JP2007078417A - Current sensor and current sensing method - Google Patents

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Takamasa Kanehara
金原  孝昌
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor capable of highly accurate current sensing over a wide detection range (dynamic range) from a small current to a large current, and provide its current sensing method. <P>SOLUTION: A plurality of magnetic sensing elements (mounted to integrated chips CP1 and CP2) arranged in such a way that the intensity of magnetism (first magnetism) received from a bus bar BB, a body to be detected, may vary is provided as magnetic-balance-type current sensors. A current flowing through the bus bar BB is detected while switching the magnetic sensing elements according to the magnitude of a current value of the bus bar BB. At this time, output chips (the magnetic sensing elements) are changed over to an integrated chip CP2 having a smaller magnetic intensity received from the bus bar BB when the current value of the bus bar BB exceeds a threshold value and reversely to an integrated chip CP1 having larger magnetic intensity received from the bus bar BB when the current value of the bus bar BB does not exceed the threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば車載バッテリに接続された電源供給用の棒状導体等からなる被検出体について、この被検出体に流れる電流の検出に用いられる電流センサおよびその電流検出方法に関し、特に磁気検出素子による磁気検出のもとに、該被検出体に流れる電流(詳しくはその電流量や方向等)を検出する電流センサおよびその電流検出方法に関する。   BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current sensor used for detection of a current flowing through a detected object, such as a rod-shaped conductor for power supply connected to a vehicle battery, for example, and a current detection method thereof. The present invention relates to a current sensor for detecting a current (specifically, the amount and direction of the current) flowing through the detected object under the magnetic detection by and a current detection method thereof.

従来、この種の電流センサとしては、例えば特許文献1に記載されるように、ホール素子を用いた電流センサがよく知られている。そして近年、被検出体の電流により発生する磁気(第1の磁気)とは別にさらに磁気(第2の磁気)を発生させ、被検出体による第1の磁気をこの第2の磁気で打ち消しながら、該第2の磁気の強度に基づいて当該被検出体に流れる電流を検出する電流センサ、いわゆる磁気平衡検出式の電流センサなども提案されるに至っている。以下、図11を参照して、この磁気平衡検出式の電流センサによる電流検出の原理について説明する。   Conventionally, as this type of current sensor, as described in Patent Document 1, for example, a current sensor using a Hall element is well known. In recent years, in addition to the magnetism (first magnetism) generated by the current of the detected object, further magnetism (second magnetism) is generated, and the first magnetism by the detected object is canceled by this second magnetism. Further, a current sensor that detects a current flowing through the detection object based on the intensity of the second magnetism, a so-called magnetic balance detection type current sensor, and the like have been proposed. Hereinafter, the principle of current detection by the magnetic balance detection type current sensor will be described with reference to FIG.

同図11に示されるように、このセンサは、被検出体であるバスバーBBの近傍に、周辺回路共々ホール素子の集積化された集積チップ(ホールIC)CPが配設されて構成されている。そして、同バスバーBBの近傍に、適宜の配線材(例えばアルミニウム)からなる帰還配線RBをさらに設け、この帰還配線RBに電流(帰還電流)を流すことによって、別途磁気(第2の磁気B2)を発生させるようにしている。こうして、被検出体であるバスバーBBに電流(被検出電流)が流れることに起因して発生する磁気(第1の磁気B1)を、この帰還電流による磁気(第2の磁気B2)で打ち消すように、上記帰還配線RBに流れる帰還電流をフィードバック制御しながら、該制御される帰還電流の電流量(第2の磁気の強度に相当)に基づいて、上記バスバーBBに流れる電流(詳しくはその電流量や方向等)を検出するようにしている。すなわち、このホール素子(集積チップCP)を用いた電流センサでは、バスバーBBに流れる電流に起因して発生する磁気(第1の磁気B1)を打ち消すように発生させた磁気(第2の磁気B2)の強度を、上記ホール電圧として感知することによって、同バスバーBB(被検出体)に流れる電流(被検出電流)の検出を行っている。
特開2003−262650号公報
As shown in FIG. 11, this sensor is configured such that an integrated chip (Hall IC) CP in which Hall elements are integrated together with peripheral circuits is disposed in the vicinity of a bus bar BB that is a detection target. . Further, a feedback wiring RB made of an appropriate wiring material (for example, aluminum) is further provided in the vicinity of the bus bar BB, and a current (feedback current) is caused to flow through the feedback wiring RB, thereby separately providing magnetism (second magnetic B2). Is generated. Thus, the magnetism (first magnetism B1) generated due to the current (sensed current) flowing through the bus bar BB that is the subject to be detected is canceled by the magnetism (second magnetism B2) by this feedback current. In addition, while feedback controlling the feedback current flowing through the feedback wiring RB, the current flowing through the bus bar BB (specifically, the current) based on the controlled feedback current amount (corresponding to the second magnetic strength). Quantity, direction, etc.). That is, in the current sensor using the Hall element (integrated chip CP), the magnetism (second magnetism B2) generated to cancel the magnetism (first magnetism B1) generated due to the current flowing through the bus bar BB. ) Is detected as the Hall voltage, the current (detected current) flowing through the bus bar BB (detected body) is detected.
JP 2003-262650 A

このように、こうした従来の電流センサによっても、磁気検出素子(ホール素子)を用いた磁気検出のもとに、被検出体(バスバーBB)に流れる電流(詳しくはその電流量や方向等)を検出することはできる。しかしながら、こうした従来の電流センサでは、小電流から大電流までの広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高い精度の電流検出を行うことは困難である。   As described above, even with such a conventional current sensor, the current (specifically, the amount and direction of the current) flowing through the detection target (bus bar BB) under the magnetic detection using the magnetic detection element (Hall element). It can be detected. However, with such a conventional current sensor, it is difficult to perform highly accurate current detection over a wide detection range (dynamic range) from a small current to a large current.

具体的には、こうした磁気平衡検出式の電流センサでは、大電流を検出しようとするとき、これを打ち消すような大きな磁気(第2の磁気)が必要になる。したがって、このセンサでは、検出範囲(ダイナミックレンジ)の上限が、上記第2の磁気としてどれだけ大きな磁気を発生させることができるか、すなわち上記帰還配線RB(図11)にどれだけの電流を流すことができるか(帰還電流の上限)で決まってしまうのである。   Specifically, in such a magnetic balance detection type current sensor, when a large current is to be detected, a large magnetism (second magnetism) that cancels the large current is required. Therefore, in this sensor, how much magnetism the upper limit of the detection range (dynamic range) can generate as the second magnetism, that is, how much current flows through the feedback wiring RB (FIG. 11). It depends on whether it can be done (upper limit of feedback current).

