JP2018021846A - Magnetic sensor - Google Patents

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隆二 野平
Ryuji Nohira
隆二 野平
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Asahi Kasei Electronics Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a closed magnetic sensor which cancels a disturbance magnetic field component.SOLUTION: The magnetic sensor includes: a first Hall element; a second Hall element; a primary conductor in which a measurement target current flows, the primary conductor providing a measurement target magnetic field generated by the measurement target current to the first and second Hall elements so that the polarities will be opposite to each other; a secondary conductor in which a common feedback current flows, the secondary conductor providing a reference magnetic field generated by the common feedback current to the first and second Hall elements so that the polarities will be opposite to each other; and a controller for controlling the feedback current so that the measurement target magnetic field will be canceled out by the reference magnetic field.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic sensor.

従来、ホール素子を有する磁気センサにおいて、ホール素子の出力に応じたフィードバック電流を2次コイルに流すクローズド型の磁気センサが知られている(例えば、特許文献1参照)。2つのホール素子を内蔵することにより、外乱磁場の影響を低減した磁気センサが知られている(例えば、特許文献2参照)。また、コイルを有さない一次導体内蔵型の磁気センサが知られている(例えば、特許文献3参照)。
特許文献1 特開平02−236174号公報
特許文献2 国際公開第2015/198609号
特許文献3 特開平05−010979号公報
Conventionally, in a magnetic sensor having a Hall element, a closed type magnetic sensor in which a feedback current corresponding to the output of the Hall element is supplied to a secondary coil is known (for example, see Patent Document 1). A magnetic sensor in which the influence of a disturbance magnetic field is reduced by incorporating two Hall elements is known (see, for example, Patent Document 2). Further, a magnetic sensor with a built-in primary conductor that does not have a coil is known (for example, see Patent Document 3).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 02-236174 Patent Document 2 International Publication No. 2015/198609 Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-010979

しかしながら、従来、一次導体内蔵型のクローズド型の磁気センサにおいて外乱磁場の影響をキャンセルすることができなかった。   However, conventionally, the influence of a disturbance magnetic field cannot be canceled in a closed-type magnetic sensor with a built-in primary conductor.

本発明の第1の態様においては、第1のホール素子と、第2のホール素子と、被測定電流が流れ、被測定電流により生じた被測定磁場を、第1のホール素子および第2のホール素子に異極性で与える一次導体と、共通のフィードバック電流が流れ、共通のフィードバック電流により生じた基準磁場を、第1のホール素子および第2のホール素子に異極性で与える二次導体と、被測定磁場を基準磁場で打ち消すようにフィードバック電流を制御する制御部とを備える磁気センサを提供する。   In the first aspect of the present invention, a measured current flows through the first Hall element, the second Hall element, and the measured magnetic field generated by the measured current. The first Hall element and the second Hall element A primary conductor provided with a different polarity to the Hall element, a secondary conductor through which a common feedback current flows and a reference magnetic field generated by the common feedback current is provided with a different polarity to the first Hall element and the second Hall element; Provided is a magnetic sensor including a control unit that controls a feedback current so as to cancel a measured magnetic field with a reference magnetic field.

本発明の第2の態様においては、第1のホール素子と、被測定磁場が第1のホール素子と異極性で入力される第2のホール素子と、第1のホール素子および第2のホール素子の出力信号の差分がゼロとなるように、第1のホール素子および第2のホール素子に共通に入力するフィードバック電流を制御する制御部とを備える磁気センサを提供する。   In the second aspect of the present invention, the first Hall element, the second Hall element in which the magnetic field to be measured is input with a different polarity from the first Hall element, the first Hall element, and the second Hall Provided is a magnetic sensor including a control unit that controls a feedback current that is commonly input to a first Hall element and a second Hall element so that a difference between output signals of the elements becomes zero.

