JP2012225818A

JP2012225818A - 電流センサ

Info

Publication number: JP2012225818A
Application number: JP2011094928A
Authority: JP
Inventors: Manabu Tamura; 学田村
Original assignee: Alps Green Devices Co Ltd
Current assignee: Alps Green Devices Co Ltd
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-11-15

Abstract

【課題】被測定電流が通流する電流線に急激な電圧変動が生じても電流測定精度の低下を抑制可能な電流センサを提供すること。
【解決手段】被測定電流（Ｉ）が通流する電流線（２）の延在方向に対して主表面（１２ａ）が略直交するよう配置された配線基板（１２）と、配線基板（１２）の主表面（１２ａ）に配置され、当該配置位置における磁場の大きさに略比例する出力を与える出力端子（ｂ、ｃ）及び電流線（２）から出力端子（ｂ、ｃ）への電磁波をシールドするシールド端子（ａ、ｄ）を有する磁気検出素子（１１ａ、１１ｂ）と、を備え、シールド端子（ａ、ｄ）は、出力端子（ｂ、ｃ）と電流線（２）との間に設けられ固定電位が与えられることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定電流を非接触で測定できる電流センサに関する。

電気自動車やハイブリッドカーにおけるモータ駆動技術などの分野では比較的大きな電流が取り扱われるため、このような用途向けに大電流を非接触で測定可能な電流センサが求められている。そして、このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を磁気センサによって検出する方式のものが提案されている。例えば、特許文献１には、磁気センサ用の素子として磁気抵抗効果素子を用いた電流センサが開示されている。

特開２００２−１５６３９０号公報

ところで、電流線に接続される回路などの影響で、電流線には電流制御のための電圧変動が生じる。急激な電圧変動が生じると、実際の電流値はほとんど変化しないにも関わらず、電圧変動の際のノイズにより磁気センサの出力端子の電圧は変動してしまう。この場合、あたかも電流値が変動したような測定結果が得られることになり、電流測定精度は大幅に低下する。電流測定精度の低下は、例えば、電気自動車におけるモータ誤動作などの様々な問題につながるため、安全性や快適性などの観点から望ましくない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被測定電流が通流する電流線に急激な電圧変動が生じても電流測定精度の低下を抑制可能な電流センサを提供することを目的とする。

本発明の電流センサは、被測定電流が通流する電流線の延在方向に対して主表面が略直交するよう配置された配線基板と、前記配線基板の主表面に配置され、当該配置位置における磁場の大きさに略比例する出力を与える出力端子及び前記電流線から前記出力端子への電磁波をシールドするシールド端子を有する磁気検出素子と、を備え、前記シールド端子は、前記出力端子と前記電流線との間に設けられ固定電位が与えられることを特徴とする。

この構成によれば、シールド端子によって電流線からの電磁波がシールドされるため、磁気検出素子の出力端子における電磁ノイズを低減できる。このため、電流値に影響しない電圧変動などによって電磁波が発生しても電流測定精度の低下を抑制可能である。

本発明の電流センサにおいて、前記シールド端子はいずれも接地されても良い。

本発明の電流センサにおいて、前記シールド端子の厚みは、前記出力端子の厚み以上であっても良い。この構成によれば、十分に厚いシールド端子を出力端子と電流線との間に配置することで、電磁ノイズをさらに低減できる。

本発明の電流センサにおいて、前記配線基板は、前記出力端子に近接して設けられた導電パターンを備えても良い。この構成によれば、導電パターンがシールドとなって電磁ノイズをさらに低減できため、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。

本発明の電流センサにおいて、前記導電パターンは接地されても良い。

本発明の電流センサにおいて、前記導電パターンは、前記出力端子を囲むように配置されても良い。この構成によれば、導電パターンが出力端子を囲むように配置されているため、電磁ノイズをさらに低減できる。

