de réalisation avec trois ou quatre capteurs magnétiques peuvent être utilisés à des fins de redondance et/ou de sécurité fonctionnelle.

[0190] La FIG. 8 représente un schéma synoptique à titre d’exemple d’un dispositif capteur de courant selon un autre mode de réalisation de la présente invention, en vue de dessus.

[0191] Le dispositif 800 peut être vu comme une variante du dispositif 200 de la LIG. 2, avec la principale différence que les coins de la partie en pont sont tronqués, et que les quatre premières broches sont connectées à la première partie du conducteur électrique, et quatre broches sont connectées à la deuxième partie du conducteur électrique. Tout le reste décrit plus haut est également applicable ici, en faisant les changements nécessaires.

[0192] La FIG. 9 montre des résultats de simulation pour le dispositif capteur de courant de la FIG. 8, lorsque les premier et deuxième capteurs sont disposés à une distance de 190 micromètres de la grille de connexion (par exemple lorsque la surface active du substrat fait face aux parties du conducteur électrique).

[0193] La FIG. 10 montre des résultats de simulation pour le dispositif capteur de courant de la FIG. 8, lorsque les premier et deuxième capteurs sont disposés à une distance de 350 micromètres de la grille de connexion (par exemple lorsque la surface active du substrat est détournée des parties du conducteur électrique).

[0194] Les deux graphiques montrent une simulation du composant Bx de champ magnétique dans le plan, et du gradient dBx/dx. Comme on peut le voir en comparant les tracés de la FIG. 9 et de la FIG. 10, la disposition du plan actif du substrat plus près des parties du conducteur électrique donne un signal un peu plus fort, mais les pics sont à pente plus raide, ce qui veut dire qu’il y a un peu moins de marge pour les erreurs de positionnement.

[0195] Les FIG. 11 à FIG. 14 montrent des grilles de connexion à titre d’exemples, telles qu’elles peuvent être utilisées dans d’autres modes de réalisation de la présente invention. Les FIG. 11 à FIG. 14 sont à l’échelle. L’objectif principal de ces dessins est d’illustrer quelques paramètres qui sont pertinents.

[0196] La grille de connexion à titre d’exemple illustrée sur la FIG. lia une largeur d’environ 9 mm et une hauteur d’environ 4 mm. La grille de connexion comporte un conducteur électrique en forme d’U comprenant un espace central, et une première partie du conducteur électrique située sur le côté gauche de l’espace, et une deuxième partie du conducteur électrique située sur le côté droit de l’espace, et la troisième partie du conducteur électrique (également dénommée partie en pont ou partie d’interconnexion) qui a une forme sensiblement trapézoïdale. La grille de connexion comporte plusieurs trous traversants ou ouvertures à des fins mécaniques. Les paramètres suivants sont considérés :

[0197] i) la « largeur » Wb du pont (située au-dessus de l’espace sur la FIG. 11, et mesurée dans une direction latérale par rapport à une ligne médiane de la partie en pont) est en particulier importante pour la résistance électrique (et donc la dissipation d’énergie, et l’intensité nominale maximale de courant du dispositif ;

[0198] ii) la largeur de l’espace Wg, dans l’exemple égale à environ 0,4 mm ;

[0199] iii) la distance ds entre les emplacements des premier et deuxième capteurs, dans l’exemple égale à environ 0,6 mm ;

[0200] iv) la grille de connexion est faite de cuivre C151, ayant une épaisseur de 250 micromètres.

[0201] Les simulations montrent que pour cette forme particulière et ces dimensions particulières et ce matériau particulier, il est possible d’obtenir des résistances électriques de l’ordre d’environ 0,20 à environ 0,30 mOhm, et le signal d’environ +-16,5 mT (pic-à-pic) peut être obtenu pour un courant d’environ 50 A rms, pour ds=0,6 mm.