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

磁気センサ100の構成の概要を示す。An outline of the configuration of the magnetic sensor 100 is shown. 磁気センサ100の具体的な構成の一例を示す。An example of a specific configuration of the magnetic sensor 100 is shown. 磁気素子10の具体的な構成の一例を示す。An example of a specific configuration of the magnetic element 10 is shown. 磁気素子10の具体的な構成の一例を示す。An example of a specific configuration of the magnetic element 10 is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、磁気センサ100の構成の概要を示す。本例の磁気センサ100は、磁気素子10、信号処理部20および制御部30を備える。磁気素子10は、ホール素子11およびホール素子12を備える。ホール素子11とホール素子12との間には、一次導体13が設けられている。本例の磁気センサ100は、被測定電流Iを検出する電流センサとして機能する。 FIG. 1 shows an outline of the configuration of the magnetic sensor 100. The magnetic sensor 100 of this example includes a magnetic element 10, a signal processing unit 20, and a control unit 30. The magnetic element 10 includes a hall element 11 and a hall element 12. A primary conductor 13 is provided between the hall element 11 and the hall element 12. The magnetic sensor 100 of this example functions as a current sensor that detects the current to be measured Io .

磁気素子10は、磁場の変化を検出することにより被測定電流Iを検出する。より具体的には、磁気素子10は、被測定電流Iが磁気素子10の近傍を流れることにより生じた被測定磁場Binの変化により被測定電流Iを検出する。本例の磁気素子10は、ホール素子を備える。磁気素子10は、被測定電流Iに応じた被測定磁場Binの変化に基づいて出力信号Sを生成する。例えば、磁気素子10がホール素子を有する場合、出力信号Sはホール素子のホール起電力信号に対応する。磁気素子10がホール素子を有する場合の駆動方法は、定電流駆動であっても、定電圧駆動であってもよい。 The magnetic element 10 detects the measured current I o by detecting a change in magnetic field. More specifically, the magnetic element 10 detects the measured current I o by a change in the measured magnetic field B in caused by the measured current I o flows in the vicinity of the magnetic element 10. The magnetic element 10 of this example includes a Hall element. The magnetic element 10 generates an output signal S o based on a change in the measured magnetic field B in according to the measured current I o . For example, when the magnetic element 10 has a Hall element, the output signal So corresponds to the Hall electromotive force signal of the Hall element. The driving method when the magnetic element 10 includes a Hall element may be constant current driving or constant voltage driving.

ホール素子11およびホール素子12は、被測定磁場Binに応じたホール起電力信号をそれぞれ出力する。本例のホール素子11およびホール素子12は、ホール起電力信号として、出力信号Sh1,Sh2をそれぞれ出力する。一例において、ホール素子11およびホール素子12は、互いに並列に接続され、差動信号として出力信号Sh1,Sh2をそれぞれ出力する。即ち、磁気素子10の出力信号Sには、出力信号Sh1,Sh2が含まれている。 Hall element 11 and the Hall element 12 outputs a Hall electromotive force signal corresponding to the measured magnetic field B in. The Hall element 11 and the Hall element 12 in this example output output signals S h1 and S h2 as Hall electromotive force signals, respectively. In one example, the Hall element 11 and the Hall element 12 are connected in parallel to each other and output output signals S h1 and S h2 as differential signals, respectively. That is, the output signal S o of the magnetic element 10 includes the output signals S h1 and S h2 .

一次導体13は、被測定電流Iが流れ、被測定電流Iにより生じた被測定磁場Binを磁気素子10に与える。本例の一次導体13は、ホール素子11およびホール素子12に、被測定電流Iに応じた被測定磁場Binを異極性で与えるように設けられている。本明細書において、磁場を異極性で与えるとは、ホール素子11に与える磁場の向きと逆向きの磁場をホール素子12に与えることを指す。なお、ホール素子11およびホール素子12に与える磁場の大きさは同一であっても、異なっていてもよい。ホール素子11,12および一次導体13の具体的な構造は、図3および図4を用いて説明する。 Primary conductor 13, the current to be measured I o flows gives the measured magnetic field B in caused by the measurement current I o to the magnetic element 10. The primary conductor 13 in this example is provided so as to give to the Hall element 11 and the Hall element 12 a measured magnetic field B in corresponding to the measured current Io with different polarities. In this specification, giving a magnetic field with a different polarity means giving the Hall element 12 a magnetic field opposite to the direction of the magnetic field applied to the Hall element 11. The magnitude of the magnetic field applied to the Hall element 11 and the Hall element 12 may be the same or different. Specific structures of the Hall elements 11 and 12 and the primary conductor 13 will be described with reference to FIGS.