本発明の電流センサにおいて、前記導電パターンの一部は、前記配線基板の側面に設けられても良い。この構成によれば、導電パターンの一部が配線基板の側面に設けられるため、配線基板のサイズを小さくできる。このため、電流センサを小型化可能である。

本発明の電流センサにおいて、前記シールド端子と、前記導電パターンとは電気的に接続されても良い。

本発明の電流センサにおいて、前記出力端子を２つ有し、第１出力端子と前記電流線との距離は、第２出力端子と前記電流線との距離より小さく、前記第２出力端子と前記導電パターンとの距離は、前記第１出力端子と前記導電パターンとの距離より小さくても良い。この構成によれば、電流線との距離が大きい第２出力端子と導電パターンとの距離を、電流線との距離が小さい第１出力端子と導電パターンとの距離より小さくすることで、第１出力端子と第２出力端子とにおける電磁ノイズを均質化できる。このため、２つの出力の差をとることで電磁ノイズをキャンセルし、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。

本発明の電流センサにおいて、前記配線基板は前記電流線を収容する切り欠き部を有し、前記切り欠き部に収容された前記電流線を挟むように２つの前記磁気検出素子が配置されても良い。この構成によれば、２つの磁気検出素子を備えることにより、２つの磁気検出素子の出力から電流値を算出できるため、電流センサ出力における外来磁場の影響を抑制できる。このため、電流測定精度を高めることができる。

本発明により、被測定電流が通流する電流線に急激な電圧変動が生じても電流測定精度の低下を抑制可能な電流センサを提供することができる。

実施の形態１に係る電流センサの構成例を示す模式図である。実施の形態１に係る電流センサの構成例を示すブロック図である。実施の形態１に係る磁気検出素子の構成例を示す回路図である。実施の形態１に係る電流センサの出力特性を示す図である。比較例に係る電流センサの出力特性を示す図である。実施の形態２に係る電流センサの構成例を示す模式図である。実施の形態３に係る電流センサの構成例を示す模式図である。実施の形態４に係る電流センサの構成例を示す模式図である。

本発明者らは、電流線に接続した回路が発生する急激な電圧変動によって、電流線の電流量は殆ど変動しないにもかかわらず電流センサ出力が大きく変動して測定誤差が生じることを見出した。これは、急激な電圧変動によって電流線からノイズとなる電磁波が放射されるためである。本発明者らはこの知見を元に、電流センサ内の磁気検出素子の出力端子と電流線との間に電流線の電圧変動の影響を緩和し得るシールド部材を配置することで上記測定誤差を低減可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。以下、本発明の電流センサについて添付図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る電流センサ１ａの構成例を示す模式図である。図１Ａは電流センサ１ａ及びその周辺の構成を模式的に示す斜視図であり、図１Ｂは電流センサ１ａを図１Ａの上方（紙面上方向）から見た平面図である。以下、斜視図の紙面左下方向に対応する方向を前、紙面右上方向に対応する方向を後、紙面左方向に対応する方向を左、紙面右方向に対応する方向を右、紙面上方向に対応する方向を上、紙面下方向に対応する方向を下、と呼ぶ。

図１に示される電流センサ１ａは、被測定電流Ｉが通流する電流線２の周囲に配置された略直方体状の第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、主表面に第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂが配置される薄板状の配線基板１２とを含んで構成される。なお、図１中、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂに付される矢印は、それぞれの感度軸の向きを示し、電流線２に付される矢印は、電流線２を通流する被測定電流Ｉの向きを示し、電流線２の周囲に配置される矢印は、被測定電流Ｉによる誘導磁界Ｈの向きを示す。

第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂは、上下方向に延在する電流線２からの距離が略等しくなるよう配線基板１２の第１主表面１２ａに配置されている。また、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂは、感度軸が互いに同じ方向を向くように配置されている。ただし、感度軸の向きはこれに限られず、例えば、それぞれの感度軸が互いに逆向きとなっても良い。

