WO2015033541A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2015033541A1
WO2015033541A1 PCT/JP2014/004456 JP2014004456W WO2015033541A1 WO 2015033541 A1 WO2015033541 A1 WO 2015033541A1 JP 2014004456 W JP2014004456 W JP 2014004456W WO 2015033541 A1 WO2015033541 A1 WO 2015033541A1
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WO
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current
path
magnetic sensor
magnetic
sensor
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PCT/JP2014/004456
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English (en)
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鈴木　健治
秀人 今庄
長谷川　秀則
健司 甲斐
Original Assignee
旭化成エレクトロニクス株式会社
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Publication date
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Priority to US14/916,259 priority patent/US10247759B2/en
Priority to JP2015535309A priority patent/JP6122128B2/ja
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    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor having a magnetic sensor.
  • a current sensor has a magnetic sensor, for example, and is known to output a signal having a magnitude proportional to a magnetic field generated by a current flowing through a conductor.
  • a current sensor includes a substrate and a plurality of magnetic field transducers provided on the substrate, that is, a magnetic sensor, and a current conductor, and the plurality of magnetic sensors detect a current flowing through a one-channel current conductor. Is disclosed.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and reduces mutual interference of magnetic fluxes generated from respective currents to be measured in a plurality of current paths, thereby enabling accurate current detection. With the goal.
  • a current sensor for solving the above problems includes a first current path through which a first current to be measured flows, a first magnetic sensor disposed in the vicinity of the first current path, and the first A second magnetic sensor disposed on the opposite side of the first magnetic sensor across the current path, a second current path through which the second measured current flows, and disposed in the vicinity of the second current path A third magnetic sensor, a fourth magnetic sensor disposed on the opposite side of the third magnetic sensor across the second current path, an output of the first magnetic sensor, and the second A signal based on the amount of the first measured current is generated from the output of the first magnetic sensor, and the amount of the second measured current is generated from the output of the third magnetic sensor and the output of the fourth magnetic sensor.
  • the first current path includes a first path, a second path bent from the first path, and a third path bent further from the second path
  • the second current path includes a fourth path A path, a fifth path bent from the fourth path, and a sixth path bent further from the fifth path
  • the second path includes the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor.
  • the fifth path may be a path parallel to a line segment connecting the first magnetic sensor and the second magnetic sensor.
  • the first magnetic sensor is disposed in a region surrounded by the first current path, and the second magnetic sensor is disposed on the opposite side of the first magnetic sensor across the first path.
  • the third magnetic sensor is disposed in a region surrounded by the second current path, and the fourth magnetic sensor is opposite to the third magnetic sensor across the fourth path. You may make it arrange
  • the second path is a line-symmetric path with a vertical bisector of a line segment connecting the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor as an axis of symmetry
  • the fifth path is the first path
  • the path may be a line-symmetrical path having a perpendicular bisector connecting a line connecting the magnetic sensor and the second magnetic sensor as an axis of symmetry.
  • the first path is connected to one end of the second path, and starts from one end of the second path and extends in a direction away from the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor, or a direction approaching the first path.
  • the third path is connected to the other end of the second path, and moves away from the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor with one end of the second path as a starting point.
  • the fourth path is connected to one end of the fifth path, and starts from one end of the fifth path, and the first magnetic sensor and the first path.
  • One magnetic sensor and front It may be located in a path extending path or approaching direction extending in a direction away from the second magnetic sensor.
  • the angle may be 90 degrees.
  • the signal processing unit generates a signal based on the amount of the first measured current from the difference between the output of the first magnetic sensor and the output of the second magnetic sensor, and the output of the third magnetic sensor You may make it produce
  • the first current path and the second current path may be U-shaped.
  • the first current path and the second current path may be substantially point-symmetric with respect to a predetermined point between the second path and the fifth path.
  • the first path, the first magnetic sensor, and the second magnetic sensor have a first pattern
  • the fourth path, the third magnetic sensor, and the fourth magnetic sensor have a second pattern
  • the first pattern and the second pattern are substantially point symmetrical with respect to a predetermined point between the second path and the fifth path opposite to the second path. It may be.
  • a perpendicular bisector connecting the first magnetic sensor and the second magnetic sensor passes through the center of the third magnetic sensor, and passes through the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor.
  • a perpendicular bisector of the connecting line segment may pass through the center of the first magnetic sensor.