信号処理部20は、磁気素子10の出力信号Sに基づいて、外乱磁場の影響をキャンセルした処理信号Sを生成する。一例において、信号処理部20は、出力信号Sh1,Sh2の差分を処理信号Sとして出力する。ここで、出力信号Sh1と出力信号Sh2には被測定磁場Binに応じた成分が異極性で入力され、外乱磁場に応じた成分が同極性で入力される。そのため、出力信号Sh1,Sh2の差分を取ることにより、外乱磁場に応じた成分をキャンセルできる。なお、本明細書において、外乱磁場とは、ホール素子11と、ホール素子12とに入力される同極性のオフセット磁場を指す。 The signal processing unit 20 based on the output signal S o of the magnetic element 10, to generate a processed signal S p canceling the influence of the disturbance magnetic field. In one example, the signal processing unit 20 outputs the difference between the output signal S h1, S h2 as a processing signal S p. Here, the output signal S h1 and the output signal S h2 component corresponding to the measured magnetic field B in is input in opposite polarity, components corresponding to the disturbance magnetic field is input with the same polarity. Therefore, the component corresponding to the disturbance magnetic field can be canceled by taking the difference between the output signals S h1 and S h2 . In this specification, the disturbance magnetic field refers to an offset magnetic field having the same polarity that is input to the Hall element 11 and the Hall element 12.

制御部30は、信号処理部20からの処理信号Sに応じて、ホール素子11およびホール素子12に与える基準磁場Brefを制御するフィードバック信号Sfbを生成する。一例において、制御部30は、基準磁場Brefで被測定磁場Binを打ち消すようにフィードバック信号Sfbを制御する。制御部30は、いわゆるクローズド型のフィードバック部の一例である。本明細書において、制御されたフィードバック信号Sfbの変化に応じて被測定磁場Binを検出するタイプの磁気センサ100をクローズド型と称する。 Control unit 30, in response to the processed signal S p from the signal processing unit 20, generates a feedback signal S fb for controlling the reference magnetic field B ref to be applied to the Hall element 11 and the Hall element 12. In one example, the control unit 30 controls the feedback signal S fb so as to cancel the measured magnetic field B in with the reference magnetic field B ref . The control unit 30 is an example of a so-called closed type feedback unit. In this specification, the magnetic sensor 100 of a type that detects the measured magnetic field B in according to the controlled change of the feedback signal S fb is referred to as a closed type.

例えば、制御部30は、出力信号Sh1,Sh2の差分がゼロとなるように、フィードバック信号Sfbを制御する。また、制御部30は、外乱磁場の影響がキャンセルされた信号処理部20からの処理信号Sに応じた共通のフィードバック信号Sfbでホール素子11およびホール素子12を制御するので、ホール素子11およびホール素子12の外乱磁場の影響を低減できる。制御部30は、フィードバック信号Sfbの変化に基づいて、被測定磁場Binを検出する。 For example, the control unit 30 controls the feedback signal S fb so that the difference between the output signals S h1 and S h2 becomes zero. The control unit 30, and controls the Hall element 11 and the Hall element 12 by a common feedback signal S fb to the influence of the disturbance magnetic field corresponding to the processed signal S p from the signal processing unit 20 is canceled, the Hall element 11 And the influence of the disturbance magnetic field of the Hall element 12 can be reduced. The control unit 30 detects the measured magnetic field B in based on the change in the feedback signal S fb .

図2は、磁気センサ100の具体的な構成の一例を示す。本例の制御部30は、増幅部31を備える。   FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the magnetic sensor 100. The control unit 30 of this example includes an amplification unit 31.

