JP7215451B2 - 電流センサ及びその製造方法、電気制御装置、並びに電流センサの設計方法 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る電流センサ1(図9及び図10参照)において、磁場相殺位置は、第2シールド部32の長さH32(第3方向における長さ)との関係において図11に示す相関関係を有する。すなわち、第2シールド部32の長さH32を変動させても、磁場相殺位置はほとんど変動しない(図11参照)。一方、磁場相殺位置は、第4シールド部42の長さH42(第3方向における長さ)との関係において図12に示す相関関係を有する。すなわち、第4シールド部42の長さH42を変動させると、それに伴い磁場相殺位置も変動する(図12参照)。したがって、第4シールド部42の長さH42との相関関係に基づいて、磁場相殺位置、すなわち電流センサ1内において磁気検出部2を設置する位置を決定することで、電流センサ1を設計することができる。よって、本実施形態における電流センサの設計方法は、第4シールド部42の長さH42と第3方向D3に沿った導体51からの距離との相関関係に基づいて、電流センサ1内において磁気検出部2を設ける磁場相殺位置を決定する工程を含む。この電流センサの設計方法により電流センサ内において磁気検出部2を設ける磁場相殺位置を決定することで、当該設計に基づいて作製された電流センサ1において、導体51の非通電時の測定誤差を低減することができる。
まず、例えば紙フェノール基板やガラス基板・エポキシ基板等の回路基板6、第1磁気シールド3及び第2磁気シールド4を準備する。回路基板6の第2面62側には、磁気検出部2が実装されていればよい。
2…磁気検出部
3…第1磁気シールド
31…第1シールド部
32…第2シールド部
4…第2磁気シールド
41…第3シールド部
42…第4シールド部
5…導体配置領域
Claims (15)
- 第1方向に電流が流れる導体から発生する磁気を検出するために用いられる電流センサであって、
前記磁気を検出可能な磁気検出部と、第1磁気シールドと、第2磁気シールドと、第1面及び当該第1面に対向する第2面を有する回路基板とを備え、
前記第1磁気シールドは、第1シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第2シールド部を有し、
前記第2磁気シールドは、第3シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第4シールド部を有し、
前記第1シールド部と、前記第3シールド部とは、互いに実質的に平行に対向して位置し、
前記第1シールド部と前記第3シールド部との間には、前記第1方向を前記第1シールド部に対して実質的に平行にさせるようにして前記導体が配置される導体配置領域が存在し、
前記2つの第2シールド部は、前記第1シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第2磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記2つの第4シールド部は、前記第3シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第1磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記第1シールド部の前記第2方向に沿った長さは、前記第3シールド部の前記第2方向に沿った長さよりも長く、
前記磁気検出部は、前記第1シールド部と前記導体配置領域との間に位置し、
前記磁気検出部は、前記2つの第4シールド部の前記第3方向に沿った長さとの関係において、前記導体に所定の電流が流れた後の非通電時における前記第2方向の磁場が実質的にゼロとなる磁場相殺位置に設けられており、
前記回路基板の前記第1面は、前記第1シールド部に対向し、
前記回路基板の前記第2面は、前記第3シールド部に対向し、
前記回路基板の前記第2面に、高さ調整部が設けられており、
前記磁気検出部が前記高さ調整部上に設けられており、
前記回路基板の前記第2方向における長さは、前記第3シールド部の前記第2方向における長さ以上であり、
前記第2方向に沿って見たときに、前記第4シールド部の端部近傍が前記第2シールド部に重なっていることを特徴とする電流センサ。 - 前記磁場相殺位置は、前記2つの第4シールド部の前記第3方向に沿った長さと前記第3方向に沿った前記導体配置領域からの距離との相関関係に基づいて決定される位置であることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。
- 前記第1方向に沿って見たときに、前記磁気検出部と前記導体配置領域とは、前記第3シールド部及び前記2つの第4シールド部により囲まれた空間内に位置していることを特徴とする請求項1又は2に記載の電流センサ。
- 前記磁気検出部と前記導体配置領域とは、前記第3方向に沿って1.0mm以上離れていることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記磁気検出部と前記第1シールド部とは、前記第3方向に沿って1.0~2.0mm離れていることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記回路基板の前記第2面に、前記磁気検出部から出力される検出信号を処理する信号処理部が実装されていることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記回路基板の前記第1面に、前記磁気検出部から出力される検出信号を処理する信号処理部が実装されていることを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記磁気検出部は、磁気抵抗効果素子又はホール素子を含むことを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の電流センサ。