第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂは、それぞれ８個の端子ａ〜ｈを備えており、端子ａ〜ｈを介して配線基板１２と接続されている。端子ｂ、ｃは磁気検出素子の出力端子であり、その出力差が、磁気検出素子の配置位置における磁場の大きさに略比例するよう構成されている。端子ａ、ｄは電流線２からの電磁波をシールドするシールド端子であり、端子ｂ、ｃと電流線２との間に配置され、電流線２の電圧変動に起因する端子ｂ、ｃの電磁ノイズを低減するよう固定電位（例えば、グランド（ＧＮＤ））と接続される。端子ｅ、ｈは所定電位（例えば、＋Ｖ、−Ｖ）と接続される電源端子である。端子ｆ、ｇは各磁気検出素子内のフィードバックコイル（図１において不図示）の電流端子である。なお、磁気検出素子が備える端子は、磁気検出素子の機能、構成等に応じて変更可能である。このため、端子の機能や配置は上述したものに限られず、端子数も８個であることに限られない。

配線基板１２は、配線パターンが形成された略Ｕ字型の基板である。配線基板１２の略Ｕ字型（又は略コの字型）の形状を構成する切り欠き部１２ｂ内には、配線基板１２の第１主表面１２ａに対して電流線２の延在方向が略直交するよう電流線２が配置されている。すなわち、配線基板１２は、被測定電流Ｉの通流方向（電流線２の延在方向）に略垂直な面内に配置されている。また、切り欠き部１２ｂは、切り欠き部１２ｂを挟んで第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂが配置されるように、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの配置領域に近接して設けられている。このため、電流線２は、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂに挟まれるように配置される。また、配線基板１２には、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂ以外に、演算部（図１において不図示）などの回路要素が配置されている。

電流線２は、上下方向に延在し、延在方向に垂直な断面が略長方形状の導電性部材である。ただし、電流線２の構成はこれに限られない。電流線２は、被測定電流Ｉを導くことが可能であればどのような構成態様でも良い。例えば、電流線２には、断面が略円形の導電部材や、薄膜状の導電部材（導電パターン）など、図示される電流線２とは構成の異なるものが含まれる。また、その材質も特に限定されない。なお、電流線２は電流センサ１ａの構成外であるが、電流センサ１ａは電流線２を含んで構成されても良い。

このように、電流センサ１ａは、電流線２の延在方向に対して第１主表面１２ａが略直交するよう配置された配線基板１２と、配線基板１２の第１主表面１２ａに配置され、当該配置位置における磁場の大きさに略比例する出力を与える端子ｂ、ｃ、及び電流線２から端子ｂ、ｃへの電磁波をシールドする端子ａ、ｄを有する第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、を備え、端子ａ、ｄは、端子ｂ、ｃと電流線２との間に設けられ固定電位が与えられている。言い換えれば、電流センサ１ａは、配線基板１２と、配線基板１２の第１主表面１２ａに配置され、当該配置位置における磁場の大きさに略比例する出力差を与える端子ｂ及び端子ｃを有する第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、を備え、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂは、端子ｂ及び端子ｃの電流線２側及び電流線２と反対側の位置に端子ｂ及び端子ｃを挟むように配置されて固定電位が与えられる端子ａ、ｄを有する。

このような構成の電流センサ１ａにおいて、電流線２の電圧変動に起因して電流線２から放出される電磁波は、その大部分が端子ａ、ｄによってシールドされて端子ｂ、ｃに殆ど影響を与えない。このため、電流線２の電圧変動などによって電磁波が発生しても電流測定精度の低下を抑制可能である。

図２は、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂを含む電流センサ１ａの構成例を示すブロック図である。図３は、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの構成例を示す回路図である。

図２に示されるように、電流センサ１ａは、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂに加え、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの制御を行う制御回路素子１３ａ、１３ｂと、制御回路素子１３ａ、１３ｂからの出力の差分をとってセンサ出力とする演算部１４とを有する。