もっとも、上記磁気検出素子(ホール素子)を被検出体(バスバーBB)から遠ざけるようにすれば、遠ざかった分だけ打ち消しの対象となる電流が小さくなり、大電流についてはこれを検出することが可能になる。しかし、こうした場合には、被検出体(バスバーBB)までの距離が遠ざかったことにより、今度は上記磁気検出素子(ホール素子)によって小さな電流を感知しにくくなり、微小な電流領域にあっては逆に、精度の低下を招くことになってしまう。すなわちこの場合も、結局は、いわゆるダイナミックレンジ(検出範囲)が広がったことにはならない。   However, if the magnetic detection element (Hall element) is moved away from the detection target (bus bar BB), the current to be canceled becomes smaller by the distance, and this can be detected for large currents. become. However, in such a case, since the distance to the object to be detected (bus bar BB) is increased, it is difficult to detect a small current by the magnetic detection element (Hall element). On the contrary, the accuracy is reduced. That is, in this case as well, the so-called dynamic range (detection range) is not eventually expanded.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、小電流から大電流までの広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高い精度の電流検出を行うことのできる電流センサおよびその電流検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a current sensor and a current detection method capable of performing highly accurate current detection over a wide detection range (dynamic range) from a small current to a large current. The purpose is to do.

こうした目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、被検出体に電流が流れることに起因して発生する第1の磁気を打ち消すように、該第1の磁気とは別にさらに第2の磁気を発生させ、磁気検出素子による磁気検出のもと、前記被検出体による第1の磁気をこの第2の磁気で打ち消しながら、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流を検出する電流センサとして、前記磁気検出素子として、前記被検出体から受ける前記第1の磁気の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子を備え、前記検出される被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、前記被検出体に流れる電流を検出する構成とする。   In order to achieve such an object, according to the first aspect of the present invention, the second magnet is further separated from the first magnetism so as to cancel the first magnetism generated due to the current flowing through the detection target. Based on the intensity of the second magnetism, the first magnetism by the detected object is canceled by the second magnetism under the magnetic detection by the magnetic detection element. As a current sensor for detecting a flowing current, the magnetic detection element includes a plurality of magnetic detection elements arranged so that the strength of the first magnetism received from the detected object is different, and the detected detection target According to the current value of the body, the current flowing through the detected body is detected while switching the magnetic detection elements.

前述したように、被検出体から受ける磁気強度の小さい(例えば被検出体から離間する)位置に例えばホール素子等からなる磁気検出素子を配設すれば、この磁気検出素子をもって、大電流の検出が可能になる。ただし、微小な電流領域にあっては、高い精度で電流を検出することができない。この点、請求項1に記載の上記構成のように、被検出体から受ける磁気強度の大きい(例えば被検出体から近接する)位置にも磁気検出素子をさらに配設して、被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えることを可能とすれば、大電流の領域だけでなく、小電流の領域についても、高い精度の電流検出を行うことができるようになる。すなわち、電流センサとしてこのような構成を採用することとすれば、小電流から大電流までの広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高い精度の電流検出を行うことが可能になる。   As described above, if a magnetic detection element such as a Hall element is disposed at a position where the magnetic intensity received from the detection target is small (for example, away from the detection target), a large current can be detected with this magnetic detection element. Is possible. However, the current cannot be detected with high accuracy in a minute current region. In this regard, as in the above-described configuration of the first aspect, a magnetic detection element is further disposed at a position where the magnetic intensity received from the detection target is large (for example, close to the detection target). If it is possible to switch these magnetic detection elements according to the magnitude of the current value, it is possible to perform highly accurate current detection not only in the large current region but also in the small current region. In other words, if such a configuration is adopted as the current sensor, it is possible to perform highly accurate current detection over a wide detection range (dynamic range) from a small current to a large current.

そして、具体的には請求項2に記載の発明によるように、前記磁気検出素子の切替を、前記被検出体の電流値と同電流値に対して設定された閾値(しきい値)との比較に基づいて行うようにし、前記被検出体の電流値が閾値を超えたときには、前記被検出体から受ける磁気強度のより小さい磁気検出素子へ、また前記被検出体の電流値が閾値を下回ったときには逆に、前記被検出体から受ける磁気強度のより大きい磁気検出素子へ、前記磁気検出素子を切り替えるように構成することで、小電流の領域にあっては、上記被検出体から受ける磁気強度のより大きい磁気検出素子が選択されようになり、また大電流の領域にあっては、上記被検出体から受ける磁気強度のより小さい磁気検出素子が選択されるようになる。すなわち、これら各領域においては、該選択された磁気検出素子を通じて高い精度の電流検出が行われるようになり、ひいては広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高精度の電流検出が実現されることになる。   Specifically, according to the invention described in claim 2, the switching of the magnetic detection element is performed with a current value of the detected object and a threshold value (threshold value) set for the same current value. When the current value of the detected object exceeds a threshold value, the current value of the detected object falls below the threshold value, and the current value of the detected object falls below the threshold value. On the contrary, by configuring the magnetic detection element to switch to a magnetic detection element having a higher magnetic intensity received from the detected object, the magnetic force received from the detected object in a small current region A magnetic detection element having a higher strength is selected, and a magnetic detection element having a lower magnetic strength received from the detected object is selected in the region of a large current. That is, in each of these regions, highly accurate current detection is performed through the selected magnetic detection element, and as a result, highly accurate current detection is realized over a wide detection range (dynamic range). .

またこの場合、請求項3に記載の発明によるように、前記被検出体に流れる電流を監視しつつ、該監視される電流値と同電流値に対して設定された閾値との比較に基づいて、前記複数の磁気検出素子を切り替える信号切替判定回路を設けるようにすれば、上記請求項2に記載の電流センサが、簡素な回路構成をもって容易に、しかも的確に実現されるようになる。   In this case, as in the invention according to claim 3, while monitoring the current flowing through the detected object, based on the comparison between the monitored current value and a threshold value set for the same current value. If a signal switching determination circuit for switching the plurality of magnetic detection elements is provided, the current sensor according to claim 2 can be easily and accurately realized with a simple circuit configuration.

さらに、閾値付近での頻繁な切り替わりを防止する上においては、請求項4に記載の発明によるように、上記請求項2または3に記載の電流センサにおいて、前記磁気検出素子の切替に係る閾値を、切替方向の別に異なる値に設定する、すなわち同閾値に、いわゆるヒステリシス特性をもたせるようにすることが望ましい。   Furthermore, in order to prevent frequent switching in the vicinity of the threshold value, as in the invention according to claim 4, in the current sensor according to claim 2 or 3, the threshold value related to switching of the magnetic detection element is set. It is desirable to set different values for different switching directions, that is, to give a so-called hysteresis characteristic to the same threshold value.