  • a lead frame that forms a signal terminal; a sealing member that seals the first to second current paths and the first to fourth magnetic sensors; and the first current path; A first current terminal serving as an inlet for the current to be measured, a second current terminal connected to the first current path and serving as an outlet for the first current to be measured, and the second current path A third current terminal that is connected and serves as an inlet for the second measured current; and a fourth current terminal that is connected to the second current path and serves as an outlet for the second measured current;
  • the sealing member has a rectangular shape in plan view, and the lead frames forming the first to fourth current terminals and the signal terminal are exposed from the side surface of the sealing member in plan view. May be.
  • the first current terminal and the second current terminal are, in plan view, a side surface of the sealing member that is located in a direction perpendicular to a side surface on which a lead frame forming the signal terminal is exposed.
  • the third current terminal and the fourth current terminal are exposed, and the side surface of the sealing member on which the first current terminal and the second current terminal are exposed in a plan view You may make it expose from the side which opposes.
  • the first to fourth current terminals may be exposed from a side surface of the side surface of the sealing member opposite to a side surface where a lead frame forming the signal terminal is exposed, in a plan view.
  • a conductor connected to one of the fourth path and the fifth path and not connected to the other may be provided.
  • the first current path, the second current path, and the third current path are each a current path formed in a conductor flowing in a different phase
  • the third current path includes a seventh path, an eighth path bent from the seventh path, and a ninth path bent further from the eighth path
  • the fifth magnetic sensor includes the Arranged in a region surrounded by three current paths
  • the sixth magnetic sensor is arranged on the opposite side of the fifth magnetic sensor across the seventh path,
  • a line connecting the second magnetic sensor, the third magnetic sensor and the fourth magnetic sensor A line segment connecting the sensor, the line segment connecting said sixth magnetic sensor and the magnetic sensor of the five may also be parallel to each other.
  • Each of the first to third current paths may be formed such that the current direction is changed by a notch formed in the current path.
  • the notches in the adjacent current paths may be formed at a distance of at least twice the distance between the pair of magnetic sensors along the extending direction of the conductor of each phase.
  • Each of the pair of magnetic sensors for two phases is disposed along the extending direction of the conductor of each phase with a distance of 1 ⁇ 2 of the distance between the pair of magnetic sensors, and the pair of remaining one phase.
  • the magnetic sensor may be arranged so as to be shifted along the extending direction of the conductor by a distance more than twice the distance between the pair of magnetic sensors.
  • Each of the current paths may be formed in a bus bar as a conductor of each phase, and the bus bar and the printed wiring board of each phase may be integrally formed as a bus bar substrate.
  • both front and back surfaces of the bus bar may be sandwiched between the printed wiring boards.
  • the bus bar may be provided with a slit.
  • the bus bar substrate may be provided with a through slit penetrating the bus bar and the substrate prepreg, and an inner wall of the through slit may be formed by the substrate prepreg so that the bus bar is not exposed.
  • the magnetic sensitive part of each magnetic sensor may be dropped inward from the mounting surface of the bus bar substrate and may be arranged near the center of the bus bar thickness.
  • the bus bar substrate may be provided with a magnetic material disposed on the surface opposite to the mounting surface of the magnetic sensors so as to bridge the magnetic sensors.
  • the magnetic material may extend to the vicinity of the magnetic sensor through a groove of the bus bar substrate formed by drilling or notching.
  • a magnetic material arranged so as to bridge the magnetic sensors of the phases may be provided on a sealing upper surface of the magnetic sensor.
  • the bus bar includes a U-phase bus bar, a V-phase bus bar adjacent to the U-phase bus bar, and a W-phase bus bar adjacent to the V-phase bus bar, and the first current path is formed in the U-phase bus bar.
  • the second current path is formed in the W-phase bus bar
  • the third current path is formed in the V-phase bus bar
  • the notch formed in the third current path is With respect to the notch formed in one current path and the notch formed in the second current path, the distance between the pair of magnetic sensors is at least twice the extension direction of the bus bar. It may be formed at a distance.
  • the current path may be formed in a metal layer in the printed wiring board.
  • the signal processing IC and / or each magnetic sensor may be mounted on the printed wiring board.
  • the inside of the magnetic sensor may be provided with a magnetic plating or a magnetic chip.
  • the present embodiment a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail.
  • the present invention is not limited to the following embodiment, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.
  • positional relationships such as up, down, left and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified.