図２及び図３に示されるように、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂは磁気平衡式の磁気検出素子であり、被測定電流Ｉによって発生する誘導磁界Ｈを打ち消す方向の磁界を発生可能に配置されたフィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂと、４つの磁気抵抗効果素子Ｍ１〜Ｍ４で構成されるブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂと、を含んで構成されている。なお、ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂを構成する磁気抵抗効果素子の数は４つに限られない。任意の数の磁気抵抗効果素子と固定抵抗素子とを組み合わせてブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂを構成しても良い。

また、制御回路素子１３ａ、１３ｂは、ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの差動出力を増幅し、フィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂのフィードバック電流を制御する差動・電流アンプ１３１ａ、１３１ｂと、フィードバック電流を電圧に変換するＩ／Ｖアンプ１３２ａ、１３２ｂとを含んで構成されている。

フィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂは、ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの磁気抵抗効果素子Ｍ１〜Ｍ４の近傍に配置されており、被測定電流Ｉにより発生する誘導磁界Ｈを相殺するキャンセル磁界を発生する。ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの磁気抵抗効果素子Ｍ１〜Ｍ４としては、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子やＴＭＲ（ＴｕｎｎｅｌＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子などが用いられる。磁気抵抗効果素子は、被測定電流からの誘導磁界により抵抗値が変化するという特性を有する。このような特性を有する磁気抵抗効果素子を用いてブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂを構成することで、高感度の電流センサ１ａを実現できる。

ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの電源端子である端子ｅは＋Ｖと接続され、電源端子である端子ｈは−Ｖと接続される。ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂがそれぞれ有する２つの端子ｂ、ｃの出力は、差動・電流アンプ１３１ａ、１３１ｂで差動増幅され、フィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂには端子ｆ、ｇを通じてフィードバック電流が流れる。フィードバック電流がフィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂを流れると、当該フィードバック電流によって、誘導磁界Ｈを相殺するキャンセル磁界が発生する。そして、誘導磁界Ｈとキャンセル磁界とが相殺される平衡状態となったときにフィードバックコイル１１１ａ、１１１ｂを流れる電流が、Ｉ／Ｖアンプ１３２ａ、１３２ｂで電圧に変換され、センサ出力となる。

第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂにおいて、ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの出力端子である端子ｂ、ｃの近傍（端子ｂ、ｃの電流線２側及び電流線２と反対側）には、接地電位ＧＮＤと接続される端子ａ、ｄが配置されている（図１、図３）。端子ｂ、ｃの脇にこれらを挟み込むようにシールド端子として機能する端子ａ、ｄを配置することで、電流線２からの電磁波をシールドし、端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズを低減できる。このため、電流線２の電圧変動などによって電磁波が発生しても電流測定精度の低下を抑制できる。なお、端子ａ、ｄが接続される電位は、固定電位であれば接地電位ＧＮＤに限られない。

演算部１４は、制御回路素子１３ａ、１３ｂからの出力電圧（すなわち、Ｉ／Ｖアンプ１３２ａ、１３２ｂの出力電圧）の差をとって出力する。演算部１４は、例えば、差動アンプで構成される。この演算処理によって、地磁気などの外部磁場の影響はキャンセルされ、高精度に電流を測定できる。

なお、電流センサ１ａは上述した構成に限定されない。例えば、電流センサ１ａの第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂとしてフィードバックコイル等を用いない磁気比例式のセンサを用いても良い。

図４は、本実施の形態に係る電流センサ１ａの出力特性を示す図である。図４において、横軸は時間を、縦軸は電圧を示している。図４に示されるように、電流線２にノイズ電圧を与えても、電流センサ１ａの出力には電圧変動の影響がほとんど見られない。これは、端子ａ、ｄがシールドとして機能して、端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズが低減されているためである。