また、請求項5に記載の発明によるように、上記請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサにおいて、前記被検出体から受ける前記第1の磁気の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子を、前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子とするように構成すれば、これら請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサも、より容易かつ的確に実現されるようになる。   Further, according to the invention described in claim 5, in the current sensor according to any one of claims 1 to 4, the first magnetism received from the detected body is arranged to have different strengths. If the plurality of magnetic detection elements formed are configured to be a plurality of magnetic detection elements arranged at different distances from the main current path, which is the portion with the highest current density of the detection target, The current sensor according to any one of claims 1 to 4 is also easily and accurately realized.

詳しくは、電流(被検出電流)の流通に伴って被検出体から発せられる磁気(第1の磁気)は、同被検出体からの距離だけでなく、同被検出体に流れる電流の電流密度にも依存するものとなっている。すなわち、磁気検出素子に付与される磁気の大きさを左右するものとしては、単純なる被検出体からの距離よりも、実際には、被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路からの距離のほうが重要になってくる。   Specifically, the magnetism (first magnetism) generated from the detected object as the current (detected current) flows is not only the distance from the detected object but also the current density of the current flowing through the detected object. It also depends on. That is, the main current path, which is actually the portion with the highest current density of the detected object, rather than the simple distance from the detected object, determines the magnitude of magnetism applied to the magnetic detection element. The distance from is more important.

すなわち、例えば請求項6に記載の発明によるように、前記主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子を、前記被検出体の対向面からの距離の長短に基づいて、前記主電流路からの距離を異にする(相違させる)ようにすることで、上述の請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサがより容易かつ的確に実現されるようになる。   That is, for example, as in the sixth aspect of the present invention, a plurality of magnetic detection elements arranged at different distances from the main current path are arranged on the basis of the length of the distance from the opposing surface of the detected object. Thus, by making the distance from the main current path different (different), the current sensor according to any one of claims 1 to 4 can be realized more easily and accurately. become.

さらに、上記請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサにおいて、前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路が、当該被検出体の中心部に相当する場合には、例えば請求項7に記載の発明によるように、前記主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子を、この中心部からより端側への離間の程度の相違に基づいて、前記主電流路からの距離を異にする(相違させる)ようにすることで、上述の請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサがより容易かつ的確に実現されるようになる。   Furthermore, in the current sensor according to any one of claims 1 to 4, when a main current path that is a portion with the highest current density of the detected object corresponds to a central portion of the detected object. For example, according to the seventh aspect of the present invention, a plurality of magnetic detection elements arranged so as to have different distances from the main current path are different in the degree of separation from the center to the end side The current sensor according to any one of claims 1 to 4 is more easily and accurately realized by making the distance from the main current path different (different) based on Become so.

また、これら請求項1〜7のいずれか一項に記載の電流センサに関しては、請求項8に記載の発明によるように、前記電流の検出に際して、前記被検出体とは別の帰還配線に電流(帰還電流)を流して前記第2の磁気を発生させ、この帰還配線に流れる電流(帰還電流)をフィードバック制御しながら、前記第1の磁気を前記第2の磁気で打ち消しつつ、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流(被検出電流)を検出するように構成することが望ましい。こうすることで、上述の請求項1〜7のいずれか一項に記載の電流センサが好適に実現されるようになる。   In the current sensor according to any one of the first to seventh aspects, when the current is detected, a current is connected to a feedback wiring different from the detected object, as in the invention according to the eighth aspect. (Feedback current) is caused to flow to generate the second magnetism, while the current flowing through the feedback wiring (feedback current) is feedback controlled and the first magnetism is canceled out by the second magnetism. It is desirable that the current flowing through the detected object (detected current) is detected based on the magnetic intensity of the current. By carrying out like this, the current sensor as described in any one of the above-mentioned claims 1 to 7 is suitably realized.

また、上記請求項1〜8のいずれか一項に記載の電流センサにおいて、前記複数の磁気検出素子としては、請求項9に記載の発明によるように、ホール効果に基づきウェハ面に平行な磁界成分を検出する縦型ホール素子を用いることが有効である。この磁気検出素子(縦型ホール素子)は、ウェハ面に平行な磁界成分を検出するため、このような構成によれば、大掛かりな配線を必要とすることなく、すなわち当該ホール素子の上に適宜の配線を配設(パターン形成)するだけで、前記第2の磁気に相当する磁気(磁界)を発生させることができるようになる。また、大掛かりな配線を別途設けるようにした場合であれ、こうしたホール素子上の配線による磁気調整を通じて、前述した第1の磁気の打ち消し(キャンセル)の精度、ひいては電流検出の精度を高めることが可能になる。   The current sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of magnetic detection elements include a magnetic field parallel to the wafer surface based on the Hall effect, according to the invention according to claim 9. It is effective to use a vertical Hall element that detects a component. Since this magnetic detection element (vertical Hall element) detects a magnetic field component parallel to the wafer surface, according to such a configuration, no large wiring is required, that is, on the Hall element as appropriate. It is possible to generate magnetism (magnetic field) corresponding to the second magnetism simply by arranging (pattern formation). In addition, even when a large wiring is separately provided, it is possible to improve the accuracy of the first magnetic cancellation (and thus the current detection) through the magnetic adjustment by the wiring on the Hall element. become.

さらに、ホール素子を基板上に配置する場合、特にこれを同一基板(同一チップ)上に複数(あるいは多数)配置する場合、一般的な横型ホール素子では、基板面に平行な方向に駆動電流を流して磁気を検出するため、基板上に大きな面積が必要になり、スペース的な制約を受ける。この点、上記縦型ホール素子であれば、基板面に垂直な方向に駆動電流を流すため、これを同一基板上に複数配置する場合であれ、スペース的な制約は緩和され、簡素な構造を維持することも可能になる。   Furthermore, when a hall element is arranged on a substrate, particularly when a plurality (or many) of the hall elements are arranged on the same substrate (same chip), in a general horizontal hall element, a drive current is applied in a direction parallel to the substrate surface. In order to detect the magnetism by flowing, a large area is required on the substrate, which is restricted by space. In this respect, in the case of the above vertical Hall element, since a drive current flows in a direction perpendicular to the substrate surface, even when a plurality of them are arranged on the same substrate, the space restriction is eased and a simple structure is achieved. It can also be maintained.

さらに、請求項10に記載の発明によるように、上記請求項1〜9のいずれか一項に記載の電流センサは、前記被検出体が、棒状の導体、およびプリント基板上に配設された配線、のいずれか一方である場合に適用してより有効である。詳しくは、検出対象の電流が大電流であれば棒状の導体を、また小電流であればプリント基板上に配設された配線を、前記被検出体として採用することが望ましい。   Further, according to the invention described in claim 10, in the current sensor according to any one of claims 1 to 9, the detected object is disposed on a bar-shaped conductor and a printed board. It is more effective when applied to either one of wiring. Specifically, it is desirable to employ a rod-shaped conductor as the detected object if the current to be detected is a large current, or a wire disposed on the printed circuit board if the current is small.

