WO2013099504A1 - 電流センサ - Google Patents

電流センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2013099504A1
WO2013099504A1 PCT/JP2012/080758 JP2012080758W WO2013099504A1 WO 2013099504 A1 WO2013099504 A1 WO 2013099504A1 JP 2012080758 W JP2012080758 W JP 2012080758W WO 2013099504 A1 WO2013099504 A1 WO 2013099504A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
magnetoresistance effect
current
effect element
magnetoresistive
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/080758
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真司 三ツ谷
Original Assignee
アルプス・グリーンデバイス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス・グリーンデバイス株式会社 filed Critical アルプス・グリーンデバイス株式会社
Priority to JP2013551545A priority Critical patent/JP5728719B2/ja
Priority to CN201280065243.2A priority patent/CN104011550B/zh
Publication of WO2013099504A1 publication Critical patent/WO2013099504A1/ja
Priority to US14/278,536 priority patent/US9201126B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0046—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof characterised by a specific application or detail not covered by any other subgroup of G01R19/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor capable of contactlessly measuring a measured current.
  • a current sensor of a type that detects an induced magnetic field by a measured current using a GMR (Giant Magneto Resistance) element which is a magnetic detection element is known (see, for example, Patent Document 1) ).
  • the current sensor of Patent Document 1 realizes high sensitivity by detecting the current to be detected based on the difference between the outputs of a plurality of GMR elements.
  • the GMR element basically includes an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer, a nonmagnetic layer, and a free magnetic layer.
  • the pinned magnetic layer is stacked on the antiferromagnetic layer, and the magnetization direction is pinned in one direction by the exchange coupling magnetic field generated between the antiferromagnetic layer and the pinned magnetic layer.
  • the free magnetic layer is stacked on the pinned magnetic layer via the nonmagnetic layer (nonmagnetic intermediate layer), and the magnetization direction is changed by the external magnetic field.
  • the GMR element is configured such that the electric resistance value fluctuates in the relationship between the magnetization direction of the free magnetic layer, which is changed by the application of the external magnetic field, and the magnetization direction of the fixed magnetic layer, thereby making the external magnetic field detectable. It has become.
  • a hard bias layer may be provided to apply a bias magnetic field to the free magnetic layer in order to enhance the linearity between the electrical resistance value and the strength of the external magnetic field.
  • the magnetization directions of the free magnetic layer are aligned in the same direction, and the detection sensitivity of the external magnetic field is improved.
  • the magnetization direction of the free magnetic layer is aligned by the bias magnetic field.
  • the detection sensitivity changes.
  • the current sensor using this GMR element when there is an external magnetic field in a direction parallel to the bias magnetic field, there is a possibility that the current measurement accuracy may be lowered.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a current sensor capable of suppressing a decrease in current measurement accuracy even when an external magnetic field is applied in a direction parallel to a bias magnetic field.
  • a current sensor comprises a first magnetoresistance effect element and a second magnetoresistance effect element for detecting an induced magnetic field from a measured current flowing through a current path, the first magnetoresistance effect element And the second magnetoresistance effect element has a hard bias layer for applying a bias magnetic field to the free magnetic layer, and the bias magnetic field of the first magnetoresistance effect element and the second magnetoresistance element.
  • the bias magnetic field of the effect element is in the opposite direction, and the first magnetoresistance element and the second magnetoresistance element are arranged such that the induced magnetic field from the current to be measured is applied in the opposite direction. It is characterized in that the direction of the sensitivity axis of the first magnetoresistive element and the direction of the sensitivity axis of the second magnetoresistive element are in the same direction.
  • the bias magnetic field of the first magnetoresistance effect element and the bias magnetic field of the second magnetoresistance effect element have opposite directions, even if an external magnetic field in a direction parallel to the bias magnetic field is applied,
  • the outputs of the two magnetic sensors can be used to offset the sensitivity change. Thereby, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy due to the external magnetic field.
  • an operation unit that performs arithmetic processing on the difference between the output of the first magnetoresistive element and the output of the second magnetoresistive element.
  • the current path includes first and second parallel parts, and the first and second parts perpendicular to the first and second parts. And a third portion connecting the first and second magnetoresistance effect elements, wherein the first magnetoresistance effect element is arranged to detect an induced magnetic field from a measured current flowing through the first portion.
  • the second magnetoresistance effect element being identical to the first magnetoresistance effect element of the current path so as to detect an induced magnetic field from the measured current flowing through the second portion. It is preferable to arrange
  • the current path is linearly formed, and the first magnetoresistance effect element and the second magnetoresistance effect element are disposed with the current path interposed therebetween. Is preferred. According to this configuration, since a linear current path is used, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy.
  • a current sensor comprises first to fourth magnetoresistance effect elements for detecting an induced magnetic field from a measured current flowing through a current path, wherein the first to fourth magnetoresistance effect elements are Each has a hard bias layer for applying a bias magnetic field to the free magnetic layer, and the bias magnetic field of the first magnetoresistive element and the bias magnetic field of the second magnetoresistive element are reverse to each other.
  • the bias magnetic field of the third magnetoresistance effect element and the bias magnetic field of the fourth magnetoresistance effect element are reverse to each other, and the bias of the first magnetoresistance effect element is And the bias magnetic field of the second magnetoresistance element and the bias magnetic field of the fourth magnetoresistance element such that the magnetic field and the bias magnetic field of the third magnetoresistance element have the same direction.
  • the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are applied in the same direction as the induced magnetic field from the current to be measured, and the third magnetoresistive element
  • the induced magnetic field from the current to be measured is applied in the same direction to the effect element and the fourth magnetoresistive element, and the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are applied.
  • the direction of the induced magnetic field from the measured current to be applied is opposite to the direction of the induced magnetic field from the measured current applied to the third magnetoresistance effect element and the fourth magnetoresistance effect element.
  • the direction of the sensitivity axis of the first magnetoresistance effect device and the direction of the sensitivity axis of the third magnetoresistance effect device are the same direction
  • the second magnetoresistance effect device Direction of the sensitivity axis and the fourth magnetoresistive element Sensitivity axis direction and the same direction, and the sensitivity axis of the first to fourth magnetoresistive element, characterized in that it is arranged so as to be parallel.
  • the bias magnetic field in the first magnetoresistive element and the bias magnetic field in the second magnetoresistive element are opposite to each other, and the bias magnetic field in the third magnetoresistive element; Since the bias magnetic field in the magnetoresistive element is opposite to each other, even if an external magnetic field in a direction parallel to the bias magnetic field is applied, the sensitivity change of each magnetic sensor can be offset. Furthermore, even if an external magnetic field in the sensitivity axis direction is applied, the influence can be offset. Thereby, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy due to the external magnetic field.
  • the sensitivity axis of the first magnetoresistive element to the sensitivity axis of the fourth magnetoresistive element are in the same direction.
  • an arithmetic unit for arithmetically processing the outputs of the first to fourth magnetoresistive elements wherein the arithmetic unit includes the output of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive effect. It is preferable to subtract the second output sum which is the sum of the output of the third magnetoresistive element and the output of the fourth magnetoresistive element from the first output sum which is the sum of the outputs of the elements .
  • the first to fourth magnetoresistance effect elements are a direction of a sensitivity axis of the first magnetoresistance effect element and a direction of a sensitivity axis of the third magnetoresistance effect element, and
  • the direction of the sensitivity axis of the second magnetoresistive element and the direction of the fourth magnetoresistive element are arranged in opposite directions, and the output of the first to fourth magnetoresistive elements is processed.
  • the third magnetic resistance from the first output difference which is the difference between the output of the first magnetoresistance effect element and the output of the second magnetoresistance effect element.
  • a second output difference which is a difference between the output of the effect element and the output of the fourth magnetoresistance effect element is subtracted.
  • the current path includes first and second parallel parts, and the first and second parts perpendicular to the first and second parts. And a third portion connecting the first and second magnetoresistive elements, and the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected to the first portion through the current to be measured.
  • the third magnetoresistance effect element and the fourth magnetoresistance effect element are induced from the measured current flowing through the second portion of the current path.
  • the current paths are arranged in the same plane so as to detect a magnetic field. According to this configuration, since the magnetoresistive effect element can be provided on the same surface of the current path, the manufacture becomes easy.
  • the current path is linearly formed, and the first magnetoresistance effect element and the second magnetoresistance effect element are provided on one surface of the current path. It is preferable that the third magnetoresistance effect element and the fourth magnetoresistance effect element be provided on a surface facing the one surface of the current path. According to this configuration, since a linear current path is used, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy.
  • the present invention it is possible to provide a current sensor capable of suppressing a decrease in current measurement accuracy even when an external magnetic field is applied in a direction parallel to a bias magnetic field.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an arrangement example of the current sensor according to Embodiment 1 and its peripheral configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of a current sensor according to Embodiment 1. It is a plane schematic diagram which shows the structural example of a magnetoresistive effect element. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the structural example of a magnetoresistive effect element. 5 is a characteristic diagram of each magnetic sensor in the current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the example of arrangement
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing an arrangement example of the current sensor according to Embodiment 2 and the peripheral configuration thereof.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of a current sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a characteristic diagram of each magnetic sensor used in the current sensor according to Embodiment 2. It is a schematic diagram which shows the example of arrangement
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing an arrangement example of the current sensor according to Embodiment 3 and the peripheral configuration thereof.
  • FIG. 16 is a characteristic diagram of each magnetic sensor used in the current sensor according to Embodiment 3. It is a plane schematic diagram which shows the current sensor concerning a prior art example. It is a characteristic view of each magnetic sensor in the current sensor concerning a prior art example.
  • the inventor has found that, in a magnetoresistive element of the type in which a bias magnetic field is applied by a hard bias layer, detection sensitivity changes when an external magnetic field is applied in a direction parallel to the bias magnetic field. This is because this type of magnetoresistive element aligns the magnetization direction of the free magnetic layer by the bias magnetic field. When an external magnetic field is applied in a direction parallel to the bias magnetic field, the magnetization of the free magnetic layer changes. As a result, the detection sensitivity of the magnetoresistive element changes.
  • the present inventor has found that the influence of sensitivity change in a current sensor can be reduced by controlling the arrangement of the magnetoresistance effect element in relation to the bias magnetic field by the hard bias layer. That is, according to the present invention, in the current sensor using a plurality of magnetoresistive elements, it is essential that the bias magnetic fields of the corresponding two magnetoresistive elements are configured to be in opposite directions. .