図５は、比較例に係る電流センサの出力特性を示す図である。図５に特性が示される比較例の電流センサは、ブリッジ回路１１２ａ、１１２ｂの出力端子である端子ｂ、ｃに近接して配置され、接地電位ＧＮＤと接続されるシールド端子を有していない。図５に示されるように、比較例に係る電流センサでは電圧変動による電磁波の影響を受けて出力電圧が大きく変動している。これは、電流センサの電流測定の精度が大きく低下することを示している。

ここで、図４及び図５に示される特性の電流センサを、電気自動車やハイブリッドカーのモータ駆動電流の制御に用いる場合について考察する。ここでは、電流線２に接続される車載用のインバータから、３００Ｖ程度のパルス電圧（ノイズ電圧）が印加されるものとする。この場合、パルス電圧印加後１０μｓ後の出力誤差は、図５に示される比較例の電流センサで約６Ａである。

モータのトルクＴは、モータのトルク定数をＫｔ、モータを流れる電流をＩａとして次のように表される。
Ｔ＝Ｋｔ×Ｉａ

通常の加速においてモータを流れる電流値は１５０Ａ程度であるから、６Ａの測定誤差は、通常の加速においてモータを流れる電流の４％に相当する誤差である。電気自動車などでは、測定された電流Ｉａをフィードバックすることでトルク制御を行っている。このため、図５に示される比較例の電流センサを用いる場合、通常の加速の際のトルクの４％に相当するトルク制御誤差が生じることになる。このように、図５に示される測定誤差の大きい電流センサを用いてモータ駆動電流の制御を行えば、急加速などが生じて安全性や快適性が低下する恐れがある。

一方、同条件において、本実施の形態に係る電流センサ１ａの出力誤差は０．１Ａ以下である。つまり、測定誤差は、通常の加速の際のトルクの０．０７％以下に抑えられる。このため、本実施の形態に係る電流センサ１ａを用いる場合、急加速などの問題は生じない。このように、本実施の形態の電流センサ１ａを用いることで、電気自動車などのトルク制御を適切に行うことができるため、安全性および快適性を十分に高めることができる。

なお、シールド端子である端子ａ、ｄの厚みは、出力端子である端子ｂ、ｃの厚み以上であることが望ましい。端子ｂ、ｃを、十分に厚い端子ａ、ｄで挟み込むことにより、電磁ノイズをさらに低減できるためである。

以上のように、本実施の形態の電流センサ１ａは、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの２つの端子ｂ、ｃと電流線２との間に配置されて接地電位（ＧＮＤ）が与えられる端子ａ、ｄにより電流線２からの電磁波がシールドされるため、２つの端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズを低減できる。このため、電流線２の電圧変動などによって電磁波が発生しても電流測定精度の低下を抑制可能である。

本実施の形態は、他の実施の形態に示される構成と適宜組み合わせて実施可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、上述した実施の形態とは異なる構成の電流センサについて説明する。以下において、特に相違点についてのみ説明し、繰り返しの説明は省略する。また、上述した実施の形態と同一の構成については同一の符号を用いる。

図６は、本実施の形態に係る電流センサ１ｂの構成例を示す平面模式図である。図６に示されるように、電流センサ１ｂは、被測定電流Ｉが通流する電流線２の周囲に配置された略直方体状の第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、主表面に第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂが配置される薄板状の配線基板１２とを含んで構成される。

第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの構成は、電流センサ１ａの場合と同様である。

配線基板１２の構成も電流センサ１ａの場合と概ね同じである。ただし、本実施の形態に係る電流センサ１ｂは、配線基板１２の第１主表面１２ａに、端子ｂ、ｃに近接する導電パターン１２ｃが設けられている。具体的には、導電パターン１２ｃは、第１磁気検出素子１１ａの端子ｃの外側領域（電流線２と反対の領域）と、端子ｂの内側領域（電流線２側の領域）、及び第２磁気検出素子１１ｂの端子ｂの外側領域（電流線２と反対の領域）と、端子ｃの内側領域（電流線２側の領域）に配置されている。また、導電パターン１２ｃは端子ａ、ｄに接続されると共に、接地されている。このため、導電パターン１２ｃがシールドとなって電磁ノイズをさらに低減できる。なお、導電パターン１２ｃは、固定電位に接続されていれば接地されていなくとも良い。さらに、導電パターン１２ｃと端子ａ、ｄとは接続されていなくても良い。