他方、請求項11に記載の発明によるように、被検出体に電流が流れることに基づいて発生する第1の磁気を打ち消すように、該第1の磁気とは別にさらに第2の磁気を発生させ、磁気検出素子による磁気検出のもと、前記被検出体による第1の磁気をこの第2の磁気で打ち消しながら、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流を検出する電流検出方法として、前記磁気検出素子として、前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子を用意し、前記検出される被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、前記被検出体に流れる電流を検出するようにした場合であっても、上記請求項1に記載の発明と同様、より広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高い精度の電流検出を行うことが可能になる。   On the other hand, the second magnetism is further generated separately from the first magnetism so as to cancel the first magnetism generated based on the current flowing through the detected object. And detecting the current flowing through the detected object based on the intensity of the second magnetism while canceling the first magnetism generated by the detected object with the second magnetism under the magnetic detection by the magnetic detection element. As the current detection method, a plurality of magnetic detection elements are provided as the magnetic detection elements, which are arranged such that the distance from the main current path, which is the portion with the highest current density of the detected object, is different, and the detection Even when the current flowing through the detected object is detected while switching the magnetic detection elements according to the magnitude of the current value of the detected object, the invention according to claim 1 Similarly, a wider detection range ( Over dynamic range), it is possible to perform highly accurate current detection.

以下、図1〜図8を参照して、この発明に係る電流センサおよび電流検出方法を具体化した一実施の形態について説明する。
はじめに、図1〜図4を参照して、この電流センサの構成について詳述する。なお、図1は、このセンサの概略構成を示す斜視図、図2は、図1中のA視矢印側からみた正面図、図3は、図1中のC視矢印側からみた平面図、図4は、図1中のB視矢印側からみた側面図である。
Hereinafter, an embodiment in which a current sensor and a current detection method according to the present invention are embodied will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of this current sensor will be described in detail with reference to FIGS. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the sensor, FIG. 2 is a front view seen from the arrow A side in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view seen from the arrow C side in FIG. FIG. 4 is a side view seen from the arrow B side in FIG.

図1〜図4に示されるように、この電流センサも、先の図11に示したセンサと同様、磁気検出素子による磁気検出のもとに被検出体に流れる電流(詳しくはその電流量や方向等)を検出するものである。ただし、このセンサにおいては、磁気検出素子として、ウェハ面(チップ表面)に平行な方向の磁気を検出する縦型ホール素子が採用されている。そして、被検出体であるバスバーBB(例えば車載バッテリに接続された電源供給用の棒状導体)の近傍、特にその中央(主電流路に相当)に対して、この縦型ホール素子が周辺回路(信号処理回路や補正回路等)と共に集積化された2つの集積チップ(ホールIC)CP1およびCP2が、上記バスバーBBの対向面からの距離が異なる(相違する)ように配設されている。具体的には、上記集積チップCP2のほうが集積チップCP1よりも、上記バスバーBBの対向面から離間して配設されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, this current sensor is also the same as the sensor shown in FIG. 11. Direction, etc.). However, in this sensor, a vertical Hall element that detects magnetism in a direction parallel to the wafer surface (chip surface) is employed as the magnetic detection element. The vertical Hall element is connected to the peripheral circuit (in the vicinity of the bus bar BB (for example, a rod-shaped conductor for power supply connected to the vehicle battery)), particularly in the center (corresponding to the main current path). Two integrated chips (Hall ICs) CP1 and CP2 integrated together with a signal processing circuit, a correction circuit, and the like are arranged so that the distances from the facing surface of the bus bar BB are different (different). Specifically, the integrated chip CP2 is arranged farther from the facing surface of the bus bar BB than the integrated chip CP1.

また、このセンサにおいても、先の図11に示したセンサと同様、上記バスバーBBの近傍に、適宜の配線材(例えばアルミニウム)からなる帰還配線RBをさらに設け、この帰還配線RBに電流(帰還電流)を流すことによって、上記バスバーBBに流れる電流に起因して発生する磁気(第1の磁気)を打ち消すような磁気(第2の磁気)を発生させるようにしている。   Also in this sensor, similarly to the sensor shown in FIG. 11, a feedback wiring RB made of an appropriate wiring material (for example, aluminum) is further provided in the vicinity of the bus bar BB, and a current (feedback) is supplied to the feedback wiring RB. By causing a current to flow, a magnetism (second magnetism) that cancels the magnetism (first magnetism) generated due to the current flowing through the bus bar BB is generated.

また、図5は、上記集積チップ(ホールIC)CP1およびCP2の構造、特にその内部構造をより詳細に示す斜視図である。
同図5に示されるように、同チップCP1、CP2は、縦型ホール素子THを内蔵し、この縦型ホール素子THの上に、例えばアルミニウムからなる配線Wを備えて構成されている。そして、こうした配線Wに電流(帰還電流)を流すことによっても、上記バスバーBBに流れる電流に起因して発生する磁気(第1の磁気B1)を打ち消すような磁気(第2の磁気B2)を発生させることができるようになっている。なお、縦型ホール素子THの磁気検出の方向、すなわちウェハ面(チップ表面)に平行な方向は、先の図2の横(左右)方向に相当する。
FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the integrated chips (Hall ICs) CP1 and CP2, particularly the internal structure thereof in more detail.
As shown in FIG. 5, the chips CP1 and CP2 each have a built-in vertical Hall element TH, and a wiring W made of, for example, aluminum is provided on the vertical Hall element TH. Further, even when a current (feedback current) is caused to flow through the wiring W, a magnetism (second magnetism B2) that cancels the magnetism (first magnetism B1) generated due to the current flowing through the bus bar BB. It can be generated. The magnetic detection direction of the vertical Hall element TH, that is, the direction parallel to the wafer surface (chip surface) corresponds to the horizontal (left and right) direction of FIG.

また、図6は、このセンサユニット全体の概略構成を示すブロック図である。
同図6に示されるように、この電流センサ(センサユニット)は、上記集積チップCP1(第1のホールIC)および集積チップCP2(第2のホールIC)の他に、これらチップの出力を切り替えるスイッチング素子SWや、同スイッチング素子SWの駆動を制御する信号切替判定回路RC等をさらに備えて構成されている。そして、信号切替判定回路RCによりスイッチング素子SWが適宜に切り替えられることで、該切替に基づき選択された集積チップCP1もしくはCP2からの出力信号(ホール電圧)のみが出力(センサ出力に相当)されるようになっている。さらに、上記信号切替判定回路RCからは、こうした切替に係る情報(いずれのチップから信号が出力されているか等)が、レンジ信号として常に(もしくは切替時に)出力されるようになっている。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the entire sensor unit.
As shown in FIG. 6, this current sensor (sensor unit) switches the outputs of these chips in addition to the integrated chip CP1 (first Hall IC) and the integrated chip CP2 (second Hall IC). It further includes a switching element SW, a signal switching determination circuit RC that controls driving of the switching element SW, and the like. Then, when the switching element SW is appropriately switched by the signal switching determination circuit RC, only the output signal (Hall voltage) from the integrated chip CP1 or CP2 selected based on the switching is output (corresponding to the sensor output). It is like that. Further, the signal switching determination circuit RC always outputs information related to such switching (from which chip a signal is output, etc.) as a range signal (or at the time of switching).