- 前記磁気抵抗効果素子が、GMR素子又はTMR素子であることを特徴とする請求項8に記載の電流センサ。
- 前記磁気検出部、前記第1磁気シールド及び前記第2磁気シールドを一体的に封止する封止部をさらに備え、
前記導体配置領域は、前記第1方向に沿って前記封止部に形成されている、前記導体を挿通可能な貫通孔であることを特徴とする請求項1~9のいずれかに記載の電流センサ。 - 前記導体配置領域に配置された前記導体をさらに備えることを特徴とする請求項1~10のいずれかに記載の電流センサ。
- 請求項11に記載の電流センサを備えることを特徴とする電気制御装置。
- 電流センサを設計する方法であって、
前記電流センサは、第1方向に電流が流れる導体から発生する磁気を検出するために用いられ、
前記磁気を検出可能な磁気検出部と、第1磁気シールドと、第2磁気シールドとを備え、
前記第1磁気シールドは、第1シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第2シールド部を有し、
前記第2磁気シールドは、第3シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第4シールド部を有し、
前記第1シールド部と、前記第3シールド部とは、互いに実質的に平行に対向して位置し、
前記第1シールド部と前記第3シールド部との間には、前記第1方向を前記第1シールド部に対して実質的に平行にさせるようにして前記導体が配置される導体配置領域が存在し、
前記2つの第2シールド部は、前記第1シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第2磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記2つの第4シールド部は、前記第3シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第1磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記第1シールド部の前記第2方向に沿った長さは、前記第3シールド部の前記第2方向に沿った長さよりも長く、
前記磁気検出部は、前記第1シールド部と前記導体配置領域との間に位置し、
前記磁気検出部は、前記2つの第4シールド部の前記第3方向に沿った長さとの関係において、前記導体に所定の電流が流れた後の非通電時における前記第2方向の磁場が実質的にゼロとなる磁場相殺位置に設けられており、
前記導体配置領域には、前記導体が配置され、
前記電流センサの設計方法は、前記第4シールド部の長さと前記第3方向に沿った前記導体からの距離との相関関係に基づいて、前記電流センサ内において前記磁気検出部を設ける前記磁場相殺位置を決定する工程を有することを特徴とする電流センサの設計方法。 - 電流センサを製造する方法であって、
前記電流センサは、第1方向に電流が流れる導体から発生する磁気を検出するために用いられ、
前記磁気を検出可能な磁気検出部と、第1磁気シールドと、第2磁気シールドとを備え、
前記第1磁気シールドは、第1シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第2シールド部を有し、
前記第2磁気シールドは、第3シールド部及びその両端部近傍のそれぞれに連続する2つの第4シールド部を有し、
前記第1シールド部と、前記第3シールド部とは、互いに実質的に平行に対向して位置し、
前記第1シールド部と前記第3シールド部との間には、前記第1方向を前記第1シールド部に対して実質的に平行にさせるようにして前記導体が配置される導体配置領域が存在し、
前記2つの第2シールド部は、前記第1シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第2磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記2つの第4シールド部は、前記第3シールド部における前記第1方向に直交する第2方向に沿った前記両端部近傍のそれぞれに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向と実質的に平行であって、前記第1磁気シールドに向かうようにして連続しており、
前記第1シールド部の前記第2方向に沿った長さは、前記第3シールド部の前記第2方向に沿った長さよりも長く、
前記磁気検出部は、前記第1シールド部と前記導体配置領域との間に位置し、
前記磁気検出部は、前記2つの第4シールド部の前記第3方向に沿った長さとの関係において、前記導体に所定の電流が流れた後の非通電時における前記第2方向の磁場が実質的にゼロとなる磁場相殺位置に設けられており、
前記電流センサの製造方法は、前記第4シールド部の長さと前記第3方向に沿った前記導体配置領域からの距離との相関関係に基づいて決定される前記磁場相殺位置に前記磁気検出部を設ける工程を有することを特徴とする電流センサの製造方法。 - 前記導体配置領域に前記導体を配置することを特徴とする請求項14に記載の電流センサの製造方法。
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