配線基板１２には、制御回路素子１３ａ、１３ｂが配置されている。第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの端子ｂ、ｃは、配線パターン１２ｄを介して制御回路素子１３ａ、１３ｂの端子と接続されている。

以上のように、本実施の形態の電流センサ１ｂは、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの端子ａ、ｄと、端子ｂ、ｃに近接する導電パターン１２ｃとを有することにより、２つの端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズをさらに低減できる。このため、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。

（実施の形態３）
本実施の形態では、上述した実施の形態とは異なる構成の電流センサについて説明する。以下において、特に相違点についてのみ説明し、繰り返しの説明は省略する。また、上述した実施の形態と同一の構成については同一の符号を用いる。

図７は、本実施の形態に係る電流センサ１ｃの構成例を示す平面模式図である。図７に示されるように、電流センサ１ｃは、被測定電流Ｉが通流する電流線２の周囲に配置された略直方体状の第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、主表面に第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂが配置される薄板状の配線基板１２とを含んで構成される。

第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの構成は、電流センサ１ａの場合と同様である。配線基板１２の構成は電流センサ１ｂの場合と概ね同じである。

配線基板１２の構成は電流センサ１ｂの場合と概ね同じである。ただし、電流センサ１ｃの導電パターン１２ｅは、第１磁気検出素子１１ａの端子ｂより端子ｃに近接して配置されている。すなわち、導電パターン１２ｅと第１磁気検出素子１１ａの外側面（電流線２と反対の側面）との距離は、導電パターン１２ｅと第１磁気検出素子１１ａの内側面（電流線２寄りの側面）との距離より小さくなっている。導電パターン１２ｅは、第１磁気検出素子１１ｂの端子ｃより端子ｂに近接して配置されている。すなわち、導電パターン１２ｅと第２磁気検出素子１１ｂの外側面（電流線２と反対の側面）との距離は、導電パターン１２ｅと第２磁気検出素子１１ｂの内側面（電流線２寄りの側面）との距離より小さくなっている。

このように、電流線２との距離が大きい出力端子と導電パターン１２ｅとの距離を、電流線２との距離が小さい出力端子と導電パターン１２ｅとの距離より小さくすることで、出力端子である端子ｂ、ｃにおける電流線２からの電磁ノイズを均質化できる。このため、２つの出力の差をとることで電磁ノイズをキャンセルし、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。

また、導電パターン１２ｅは、出力端子である端子ｂ、ｃを囲むように配置されている。導電パターン１２ｅが端子ｂ、ｃを囲むことで、電流線２からの電磁ノイズをさらに低減できる。

以上のように、本実施の形態の電流センサ１ｃは、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの端子ａ、ｄと、端子ａ、ｄに近接する導電パターン１２ｅとを有することにより、２つの端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズをさらに低減できる。また、端子ｂ、ｃと導電パターン１２ｅとの距離や、導電パターン１２ｅの形状を制御することにより、電磁ノイズを低減し、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上述した実施の形態とは異なる構成の電流センサについて説明する。以下において、特に相違点についてのみ説明し、繰り返しの説明は省略する。また、上述した実施の形態と同一の構成については同一の符号を用いる。

図８は、本実施の形態に係る電流センサ１ｄの構成例を示す模式図である。図８Ａは電流センサ１ｄの平面図であり、図８Ｂは電流センサ１ｄのＡＡ´断面図であり、図８Ｃは電流センサ１ｄのＢＢ´断面図である。図８Ａに示されるように、電流センサ１ｄは、被測定電流Ｉが通流する電流線２の周囲に配置された略直方体状の第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂと、主表面に第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂが配置される薄板状の配線基板１２とを含んで構成される。