このように、この実施の形態に係るセンサにおいては、前述した磁気平衡検出式の電流検出を実現すべく、上記帰還配線RBに電流(帰還電流)を流すことで、被検出体であるバスバーBBに電流(被検出電流)が流れることに起因して発生する磁気(第1の磁気)とは別に磁気(第2の磁気)を発生させるようにしている。そして、上記信号切替判定回路RCにより選択されたチップ(集積チップCP1もしくはCP2)による磁気検出のもと、上記第1の磁気を第2の磁気で打ち消すように上記帰還配線RBに流れる帰還電流をフィードバック制御しながら、該制御される帰還電流の電流量(第2の磁気の強度に相当)に基づいて、被検出体(バスバーBB)に流れる電流を検出するようにしている。すなわち、このセンサにおいては、被検出体であるバスバーBBの電流値の大小に応じて、上記集積チップCP1およびCP2(磁気検出素子)を切り替えつつ、同バスバーBB(被検出体)に流れる電流を検出するようにしている。   As described above, in the sensor according to this embodiment, in order to realize the above-described magnetic balance detection type current detection, a current (feedback current) is caused to flow through the feedback wiring RB, whereby the bus bar BB which is the detection target. The magnetism (second magnetism) is generated separately from the magnetism (first magnetism) that is generated due to the current (current to be detected) flowing through. Then, based on the magnetic detection by the chip (integrated chip CP1 or CP2) selected by the signal switching determination circuit RC, the feedback current flowing in the feedback wiring RB is changed so that the first magnetism is canceled by the second magnetism. While performing feedback control, the current flowing through the detection target (bus bar BB) is detected based on the controlled amount of feedback current (corresponding to the intensity of the second magnetism). That is, in this sensor, the current flowing through the bus bar BB (detected body) is changed while switching the integrated chips CP1 and CP2 (magnetic detection elements) according to the magnitude of the current value of the bus bar BB as the detected body. I try to detect it.

次に、図7および図8を参照して、このセンサの動作について説明する。
図7は、上記電流検出方式の切替態様を示すグラフである。ただし、この図7においては、選択された集積チップCP1もしくはCP2から出力される出力信号(出力電圧)と上記バスバーBB(被検出体)に流れる電流(被検出電流)とを、それぞれ縦軸と横軸にとってこれら両者の関係を示している。
Next, the operation of this sensor will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a graph showing a switching mode of the current detection method. However, in FIG. 7, the output signal (output voltage) output from the selected integrated chip CP1 or CP2 and the current (detected current) flowing through the bus bar BB (detected body) are respectively represented by the vertical axis. The horizontal axis shows the relationship between these two.

同図7に示されるように、上記信号切替判定回路RCは、詳しくは上記バスバーBB(被検出体)に流れる電流(被検出電流)を監視しながら、該監視される電流値と同電流値に対して設定された閾値(しきい値)A1もしくはA2とを比較し、該比較の結果に基づいて、上記スイッチング素子SWをいずれか一方に切り替えるものである。すなわち、上記バスバーBBの電流値が増加して閾値A1を超えたときには、集積チップCP1(第1のホールIC)から集積チップCP2(第2のホールIC)へ、また上記バスバーBBの電流値が減少して閾値A2を下回ったときには逆に、集積チップCP2から集積チップCP1へ、集積チップ(磁気検出素子)が切り替えられることになる。   As shown in FIG. 7, the signal switching determination circuit RC monitors the current (current to be detected) flowing through the bus bar BB (object to be detected) in detail, and the current value same as the monitored current value. Is compared with the threshold value (threshold value) A1 or A2 set for the above, and the switching element SW is switched to either one based on the result of the comparison. That is, when the current value of the bus bar BB increases and exceeds the threshold value A1, the current value of the bus bar BB changes from the integrated chip CP1 (first Hall IC) to the integrated chip CP2 (second Hall IC). Conversely, when the value decreases and falls below the threshold A2, the integrated chip (magnetic detection element) is switched from the integrated chip CP2 to the integrated chip CP1.

図8は、上記バスバーBB(被検出体)に流れる電流(被検出電流)の電流増加時における電流センサの動作例を示すフローチャートである。
同図8に示されるように、被検出電流が閾値A1よりも小さいときには、上記集積チップCP1(第1のホールIC)からの出力信号(出力電圧)が出力されている。しかしここで、被検出電流が閾値A1を超えると、信号切替判定回路RCによりスイッチング素子SWが切り替えられ、今度は、上記集積チップCP2(第2のホールIC)からの出力信号(出力電圧)が出力されるようになる。このように、被検出電流が増加するときには、上記一連の処理を通じて、チップ(磁気検出素子)の切替(選択)が行われることになる。また、ここでは便宜上その説明を割愛するが、被検出電流が減少するときには、この一連の処理が逆の順序で行われることになる。
FIG. 8 is a flowchart showing an operation example of the current sensor when the current (detected current) flowing through the bus bar BB (detected body) increases.
As shown in FIG. 8, when the detected current is smaller than the threshold value A1, the output signal (output voltage) from the integrated chip CP1 (first Hall IC) is output. However, here, when the detected current exceeds the threshold A1, the switching element SW is switched by the signal switching determination circuit RC, and this time, the output signal (output voltage) from the integrated chip CP2 (second Hall IC) is changed. Will be output. As described above, when the current to be detected increases, the chip (magnetic detection element) is switched (selected) through the series of processes described above. Further, the description is omitted here for convenience, but when the detected current decreases, this series of processing is performed in the reverse order.