  • the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.
  • a plurality of magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b that detect magnetic flux, a first current path 301 through which a first measured current flows, and a second measured current flow.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b may be elements that detect magnetic flux or perform electrical output (current or voltage) according to an input magnetic field.
  • a resistive element, a Hall IC, a magnetoresistive IC, etc. are mentioned.
  • the first magnetic sensor 131b is disposed in the vicinity of the first current path 301.
  • the second magnetic sensor 131a is disposed on the opposite side of the first magnetic sensor 131b across the first current path 301.
  • the third magnetic sensor 132 b is disposed in the vicinity of the second current path 302.
  • the fourth magnetic sensor 132a is disposed on the opposite side of the third magnetic sensor 132b with the second current path 302 interposed therebetween.
  • the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a are arranged at an equal distance from the second current path 302. That is, if the shortest distance between the first magnetic sensor 131b and the second current path 302 is L1, and the shortest distance between the second magnetic sensor 131a and the second current path 302 is L2, the first magnetic sensor 131b.
  • the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a are arranged at an equal distance from the first current path 301. That is, if the shortest distance between the third magnetic sensor 132b and the first current path 301 is L3, and the shortest distance between the fourth magnetic sensor 132a and the first current path 301 is L4, the third magnetic sensor 132b.
  • the current sensor 1 generates a signal based on the amount of the first measured current from the output of the first magnetic sensor 131b and the output of the second magnetic sensor 131a, and the output of the third magnetic sensor 132b.
  • a signal processing IC (signal processing unit) to be described later is provided that generates a signal based on the amount of the second measured current from the output of the fourth magnetic sensor 132a.
  • the signal processing IC generates a signal based on the amount of the first measured current from the difference between the output of the first magnetic sensor 131b and the output of the second magnetic sensor 131a. Further, the signal processing IC generates a signal based on the amount of the second measured current from the difference between the output of the third magnetic sensor 132b and the output of the fourth magnetic sensor 132a.
  • the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a are arranged at an equal distance from the second current path 302. For this reason, the magnetic field generated at the position of the first magnetic sensor 131b by the second measured current flowing through the second current path 302 is equal to the magnetic field generated at the position of the second magnetic sensor 131a.
  • the influence of the second measured current is cancelled.
  • the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a are arranged at an equal distance from the first current path 301. For this reason, the magnetic field which the 1st to-be-measured current which flows through the 1st electric current path 301 produces in the position of the 3rd magnetic sensor 132b, and the magnetic field produced in the position of the 4th magnetic sensor 132a become equal. By calculating the difference between the output of the third magnetic sensor 132b and the output of the fourth magnetic sensor 132a, the influence of the second measured current is cancelled.
  • the first current path 301 includes a first path 301a, a second path 301b bent from the first path 301a, and a third path 301c bent further from the second path 301b.
  • the second current path 302 includes a fourth path 302a, a fifth path 302b bent from the fourth path 302a, and a sixth path 302c bent further inward from the fifth path 302b.
  • the second path 301b is a path parallel to the line connecting the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a
  • the fifth path 302b is the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a. Is a path parallel to the line segment connecting the two.
  • Each of the routes 301a to 301c and 302a to 302c may be a straight line, a curved line, or a combination thereof.
  • the first path 301a is connected to one end of the second path 301b, and the path that extends in or away from the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a starts from one end of the second path 301b.
  • a path extending in the direction is preferable. Thereby, the influence of the magnetic field which the 1st path
  • the third path 301c is connected to the other end of the second path 301b and extends in a direction away from the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a, starting from one end of the second path 301b. It is preferable that it is a path
  • the fourth path 302a is a path connected to one end of the fifth path 302b and extending in a direction away from the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a, starting from one end of the fifth path 302b. Is preferred. Thereby, the influence of the magnetic field which the 4th path
  • the sixth path 302c is connected to the other end of the fifth path 302b, and extends in a direction away from the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a, starting from one end of the fifth path 302b.
  • a route is preferred. More preferably, the angle formed by the fifth path 302b and the sixth path 302c is 90 degrees.
  • the first current path 301 bends counterclockwise from the first path 301a to the second path 301b, the first current path 301 is further bent counterclockwise to form the third path 301c, and the first path 301a to the second path 301b.
  • the first current path 301 bends counterclockwise from the first path 301a to the second path 301b
  • the first current path 301 is further bent counterclockwise to form the third path 301c, and the first path 301a to the second path 301b.