[0202] La FIG. 12 montre une grille de connexion semblable à celle de la FIG. 11, mais la distance ds entre les emplacements des premier et deuxième capteurs ds=l,4 mm. Selon les simulations, un signal d’environ +-29 mT (pic-à-pic) peut être obtenu pour un courant de 50 A rms

[0203] La FIG. 13 montre une autre grille de connexion, ayant une résistance électrique d’environ 0,22 mOhm, lorsqu’on utilise une grille de connexion faite de cuivre C151 ayant une épaisseur de 250 pm. Ce dessin sert également à illustrer la position du plan de symétrie SP, et montre ce qu’on entend par « ligne médiane » du conducteur électrique. Le vecteur J1 représente une direction principale du flux de courant dans la première partie du conducteur électrique (située sur le côté gauche de l’espace de la FIG. 13), et le vecteur J2 représente une direction principale du flux de courant dans la deuxième partie du conducteur électrique (située sur le côté droit de la FIG. 13). Comme on peut le voir, le vecteur J1 définit un angle a par rapport au pointillé, et le vecteur J2 définit un angle β sensiblement égal à - a par rapport au pointillé. Dans le contexte de la présente invention, le courant J1 est entendu circuler dans une direction opposée à celle du courant J2, car les projections des vecteurs J1 et J2 par rapport au plan de symétrie SP sont dirigées dans des directions opposées.

[0204] La FIG. 14 montre une autre grille de connexion, ayant une résistance électrique d’environ 0,25 mOhm, lorsqu’on utilise une grille de connexion faite de cuivre C151 ayant une épaisseur de 250 pm.

[0205] La FIG. 15 présente un diagramme de processus d’un procédé 1500 à titre d’exemple de production d’un capteur de courant tel que décrit plus haut. Le procédé comprend les étapes suivantes :

[0206] a) fournir 1501 une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant des premières broches 101, 201, 301, 401, 501 connectées ou façonnées de manière à former une première partie 103a du conducteur électrique et une deuxième partie 103b du conducteur électrique, la deuxième partie 103b du conducteur électrique étant espacée de la première partie 103a du conducteur électrique par un espace, et les première et deuxième parties 103a, 103b du conducteur électrique étant configurées de telle façon que le courant à mesurer circule dans la première partie 103a du conducteur électrique et également dans la deuxième partie 103b du conducteur électrique ;

[0207] b) fournir 1502 un substrat 110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 comprenant ou connecté à au moins un premier capteur magnétique 111,211,311,411,511 et comprenant ou connecté à un deuxième capteur magnétique 112, 212, 312, 412, 512, le premier capteur magnétique ayant un premier axe de sensibilité maximale et étant configuré pour fournir une première valeur vl, et le deuxième capteur magnétique ayant un deuxième axe de sensibilité maximale sensiblement parallèle, par exemple parallèle au premier axe de sensibilité maximale, et étant configuré pour fournir une deuxième valeur v2 ;

[0208] c) monter 1503 le substrat par rapport à la grille de connexion de manière que le premier capteur magnétique soit situé au-dessus ou au-dessous de la première partie du conducteur électrique, et que le deuxième capteur magnétique soit situé au-dessus ou au-dessous de la deuxième partie du conducteur électrique, et que les premier et deuxième capteurs magnétiques soient situés sur des côtés opposés de l’espace ;

[0209] d) fournir 1504 un circuit de traitement 610, 710 connecté aux premier et deuxième capteurs magnétiques, et adapté pour déterminer le courant I à mesurer au moins sur la base d’une différence entre la première valeur vl et de la deuxième valeur v2.

[0210] Dans un mode de réalisation, le substrat comprend le premier capteur magnétique et le deuxième capteur magnétique et le circuit de traitement, et l’étape d) est comprise dans l’étape b).

[0211] Dans un mode de réalisation, l’étape b) comprend fournir un substrat comprenant en outre une couche isolante ; et l’étape c) comprend monter le substrat directement sur les première et deuxième parties du conducteur électrique.

[0212] Dans un mode de réalisation, l’étape c) comprend fournir un ruban isolant sur les première et deuxième parties du conducteur électrique, et monter le substrat sur le ruban isolant.

[0213] Dans un mode de réalisation, l’étape b) comprend fournir ledit substrat comprenant en outre une partie en pont interne interconnectant les première et deuxième parties du conducteur électrique sur le substrat.

[0214] Dans un mode de réalisation, l’étape b) comprend en outre fournir une partie en pont interconnectant les première et deuxième parties du conducteur électrique à l’extérieur du substrat.