そして、以上説明したこの実施の形態に係る電流センサおよび電流検出方法によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
(1)磁気平衡検出式の電流センサとして、被検出体であるバスバーBBから受ける磁気(第1の磁気)の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子(縦型ホール素子)を備え、上記バスバーBB(被検出体)の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、同バスバーBBに流れる電流を検出するようにする。しかもこのとき、上記磁気検出素子の切替は、上記バスバーBB(被検出体)の電流値と同電流値に対して設定された閾値(しきい値)との比較に基づいて行う。詳しくは、上記バスバーBBの電流値が閾値を超えたときには、同バスバーBBから受ける磁気強度のより小さい集積チップCP2へ、また上記バスバーBBの電流値が閾値を下回ったときには逆に、同バスバーBBから受ける磁気強度のより大きい集積チップCP1へ、出力チップ(磁気検出素子)を切り替えるように構成することとした。こうすることで、小電流の領域にあっては、上記バスバーBB(被検出体)から受ける磁気強度のより大きい磁気検出素子が選択されようになり、また大電流の領域にあっては、上記バスバーBB(被検出体)から受ける磁気強度のより小さい磁気検出素子が選択されるようになる。すなわち、これら各領域においては、該選択された磁気検出素子を通じて高い精度の電流検出が行われるようになり、ひいては広い検出範囲(ダイナミックレンジ)にわたって、高精度の電流検出が実現されることになる。
Then, according to the current sensor and the current detection method according to this embodiment described above, the following excellent effects can be obtained.
(1) As a magnetic balance detection type current sensor, a plurality of magnetic detection elements (vertical Hall elements) arranged such that the strength of the magnetism (first magnetism) received from the bus bar BB as the detection target is different. The current flowing through the bus bar BB is detected while switching the magnetic detection elements according to the current value of the bus bar BB (detected body). In addition, at this time, the magnetic detection element is switched based on a comparison between the current value of the bus bar BB (detected body) and a threshold value (threshold value) set for the same current value. Specifically, when the current value of the bus bar BB exceeds a threshold value, the integrated chip CP2 having a smaller magnetic strength received from the bus bar BB, and conversely when the current value of the bus bar BB falls below the threshold value, the bus bar BB. The output chip (magnetic detection element) is switched to the integrated chip CP1 having higher magnetic strength. By doing so, a magnetic detection element having a higher magnetic intensity received from the bus bar BB (detected body) is selected in the low current region, and in the high current region, the above-described magnetic detection element is selected. A magnetic detection element having a lower magnetic intensity received from the bus bar BB (detected body) is selected. That is, in each of these regions, highly accurate current detection is performed through the selected magnetic detection element, and as a result, highly accurate current detection is realized over a wide detection range (dynamic range). .

(2)さらに、上記バスバーBB(被検出体)に流れる電流を監視しながら、該監視される電流値と同電流値に対して設定された閾値とを比較し、該比較の結果に基づいて、上記2つの磁気検出素子を切り替える信号切替判定回路RC(図6)を設けるようにした。こうすることで、簡素な回路構成をもって容易に、上述の高精度な電流検出が行われるようになる。   (2) Further, while monitoring the current flowing through the bus bar BB (detected body), the monitored current value is compared with a threshold set for the current value, and based on the result of the comparison The signal switching determination circuit RC (FIG. 6) for switching the two magnetic detection elements is provided. By doing so, the above-described highly accurate current detection can be easily performed with a simple circuit configuration.

(3)しかも図7に示したように、この実施の形態においては、上記磁気検出素子の切替に係る閾値を、切替方向の別に異なる値A1およびA2に設定するようにした。これにより、閾値付近での頻繁な切り替わりが防止されるようになる。   (3) In addition, as shown in FIG. 7, in this embodiment, the threshold for switching the magnetic detection element is set to different values A1 and A2 depending on the switching direction. This prevents frequent switching around the threshold.

(4)集積チップ(ホールIC)CP1およびCP2を、被検出体であるバスバーBBの近傍、特にその中央(主電流路に相当)へ、同バスバーBBの対向面からの距離(距離の長短)が異になる(相違する)ように配設した。こうすることで、上記被検出体(バスバーBB)から受ける磁気(第1の磁気)の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子が、簡素構成を維持しながら、容易に形成されることになる。   (4) Distance from integrated surfaces (Hall ICs) CP1 and CP2 to the vicinity of bus bar BB, which is the detection target, particularly the center (corresponding to the main current path) from the opposite surface of bus bar BB Were arranged to be different (different). By doing so, a plurality of magnetic detection elements arranged so that the strength of the magnetism (first magnetism) received from the detected body (bus bar BB) is different can be easily formed while maintaining a simple configuration. Will be.

(5)また、上記電流の検出に際して、上記バスバーBB(被検出体)とは別の帰還配線RBに電流(帰還電流)を流して磁気(第2の磁気)を発生させるようにした。そうして、この帰還配線RBに流れる帰還電流をフィードバック制御しながら、上記バスバーBB(被検出体)に電流が流れることに起因して発生する磁気(第1の磁気)を、この第2の磁気で打ち消しつつ、該第2の磁気の強度(詳しくはフィードバック制御される帰還電流の電流量)に基づいて、被検出体(バスバーBB)に流れる電流を検出するようにした。こうすることで、上述の高精度な電流検出が好適に行われるようになる。   (5) When detecting the current, a current (feedback current) is caused to flow through a feedback wiring RB different from the bus bar BB (detected body) to generate magnetism (second magnetism). Then, while feedback controlling the feedback current flowing through the feedback wiring RB, the magnetism (first magnetism) generated due to the current flowing through the bus bar BB (detected body) The current flowing through the detection target (bus bar BB) is detected based on the intensity of the second magnetism (specifically, the amount of feedback current that is feedback-controlled) while canceling with magnetism. By doing so, the above-described highly accurate current detection is suitably performed.

(6)上記集積チップCP1およびCP2に搭載される磁気検出素子(磁電変換素子)として、ホール効果に基づきウェハ面に平行な磁界成分を検出する縦型ホール素子TH(図5)を用いるようにした。こうすることで、該縦型ホール素子TH上の配線Wによる磁気調整を通じて、前述した第1の磁気の打ち消し精度を高めることが可能になり、ひいては高い精度の電流検出が実現可能となる。   (6) A vertical Hall element TH (FIG. 5) for detecting a magnetic field component parallel to the wafer surface based on the Hall effect is used as the magnetic detection element (magnetoelectric conversion element) mounted on the integrated chips CP1 and CP2. did. By doing so, it is possible to improve the accuracy of canceling the first magnetism described above through magnetic adjustment by the wiring W on the vertical Hall element TH, and consequently, it is possible to realize highly accurate current detection.

(7)この実施の形態においては、検出対象の電流として大電流を想定し、バスバー(被検出体)として、棒状の導体を採用することとした。この発明は、実用上、こうした検出対象(被検出体)に適用して特に有効である。   (7) In this embodiment, a large current is assumed as the current to be detected, and a rod-shaped conductor is employed as the bus bar (detected body). The present invention is practically particularly effective when applied to such a detection target (object to be detected).