  • the current sensor of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an arrangement example of the current sensor and its peripheral configuration according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 1a includes substantially rectangular parallelepiped magnetic sensors 11a and 11b disposed close to the current line 2 through which the measured current I flows, and the magnetic sensors 11a and 11b. And an arithmetic unit 13a that arithmetically processes the output.
  • the magnetic sensors 11 a and 11 b of the current sensor 1 a are disposed in the vicinity of the current line 2 so as to measure the measured current I flowing through the current line 2.
  • the current line 2 includes arms 2a and 2b extending substantially in parallel, and a connecting portion 2c extending substantially perpendicular thereto and connecting one end of the arm 2a and one end of the arm 2b. That is, the current line 2 has a substantially U-shaped planar shape.
  • the arm portions 2a and 2b of the current line 2 and the connection portion 2c may be separately configured.
  • the magnetic sensor 11a is disposed in the vicinity of the arm 2a of the current line 2, and can detect the induced magnetic field Ha from the measured current I flowing through the arm 2a.
  • the magnetic sensor 11b is disposed in the vicinity of the arm 2b of the current line 2, and can detect the induced magnetic field Hb from the measured current I flowing through the arm 2b.
  • the magnetic sensors 11a and 11b are disposed on a substrate (not shown).
  • the magnetic sensor 11a is disposed such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sa is in the right direction in the drawing. Further, in FIG. 1, the measured current I flows through the arm 2a of the current line 2 so as to generate an induced magnetic field Ha directed to the right in the drawing in the vicinity of the magnetic sensor 11a. That is, in the current sensor 1a of FIG. 1, the sensitivity direction Sa of the magnetic sensor 11a and the direction of the induction magnetic field Ha are the same (forward direction).
  • the magnetic sensor 11b is arranged such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sb is in the right direction in the drawing. Further, in FIG. 1, the measured current I flows through the arm 2b of the current line 2 so as to generate an induced magnetic field Hb directed leftward in the drawing in the vicinity of the magnetic sensor 11b. That is, in the current sensor 1a of FIG. 1, the sensitivity direction Sb of the magnetic sensor 11a and the direction of the induction magnetic field Hb are configured to be reverse (reverse direction).
  • the magnetic sensors 11a and 11b are arranged such that the directions of the induced magnetic fields Ha and Hb received by the magnetic sensors 11a and 11b are opposite to each other with reference to the sensitivity directions Sa and Sb. That is, one magnetic sensor receives a forward induced magnetic field, and the other magnetic sensor receives a reverse induced magnetic field. As a result, the two magnetic sensors reversely receive the influence of the current to be measured I and output signals of substantially reverse polarity.
  • the arrangement of the respective components is not limited to that shown in FIG. 1 as long as one magnetic sensor receives the induction magnetic field in the forward direction and the other magnetic sensor receives the induction magnetic field in the reverse direction.
  • the direction of the measured current I flowing through the current line 2 may be reverse to that in FIG.
  • Each of the magnetic sensors 11a and 11b includes a magnetoresistive element provided with a hard bias layer described later.
  • the magnetic sensor 11a is arranged such that the bias magnetic field Ba by the hard bias layer of the magnetoresistive element is directed upward in the drawing.
  • the magnetic sensor 11b is disposed such that the bias magnetic field Bb generated by the hard bias layer of the magnetoresistive element is directed downward in the drawing. That is, in the current sensor 1a, the direction of the bias magnetic field Ba of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11a and the direction of the bias magnetic field Bb of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11b are opposite (reverse direction). It is configured.
  • the effect appears in the direction in which the sensitivity increases in one magnetic sensor and in the direction in which the sensitivity decreases in the other magnetic sensor.
  • an external magnetic field Hc as shown in FIG. 1 is applied to the magnetic sensors 11a and 11b, the influence appears in the direction in which the sensitivity increases in the magnetic sensor 11a, and the direction in which the sensitivity decreases in the magnetic sensor 11b.
  • Appear in The direction of the bias magnetic field in the magnetic sensors 11a and 11b is not limited to the direction shown in FIG. 1 as long as it is reverse (reverse direction).
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a configuration example of magnetoresistance effect elements (GMR elements) used for the magnetic sensors 11a and 11b.
  • the magnetoresistive element shown in FIG. 3 is configured to include a magnetic detection pattern 31 in which a plurality of long patterns 31a to 31g are arranged in a direction (Y direction) orthogonal to the longitudinal direction (X direction). Each long pattern is arranged substantially in parallel, and the end of each long pattern is connected to the end of the adjacent long pattern.
  • the magnetic detection pattern 31 has a meander shape.
  • the sensitivity direction (direction of sensitivity axis) S of the element is a direction (Y direction) orthogonal to the longitudinal direction of the long patterns 31a to 31g.
  • FIG. 3 shows the magnetic detection pattern 31 including seven long patterns 31a to 31g, the number of long patterns constituting the magnetic detection pattern 31 is not limited to this.
  • hard bias layers 32a and 32b extending in a direction (Y direction) orthogonal to the longitudinal direction of each long pattern are provided.
  • the hard bias layers 32a and 32b are configured such that a bias magnetic field B parallel to the longitudinal direction of the elongated patterns 31a to 31g can be applied to the free magnetic layer constituting the magnetic detection pattern 31.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the magnetoresistance effect element (GMR element).
  • the magnetoresistive element used for the current sensor of the present embodiment has a laminated structure provided on the substrate 101 as shown in FIG. Specifically, the magnetoresistance effect element is configured to include the laminated structure constituting the magnetic detection pattern 31 and the hard bias layers 32a and 32b.
  • the magnetic detection pattern 31 includes a seed layer 102, a first ferromagnetic layer 103, an antiparallel coupling layer 104, a second ferromagnetic layer 105, a nonmagnetic intermediate layer 106, a free magnetic layer (soft magnetic free layer) 107, and A protective layer 108 is included.
  • the first ferromagnetic layer 103 and the second ferromagnetic layer 105 are antiferromagnetically coupled via an antiparallel coupling layer 104, and a so-called self-pinned ferromagnetic fixed layer (SFP layer: Synthetic Ferrite)
  • SFP layer Synthetic Ferrite
  • an arithmetic unit 13 a is connected to the magnetic sensors 11 a and 11 b.
  • the calculation unit 13a calculates the difference (output difference) between the output of the magnetic sensor 11a and the output of the magnetic sensor 11b.
  • the output difference calculated by the calculation unit 13a may be amplified as long as it corresponds to the difference between the output of the magnetic sensor 11a and the output of the magnetic sensor 11b.
  • FIG. 5 shows an output of the magnetic sensor 11a and an output of the magnetic sensor 11b in a state not affected by the external magnetic field Hc, and an output of the magnetic sensor 11a and an output of the magnetic sensor 11b in a state affected by the external magnetic field Hc.
  • the horizontal axis indicates the measured current I
  • the vertical axis indicates the output of each magnetic sensor.
  • the sensitivity direction Sa of the magnetic sensor 11a and the direction of the induction magnetic field Ha are the same (forward direction). Therefore, as shown by a characteristic A1 in FIG. 5, the output of the magnetic sensor 11a in a state not affected by the external magnetic field Hc increases as the measured current I increases. Further, the sensitivity direction Sb of the magnetic sensor 11b and the direction of the induction magnetic field Hb are opposite (reverse direction). For this reason, as shown by the characteristic B1 in FIG. 5, the output of the magnetic sensor 11b in a state not affected by the external magnetic field Hc decreases as the measured current I increases.
  • the sensitivities of the magnetic sensors 11a and 11b are approximately equal, the relationship between the magnetic field strength and the outputs of the magnetic sensors 11a and 11b is approximately linear, and the absolute values of the slopes of the characteristics A1 and B1 are approximately equal. . Further, the output of the magnetic sensor 11a and the output of the magnetic sensor 11b have a predetermined offset.
  • the sensitivity of the magnetic sensor 11a When the sensitivity of the magnetic sensor 11a is increased as shown by the characteristic A2 in the state of being affected by the external magnetic field Hc, the sensitivity of the magnetic sensor 11b is reduced to be as shown by the characteristic B2. This is because the directions of the bias magnetic fields in the two magnetic sensors are opposite (reverse).
  • the output O 11b of the output O 11a and the magnetic sensor 11b of the magnetic sensor 11a is expressed by the following equation (1) and (2).
  • ⁇ is the rate of sensitivity change under the influence of the external magnetic field
  • ⁇ is the offset
  • Oi is the measured current when the effect of the external magnetic field is not Output corresponding to (1)
  • O 11a (1 + ⁇ ) Oi + ⁇
  • O 11 b -(1- ⁇ ) Oi + ⁇
  • the operation unit 13a can be expressed as the following equation (3). in by taking the difference between the output O 11b of the output O 11a and the magnetic sensor 11b of the magnetic sensor 11a, it is possible to improve the current measurement accuracy to offset the effects of external magnetic fields.
  • O 11a -O 11b 2 Oi
  • FIG. 13 is a schematic plan view showing the configuration of a current sensor according to a conventional example.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram showing the output characteristic of the magnetic sensor in the current sensor according to the conventional example.
  • the current sensor 3 includes magnetic sensors 31a and 31b disposed in the vicinity of the current line 2 through which the current to be measured I flows, and an arithmetic unit (not shown). It is configured.
  • the direction of the bias magnetic field of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 31a and the direction of the bias magnetic field of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 31b are configured to be the same. That is, the difference between the current sensor 1a according to the present embodiment and the current sensor 3 according to the conventional example is the direction of the bias magnetic field in the magnetic sensor. Other configurations are similar.
  • the direction of the bias magnetic field of the magnetoresistive element provided in the magnetic sensor 31a is the same as the direction of the bias magnetic field of the magnetoresistive element provided in the magnetic sensor 31b. Therefore, when the magnetic sensors 31a and 31b are influenced by the external magnetic field Hc, their sensitivities both increase. As a result, as shown in FIG. 14, the output characteristic of the magnetic sensor 31a changes from the characteristic a1 to the characteristic a2, and the output characteristic of the magnetic sensor 31b changes from the characteristic b1 to the characteristic b2.
  • the current sensor 3 according to the conventional example can not remove the influence of the external magnetic field from the current sensor output.
  • the current sensor 1a according to the present embodiment appropriately controls the direction of the bias magnetic field, the influence of the sensitivity change is offset by the difference between the outputs of the two magnetic sensors, and the current measurement accuracy is improved. It is possible to suppress the decline.
  • the current sensor 1a is not limited to the configuration described above.
  • a magnetic balance type magnetic sensor using a feedback coil or the like may be applied as the magnetic sensors 11a and 11b of the current sensor 1a.
  • the current sensor 1a may not include the control unit and the calculation unit as its configuration.