配線基板１２の構成は電流センサ１ｃの場合と概ね同じである。ただし、図８Ｂ、Ｃに示されるように、導電パターン１２ｆの一部は、配線基板１２の側面に設けられている。例えば、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの電流線２側の領域において、導電パターン１２ｆは第１主表面１２ａ及び側面に設けられている。また、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの電流線２とは反対側の領域において、導電パターン１２ｆは側面のみに設けられている。これにより、第１主表面１２ａにおける導電パターン１２の占める面積を低減できるため、導電パターン１２ｆを第１主表面１２ａのみに設ける場合と比較して、配線基板１２のサイズを小さくできる。つまり、電流センサを小型化可能である。

以上のように、本実施の形態の電流センサ１ｄは、第１磁気検出素子１１ａ及び第２磁気検出素子１１ｂの端子ａ、ｄと、端子ａ、ｄに近接する導電パターン１２ｆとを有することにより、２つの端子ｂ、ｃにおける電磁ノイズをさらに低減できる。また、端子ｂ、ｃと導電パターン１２ｆとの距離や、導電パターン１２ｆの形状を制御することにより、電磁ノイズを低減し、電流測定精度の低下をさらに抑制可能である。また、導電パターン１２ｆの一部を配線基板１２の側面に設けることで、電流センサの小型化が可能である。

このように、本発明の電流センサは、磁気検出素子の出力端子と電流線との間に配置されて固定電位が与えられるシールド端子により電流線からの電磁波がシールドされるため、出力端子における電磁ノイズを低減できる。このため、電流線の電圧変動などによって電磁波が発生しても電流測定精度の低下を抑制可能である。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では２つの磁気センサを用いているが、３つ以上の磁気センサを用いることも可能である。

また、上記実施の形態における各素子の接続関係、大きさなどは、発明の趣旨を変更しない限りにおいて変更可能である。また、上記実施の形態に示す構成、方法などは、適宜組み合わせて実施可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施できる。

本発明の電流センサは、例えば、電気自動車やハイブリッドカーなどのモータ駆動用電流の大きさを検知するために用いることが可能である。

１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ電流センサ
１１ａ第１磁気検出素子
１１ｂ第２磁気検出素子
１２配線基板
１３ａ、１３ｂ制御回路素子
１４演算部
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ端子
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４磁気抵抗効果素子

Claims

被測定電流が通流する電流線の延在方向に対して主表面が略直交するよう配置された配線基板と、前記配線基板の主表面に配置され、当該配置位置における磁場の大きさに略比例する出力を与える出力端子及び前記電流線から前記出力端子への電磁波をシールドするシールド端子を有する磁気検出素子と、を備え、
前記シールド端子は、前記出力端子と前記電流線との間に設けられ固定電位が与えられることを特徴とする電流センサ。
前記シールド端子はいずれも接地されたことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
前記シールド端子の厚みは、前記出力端子の厚み以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流センサ。
前記配線基板は、前記出力端子に近接して設けられた導電パターンを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電流センサ。
前記導電パターンは接地されたことを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
前記導電パターンは、前記出力端子を囲むように配置されたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の電流センサ。
前記導電パターンの一部は、前記配線基板の側面に設けられたことを特徴とする請求項６に記載の電流センサ。
前記シールド端子と、前記導電パターンとは電気的に接続されたことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれかに記載の電流センサ。
前記出力端子を２つ有し、第１出力端子と前記電流線との距離は、第２出力端子と前記電流線との距離より小さく、前記第２出力端子と前記導電パターンとの距離は、前記第１出力端子と前記導電パターンとの距離より小さいことを特徴とする請求項４から請求項８のいずれかに記載の電流センサ。
前記配線基板は前記電流線を収容する切り欠き部を有し、
前記切り欠き部に収容された前記電流線を挟むように２つの前記磁気検出素子が配置されたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電流センサ。