(他の実施の形態)
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記縦型ホール素子TH上の配線W(図5)だけで十分大きな磁気(第2の磁気)が得られ、これを適切にコントロールすることができる場合は、例えば図9に示すように、上記帰還配線RB(図1)の配設を割愛するようにしてもよい。
(Other embodiments)
The embodiment described above may be modified as follows.
When a sufficiently large magnetism (second magnetism) can be obtained only by the wiring W (FIG. 5) on the vertical Hall element TH and can be appropriately controlled, for example, as shown in FIG. The arrangement of the feedback wiring RB (FIG. 1) may be omitted.

・また、上記実施の形態においては、集積チップ(ホールIC)CP1およびCP2を、被検出体であるバスバーBBの近傍、特にその中央(主電流路に相当)へ、同バスバーBBの対向面からの距離(距離の長短)が異なる(相違する)ように配設した。しかし、これに限定されることはなく、例えば図10に示すように、これら集積チップCP1およびCP2を、被検出体であるバスバーBBの最も電流密度の高い部分である主電流路、すなわち同バスバーBBの中心部からより端側への離間の程度が異なる(相違する)ように配設するようにしてもよい。なお、ここには、上記集積チップCP2のほうが集積チップCP1よりも、上記バスバーBBの中心部から端側へ離間して配設された例を示している。   In addition, in the above embodiment, the integrated chips (Hall ICs) CP1 and CP2 are moved to the vicinity of the bus bar BB that is the detection target, particularly the center thereof (corresponding to the main current path) from the opposite surface of the bus bar BB. The distances (the lengths of the distances) are different (different). However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 10, the integrated chips CP1 and CP2 are connected to the main current path that is the portion with the highest current density of the bus bar BB that is the detection target, that is, the same bus bar. You may make it arrange | position so that the grade of the space | interval from the center part of BB to the end side may differ (different). Here, an example is shown in which the integrated chip CP2 is arranged farther from the central portion of the bus bar BB to the end side than the integrated chip CP1.

・上記被検出体は、前述の棒状の導体に限られることなく任意であり、例えば検出対象の電流が小電流であれば、プリント基板上に配設された配線などを該被検出体として採用することもできる。   -The detected object is not limited to the above-mentioned rod-shaped conductor, and is arbitrary. For example, if the current to be detected is a small current, a wiring arranged on a printed circuit board is adopted as the detected object. You can also

・上記実施の形態においては、上記電流検出方式の切替に係る閾値を、切替方向の別に異なる値A1およびA2に設定するようにした(図7参照)。しかし、これに限定されることはなく、切替方向にかかわらず、同一の閾値(1つの閾値)を用いるようにしてもよい。   In the embodiment described above, the threshold for switching the current detection method is set to different values A1 and A2 depending on the switching direction (see FIG. 7). However, the present invention is not limited to this, and the same threshold value (one threshold value) may be used regardless of the switching direction.

・上記実施の形態においては、2つの磁気検出素子(縦型ホール素子)を別チップに搭載するようにした。しかし、これに限定されることはない。例えばセンサユニットとしての小型化、簡素化を図るべく、これら磁気検出素子を1チップに集積化するようにしてもよい。   In the above embodiment, two magnetic detection elements (vertical Hall elements) are mounted on separate chips. However, it is not limited to this. For example, these magnetic detection elements may be integrated on one chip in order to reduce the size and simplify the sensor unit.

・また、磁気検出素子の数は、2つに限定されることはなく任意であり、必要があれば、3つ以上の磁気検出素子を用いるようにしてもよい。ただしこの場合には、先の図7に示した制御マップに対しても、閾値の数を増やすことで、この磁気検出素子の数に応じた検出レンジを設けることになる。   Further, the number of magnetic detection elements is not limited to two, and is arbitrary. If necessary, three or more magnetic detection elements may be used. However, in this case, a detection range corresponding to the number of magnetic detection elements is provided by increasing the number of thresholds also for the control map shown in FIG.

・また、こうした磁気検出素子としても、磁気抵抗素子(MRE)なども含めて、前述した縦型ホール素子に限られない任意の素子を用いることができる。さらに、ホール素子であっても、上記縦型ホール素子に限らず、ウェハ面に垂直な磁界成分を検出する横型ホール素子も適宜に採用することができる。   As such a magnetic detection element, any element including the magnetoresistive element (MRE) and the like that is not limited to the above-described vertical Hall element can be used. Furthermore, even if it is a Hall element, not only the said vertical Hall element but the horizontal type Hall element which detects the magnetic field component perpendicular | vertical to a wafer surface is also employable suitably.

・さらに、磁気検出の感度を高めるべく、集磁用の磁性体(コア)を用いた構成であっても、この発明は同様に適用することができる。
・結局のところ、被検出体から受ける磁気(第1の磁気)の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子を備え、該被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、同被検出体に流れる電流を検出するようにすれば、前記(1)の効果と同様もしくはそれに準じた効果は得られるようになる。
Furthermore, in order to increase the sensitivity of magnetic detection, the present invention can be similarly applied even to a configuration using a magnetic material for collecting magnets (core).
After all, it has a plurality of magnetic detection elements arranged so that the intensity of the magnetism (first magnetism) received from the detection object is different, and depending on the magnitude of the current value of the detection object, If the current flowing through the detection object is detected while switching the detection element, an effect similar to or equivalent to the effect (1) can be obtained.

この発明に係る電流センサおよび電流検出方法の一実施の形態について、該電流センサのセンサ構造の概要を示す斜視図。The perspective view which shows the outline | summary of the sensor structure of this electric current sensor about one Embodiment of the electric current sensor and electric current detection method which concern on this invention. 図1中のA視矢印側からみた正面図。The front view seen from the A view arrow side in FIG. 図1中のC視矢印側からみた平面図。The top view seen from the C view arrow side in FIG. 図1中のB視矢印側からみた側面図。The side view seen from the B view arrow side in FIG. 集積チップの構造、特にその内部構造の詳細を示す斜視図。The perspective view which shows the detail of the structure of an integrated chip, especially the internal structure. センサユニット全体の概略構成を示すブロック図。The block diagram which shows schematic structure of the whole sensor unit. 電流検出方式の切替態様を示すグラフ(制御マップ)。The graph (control map) which shows the switching aspect of an electric current detection system. 被検出電流の電流増加時における当該電流センサの動作例を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation example of the said current sensor at the time of the current increase of to-be-detected current. 同実施の形態に係る電流センサの変形例について、該電流センサのセンサ構造の概要を示す斜視図。The perspective view which shows the outline | summary of the sensor structure of this current sensor about the modification of the current sensor which concerns on the embodiment. さらに別の変形例のセンサ構造の概要を示す斜視図。Furthermore, the perspective view which shows the outline | summary of the sensor structure of another modification. 従来の電流センサを例にとって、磁気平衡検出式の電流検出原理を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the current detection principle of a magnetic balance detection type for the example of the conventional current sensor.