  • a control device or an arithmetic device may be provided outside the current sensor 1a to control the current sensor 1a and perform arithmetic processing of the sensor output.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an arrangement example of the current sensor 1a when the shape of the current line 2 is different.
  • the current line 2 may be substantially linear (I-shaped).
  • the magnetic sensors 11a and 11b may be disposed on one side (front side) and the other side (back side) of the current line 2 Good.
  • the shape of the current line 2 is U-shaped, an induced magnetic field in a direction parallel to the bias magnetic field generated by the measured current I flowing through the connection portion 2c is applied to the magnetic sensors 11a and 11b. Therefore, the configuration of the present embodiment is particularly effective in the case of using the U-shaped current line 2 in that the influence of the induced magnetic field can be suppressed.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing the arrangement of the current sensor and its peripheral configuration according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 1b according to the present embodiment includes units 10a and 10b disposed in the vicinity of the current line 2 and an operation unit 13b that processes the output of each unit. It is comprised including.
  • the unit 10a includes magnetic sensors 11c and 11d, and the unit 10b includes magnetic sensors 11e and 11f.
  • the magnetic sensors 11c and 11d are disposed in the vicinity of the arm 2a of the current line 2, and are configured to be able to detect the induced magnetic field Ha from the measured current I flowing through the arm 2a.
  • the magnetic sensors 11e and 11f are disposed close to the arm 2b of the current line 2, and are configured to be able to detect an induced magnetic field Hb from the measured current I flowing through the arm 2b.
  • the magnetic sensors 11c to 11f are disposed on a substrate (not shown).
  • the magnetic sensors 11c and 11d constituting the unit 10a are arranged such that the sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sc and Sd is in the right direction in the drawing. Further, in FIG. 7, the measured current I flows through the arm 2a of the current line 2 so as to generate an induced magnetic field Ha directed to the right in the drawing in the vicinity of the magnetic sensors 11c and 11d. That is, in the current sensor 1b of FIG. 7, the sensitivity directions Sc and Sd of the magnetic sensors 11c and 11d are the same (forward direction) as the direction of the induction magnetic field Ha. The directions of the induced magnetic fields Ha received by the magnetic sensors 11c and 11d are the same based on the sensitivity directions Sc and Sd.
  • the magnetic sensors 11e and 11f constituting the unit 10b are arranged such that their sensitivity directions (directions of sensitivity axes) Se and Sf are in the right direction in the drawing. Further, in FIG. 7, the measured current I flows through the arm 2b of the current line 2 so as to generate an induction magnetic field Hb directed leftward in the drawing in the vicinity of the magnetic sensors 11e and 11f. That is, in the current sensor 1b of FIG. 7, the sensitivity directions Se and Sf of the magnetic sensors 11e and 11f and the direction of the induction magnetic field Hb are reverse (reverse direction). The directions of the induced magnetic fields Hb received by the magnetic sensors 11e and 11f are opposite to each other with reference to the sensitivity directions Se and Sf.
  • the magnetic sensor 11c is disposed such that the bias magnetic field Bc is directed upward in the drawing.
  • the magnetic sensor 11d is disposed such that the bias magnetic field Bd is directed downward in the drawing. That is, in the unit 10a of the current sensor 1b, the direction of the bias magnetic field Bc of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11c and the direction of the bias magnetic field Bd of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11d It is configured to be
  • the magnetic sensor 11e is disposed such that the bias magnetic field Be is directed upward in the drawing.
  • the magnetic sensor 11 f is disposed such that the bias magnetic field Bf is directed downward in the drawing. That is, in the unit 10b of the current sensor 1b, the direction of the bias magnetic field Be of the magnetoresistive element provided in the magnetic sensor 11e and the direction of the bias magnetic field Bf of the magnetoresistive element provided in the magnetic sensor 11f are opposite (reverse direction) It is configured to be
  • each unit is the same as that of the current sensor 1a in the above-described embodiment (see FIG. 2). That is, the current sensor 1b according to the present embodiment is configured by two sets of units 10a and 10b corresponding to the magnetic sensors 11a and 11b of the current sensor 1a and the calculation unit 13, respectively.
  • the operation unit (corresponding to the operation unit 13a) of each unit is configured to be able to calculate the sum (output sum) of the magnetic sensor output of each unit. That is, the calculation unit of the unit 10a can calculate the sum of the outputs of the magnetic sensors 11c and 11d, and the calculation unit of the unit 10b can calculate the sum of the outputs of the magnetic sensors 11e and 11f.
  • the output sums calculated by these operation units may be amplified as long as they correspond to the sum of the magnetic sensor outputs.
  • an arithmetic unit 13b is further connected to each unit of the current sensor 1b.
  • the calculation unit 13 b is configured to be able to calculate the difference between the outputs of each unit. That is, operation unit 13 b calculates the difference between the output from the operation unit of unit 10 a and the output from the operation unit of unit 10 b.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing output characteristics of the magnetic sensor in the current sensor according to the present embodiment.
  • the output O 11c of the magnetic sensor 11c , the output O 11d of the magnetic sensor 11d , the output O 11e of the magnetic sensor 11e , and the output O 11f of the magnetic sensor 11f are expressed by the following formulas (7) to (10) .
  • ⁇ is the rate of sensitivity change under the influence of the external magnetic field
  • ⁇ is the offset
  • Oi is the measured current when the effect of the external magnetic field is not Output corresponding to
  • FIG. 7 it is assumed that an external magnetic field Hd in the sensitivity direction is present, and the output change On of the magnetic sensor caused by the external magnetic field Hd is present.
  • O 11 c (1 + ⁇ ) (Oi + On) + ⁇ (8)
  • O 11d (1 ⁇ ) (Oi + On) + ⁇ (9)
  • O 11 e (1 + ⁇ ) (-Oi + On) + ⁇ (10)
  • O 11 f (1 ⁇ ) ( ⁇ Oi + On) + ⁇
  • the current sensor 1b since the current sensor 1b according to the present embodiment appropriately controls the direction of the bias magnetic field, the influence of the change in sensitivity of the magnetic sensor can be offset. Further, since two sets of units are used, the influence of the external magnetic field Hd applied in the sensitivity direction can be sufficiently reduced. Thereby, it is possible to further suppress a decrease in current measurement accuracy.
  • the current sensor 1b which concerns on this Embodiment is not limited to the structure mentioned above.
  • the function of the operation unit of each unit (function of calculating the sum of magnetic sensor elements) and the function of the operation unit 13b (function of calculating output difference of each unit) are one operation unit It may be realized.
  • the calculation unit may be configured outside the current sensor 1b.
  • the shape of the current line 2 may not be U-shaped.
  • the current line 2 may be substantially linear (I-shaped).
  • the magnetic sensors 11c and 11d (not shown in FIG. 10B) are disposed on one side (surface side) of the current line 2
  • the magnetic sensors 11 e and 11 f (the magnetic sensor 11 e is not shown) may be disposed on the other side (back side) of the current line 2.
  • the magnetic sensors 11c and 11d constituting the unit cell 10a may be housed in one package, and the magnetic sensors 11e and 11f constituting the unit cell 10b may be housed in one package.
  • the magnetic sensors 11e and 11f constituting the unit cell 10b may be housed in one package.
  • FIG. 11 is a schematic plan view showing an arrangement of the current sensor and its peripheral configuration according to the present embodiment.
  • the current sensor 1 c according to the present embodiment is configured to include units 10 c and 10 d disposed close to the current line 2.
  • the unit 10c includes magnetic sensors 11g and 11h, and the unit 10d includes magnetic sensors 11i and 11j. Further, the output of each unit is configured to be arithmetically processed by an arithmetic unit (not shown).
  • the magnetic sensors 11g and 11h are disposed in the vicinity of the arm 2a of the current line 2, and are configured to be able to detect the induced magnetic field Ha from the measured current I flowing through the arm 2a.
  • the magnetic sensors 11i and 11j are disposed close to the arm 2b of the current line 2, and are configured to be able to detect an induced magnetic field Hb from the measured current I flowing through the arm 2b.
  • the magnetic sensors 11g to 11j are disposed on a substrate (not shown).
  • the magnetic sensor 11g constituting the unit 10c is arranged such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sg is in the right direction in the drawing.
  • the magnetic sensor 11 h is arranged such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sh is in the left direction in the drawing.
  • the measured current I flows through the arm 2a of the current line 2 so as to generate an induced magnetic field Ha directed to the right in the drawing in the vicinity of the magnetic sensors 11g and 11h. That is, in the current sensor 1c of FIG. 11, the sensitivity direction Sg of the magnetic sensor 11g and the direction of the induction magnetic field Ha are the same (forward direction).
  • the sensitivity direction Sh of the magnetic sensor 11 h and the direction of the induction magnetic field Ha are reverse (reverse direction).
  • the directions of the induction magnetic fields Ha received by the magnetic sensors 11g and 11h are opposite to each other with reference to the sensitivity directions Sg and Sh.
  • the magnetic sensor 11i constituting the unit 10d is arranged such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Si is in the right direction in the drawing.
  • the magnetic sensor 11 j is arranged such that its sensitivity direction (direction of sensitivity axis) Sj is in the left direction in the drawing.
  • the measured current I flows through the arm 2b of the current line 2 so as to generate an induction magnetic field Hb directed leftward in the drawing in the vicinity of the magnetic sensors 11i and 11j. That is, in the current sensor 1c of FIG. 11, the sensitivity direction Si of the magnetic sensor 11i and the direction of the induction magnetic field Hb are reverse (reverse direction).
  • the sensitivity direction Sj of the magnetic sensor 11 j and the direction of the induction magnetic field Hb are the same (forward direction).
  • the directions of the induced magnetic fields Hb received by the magnetic sensors 11i and 11j are opposite to each other with reference to the sensitivity directions Si and Sj.
  • the magnetic sensor 11g is disposed such that the bias magnetic field Bg is directed upward in the drawing.
  • the magnetic sensor 11 h is disposed such that the bias magnetic field Bh is directed downward in the drawing. That is, in the unit 10c of the current sensor 1c, the direction of the bias magnetic field Bg of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11g and the direction of the bias magnetic field Bh of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11h are opposite (reverse direction) It is configured to be
  • the magnetic sensor 11i is disposed such that the bias magnetic field Bi is directed upward in the drawing.
  • the magnetic sensor 11 j is disposed such that the bias magnetic field Bj is directed downward in the drawing. That is, in the unit 10d of the current sensor 1c, the direction of the bias magnetic field Bi of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11i is opposite to the direction of the bias magnetic field Bj of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11j. It is configured to be
  • each unit is the same as that of the current sensor 1a in the above-described embodiment (see FIG. 2). That is, the current sensor according to the present embodiment is composed of two sets of units 10c and 10d corresponding to the magnetic sensors 11a and 11b of the current sensor 1a and the calculation unit 13, respectively.