[0215] Bien que des particularités individuelles soient expliquées sur différents dessins et dans différents modes de réalisation de la présente invention, il est envisagé que des particularités de différents modes de réalisation puissent être combinées, comme il serait évident à l’homme de métier, à la lecture du présent document. RÉFÉRENCES

[0216] 100, 200, 300, 400, 500 dispositif capteur de courant

[0217] 101, 201, 501 premières broches

[0218] 102, 202, 502 deuxièmes broches

[0219] 103, 203, 303, 403, 503 conducteur électrique

[0220] 104, 504 pastilles de contact

[0221] 105, 505 connexions par fils

[0222] 110,210, 310,410, 510 substrat

[0223] 111,211,311 premier capteur magnétique

[0224] 112, 212, 312 deuxième capteur magnétique

[0225] 121, 221, 321 concentrateur(s) magnétique(s) intégré(s) du premier capteur magnétique

[0226] 122, 222, 322 concentrateur(s) magnétique(s) intégré(s) du deuxième capteur magnétique

[0227] 131 élément à effet Hall horizontal

[0228] 140 composition de moulage

[0229] 223 concentrateur magnétique intégré commun des 1^er et 2^e capteurs magnétiques

[0230] 360, 460 montage de capteurs de courant ou ensemble de capteurs de courant

[0231 ] 431, 432 premier/deuxième élément à effet Hall vertical

[0232] Δχ distance entre les emplacements des 1^er et 2^e capteurs

[0233] Bl, B2 premier/deuxième vecteur de champ magnétique

[0234] Le, Wc Longueur/Largeur du conducteur électrique

[0235] Ls, Ws Longueur/Largeur du substrat (semi-conducteur)

[0236] CL ligne médiane des parties du conducteur électrique et de la partie en pont

[0237] SP plan de symétrie

Claims

[Revendication 1] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 800) pour mesurer un courant (I), comprenant :

- une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant des premières broches (101, 201, 301, 401, 501) connectées ou façonnées de manière à former une première partie (103a) du conducteur électrique et une deuxième partie (103b) du conducteur électrique ;

- la deuxième partie (103b) du conducteur électrique étant espacée de la première partie (103a) du conducteur électrique par un espace ;

- les première et deuxième parties (103a, 103b) du conducteur électrique étant configurées de telle sorte que le courant à mesurer circule dans la première partie (103a) du conducteur électrique et dans la deuxième partie (103b) du conducteur électrique ;

- un substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprenant ou connecté à au moins un premier capteur magnétique (111, 211, 311, 411, 511) et comprenant ou connecté à un deuxième capteur magnétique (112, 212, 312,412,512) ;

- dans lequel le premier capteur magnétique a un premier axe de sensibilité maximale et est configuré pour fournir une première valeur (vl);

- et dans lequel le deuxième capteur magnétique a un deuxième axe de sensibilité maximale parallèle au premier axe de sensibilité maximale, et est configuré pour fournir une deuxième valeur (v2) ;

- et dans lequel le premier capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la première partie du conducteur électrique, et le deuxième capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la deuxième partie du conducteur électrique, et les premier et deuxième capteurs magnétiques sont placés sur des côtés opposés de l’espace ;

- un circuit de traitement (610 ; 710) connecté aux premier et deuxième capteurs magnétiques, et adapté pour déterminer le courant (I) à mesurer au moins sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2).

[Revendication 2] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 800) selon la revendication 1, dans lequel le courant circule principalement dans une première direction dans la première partie du conducteur électrique, et circule