増幅部31は、信号処理部20から入力された処理信号Sに応じたフィードバック電流Ifbを生成する。一例において、増幅部31は、予め定められた基準電位AGNDと処理信号Sとの差分を増幅して、フィードバック電流Ifbを生成する。フィードバック電流Ifbは、フィードバック信号Sfbの一例である。増幅部31は、生成したフィードバック電流Ifbを磁気素子10に入力する。 Amplifier 31 generates a feedback current I fb corresponding to the processing signal S p which is input from the signal processing unit 20. In one example, the amplification unit 31 amplifies the difference between the reference potential AGND and the processed signal S p that is determined in advance, and generates a feedback current I fb. The feedback current I fb is an example of the feedback signal S fb . The amplifying unit 31 inputs the generated feedback current Iff to the magnetic element 10.

二次導体14は、フィードバック電流Ifbが流れる。二次導体14は、フィードバック電流Ifbが流れることにより生じた基準磁場Brefを磁気素子10に与える。本例の二次導体14は、ホール素子11およびホール素子12に、基準磁場Brefを異極性で与えるように設けられている。本例の二次導体14は、共通のフィードバック電流Ifbが流れ、共通のフィードバック電流Ifbにより生じた基準磁場Brefを、ホール素子11およびホール素子12に異極性で与える。 A feedback current Iff flows through the secondary conductor 14. The secondary conductor 14 provides the magnetic element 10 with a reference magnetic field B ref generated by the feedback current Iff flowing. The secondary conductor 14 of this example is provided so that the reference magnetic field B ref is given to the Hall element 11 and the Hall element 12 with different polarities. In the secondary conductor 14 of this example, a common feedback current I fb flows, and the reference magnetic field B ref generated by the common feedback current Iff is given to the Hall element 11 and the Hall element 12 with different polarities.

ここで、共通のフィードバック電流Ifbとは、ホール素子11およびホール素子12に与える基準磁場Brefの絶対値の大きさが等しくなるように、大きさの等しいフィードバック電流Ifbを指す。一例において、ホール素子11およびホール素子12に共通の二次導体14を用いる場合、制御部30は、二次導体14のホール素子11に対応する領域にフィードバック電流Ifbを流した後に、同一のフィードバック電流Ifbを二次導体14のホール素子12に対応する領域に流す。本例の二次導体14は、ホール素子11およびホール素子12に共通に設けられているが、ホール素子11およびホール素子12にそれぞれ別の二次導体14を設けてよい。この場合、制御部30は、カレントミラー回路を用いることによって、ホール素子11およびホール素子12に対応する二次導体14にそれぞれ同一の大きさを有する別系統のフィードバック電流Ifbを与える。 Here, the common feedback current I fb, as the magnitude of the absolute value of the reference magnetic field B ref applied to the Hall element 11 and the Hall element 12 are equal, it refers to equal the feedback current I fb size. In one example, when the secondary conductor 14 common to the Hall element 11 and the Hall element 12 is used, the control unit 30 applies the same current after flowing the feedback current Ifb through the region corresponding to the Hall element 11 of the secondary conductor 14. The feedback current Iff is caused to flow in a region corresponding to the Hall element 12 of the secondary conductor 14. Although the secondary conductor 14 of this example is provided in common to the Hall element 11 and the Hall element 12, another secondary conductor 14 may be provided to the Hall element 11 and the Hall element 12, respectively. In this case, the control unit 30 uses the current mirror circuit to give the secondary conductor 14 corresponding to the Hall element 11 and the Hall element 12 to another system feedback current Iff having the same magnitude.