  • the operation unit (corresponding to the operation unit 13a) of each unit is configured to be able to calculate the difference (output difference) of the magnetic sensor output of each unit.
  • each unit and the operation unit of each unit is the same as that of the current sensor 1b in the above-described embodiment (see FIG. 8). That is, the units 10 c and 10 d are connected to an operation unit configured to calculate a difference between outputs of the units.
  • FIG. 12 is a characteristic diagram showing output characteristics of the magnetic sensor in the current sensor according to the present embodiment.
  • the direction of the bias magnetic field Bg of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11g and the direction of the bias magnetic field Bh of the magnetoresistive element included in the magnetic sensor 11h are opposite (reverse direction). Therefore, when the magnetic sensors 11g and 11h are affected by the external magnetic field Hc, the sensitivity of the magnetic sensor 11g increases and changes from the characteristic G1 to the characteristic G2, and the sensitivity of the magnetic sensor 11h decreases to from the characteristic H1 to the characteristic H2.
  • the output O 11g of the magnetic sensor 11g , the output O 11h of the magnetic sensor 11h , the output O 11i of the magnetic sensor 11i , and the output O 11j of the magnetic sensor 11j are expressed by the following equations (14) to (17) .
  • ⁇ is the rate of sensitivity change under the influence of the external magnetic field
  • ⁇ is the offset
  • Oi is the measured current when the effect of the external magnetic field is not Output corresponding to
  • FIG. 11 it is assumed that the external magnetic field Hd in the sensitivity direction is present, and the output change On of the magnetic sensor caused by the external magnetic field Hd is present.
  • O 11 g (1 + ⁇ ) (Oi + On) + ⁇
  • O 11 h (1- ⁇ ) (-Oi-On) + ⁇
  • O 11i (1 + ⁇ ) (-Oi + On) + ⁇
  • O 11 j (1 ⁇ ) (+ Oi ⁇ On) + ⁇
  • the current sensor 1c since the current sensor 1c according to the present embodiment appropriately controls the direction of the bias magnetic field, the influence of the change in sensitivity of the magnetic sensor can be offset. Further, since two sets of units are used, the influence of the external magnetic field Hd applied in the sensitivity direction can be sufficiently reduced. Thereby, it is possible to further suppress a decrease in current measurement accuracy.
  • the current sensor 1c which concerns on this Embodiment is not limited to the structure mentioned above.
  • the function of the operation unit of each unit (function of calculating the difference between the magnetic sensor elements) and the function of the operation unit of the latter stage of the units 10c and 10d (function of calculating the output difference of each unit) May be realized by one arithmetic unit.
  • the calculation unit may be configured outside the current sensor 1c.
  • the shape of the current line 2 may not be U-shaped.
  • the current line 2 may be substantially linear (I-shaped) (see FIG. 10).
  • the magnetic sensors 11g and 11h constituting the unit cell 10c are housed in one package, and the magnetic sensors 11i and 11j constituting the unit cell 10d are housed in one package.
  • the magnetic sensors 11i and 11j constituting the unit cell 10d are housed in one package.
  • the current sensor of the present invention is configured such that the bias magnetic fields of the corresponding two magnetoresistance effect elements are in opposite directions, so that an external magnetic field is applied in a direction parallel to the bias magnetic field. Even if it is present, the decrease in current measurement accuracy can be suppressed.
  • connection relation, size, and the like of each element in the above embodiment can be changed as long as the purpose of the invention is not changed.
  • the configurations, methods, and the like described in the above embodiments can be implemented in combination as appropriate.
  • the present invention can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
  • the current sensor of the present invention can be used, for example, to detect the magnitude of the current for driving a motor such as an electric car or a hybrid car.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

　バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わる場合であっ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。電流線（２）を通流する被測定電流（Ｉ）からの誘導磁界（Ｈａ、Ｈｂ）を検出する第１の磁気センサ（１１ａ）及び第２の磁気センサ（１１ｂ）を具備し、第１の磁気センサ（１１ａ）及び第２の磁気センサ（１１ｂ）は、それぞれ、フリー磁性層に対してバイアス磁界を印加するハードバイアス層を備えた磁気抵抗効果素子を有し、第１の磁気センサ（１１ａ）の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界（Ｂａ）と、第２の磁気センサ（１１ｂ）の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界（Ｂｂ）とが互いに逆向きになるように構成されている。

Description

電流センサ
　本発明は、被測定電流を非接触で測定可能な電流センサに関する。
　電気自動車や太陽電池などの分野では、磁気検出素子であるＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子を用いて被測定電流による誘導磁界を検出する方式の電流センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の電流センサでは、複数のＧＭＲ素子の出力の差分に基づいて検出対象の電流を検出することで、高感度化を実現している。
　ＧＭＲ素子は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性層及びフリー磁性層を基本的な構成としている。固定磁性層は、反強磁性層上に積層されており、反強磁性層との間で生じる交換結合磁界により磁化方向が一方向に固定されている。フリー磁性層は、固定磁性層上に非磁性層（非磁性中間層）を介して積層されており、外部磁界により磁化方向が変化するようになっている。ＧＭＲ素子は、外部磁界の印加によって変化するフリー磁性層の磁化方向と、固定磁性層の磁化方向との関係で電気抵抗値が変動するように構成されており、これにより外部磁界を検出可能になっている。
　このようなＧＭＲ素子において、電気抵抗値と外部磁界の強さと間の線形性を高めるために、フリー磁性層にバイアス磁界を印加するハードバイアス層を設けることがある。これにより、フリー磁性層の磁化方向が同一方向に揃えられて外部磁界の検出感度が向上する。このＧＭＲ素子を用いることで、さらに検出感度に優れた電流センサが実現可能である（例えば、特許文献２参照）。
特開２００６－１０５６９３号公報 特開２００６－６６８２１号公報
　ところで、上述したハードバイアス層によってバイアス磁界を印加するタイプのＧＭＲ素子は、バイアス磁界によってフリー磁性層の磁化方向を揃えているため、バイアス磁界に平行な方向（感度方向に垂直な方向）に外部磁界が加わると検出感度が変化してしまう。このため、このＧＭＲ素子を用いる電流センサにおいて、バイアス磁界に平行な方向の外部磁界が存在する場合には、電流測定精度が低下する恐れがある。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わる場合であっ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、電流路を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出する第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子を具備し、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、フリー磁性層に対してバイアス磁界を印加するハードバイアス層を有し、前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きであり、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が逆の向きに印加されるよう配置され、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向になるように構成されていることを特徴とする。
　この構成によれば、第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きであるため、バイアス磁界に平行な方向の外部磁界が加わっても、２個の磁気センサの出力を用いて感度変化を相殺できる。これにより、外部磁界による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、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力との差を演算処理する演算部を具備することが好ましい。
　本発明の電流センサにおいて、前記電流路は、平行な第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分及び前記第２の部分に垂直な前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する第３の部分と、を含んで構成されており、前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第１の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように配置されており、前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第２の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように、前記電流路の前記第１の磁気抵抗効果素子と同一面側に配置されていることが好ましい。この構成によれば、電流路の同一面に磁気抵抗効果素子を設けることができるので、製造が容易になる。