符号の説明Explanation of symbols

BB…バスバー、CP1、CP2…集積チップ、RB…帰還配線、RC…信号切替判定回路、SW…スイッチング素子、TH…縦型ホール素子、W…配線。   BB ... Bus bar, CP1, CP2 ... Integrated chip, RB ... Feedback wiring, RC ... Signal switching determination circuit, SW ... Switching element, TH ... Vertical Hall element, W ... Wiring.

Claims (11)

被検出体に電流が流れることに起因して発生する第1の磁気を打ち消すように、該第1の磁気とは別にさらに第2の磁気を発生させ、磁気検出素子による磁気検出のもと、前記被検出体による第1の磁気をこの第2の磁気で打ち消しながら、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流を検出する電流センサにおいて、
前記磁気検出素子として、前記被検出体から受ける前記第1の磁気の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子を備え、前記検出される被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、前記被検出体に流れる電流を検出する
ことを特徴とする電流センサ。
A second magnetism is further generated separately from the first magnetism so as to cancel out the first magnetism generated due to the current flowing through the detection target, and under the magnetic detection by the magnetic detection element, In a current sensor for detecting a current flowing through the detected object based on the intensity of the second magnetism while canceling the first magnetism by the detected object with the second magnetism,
The magnetic detection element includes a plurality of magnetic detection elements arranged so that the intensity of the first magnetism received from the detected object is different, and according to the current value of the detected detected object A current sensor that detects a current flowing through the detected object while switching the magnetic detection elements.
前記磁気検出素子の切替は、前記被検出体の電流値と同電流値に対して設定された閾値との比較に基づいて行われるものであり、前記被検出体の電流値が閾値を超えたときには、前記被検出体から受ける磁気強度のより小さい磁気検出素子へ、また前記被検出体の電流値が閾値を下回ったときには逆に、前記被検出体から受ける磁気強度のより大きい磁気検出素子へ、前記磁気検出素子を切り替える
請求項1に記載の電流センサ。
The switching of the magnetic detection element is performed based on a comparison between the current value of the detected object and a threshold value set for the current value, and the current value of the detected object exceeds the threshold value. Sometimes, to a magnetic detection element having a lower magnetic intensity received from the detected object, and conversely to a magnetic detection element having a higher magnetic intensity received from the detected object when the current value of the detected object falls below a threshold value. The current sensor according to claim 1, wherein the magnetic detection element is switched.
請求項2に記載の電流センサにおいて、
前記被検出体に流れる電流を監視しつつ、該監視される電流値と同電流値に対して設定された閾値との比較に基づいて、前記複数の磁気検出素子を切り替える信号切替判定回路を備える
ことを特徴とする電流センサ。
The current sensor according to claim 2,
A signal switching determination circuit that switches the plurality of magnetic detection elements based on a comparison between the monitored current value and a threshold value set for the current value while monitoring the current flowing through the detected object. A current sensor characterized by that.
前記磁気検出素子の切替に係る閾値は、切替方向の別に異なる値に設定されてなる
請求項2または3に記載の電流センサ。
The current sensor according to claim 2, wherein a threshold value related to switching of the magnetic detection element is set to a different value depending on a switching direction.
前記被検出体から受ける前記第1の磁気の強度が異なるように配設された複数の磁気検出素子は、前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電流センサ。
The plurality of magnetic detection elements arranged so that the strengths of the first magnetism received from the detection target body are different from each other so that the distances from the main current path that is the portion with the highest current density of the detection target body are different. The current sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein the current sensor is a plurality of magnetic detection elements.
前記主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子は、前記被検出体の対向面からの距離の長短に基づいて、前記主電流路からの距離を異にしてなる
請求項5に記載の電流センサ。
The plurality of magnetic detection elements arranged so as to have different distances from the main current path have different distances from the main current path based on the length of the distance from the opposing surface of the detected object. The current sensor according to claim 5.
前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路は、当該被検出体の中心部に相当し、前記主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子は、この中心部からより端側への離間の程度の相違に基づいて、前記主電流路からの距離を異にしてなる
請求項5に記載の電流センサ。
The main current path, which is the portion with the highest current density of the detected object, corresponds to the center of the detected object, and a plurality of magnetic detection elements arranged so as to have different distances from the main current path are The current sensor according to claim 5, wherein the distance from the main current path is made different based on a difference in the degree of separation from the center portion to the end side.
前記電流の検出に際しては、前記被検出体とは別の帰還配線に電流を流して前記第2の磁気を発生させ、この帰還配線に流れる電流をフィードバック制御しながら、前記第1の磁気を前記第2の磁気で打ち消しつつ、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流を検出する
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電流センサ。
When detecting the current, a current is passed through a feedback wiring different from the detection target to generate the second magnetism, and the current flowing through the feedback wiring is feedback-controlled while the first magnetism is The current sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein the current flowing through the detection target is detected based on the intensity of the second magnetism while canceling with the second magnetism.
前記複数の磁気検出素子はいずれも、ホール効果に基づきウェハ面に平行な磁界成分を検出する縦型ホール素子である
請求項1〜8のいずれか一項に記載の電流センサ。
The current sensor according to any one of claims 1 to 8, wherein each of the plurality of magnetic detection elements is a vertical Hall element that detects a magnetic field component parallel to the wafer surface based on the Hall effect.
前記被検出体は、棒状の導体、およびプリント基板上に配設された配線、のいずれか一方である
請求項1〜9のいずれか一項に記載の電流センサ。
The current sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein the object to be detected is one of a bar-shaped conductor and a wiring disposed on a printed circuit board.
被検出体に電流が流れることに起因して発生する第1の磁気を打ち消すように、該第1の磁気とは別にさらに第2の磁気を発生させ、磁気検出素子による磁気検出のもと、前記被検出体による第1の磁気をこの第2の磁気で打ち消しながら、該第2の磁気の強度に基づいて前記被検出体に流れる電流を検出する電流検出方法において、
前記磁気検出素子として、前記被検出体の最も電流密度の高い部分である主電流路からの距離が異なるように配設された複数の磁気検出素子を用意し、前記検出される被検出体の電流値の大小に応じて、これら磁気検出素子を切り替えつつ、前記被検出体に流れる電流を検出する
ことを特徴とする電流検出方法。
A second magnetism is further generated separately from the first magnetism so as to cancel out the first magnetism generated due to the current flowing through the detection target, and under the magnetic detection by the magnetic detection element, In the current detection method for detecting the current flowing through the detected object based on the intensity of the second magnetism while canceling the first magnetism by the detected object with the second magnetism,
As the magnetic detection element, a plurality of magnetic detection elements arranged so as to have different distances from a main current path that is a portion having the highest current density of the detection target are prepared, and the detected detection target A current detection method comprising: detecting a current flowing through the detected object while switching the magnetic detection elements according to the magnitude of a current value.
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