principalement dans une deuxième direction dans la deuxième partie du conducteur électrique, les première et deuxième directions étant sensiblement opposées. [Revendication 3] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 800) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première partie de la grille de connexion comprend une troisième partie (103c) du conducteur électrique, interconnectant la première partie (103a) du conducteur électrique et la deuxième partie du conducteur électrique de manière à former un conducteur électrique intégré (103) ; ou dans lequel des broches de sortie de la première partie du conducteur électrique et des broches d’entrée de la deuxième partie du conducteur électrique sont interconnectées à l’extérieur du dispositif capteur de courant. [Revendication 4] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 800) selon la revendication 3, dans lequel le conducteur électrique (103) a une forme globale en U ou une forme globale en Oméga, et dans lequel la première partie (103a) du conducteur électrique forme une première branche de la forme en U ou de la forme en Oméga, et la deuxième partie (103b) du conducteur électrique forme une deuxième branche de la forme en U ou de la forme en Oméga. [Revendication 5] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun des premier et deuxième capteurs magnétiques comprend au moins un élément à effet Hall horizontal (131) et au moins un concentrateur magnétique intégré (121, 122 ; 221, 222, 223). [Revendication 6] Dispositif capteur de courant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la grille de connexion est une grille de connexion en cuivre ayant une épaisseur dans la plage de 100 à 600 micromètres. [Revendication 7] Dispositif capteur de courant selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une distance (Δχ) entre l’emplacement du premier capteur et l’emplacement du deuxième capteur est inférieure à une plus petite largeur (Wc) de la première ou de la deuxième partie du conducteur électrique, ou inférieure à 90 % de ladite largeur, ou inférieure à 80 % de ladite largeur, ou inférieure à 70 % de ladite largeur, ou inférieure à

60 % de ladite largeur, ou inférieure à 50 % de ladite largeur, ou inférieure à 40 % de ladite largeur. ou dans lequel une largeur (Ws) du substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) est inférieure à la plus petite largeur (Wc) des parties du conducteur électrique. [Revendication 8] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) a une première surface contenant les premier et deuxième capteurs magnétiques, et dans lequel la première surface fait face au conducteur électrique (103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503), et dans lequel le dispositif capteur de courant comprend en outre un matériau isolant électrique placé entre la première surface du substrat et le conducteur électrique (103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503) ; ou dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) a une première surface contenant les premier et deuxième capteurs magnétiques, et dans lequel la première surface est détournée du conducteur électrique (103 ; 203 ; 303 ; 403 ; 503). [Revendication 9] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510 ; 810) comprend en outre une pluralité de pastilles de contact (104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504) localisées sur une partie du substrat recouvrant le conducteur électrique ; et dans lequel le dispositif capteur de courant comprend en outre une pluralité de fils de liaison (105) interconnectant une ou plusieurs de la pluralité de deuxièmes broches (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502) et une ou plusieurs de la pluralité de pastilles de contact (104 ; 204 ; 304 ; 404 ; 504). [Revendication 10] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprend en outre une pluralité de bosses de soudure connectées à au moins certaines des deuxièmes broches (102 ; 202 ; 302 ; 402 ; 502), mais séparées galvaniquement du conducteur électrique et des premières broches (101). [Revendication 11] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit électrique (610 ; 710) comprend un amplificateur différentiel configuré pour déterminer et amplifier ladite différence ou

différence pondérée entre la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2); ou dans lequel le circuit électrique (610 ; 710) comprend un amplificateur configuré pour amplifier sélectivement la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2). [Revendication 12] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un processeur numérique (630 ; 730) comprenant ou connecté à une mémoire non volatile (631 ; 731) mémorisant au moins une valeur constante (K), et dans lequel le processeur numérique est adapté pour déterminer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2) et sur la base de ladite au moins une valeur constante (K). [Revendication 13] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon la revendication 12, dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprend en outre au moins un capteur de température (712, 722) configuré pour mesurer au moins une température (tl) en relation avec une température du premier capteur magnétique (711) et/ou une température (t2) du deuxième capteur magnétique (721), ledit au moins un capteur de température (712, 722) étant connecté au processeur numérique (730), et dans lequel le processeur numérique (730) est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2), et en tenant compte de ladite au moins une température (tl, t2) mesurée ; et/ou dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprend en outre au moins un capteur de contrainte configuré pour mesurer au moins une valeur de contrainte liée à une contrainte mécanique subie par le premier capteur magnétique, ledit au moins un capteur de contrainte étant connecté au processeur numérique (730) ; et dans lequel le processeur numérique est adapté pour calculer le courant à mesurer sur la base d’une différence ou différence pondérée entre la première valeur magnétique (vl) et la deuxième valeur magnétique (v2), et en tenant compte de ladite au moins une valeur de contrainte mesurée. [Revendication 14] Dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valeur du courant déterminée par le circuit de traitement