本例の磁気センサ100は、フィードバック電流Ifbを出力用抵抗Routを用いて出力用電圧Vに変換する。本例の出力用電圧Vは、V=Ifb×Routで示される。ここで、フィードバック電流Ifbは、被測定磁場Binを打ち消すように制御される。即ち、被測定磁場Binが大きくなるに従い、フィードバック電流Ifbが大きくなり、被測定磁場Binが小さくなるに従い、フィードバック電流Ifbが小さくなる。このように、磁気センサ100は、フィードバック電流Ifbに応じた出力用電圧Vを検出することにより、被測定磁場Binを測定できる。 The magnetic sensor 100 of the present embodiment, into an output voltage V by using the output resistor R out a feedback current I fb. The output voltage V in this example is represented by V = I fb × R out . Here, the feedback current I fb is controlled so as to cancel the measured magnetic field B in. That is, in accordance with the measured magnetic field B in increases, the feedback current I fb is increased in accordance with the measured magnetic field B in decreases, the feedback current I fb is small. As described above, the magnetic sensor 100 can measure the magnetic field B in to be measured by detecting the output voltage V corresponding to the feedback current Iff .

また、本例の磁気センサ100は、クローズド型の磁気センサにおいて、共通のフィードバック電流Ifbを用いて、ホール素子11およびホール素子12に基準磁場Brefを与える。即ち、磁気センサ100は、ホール素子11およびホール素子12のフィードバック電流Ifbを検出するために検出抵抗Routおよび電圧測定部32等からなる検出部を複数設ける必要がない。これにより、磁気センサ100は、ホール素子11およびホール素子12のそれぞれに対してクローズド型のフィードバックを行う場合と比べて、簡易な構成で外乱磁場をキャンセルできる。 Further, the magnetic sensor 100 of the present example is a closed type magnetic sensor, and applies a reference magnetic field B ref to the Hall element 11 and the Hall element 12 using a common feedback current Iffb . That is, the magnetic sensor 100 does not need to provide a plurality of detection units including the detection resistor Rout, the voltage measurement unit 32, and the like in order to detect the feedback current Iffb of the Hall element 11 and the Hall element 12. As a result, the magnetic sensor 100 can cancel the disturbance magnetic field with a simple configuration as compared with the case where the closed feedback is performed for each of the Hall element 11 and the Hall element 12.

なお、2つのホール素子のそれぞれにクローズド型のフィードバックを行う制御部を設けた場合、2つのホール素子に流れるフィードバック電流が共通でなくなる。この場合、2つのホール素子に与えられる基準磁場が共通でなくなるので、信号処理部において2つのホール素子の出力信号の差分を取っても外乱磁場がキャンセルされない。そのため、単純に2つのホール素子を有する磁気センサにクローズド型の制御部を組み合わせても、本明細書に係る磁気センサ100のように、少ない構成で外乱磁場をキャンセルすることができない。   In addition, when the control part which performs closed type feedback is provided in each of the two Hall elements, the feedback currents flowing through the two Hall elements are not common. In this case, since the reference magnetic field applied to the two Hall elements is not common, the disturbance magnetic field is not canceled even if the difference between the output signals of the two Hall elements is obtained in the signal processing unit. Therefore, even if a closed-type control unit is simply combined with a magnetic sensor having two Hall elements, the disturbance magnetic field cannot be canceled with a small configuration as in the magnetic sensor 100 according to the present specification.

一方、本例の磁気センサ100は、クローズド型の磁気センサにおいて、共通のフィードバック電流Ifbを用いて、ホール素子11およびホール素子12に基準磁場Brefを与える。これにより、磁気センサ100は、少ない構成で外乱磁場をキャンセルできる。 On the other hand, the magnetic sensor 100 of this example provides a reference magnetic field B ref to the Hall element 11 and the Hall element 12 using a common feedback current Iff in a closed type magnetic sensor. Thereby, the magnetic sensor 100 can cancel the disturbance magnetic field with a small configuration.

図3は、磁気素子10の具体的な構成の一例を示す。本例の二次導体14は、ホール素子11に対応したコイル部15aおよびホール素子12に対応したコイル部15bを有する。   FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the magnetic element 10. The secondary conductor 14 of this example has a coil portion 15 a corresponding to the Hall element 11 and a coil portion 15 b corresponding to the Hall element 12.