　本発明の電流センサにおいて、前記電流路は、直線状に構成されており、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路を挟んで配置されることが好ましい。この構成によれば、直線状の電流路を用いるため、電流測定精度の低下を抑制できる。
　本発明の電流センサは、電流路を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出する第１乃至第４の磁気抵抗効果素子を具備し、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、フリー磁性層に対してバイアス磁界を印加するハードバイアス層を有し、前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きになるように、かつ、前記第３の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第４の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きになるように、かつ、前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第３の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが同じ向きになるように、かつ、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第４の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが同じ向きになるように配置され、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が同じ向きに印加され、かつ、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が同じ向きに印加され、かつ、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とに印加される前記被測定電流からの誘導磁界の向きと前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とに印加される前記被測定電流からの誘導磁界の向きとが逆の向きになるように配置され、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第３の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向、かつ、前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第４の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向、かつ、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の感度軸が平行になるよう配置されていることを特徴とする。
　この構成によれば、第１の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界と、第２の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界とが互いに逆向きであり、第３の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界と、第４の磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界とが互いに逆向きであるため、バイアス磁界に平行な方向の外部磁界が加わっても、各磁気センサの感度変化を相殺できる。さらに、感度軸方向の外部磁界が加わっても、その影響を相殺できる。これにより、外部磁界による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、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸乃至前記第４の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向が同一方向になるよう配置され、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の出力を演算処理する演算部を有し、前記演算部は、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第２の磁気抵抗効果素子の出力の和である第１の出力和から、前記第３の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第４の磁気抵抗効果素子の出力の和である第２の出力和を減算することが好ましい。
　本発明の電流センサにおいて、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向及び前記第３の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と、前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向及び前記第４の磁気抵抗効果素子の方向とが逆の方向になるよう配置され、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の出力を演算処理する演算部を有し、前記演算部は、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力の差である第１の出力差から、前記第３の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第４の磁気抵抗効果素子の出力の差である第２の出力差を減算することが好ましい。
　本発明の電流センサにおいて、前記電流路は、平行な第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分及び前記第２の部分に垂直な前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する第３の部分と、を含んで構成されており、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように配置されており、前記第３の磁気抵抗効果素子及び前記第４の磁気抵抗効果素子は、前記電流路の第２の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように、前記電流路の同一面に配置されていることが好ましい。この構成によれば、電流路の同一面に磁気抵抗効果素子を設けることができるので、製造が容易になる。
　本発明の電流センサにおいて、前記電流路は、直線状に構成されており、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路の一方の面に設けられ、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路の前記一方の面と対向する面に設けられていることが好ましい。この構成によれば、直線状の電流路を用いるため、電流測定精度の低下を抑制できる。
　本発明により、バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わる場合であっ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に係る電流センサ及びその周辺構成の配置例を示す平面模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの回路構成を示すブロック図である。 磁気抵抗効果素子の構成例を示す平面模式図である。 磁気抵抗効果素子の構成例を示す断面模式図である。 実施の形態１に係る電流センサにおける各磁気センサの特性図である。 電流線の形状が異なる場合の電流センサの配置例を示す模式図である。 実施の形態２に係る電流センサ及びその周辺構成の配置例を示す平面模式図である。 実施の形態２に係る電流センサの回路構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る電流センサに用いられる各磁気センサの特性図である。 電流線の形状が異なる場合の電流センサの配置例を示す模式図である。 実施の形態３に係る電流センサ及びその周辺構成の配置例を示す平面模式図である。 実施の形態３に係る電流センサに用いられる各磁気センサの特性図である。 従来例に係る電流センサを示す平面模式図である。 従来例に係る電流センサにおける各磁気センサの特性図である。
　本発明者は、ハードバイアス層によってバイアス磁界を印加するタイプの磁気抵抗効果素子において、バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わると検出感度が変化することを見出した。これは、このタイプの磁気抵抗効果素子が、バイアス磁界によってフリー磁性層の磁化方向を揃えていることに起因する。バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わると、フリー磁性層の磁化が変化する。その結果、磁気抵抗効果素子の検出感度が変化してしまう。
　本発明者は当該知見に基づき、磁気抵抗効果素子の配置を、ハードバイアス層によるバイアス磁界との関係において制御することで、電流センサにおける感度変化の影響を低減できることを見出した。すなわち、本発明は、複数の磁気抵抗効果素子を用いる電流センサにおいて、対応する２個の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界が、逆向きになるように構成されていることを骨子とするものである。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及びその周辺構成の配置例を示す平面模式図である。図２は、本実施の形態に係る電流センサの回路構成を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、電流センサ１ａは、被測定電流Ｉが通流する電流線２に近接して配置された略直方体状の磁気センサ１１ａ、１１ｂと、磁気センサ１１ａ、１１ｂの出力を演算処理する演算部１３ａとを含んで構成されている。
　図１に示すように、電流センサ１ａの磁気センサ１１ａ、１１ｂは、電流線２に通流する被測定電流Ｉを測定できるように電流線２に近接して配置されている。電流線２は、略平行に延びる腕部２ａ、２ｂと、これらに対して略垂直に延び、腕部２ａの一端部と腕部２ｂの一端部とを接続する接続部２ｃとを含む。すなわち、電流線２は、平面形状が略Ｕ字状に構成されている。なお、電流線２の腕部２ａ、２ｂ及び接続部２ｃは、それぞれ別体で構成されていても良い。
　磁気センサ１１ａは、電流線２の腕部２ａに近接して配置されており、腕部２ａを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈａを検出可能になっている。磁気センサ１１ｂは、電流線２の腕部２ｂに近接して配置されており、腕部２ｂを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈｂを検出可能になっている。なお、磁気センサ１１ａ、１１ｂは、不図示の基板に配置されている。
　磁気センサ１１ａは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓａが図面右方向になるように配置されている。また、図１において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ａの近傍において図面右向きの誘導磁界Ｈａを生じるように電流線２の腕部２ａを通流している。つまり、図１の電流センサ１ａにおいて、磁気センサ１１ａの感度方向Ｓａと誘導磁界Ｈａの向きとが同じ（順方向）になっている。
　一方、磁気センサ１１ｂは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｂが図面右方向になるように配置されている。また、図１において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ｂの近傍において図面左向きの誘導磁界Ｈｂを生じるように電流線２の腕部２ｂを通流している。つまり、図１の電流センサ１ａにおいて、磁気センサ１１ａの感度方向Ｓｂと誘導磁界Ｈｂの向きとが逆（逆方向）になるように構成されている。
　上述のように、磁気センサ１１ａ、１１ｂは、それぞれの感度方向Ｓａ、Ｓｂを基準にしてそれぞれが受ける誘導磁界Ｈａ、Ｈｂの方向が逆になるよう配置されている。つまり、一方の磁気センサは順方向の誘導磁界を受け、他方の磁気センサは逆方向の誘導磁界を受けるようになっている。これにより、２個の磁気センサは、被測定電流Ｉの影響を逆に受けて略逆極性の信号を出力する。なお、一方の磁気センサが順方向の誘導磁界を受け、他方の磁気センサが逆方向の誘導磁界を受けるように構成されていれば、各構成の配置は図１に示すものに限られない。例えば、電流線２を通流する被測定電流Ｉの向きは、図１と逆でも良い。
　磁気センサ１１ａ、１１ｂは、後述するハードバイアス層を備えた磁気抵抗効果素子をそれぞれ含んで構成されている。磁気センサ１１ａは、磁気抵抗効果素子のハードバイアス層によるバイアス磁界Ｂａが図面上向きになるように配置されている。また、磁気センサ１１ｂは、磁気抵抗効果素子のハードバイアス層によるバイアス磁界Ｂｂが図面下向きになるように配置されている。つまり、電流センサ１ａにおいて、磁気センサ１１ａの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂａの方向と磁気センサ１１ｂの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｂの方向とは、逆（逆方向）になるように構成されている。
　これにより、バイアス磁界に平行な成分を有する外部磁界が印加された場合、その影響は、一方の磁気センサにおいて感度が増加する方向に現れ、他方の磁気センサにおいて感度が減少する方向に現れる。例えば、磁気センサ１１ａ、１１ｂに対して図１に示すような外部磁場Ｈｃが印加された場合、その影響は、磁気センサ１１ａにおいて感度が増加する方向に現れ、磁気センサ１１ｂにおいて感度が減少する方向に現れる。なお、磁気センサ１１ａ、１１ｂにおけるバイアス磁界の向きは、逆（逆方向）になっていれば図１に示す向きに限られない。
　図３は、磁気センサ１１ａ、１１ｂに用いられる磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）の構成例を示す平面模式図である。図３に示す磁気抵抗効果素子は、複数の長尺パターン３１ａ～３１ｇを、その長手方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に配列した磁気検出パターン３１を含んで構成されている。各長尺パターンは略平行に配置されており、各長尺パターンの端部は隣接する長尺パターンの端部と接続されている。これにより、磁気検出パターン３１はミアンダ形状を有している。図３において、素子の感度方向（感度軸の方向）Ｓは、長尺パターン３１ａ～３１ｇの長手方向に直交する方向（Ｙ方向）である。図３では、７個の長尺パターン３１ａ～３１ｇを含む磁気検出パターン３１を示しているが、磁気検出パターン３１を構成する長尺パターンの数はこれに限定されない。