[Revendication 15] sur la base des premier et deuxième capteurs magnétiques est considérée comme une première valeur (II) du courant ;

- et dans lequel le substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprend en outre un troisième capteur magnétique disposé d’une façon semblable à celle du premier capteur magnétique et configuré pour mesurer une troisième valeur (v3), et comprend en outre un quatrième capteur magnétique disposé d’une façon semblable à celle du deuxième capteur magnétique et configuré pour mesurer une quatrième valeur (v4) ;

- et dans lequel le circuit de traitement (630 ; 730) est en outre connecté au troisième capteur magnétique pour l’obtention de la troisième valeur (v3), et au quatrième capteur magnétique pour l’obtention de la quatrième valeur (v4), et est en outre adapté pour déterminer une deuxième valeur (12) du courant basée sur une différence ou différence pondérée entre la troisième valeur (v3) et la quatrième valeur (v4) ;

et est en outre adapté pour comparer la deuxième valeur du courant et la première valeur du courant, et si une différence ou un rapport entre la première et la deuxième valeur du courant satisfait à une condition préétablie, pour fournir une moyenne de la première valeur du courant et de la deuxième valeur du courant en tant que la valeur du courant. Procédé de fabrication (1500) d’un dispositif capteur de courant (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 ; 800), pour mesurer un courant (i), comprenant les étapes :

a) fournir (1501) une grille de connexion comprenant une première partie de grille de connexion comprenant des premières broches (101, 201, 301, 401, 501) connectées ou façonnées de manière à former une première partie (103a) du conducteur électrique et une deuxième partie (103b) du conducteur électrique, la deuxième partie (103b) du conducteur électrique étant espacée de la première partie (103a) du conducteur électrique par un espace, les première et deuxième parties (103a, 103b) du conducteur électrique étant configurées de telle sorte que le courant à mesurer circule dans la première partie (103a) du conducteur électrique et dans la deuxième partie (103b) du conducteur électrique ;

b) fournir (1502) un substrat (110 ; 210 ; 310 ; 410 ; 510) comprenant ou connecté à au moins un premier capteur magnétique (111,211,311, 411, 511) et comprenant ou connecté à un deuxième capteur magnétique (112, 212, 312, 412, 512), le premier capteur magnétique ayant un

premier axe de sensibilité maximale et étant configuré pour fournir une première valeur (vl), et le deuxième capteur magnétique ayant un deuxième axe de sensibilité maximale parallèle au premier axe de sensibilité maximale, et étant configuré pour fournir une deuxième valeur (v2); c) monter (1503) le substrat par rapport à la grille de connexion de telle façon que le premier capteur magnétique est placé au-dessus ou audessous de la première partie du conducteur électrique, et le deuxième capteur magnétique est placé au-dessus ou au-dessous de la deuxième partie du conducteur électrique, et les premier et deuxième capteurs magnétiques sont placés sur des côtés opposés de l’espace ; d) fournir (1504) un circuit de traitement (610 ; 710) connecté aux premier et deuxième capteurs magnétiques, et adapté pour déterminer le courant (I) à mesurer au moins sur la base d’une différence entre la première valeur (vl) et la deuxième valeur (v2). [Revendication 16] Procédé de la revendication 15, comprenant en outre l’étape e) : surmouler au moins partiellement la grille de connexion et le substrat de manière à former un dispositif capteur de courant encapsulé. [Revendication 17] Procédé selon la revendication 15 ou 16, dans lequel l’étape a) comprend : fournir ladite grille de connexion sous forme d’une grille de connexion en cuivre ayant une épaisseur dans la plage de 100 to 600 micromètres. [Revendication 18] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 17, dans lequel l’étape b) et l’étape d) comprennent : fournir ledit substrat semi-conducteur avec ledit premier capteur magnétique et ledit deuxième capteur magnétique et ledit circuit de traitement intégré ou incorporé dans ledit substrat. [Revendication 19] Procédé selon l’une quelconque des revendications 15 à 18, dans lequel l’étape c) comprend en outre : fournir un ruban isolant sur le conducteur électrique et monter le substrat sur le ruban isolant.

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