コイル部15aは、ホール素子11に対応して設けられる。コイル部15aがホール素子11に対応して設けられるとは、ホール素子11に基準磁場Brefを与えるようにコイルが巻かれることを指す。本例のコイル部15aは、XY平面においてコイルが巻かれている。本例のコイル部15aは、Z軸の正側方向から見た場合にコイルの中心から時計回りに巻かれている。また、コイル部15aは、ホール素子11に対してZ軸の正側方向に設けられている。制御部30は、ホール素子11にZ軸の正側方向に基準磁場Brefが与えられるように、コイル部15aにフィードバック電流Ifbを流す。 Coil portion 15 a is provided corresponding to Hall element 11. The provision of the coil portion 15 a corresponding to the Hall element 11 means that the coil is wound so as to apply the reference magnetic field B ref to the Hall element 11. In the coil portion 15a of this example, a coil is wound on the XY plane. The coil portion 15a of this example is wound clockwise from the center of the coil when viewed from the positive side of the Z axis. The coil portion 15 a is provided in the positive direction of the Z axis with respect to the Hall element 11. The control unit 30 supplies a feedback current Iff to the coil unit 15a so that the reference magnetic field Bref is applied to the hall element 11 in the positive direction of the Z axis.

コイル部15bは、ホール素子12に対応して設けられる。コイル部15bがホール素子12に対応して設けられるとは、ホール素子12に基準磁場Brefを与えるようにコイルが巻かれることを指す。本例のコイル部15bは、XY平面においてコイルが巻かれている。本例のコイル部15bは、Z軸の正側方向から見た場合にコイルの中心から時計回りに巻かれている。また、コイル部15bは、ホール素子12に対してZ軸の正側方向に設けられている。制御部30は、ホール素子12にZ軸の負側方向に基準磁場Brefが与えられるように、コイル部15bにフィードバック電流Ifbを流す。 The coil portion 15 b is provided corresponding to the Hall element 12. The provision of the coil portion 15b corresponding to the Hall element 12 means that the coil is wound so as to apply the reference magnetic field B ref to the Hall element 12. In the coil portion 15b of this example, a coil is wound on the XY plane. The coil portion 15b of this example is wound clockwise from the center of the coil when viewed from the positive side of the Z axis. The coil portion 15 b is provided in the positive direction of the Z axis with respect to the Hall element 12. The control unit 30 supplies the feedback current Iff to the coil unit 15b so that the reference magnetic field Bref is applied to the Hall element 12 in the negative direction of the Z axis.

つまり、本例のコイル部15aは、コイル部15bと同一の方向に巻かれている。しかし、制御部30は、コイル部15aおよびコイル部15bがホール素子11およびホール素子12に異極性で基準磁場Brefを与えるようにフィードバック電流Ifbを与える。このように、コイル部15の巻き方および与えるフィードバック電流Ifbの向きを制御することにより、磁気センサ100は、ホール素子11およびホール素子12に異極性の基準磁場Brefを与える。 That is, the coil part 15a of this example is wound in the same direction as the coil part 15b. However, the control unit 30 provides the feedback current Iff so that the coil unit 15 a and the coil unit 15 b provide the reference magnetic field B ref with different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12. In this way, by controlling the winding method of the coil portion 15 and the direction of the feedback current Iffb to be applied, the magnetic sensor 100 applies the reference magnetic field B ref having a different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12.

例えば、コイル部15aおよびコイル部15bには、同一の大きさのフィードバック電流Ifbが与えられる。また、コイル部15aがコイル部15bと電気的に接続されている場合、制御部30は、コイル部15aにフィードバック電流Ifbを流した後に、同一のフィードバック電流Ifbをコイル部15bに流してもよい。これにより、二次導体14は、共通のフィードバック電流Ifbにより生じた基準磁場Brefを、ホール素子11およびホール素子12に異極性で与える。 For example, the same feedback current Iff is applied to the coil portion 15a and the coil portion 15b. Further, when the coil portion 15a is connected to the coil portion 15b and the electrical control unit 30, after flowing the feedback current I fb to the coil section 15a, by passing the same feedback current I fb to the coil portion 15b Also good. As a result, the secondary conductor 14 gives the reference magnetic field B ref generated by the common feedback current Iff to the Hall element 11 and the Hall element 12 with different polarities.