　磁気検出パターン３１の両端外側の位置には、各長尺パターンの長手方向に直交する方向（Ｙ方向）に延びるハードバイアス層３２ａ、３２ｂが設けられている。ハードバイアス層３２ａ、３２ｂは、磁気検出パターン３１を構成するフリー磁性層に対し、長尺パターン３１ａ～３１ｇの長手方向に平行なバイアス磁界Ｂを印加できるように構成されている。
　図４は、磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）の構成例を示す断面模式図である。本実施の形態の電流センサに用いられる磁気抵抗効果素子は、図４に示されるように、基板１０１に設けられた積層構造でなる。具体的には、磁気抵抗効果素子は、磁気検出パターン３１を構成する積層構造と、ハードバイアス層３２ａ、３２ｂとを含んで構成されている。磁気検出パターン３１は、シード層１０２、第１の強磁性層１０３、反平行結合層１０４、第２の強磁性層１０５、非磁性中間層１０６、フリー磁性層（軟磁性自由層）１０７、及び保護層１０８を含む。第１の強磁性層１０３と第２の強磁性層１０５とは反平行結合層１０４を介して反強磁性的に結合されており、いわゆるセルフピン止め型の強磁性固定層（ＳＦＰ層：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　Ｆｅｒｒｉ　Ｐｉｎｎｅｄ層）を構成している。
　図２に示すように、磁気センサ１１ａ、１１ｂには、演算部１３ａが接続されている。演算部１３ａは、磁気センサ１１ａの出力と磁気センサ１１ｂの出力との差（出力差）を算出する。なお、演算部１３ａが算出する出力差は、磁気センサ１１ａの出力と磁気センサ１１ｂの出力との差に対応するものであれば、増幅されたものでも良い。この演算処理によって、磁気センサ１１ａの出力及び磁気センサ１１ｂの出力において現れる感度変化を相殺して、バイアス磁界に対して平行な方向の外部磁界（感度方向に垂直な方向の磁界）Ｈｃの影響を低減できる。
　図５は、外部磁界Ｈｃの影響を受けない状態における磁気センサ１１ａの出力及び磁気センサ１１ｂの出力と、外部磁界Ｈｃの影響を受けた状態における磁気センサ１１ａの出力及び磁気センサ１１ｂの出力とを示す特性図である。図５において、横軸は被測定電流Ｉを示し、縦軸は各磁気センサの出力を示している。
　上述したように、電流センサ１ａにおいて、磁気センサ１１ａの感度方向Ｓａと誘導磁界Ｈａの向きとは同じ（順方向）である。このため、図５において特性Ａ１で示すように、外部磁界Ｈｃの影響を受けない状態の磁気センサ１１ａの出力は、被測定電流Ｉが増加すると増加する。また、磁気センサ１１ｂの感度方向Ｓｂと誘導磁界Ｈｂの向きとは逆（逆方向）である。このため、図５において特性Ｂ１で示されるように、外部磁界Ｈｃの影響を受けない状態の磁気センサ１１ｂの出力は、被測定電流Ｉが増加すると減少する。なお、ここでは、磁気センサ１１ａ、１１ｂの感度は略等しく、磁界強度と磁気センサ１１ａ、１１ｂの出力との関係は略線形であり、特性Ａ１と特性Ｂ１の傾きの絶対値は略等しいとする。また、磁気センサ１１ａの出力と磁気センサ１１ｂの出力とは所定のオフセットを有している。
　外部磁界Ｈｃの影響を受けた状態において、特性Ａ２で示すように磁気センサ１１ａの感度が増加する場合、磁気センサ１１ｂの感度は減少して特性Ｂ２のようになる。これは、２個の磁気センサにおいてバイアス磁界の方向が逆（逆方向）のためである。ここで、磁気センサ１１ａの出力Ｏ１１ａと磁気センサ１１ｂの出力Ｏ１１ｂとは、下記の式（１）及び（２）で表される。式（１）及び（２）において、αは、外部磁界の影響を受けた場合における感度変化の割合であり、βはオフセットであり、Ｏｉは、外部磁界の影響を受けない場合の被測定電流に対応した出力である。
（１）
Ｏ１１ａ＝（１＋α）Ｏｉ＋β
（２）
Ｏ１１ｂ＝－（１－α）Ｏｉ＋β
　式（１）及び（２）において示すように、外部磁界の影響を受けた状態において感度変化の割合（α）を一定とすれば、下記式（３）で表されるように、演算部１３ａにおいて磁気センサ１１ａの出力Ｏ１１ａと磁気センサ１１ｂの出力Ｏ１１ｂとの差をとることで、外部磁界の影響を相殺して電流測定精度を高めることができる。
（３）
Ｏ１１ａ－Ｏ１１ｂ＝２Ｏｉ
　従来例として、本発明に係る電流センサ１ａとは異なる構成の電流センサの出力特性について説明する。図１３は、従来例に係る電流センサの構成を示す平面模式図である。図１４は、従来例に係る電流センサにおける磁気センサの出力特性を示す特性図である。
　図１３に示すように、従来例に係る電流センサ３は、被測定電流Ｉが通流する電流線２に近接して配置された磁気センサ３１ａ、３１ｂと、不図示の演算装置とを含んで構成されている。電流センサ３において、磁気センサ３１ａの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界の方向と磁気センサ３１ｂの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界の方向とは、同じになるように構成されている。すなわち、本実施の形態に係る電流センサ１ａと従来例に係る電流センサ３との相違点は、磁気センサにおけるバイアス磁界の方向である。他の構成は同様とする。
　この電流センサ３において、磁気センサ３１ａの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界の方向と磁気センサ３１ｂの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界の方向とは同じである。このため、磁気センサ３１ａ、３１ｂが外部磁界Ｈｃの影響を受けると、これらの感度は共に増加する。その結果、図１４に示すように、磁気センサ３１ａの出力特性は特性ａ１から特性ａ２に変化し、磁気センサ３１ｂの出力特性は特性ｂ１から特性ｂ２に変化する。ここで、磁気センサ３１ａの出力Ｏ３１ａと磁気センサ３１ｂの出力Ｏ３１ｂとは、下記の式（４）及び（５）で表される。
（４）
Ｏ３１ａ＝（１＋α）Ｏｉ＋β
（５）
Ｏ３１ｂ＝－（１＋α）Ｏｉ＋β
　この場合、磁気センサ３１ａの出力Ｏ３１ａと磁気センサ３１ｂの出力Ｏ３１ｂとの差をとっても、式（６）に示すように外部磁界の影響（α）は残ってしまう。
（６）
Ｏ３１ａ－Ｏ３１ｂ＝２（１＋α）Ｏｉ
　このように、従来例に係る電流センサ３では電流センサ出力から外部磁界の影響を除去できない。これに対し、本実施の形態に係る電流センサ１ａは、バイアス磁界の向きを適切に制御しているため、２個の磁気センサの出力の差により感度変化の影響を相殺して電流測定精度の低下を抑制することが可能である。
　なお、本実施の形態に係る電流センサ１ａは上述した構成に限定されない。例えば、電流センサ１ａの磁気センサ１１ａ、１１ｂとしてフィードバックコイル等を用いた磁気平衡式の磁気センサを適用しても良い。また、電流センサ１ａは、その構成として制御部及び演算部を備えていなくとも良い。例えば、電流センサ１ａ外に制御装置や演算装置を設け、これによって電流センサ１ａの制御及びセンサ出力の演算処理を行う構成としても良い。
　また、電流線２の形状はＵ字状でなくても良い。図６は、電流線２の形状が異なる場合の電流センサ１ａの配置例を示す模式図である。例えば、図６Ａに示すように、電流線２を略直線状（Ｉ字状）としても良い。この場合、磁気センサ１１ａ、１１ｂは、図６Ｂ（図６ＡのＡＡ矢視断面に相当）に示すように、電流線２の一方側（表面側）と他方側（裏面側）にそれぞれ配置すればよい。なお、電流線２の形状をＵ字状とする場合、磁気センサ１１ａ、１１ｂには、接続部２ｃを通流する被測定電流Ｉによって生じるバイアス磁界に平行な向きの誘導磁界が印加される。このため、この誘導磁界の影響を抑制できるという点において、Ｕ字状の電流線２を用いる場合には本実施の形態の構成は特に有効である。
　その他、本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態２）
　本実施の形態では、上述した実施の形態に係る電流センサとは異なる態様の電流センサについて説明する。図７は、本実施の形態に係る電流センサ及びその周辺構成の配置を示す平面模式図である。図８は、本実施の形態に係る電流センサの回路構成を示すブロック図である。図７及び図８に示すように、本実施の形態に係る電流センサ１ｂは、電流線２に近接して配置されたユニット１０ａ、１０ｂと、各ユニットの出力を演算処理する演算部１３ｂとを含んで構成されている。ユニット１０ａは磁気センサ１１ｃ、１１ｄを含み、ユニット１０ｂは磁気センサ１１ｅ、１１ｆを含む。
　磁気センサ１１ｃ、１１ｄは、電流線２の腕部２ａに近接して配置されており、腕部２ａを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈａを検出可能に構成されている。磁気センサ１１ｅ、１１ｆは、電流線２の腕部２ｂに近接して配置されており、腕部２ｂを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈｂを検出可能に構成されている。なお、磁気センサ１１ｃ～１１ｆは、不図示の基板に配置されている。
　ユニット１０ａを構成する磁気センサ１１ｃ、１１ｄは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｃ、Ｓｄが図面右方向になるように配置されている。また、図７において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ｃ、１１ｄの近傍において図面右向きの誘導磁界Ｈａを生じるように電流線２の腕部２ａを通流している。つまり、図７の電流センサ１ｂにおいて、磁気センサ１１ｃ、１１ｄの感度方向Ｓｃ、Ｓｄと誘導磁界Ｈａの向きとが同じ（順方向）になっている。磁気センサ１１ｃ、１１ｄは、それぞれの感度方向Ｓｃ、Ｓｄを基準にしてそれぞれが受ける誘導磁界Ｈａの方向が同じになっている。
　一方、ユニット１０ｂを構成する磁気センサ１１ｅ、１１ｆは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｅ、Ｓｆが図面右方向になるように配置されている。また、図７において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ｅ、１１ｆの近傍において図面左向きの誘導磁界Ｈｂを生じるように電流線２の腕部２ｂを通流している。つまり、図７の電流センサ１ｂにおいて、磁気センサ１１ｅ、１１ｆの感度方向Ｓｅ、Ｓｆと誘導磁界Ｈｂの向きとが逆（逆方向）になっている。磁気センサ１１ｅ、１１ｆは、それぞれの感度方向Ｓｅ、Ｓｆを基準にしてそれぞれが受ける誘導磁界Ｈｂの方向が逆になっている。
　また、磁気センサ１１ｃは、バイアス磁界Ｂｃが図面上向きになるように配置されている。磁気センサ１１ｄは、バイアス磁界Ｂｄが図面下向きになるように配置されている。つまり、電流センサ１ｂのユニット１０ａにおいて、磁気センサ１１ｃの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｃの方向と磁気センサ１１ｄの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｄの方向とは、逆（逆方向）になるように構成されている。
　同様に、磁気センサ１１ｅは、バイアス磁界Ｂｅが図面上向きになるように配置されている。磁気センサ１１ｆは、バイアス磁界Ｂｆが図面下向きになるように配置されている。つまり、電流センサ１ｂのユニット１０ｂにおいて、磁気センサ１１ｅの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｅの方向と磁気センサ１１ｆの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｆの方向とは、逆（逆方向）になるように構成されている。
　各ユニットの回路構成は、上述した実施の形態における電流センサ１ａと同様である（図２参照）。すなわち、本実施の形態に係る電流センサ１ｂは、それぞれが電流センサ１ａの磁気センサ１１ａ、１１ｂ及び演算部１３に相当する２組のユニット１０ａ、１０ｂにより構成されている。ただし、各ユニットの演算部（演算部１３ａに相当）は、各ユニットの磁気センサ出力の和（出力和）を算出できるように構成されている。つまり、ユニット１０ａの演算部は磁気センサ１１ｃ、１１ｄの出力の和を算出できるようになっており、ユニット１０ｂの演算部は磁気センサ１１ｅ、１１ｆの出力の和を算出できるようになっている。なお、これらの演算部が算出する出力和は、磁気センサ出力の和に対応するものであれば、増幅されたものでも良い。
　図８に示すように、電流センサ１ｂの各ユニットには、さらに演算部１３ｂが接続されている。演算部１３ｂは、各ユニットの出力の差を算出できるように構成されている。つまり、演算部１３ｂは、ユニット１０ａの演算部からの出力と、ユニット１０ｂの演算部からの出力との差を算出する。
　図９は、本実施の形態に係る電流センサにおける磁気センサの出力特性を示す特性図である。上述したように、ユニット１０ａにおいて、磁気センサ１１ｃの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｃの方向と磁気センサ１１ｄの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｄの方向とは逆（逆方向）である。このため、磁気センサ１１ｃ、１１ｄが外部磁界Ｈｃの影響を受けると、磁気センサ１１ｃの感度は増加して特性Ｃ１から特性Ｃ２に変化し、磁気センサ１１ｄの感度は減少して特性Ｄ１（＝特性Ｃ１）から特性Ｄ２に変化する。同様に、磁気センサ１１ｅ、１１ｆが外部磁界Ｈｃの影響を受けると、磁気センサ１１ｅの感度は増加して特性Ｅ１から特性Ｅ２に変化し、磁気センサ１１ｆの感度は減少して特性Ｆ１（＝特性Ｅ１）から特性Ｆ２に変化する。
　ここで、磁気センサ１１ｃの出力Ｏ１１ｃ、磁気センサ１１ｄの出力Ｏ１１ｄ、磁気センサ１１ｅの出力Ｏ１１ｅ、磁気センサ１１ｆの出力Ｏ１１ｆは、下記の式（７）～（１０）で表される。式（７）～（１０）において、αは、外部磁界の影響を受けた場合における感度変化の割合であり、βはオフセットであり、Ｏｉは、外部磁界の影響を受けない場合の被測定電流に対応した出力である。また、図７に示すように、ここでは、感度方向の外部磁界Ｈｄが存在し、外部磁界Ｈｄに起因する磁気センサの出力変化Ｏｎが存在するものとする。
（７）
Ｏ１１ｃ＝（１＋α）（Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
（８）
Ｏ１１ｄ＝（１－α）（Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
（９）
Ｏ１１ｅ＝（１＋α）（－Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
（１０）
Ｏ１１ｆ＝（１－α）（－Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
　外部磁界Ｈｃの影響を受けた状態において感度変化の割合（α）を一定とすれば、下記式（１１）で表されるように、ユニット１０ａの演算部において磁気センサ１１ｃの出力Ｏ１１ｃと磁気センサ１１ｄの出力Ｏ１１ｄとの和をとることで、外部磁界Ｈｃの影響を相殺することができる。
（１１）
Ｏ１１ｃ＋Ｏ１１ｄ＝２（Ｏｉ＋Ｏｎ）＋２β
　また、下記式（１２）で表されるように、ユニット１０ｂの演算部において磁気センサ１１ｅの出力Ｏ１１ｅと磁気センサ１１ｆの出力Ｏ１１ｆとの和をとることで、外部磁界Ｈｃの影響を相殺することができる。
（１２）
Ｏ１１ｅ＋Ｏ１１ｆ＝２（－Ｏｉ＋Ｏｎ）＋２β
　そして、演算部１３ｂにおいて、さらにユニット１０ａの出力とユニット１０ｂの出力との差をとることで、下記式（１３）で表されるように、外部磁界Ｈｄ及びオフセットβの影響を相殺できる。
（１３）
（Ｏ１１ｃ＋Ｏ１１ｄ）－（Ｏ１１ｅ＋Ｏ１１ｆ）＝４Ｏｉ