図4は、磁気素子10の具体的な構成の一例を示す。本例の二次導体14は、ホール素子11およびホール素子12に対応したコイル部15aおよびコイル部15bをそれぞれ有する。基本的な構成は、図3に開示された磁気素子10と同じである。本例では、図3と異なる点について特に説明する。   FIG. 4 shows an example of a specific configuration of the magnetic element 10. The secondary conductor 14 of this example has a coil portion 15a and a coil portion 15b corresponding to the Hall element 11 and the Hall element 12, respectively. The basic configuration is the same as that of the magnetic element 10 disclosed in FIG. In the present example, differences from FIG. 3 will be particularly described.

本例のコイル部15aは、Z軸の正側方向から見た場合にコイルの中心から時計回りに巻かれている。また、コイル部15aは、ホール素子11に対してZ軸の正側方向に設けられている。制御部30は、ホール素子11にZ軸の正側方向に基準磁場Brefが与えられるように、コイル部15aにフィードバック電流Ifbを流す。 The coil portion 15a of this example is wound clockwise from the center of the coil when viewed from the positive side of the Z axis. The coil portion 15 a is provided in the positive direction of the Z axis with respect to the Hall element 11. The control unit 30 supplies a feedback current Iff to the coil unit 15a so that the reference magnetic field Bref is applied to the hall element 11 in the positive direction of the Z axis.

本例のコイル部15bは、Z軸の正側方向から見た場合にコイルの中心から反時計回りに巻かれている。また、コイル部15bは、ホール素子12に対してZ軸の正側方向に設けられている。制御部30は、ホール素子12にZ軸の負側方向に基準磁場Brefが与えられるように、コイル部15bにフィードバック電流Ifbを流す。 The coil portion 15b of this example is wound counterclockwise from the center of the coil when viewed from the positive side of the Z-axis. The coil portion 15 b is provided in the positive direction of the Z axis with respect to the Hall element 12. The control unit 30 supplies the feedback current Iff to the coil unit 15b so that the reference magnetic field Bref is applied to the Hall element 12 in the negative direction of the Z axis.

つまり、本例のコイル部15aは、コイル部15bと反対の方向に巻かれている。また、制御部30は、図3の場合と同様に、コイル部15aおよびコイル部15bがホール素子11およびホール素子12に異極性で基準磁場Brefを与えるようにフィードバック電流Ifbを与える。このように、コイル部15の巻き方および与えるフィードバック電流Ifbの向きを制御することにより、磁気センサ100は、ホール素子11およびホール素子12に異極性の基準磁場Brefを与える。 That is, the coil part 15a of this example is wound in the direction opposite to the coil part 15b. Similarly to the case of FIG. 3, the control unit 30 applies the feedback current Iff so that the coil unit 15 a and the coil unit 15 b provide the reference magnetic field B ref with different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12. In this way, by controlling the winding method of the coil portion 15 and the direction of the feedback current Iffb to be applied, the magnetic sensor 100 applies the reference magnetic field B ref having a different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10・・・磁気素子、11・・・ホール素子、12・・・ホール素子、13・・・一次導体、14・・・二次導体、15・・・コイル部、20・・・信号処理部、30・・・制御部、31・・・増幅部、32・・・電圧測定部、100・・・磁気センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Magnetic element, 11 ... Hall element, 12 ... Hall element, 13 ... Primary conductor, 14 ... Secondary conductor, 15 ... Coil part, 20 ... Signal processing part , 30 ... control unit, 31 ... amplifying unit, 32 ... voltage measuring unit, 100 ... magnetic sensor

Claims (9)