　このように、本実施の形態に係る電流センサ１ｂは、バイアス磁界の向きを適切に制御しているため、磁気センサの感度変化の影響を相殺することができる。また、２組のユニットを用いているため、感度方向に印加される外部磁界Ｈｄの影響も十分に低減することができる。これにより、電流測定精度の低下をさらに抑制することが可能である。
　なお、本実施の形態に係る電流センサ１ｂは上述した構成に限定されない。例えば、電流センサ１ｂにおいて、各ユニットの演算部の機能（磁気センサ素子の和を算出する機能）と、演算部１３ｂの機能（各ユニットの出力差を算出する機能）とを一つの演算部で実現しても良い。また、演算部は、電流センサ１ｂ外の構成であっても良い。また、電流線２の形状はＵ字状でなくても良い。例えば、図１０Ａに示すように、電流線２を略直線状（Ｉ字状）としても良い。この場合、図１０Ｂ（図１０ＡのＢＢ矢視断面に相当）に示すように、磁気センサ１１ｃ、１１ｄ（図１０Ｂにおいて磁気センサ１１ｃは不図示）は電流線２の一方側（表面側）に配置し、磁気センサ１１ｅ、１１ｆ（磁気センサ１１ｅは不図示）は電流線２の他方側（裏面側）に配置すればよい。
　また、本実施の形態に係る電流センサ１ｂにおいて、ユニットセル１０ａを構成する磁気センサ１１ｃ、１１ｄを一つのパッケージに収め、ユニットセル１０ｂを構成する磁気センサ１１ｅ、１１ｆを一つのパッケージに収めることが好ましい。このように、各ユニットセルを一つのパッケージで実現することにより、測定位置の相違による測定誤差を抑制できるため、電流測定精度をさらに高めることができる。また、省スペース化、取り扱いの容易化等の観点においても、各ユニットセルを一つのパッケージで実現することは好ましい。
　その他、本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
　本実施の形態では、上述した実施の形態に係る電流センサとは異なる態様の電流センサについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る電流センサ及びその周辺構成の配置を示す平面模式図である。図１１に示すように、本実施の形態に係る電流センサ１ｃは、電流線２に近接して配置されたユニット１０ｃ、１０ｄを含んで構成されている。ユニット１０ｃは磁気センサ１１ｇ、１１ｈを含み、ユニット１０ｄは磁気センサ１１ｉ、１１ｊを含む。また、各ユニットの出力は、不図示の演算部によって演算処理されるように構成されている。
　磁気センサ１１ｇ、１１ｈは、電流線２の腕部２ａに近接して配置されており、腕部２ａを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈａを検出可能に構成されている。磁気センサ１１ｉ、１１ｊは、電流線２の腕部２ｂに近接して配置されており、腕部２ｂを通流する被測定電流Ｉからの誘導磁界Ｈｂを検出可能に構成されている。なお、磁気センサ１１ｇ～１１ｊは、不図示の基板に配置されている。
　ユニット１０ｃを構成する磁気センサ１１ｇは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｇが図面右方向になるように配置されている。一方、磁気センサ１１ｈは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｈが図面左方向になるように配置されている。また、図１１において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ｇ、１１ｈの近傍において図面右向きの誘導磁界Ｈａを生じるように電流線２の腕部２ａを通流している。つまり、図１１の電流センサ１ｃにおいて、磁気センサ１１ｇの感度方向Ｓｇと誘導磁界Ｈａの向きとが同じ（順方向）になっている。また、磁気センサ１１ｈの感度方向Ｓｈと誘導磁界Ｈａの向きとが逆（逆方向）になっている。磁気センサ１１ｇ、１１ｈは、それぞれの感度方向Ｓｇ、Ｓｈを基準にしてそれぞれが受ける誘導磁界Ｈａの方向が逆になっている。
　ユニット１０ｄを構成する磁気センサ１１ｉは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｉが図面右方向になるように配置されている。一方、磁気センサ１１ｊは、その感度方向（感度軸の方向）Ｓｊが図面左方向になるように配置されている。また、図１１において被測定電流Ｉは、磁気センサ１１ｉ、１１ｊの近傍において図面左向きの誘導磁界Ｈｂを生じるように電流線２の腕部２ｂを通流している。つまり、図１１の電流センサ１ｃにおいて、磁気センサ１１ｉの感度方向Ｓｉと誘導磁界Ｈｂの向きとが逆（逆方向）になっている。また、磁気センサ１１ｊの感度方向Ｓｊと誘導磁界Ｈｂの向きとが同じ（順方向）になっている。磁気センサ１１ｉ、１１ｊは、それぞれの感度方向Ｓｉ、Ｓｊを基準にしてそれぞれが受ける誘導磁界Ｈｂの方向が逆になっている。
　また、磁気センサ１１ｇは、バイアス磁界Ｂｇが図面上向きになるように配置されている。磁気センサ１１ｈは、バイアス磁界Ｂｈが図面下向きになるように配置されている。つまり、電流センサ１ｃのユニット１０ｃにおいて、磁気センサ１１ｇの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｇの方向と磁気センサ１１ｈの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｈの方向とは、逆（逆方向）になるように構成されている。
　同様に、磁気センサ１１ｉは、バイアス磁界Ｂｉが図面上向きになるように配置されている。磁気センサ１１ｊは、バイアス磁界Ｂｊが図面下向きになるように配置されている。つまり、電流センサ１ｃのユニット１０ｄにおいて、磁気センサ１１ｉの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｉの方向と磁気センサ１１ｊの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｊの方向とは、逆（逆方向）になるように構成されている。
　各ユニットの回路構成は、上述した実施の形態における電流センサ１ａと同様である（図２参照）。すなわち、本実施の形態に係る電流センサは、それぞれが電流センサ１ａの磁気センサ１１ａ、１１ｂ及び演算部１３に相当する２組のユニット１０ｃ、１０ｄにより構成されている。本実施の形態では、各ユニットの演算部（演算部１３ａに相当）は、各ユニットの磁気センサ出力の差（出力差）を算出できるように構成されている。
　各ユニットと、各ユニットの演算部との接続関係は、上述した実施の形態における電流センサ１ｂと同様である（図８参照）。すなわち、ユニット１０ｃ、１０ｄには、各ユニットの出力の差を算出できるように構成された演算部が接続されている。
　図１２は、本実施の形態に係る電流センサにおける磁気センサの出力特性を示す特性図である。上述したように、ユニット１０ｃにおいて、磁気センサ１１ｇの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｇの方向と磁気センサ１１ｈの備える磁気抵抗効果素子のバイアス磁界Ｂｈの方向とは逆（逆方向）である。このため、磁気センサ１１ｇ、１１ｈが外部磁界Ｈｃの影響を受けると、磁気センサ１１ｇの感度は増加して特性Ｇ１から特性Ｇ２に変化し、磁気センサ１１ｈの感度は減少して特性Ｈ１から特性Ｈ２に変化する。同様に、磁気センサ１１ｉ、１１ｊが外部磁界Ｈｃの影響を受けると、磁気センサ１１ｉの感度は増加して特性Ｉ１から特性Ｉ２に変化し、磁気センサ１１ｊの感度は減少して特性Ｊ１から特性Ｊ２に変化する。
　ここで、磁気センサ１１ｇの出力Ｏ１１ｇ、磁気センサ１１ｈの出力Ｏ１１ｈ、磁気センサ１１ｉの出力Ｏ１１ｉ、磁気センサ１１ｊの出力Ｏ１１ｊは、下記の式（１４）～（１７）で表される。式（１４）～（１７）において、αは、外部磁界の影響を受けた場合における感度変化の割合であり、βはオフセットであり、Ｏｉは、外部磁界の影響を受けない場合の被測定電流に対応した出力である。また、図１１に示すように、ここでは、感度方向の外部磁界Ｈｄが存在し、外部磁界Ｈｄに起因する磁気センサの出力変化Ｏｎが存在するものとする。
（１４）
Ｏ１１ｇ＝（１＋α）（Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
（１５）
Ｏ１１ｈ＝（１－α）（－Ｏｉ－Ｏｎ）＋β
（１６）
Ｏ１１ｉ＝（１＋α）（－Ｏｉ＋Ｏｎ）＋β
（１７）
Ｏ１１ｊ＝（１－α）（＋Ｏｉ－Ｏｎ）＋β
　外部磁界Ｈｃの影響を受けた状態において感度変化の割合（α）を一定とすれば、下記式（１８）で表されるように、ユニット１０ｃの演算部において磁気センサ１１ｇの出力Ｏ１１ｇと磁気センサ１１ｈの出力Ｏ１１ｈとの差をとることで、外部磁界Ｈｃ及びオフセットβの影響を相殺することができる。
（１８）
Ｏ１１ｇ－Ｏ１１ｈ＝２（Ｏｉ＋Ｏｎ）
　また、下記式（１９）で表されるように、ユニット１０ｄの演算部において磁気センサ１１ｉの出力Ｏ１１ｉと磁気センサ１１ｊの出力Ｏ１１ｊとの差をとることで、外部磁界Ｈｃ及びオフセットβの影響を相殺することができる。
（１９）
Ｏ１１ｉ－Ｏ１１ｊ＝２（－Ｏｉ＋Ｏｎ）
　そして、ユニット１０ｃ、１０ｄの後段の演算部において、さらにユニット１０ｃの出力とユニット１０ｄの出力との差をとることで、下記式（２０）で表されるように、外部磁界Ｈｄの影響を相殺できる。
（２０）
（Ｏ１１ｇ－Ｏ１１ｈ）－（Ｏ１１ｉ－Ｏ１１ｊ）＝４Ｏｉ
　このように、本実施の形態に係る電流センサ１ｃは、バイアス磁界の向きを適切に制御しているため、磁気センサの感度変化の影響を相殺することができる。また、２組のユニットを用いているため、感度方向に印加される外部磁界Ｈｄの影響も十分に低減することができる。これにより、電流測定精度の低下をさらに抑制することが可能である。
　なお、本実施の形態に係る電流センサ１ｃは上述した構成に限定されない。例えば、電流センサ１ｃにおいて、各ユニットの演算部の機能（磁気センサ素子の差を算出する機能）と、ユニット１０ｃ、１０ｄの後段の演算部の機能（各ユニットの出力差を算出する機能）とを一つの演算部で実現しても良い。また、演算部は、電流センサ１ｃ外の構成であっても良い。また、電流線２の形状はＵ字状でなくても良い。例えば、電流線２を略直線状（Ｉ字状）としても良い（図１０参照）。
　また、本実施の形態に係る電流センサ１ｃにおいて、ユニットセル１０ｃを構成する磁気センサ１１ｇ、１１ｈを一つのパッケージに収め、ユニットセル１０ｄを構成する磁気センサ１１ｉ、１１ｊを一つのパッケージに収めることが好ましい。このように、各ユニットセルを一つのパッケージで実現することにより、測定位置の相違による測定誤差を抑制できるため、電流測定精度をさらに高めることができる。また、省スペース化、取り扱いの容易化等の観点においても、各ユニットセルを一つのパッケージで実現することは好ましい。
　その他、本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。
　以上のように、本発明の電流センサは、対応する２個の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界が逆向きになるように構成されているため、バイアス磁界に平行な方向に外部磁界が加わる場合であっても電流測定精度の低下を抑制することができる。
　なお、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。
　本出願は、２０１１年１２月２８日出願の特願２０１１－２８７５３６に基づく。この内容は、全てここに含めておく。

Claims (9)

  1. 　電流路を通流する被測定電流からの誘導磁界を測定する第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子を具備し、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、フリー磁性層に対してバイアス磁界を印加するハードバイアス層を有し、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きであり、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が逆の向きに印加されるよう配置され、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向になるように構成されていることを特徴とする電流センサ。
  2. 　前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力との差を演算処理する演算部を具備することを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記電流路は、平行な第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分及び前記第２の部分に垂直な前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する第３の部分と、を含んで構成されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第１の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を測定するように配置されており、前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第２の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を測定するように、前記電流路の前記第１の磁気抵抗効果素子と同一面側に配置されてい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。
  4. 　前記電流路は、直線状に構成されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路を挟んで配置され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。
  5. 　電流路を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出する第１乃至第４の磁気抵抗効果素子を具備し、
    　前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、それぞれ、フリー磁性層に対してバイアス磁界を印加するハードバイアス層を有し、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きになるように、かつ、前記第３の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第４の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが逆向きになるように、かつ、前記第１の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第３の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが同じ向きになるように、かつ、前記第２の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界と、前記第４の磁気抵抗効果素子のバイアス磁界とが同じ向きになるように配置され、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が同じ向きに印加され、かつ、前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とは、前記被測定電流からの誘導磁界が同じ向きに印加され、かつ、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とに印加される前記被測定電流からの誘導磁界の向きと前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とに印加される前記被測定電流からの誘導磁界の向きとが逆の向きになるように配置され、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第３の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向、かつ、前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と前記第４の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが同一方向、かつ、前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の感度軸が平行になるよう配置されていることを特徴とする電流センサ。