第1のホール素子と、
第2のホール素子と、
被測定電流が流れ、前記被測定電流により生じた被測定磁場を、前記第1のホール素子および前記第2のホール素子に異極性で与える一次導体と、
共通のフィードバック電流が流れ、前記共通のフィードバック電流により生じた基準磁場を、前記第1のホール素子および前記第2のホール素子に異極性で与える二次導体と、
前記被測定磁場を前記基準磁場で打ち消すように前記フィードバック電流を制御する制御部と
を備える磁気センサ。
A first Hall element;
A second Hall element;
A primary conductor through which a current to be measured flows and which gives a magnetic field to be measured generated by the current to be measured to the first Hall element and the second Hall element in different polarities;
A secondary conductor through which a common feedback current flows and applies a reference magnetic field generated by the common feedback current to the first Hall element and the second Hall element in different polarities;
And a control unit that controls the feedback current so as to cancel the measured magnetic field with the reference magnetic field.
前記二次導体は、
前記第1のホール素子に対応して設けられ、前記第1のホール素子に前記基準磁場を与える第1のコイル部と、
前記第2のホール素子に対応して設けられ、前記第2のホール素子に前記基準磁場を与える第2のコイル部と
を備える請求項1に記載の磁気センサ。
The secondary conductor is
A first coil portion provided corresponding to the first Hall element and applying the reference magnetic field to the first Hall element;
2. The magnetic sensor according to claim 1, further comprising: a second coil unit provided corresponding to the second Hall element and applying the reference magnetic field to the second Hall element.
前記第1のコイル部は、前記第2のコイル部と同一の方向に巻かれている
請求項2に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 2, wherein the first coil portion is wound in the same direction as the second coil portion.
前記第1のコイル部は、前記第2のコイル部と反対の方向に巻かれている
請求項2に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 2, wherein the first coil portion is wound in a direction opposite to the second coil portion.
前記制御部は、前記第1のコイル部と前記第2のコイル部に同一の大きさの前記フィードバック電流を与える
請求項2から4のいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 2, wherein the control unit applies the feedback current having the same magnitude to the first coil unit and the second coil unit.
前記第1のコイル部は、前記第2のコイル部と電気的に接続され、
前記制御部は、前記第1のコイル部に前記フィードバック電流を流した後に、同一の前記フィードバック電流を前記第2のコイル部に流す
請求項2から4のいずれか一項に記載の磁気センサ。
The first coil portion is electrically connected to the second coil portion,
The magnetic sensor according to any one of claims 2 to 4, wherein the control unit causes the same feedback current to flow through the second coil unit after flowing the feedback current through the first coil unit.
前記第1のホール素子の出力信号と前記第2のホール素子の出力信号との差分を出力する信号処理部をさらに備える
請求項1から6のいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetic sensor according to claim 1, further comprising a signal processing unit that outputs a difference between an output signal of the first Hall element and an output signal of the second Hall element.
前記制御部は、前記第1のホール素子および前記第2のホール素子の出力信号の差分がゼロとなるように、前記フィードバック電流を制御する
請求項1から7のいずれか一項に記載の磁気センサ。
The magnetism according to any one of claims 1 to 7, wherein the control unit controls the feedback current so that a difference between output signals of the first Hall element and the second Hall element becomes zero. Sensor.
第1のホール素子と、
被測定磁場が前記第1のホール素子と異極性で入力される第2のホール素子と、
前記第1のホール素子および前記第2のホール素子の出力信号の差分がゼロとなるように、前記第1のホール素子および前記第2のホール素子に共通に入力するフィードバック電流を制御する制御部と
を備える磁気センサ。
A first Hall element;
A second Hall element in which a magnetic field to be measured is input with a polarity different from that of the first Hall element;
A control unit that controls a feedback current that is commonly input to the first Hall element and the second Hall element so that a difference between output signals of the first Hall element and the second Hall element becomes zero. And a magnetic sensor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109387681A (en) * 2018-12-28 2019-02-26 无锡思泰迪半导体有限公司 Binary channels current sensor structure based on magnetic field detection
JP7361648B2 (en) 2020-03-27 2023-10-16 エイブリック株式会社 magnetic sensor device

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