  6. 　前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸乃至前記第４の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向が同一方向になるよう配置され、
    　前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の出力を演算処理する演算部を有し、
    　前記演算部は、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第２の磁気抵抗効果素子の出力の和である第１の出力和から、前記第３の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第４の磁気抵抗効果素子の出力の和である第２の出力和を減算することを特徴とする請求項５に記載の電流センサ。
  7. 　前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子は、前記第１の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向及び前記第３の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向と、前記第２の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向及び前記第４の磁気抵抗効果素子の感度軸の方向とが逆の方向になるよう配置され、
    　前記第１乃至第４の磁気抵抗効果素子の出力を演算処理する演算部を有し、
    　前記演算部は、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力の差である第１の出力差から、前記第３の磁気抵抗効果素子の出力及び前記第４の磁気抵抗効果素子の出力の差である第２の出力差を減算することを特徴とする請求項５に記載の電流センサ。
  8. 　前記電流路は、平行な第１の部分及び第２の部分と、前記第１の部分及び前記第２の部分に垂直な前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する第３の部分と、を含んで構成されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように配置されており、前記第３の磁気抵抗効果素子及び前記第４の磁気抵抗効果素子は、前記電流路の第２の部分を通流する被測定電流からの誘導磁界を検出するように、前記電流路の同一面に配置されていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の電流センサ。
  9. 　前記電流路は、直線状に構成されており、
    　前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路の一方の面に設けられ、
    　前記第３の磁気抵抗効果素子と前記第４の磁気抵抗効果素子とが、前記電流路の前記一方の面と対向する面に設けられていることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の電流センサ。
PCT/JP2012/080758 2011-12-28 2012-11-28 電流センサ WO2013099504A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013551545A JP5728719B2 (ja) 2011-12-28 2012-11-28 電流センサ
CN201280065243.2A CN104011550B (zh) 2011-12-28 2012-11-28 电流传感器
US14/278,536 US9201126B2 (en) 2011-12-28 2014-05-15 Current sensor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011287536 2011-12-28
JP2011-287536 2011-12-28

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US14/278,536 Continuation US9201126B2 (en) 2011-12-28 2014-05-15 Current sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013099504A1 true WO2013099504A1 (ja) 2013-07-04

Family

ID=48697002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/080758 WO2013099504A1 (ja) 2011-12-28 2012-11-28 電流センサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9201126B2 (ja)
JP (1) JP5728719B2 (ja)
CN (1) CN104011550B (ja)
WO (1) WO2013099504A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9689903B2 (en) 2014-08-12 2017-06-27 Analog Devices, Inc. Apparatus and methods for measuring current
JPWO2017002678A1 (ja) * 2015-07-01 2017-11-30 株式会社村田製作所 電流センサ
JP2020042038A (ja) * 2019-11-26 2020-03-19 株式会社東芝 磁気センサ、生体細胞検出装置及び診断装置
US10712369B2 (en) 2018-03-23 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimted Company Current measurement using magnetic sensors and contour intervals
CN111693911A (zh) * 2019-03-11 2020-09-22 Tdk株式会社 磁传感器装置
US10788517B2 (en) 2017-11-14 2020-09-29 Analog Devices Global Unlimited Company Current measuring apparatus and methods

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107290695A (zh) * 2016-04-01 2017-10-24 德昌电机(深圳)有限公司 一种磁传感器
CN109416377B (zh) * 2016-07-15 2021-08-06 阿尔卑斯阿尔派株式会社 电流传感器
CN106353561B (zh) * 2016-09-12 2019-04-26 上海兴工微电子有限公司 电流检测芯片和电流检测方法
JP2018091643A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 矢崎総業株式会社 磁界検出センサ
US10690519B2 (en) * 2018-02-23 2020-06-23 Landis+Gyr Innovations, Inc. Meter reading sensor using TMR and hall effect sensors
CN112014001B (zh) * 2020-08-24 2022-06-10 歌尔微电子有限公司 微机电系统力学传感器、传感器单体及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10506193A (ja) * 1994-09-26 1998-06-16 ルスト アントリープステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電流導体を検出し電流導体を流れる電流を測定するための装置
JP2005236134A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Tdk Corp 磁気検出素子およびその形成方法ならびに磁気センサ、電流計
JP2006066821A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Yamaha Corp 磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4360998B2 (ja) 2004-10-01 2009-11-11 Ｔｄｋ株式会社 電流センサ
WO2011105209A1 (ja) * 2010-02-23 2011-09-01 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
EP2546661A4 (en) * 2010-03-12 2017-12-06 Alps Electric Co., Ltd. Current measurement device
CN103415776B (zh) * 2011-03-02 2015-06-03 阿尔卑斯绿色器件株式会社 电流传感器
WO2012120939A1 (ja) * 2011-03-07 2012-09-13 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10506193A (ja) * 1994-09-26 1998-06-16 ルスト アントリープステヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 電流導体を検出し電流導体を流れる電流を測定するための装置
JP2005236134A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Tdk Corp 磁気検出素子およびその形成方法ならびに磁気センサ、電流計
JP2006066821A (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Yamaha Corp 磁気抵抗効果素子を備えた磁気センサ

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9689903B2 (en) 2014-08-12 2017-06-27 Analog Devices, Inc. Apparatus and methods for measuring current
JPWO2017002678A1 (ja) * 2015-07-01 2017-11-30 株式会社村田製作所 電流センサ
US10788517B2 (en) 2017-11-14 2020-09-29 Analog Devices Global Unlimited Company Current measuring apparatus and methods
US10712369B2 (en) 2018-03-23 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimted Company Current measurement using magnetic sensors and contour intervals
CN111693911A (zh) * 2019-03-11 2020-09-22 Tdk株式会社 磁传感器装置
CN111693911B (zh) * 2019-03-11 2023-05-05 Tdk株式会社 磁传感器装置
JP2020042038A (ja) * 2019-11-26 2020-03-19 株式会社東芝 磁気センサ、生体細胞検出装置及び診断装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013099504A1 (ja) 2015-04-30
CN104011550A (zh) 2014-08-27
CN104011550B (zh) 2016-08-24
US20140247044A1 (en) 2014-09-04
US9201126B2 (en) 2015-12-01
JP5728719B2 (ja) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013099504A1 (ja) 電流センサ
US9063185B2 (en) Current sensor
JP5648246B2 (ja) 電流センサ
US8487612B2 (en) Current sensor
US8952687B2 (en) Current sensor
WO2013005458A1 (ja) 電流センサ
JP5544501B2 (ja) 電流センサ
JP5906488B2 (ja) 電流センサ
JP6427588B2 (ja) 磁気センサ
WO2013038867A1 (ja) 電流センサ
US20220113359A1 (en) Magnetic sensor
WO2013011859A1 (ja) 電流センサ
WO2012046547A1 (ja) 電流センサ
JPWO2013038868A1 (ja) 電流センサ
JP5487403B2 (ja) 電流センサ
JP5504483B2 (ja) 電流センサ
WO2011111457A1 (ja) 磁気センサ及びそれを備えた磁気平衡式電流センサ
WO2012035906A1 (ja) 電流センサ
JP2021148636A (ja) 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
US11543469B2 (en) Current sensor, and electric control apparatus including the current sensor
JP2019087688A (ja) 磁気センサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12862910

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013551545

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12862910

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1