  • the second current path 302 is formed in the same manner as the first current path 301.
  • the first magnetic sensor 131 b is disposed in a region surrounded by the first current path 301
  • the third magnetic sensor 132 b is disposed in a region surrounded by the second current path 302.
  • the first current path 301 and the second current path 302 are substantially point-symmetric with respect to an arbitrary point between the second path 301b and the fifth path 302b.
  • each current path and the arrangement of the magnetic sensors are not limited to the example shown in FIG. Can also be changed.
  • the third magnetic sensor 132b is located between the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a in a line segment PP ′ connecting the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a in plan view. Are arranged on an imaginary straight line c orthogonal to the line segment PP ′.
  • the first magnetic sensor 131b has the third magnetic sensor 132b and the second magnetic sensor 132b in the line segment connecting the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a in plan view. It arrange
  • the arrangement relationship between the first current path 301 and the second current path 302 is substantially point-symmetric, and further, the middle line of the line connecting the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a. However, it arrange
  • B21 is a magnetic flux generated in the first magnetic sensor unit when a current flows through the second current path 302
  • B22 is generated in the second magnetic sensor unit when a current flows through the first current path 301. The generated magnetic flux.
  • the difference in magnetic flux between the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a is the same as that shown in the above formula (1).
  • the interference of magnetic flux from the fifth current path can be canceled, and the accuracy of current detection is improved.
  • the middle line between the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a passes through the central portion of the fifth path 302b. It is preferable that the middle line of the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a pass through the central portion of the second path 301b.
  • the central portion indicates a 1/3 region on the center side when the length of the fifth path 302b or the second path 301b is divided into three equal parts.
  • the normal extending from the midpoint connecting the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a intersects the midpoint of the fifth path 302b, and the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor
  • the normal line extending from the midpoint of the straight line connecting the sensor 132a is arranged at a position where it intersects the midpoint of the second path 301b.
  • the current sensor 1 of the present embodiment includes a plurality of magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b that detect magnetic flux, a first conductor through which a first current to be measured flows, and a second measured object.
  • This is a current sensor in which a second conductor through which a current flows, a signal processing IC that processes output from the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b, and a lead frame that forms a signal terminal are sealed.
  • the first conductor described later has a gap in the first conductor portion and is disposed so as to surround the second magnetic sensor 131a.
  • the second conductor portion (second path) It is preferable to have a seventh conductor portion (corresponding to a projecting portion 14a_1 described later) connected to (corresponding to 301b).
  • the first conductor described later has a gap in the second conductor portion, is disposed so as to surround the second magnetic sensor 131a, and is connected to the first conductor portion (corresponding to the first path 301a). It is preferable to have a conductor portion (corresponding to a protrusion 14a_2 described later).
  • the 1st conductor mentioned later is arranged so that the 2nd magnetic sensor 131a may be surrounded, the eleventh conductor part connected with the 2nd conductor part (equivalent to the 2nd path 301b), and the 1st conductor part ( And a twelfth conductor portion connected to the first path 301a, and a gap may be provided between the eleventh conductor portion and the twelfth conductor portion.
  • the second conductor described later has a gap in the fourth conductor portion (corresponding to the fourth path 302a) and is disposed so as to surround the fourth magnetic sensor 132a, and the fifth conductor portion (the fifth path 302b). And a ninth conductor portion (corresponding to a protrusion 14b_1 described later).
  • the second conductor described later has a gap with the fifth conductor portion, is arranged so as to surround the fourth magnetic sensor 132a, and is connected to the fourth conductor portion (a tenth conductor portion (protrusion 14b_2 described later)).
  • the fourth conductor portion a tenth conductor portion (protrusion 14b_2 described later).
  • the 2nd conductor mentioned later is arranged so that the 2nd magnetic sensor 131a may be surrounded, and the 13th conductor part connected to the 4th conductor part (equivalent to the 4th path 302a) and the 5th conductor part ( And a fourteenth conductor portion connected to the fifth path 302b), and a gap may be provided between the thirteenth conductor portion and the fourteenth conductor portion.
  • the current sensor 1 further includes the above-described seventh conductor portion to tenth conductor portion (projections 14a_1, 14b_1, 14a_2, and 14b_2 described later), so that the first magnetic sensor 131b and the second magnetic sensor 131a can be connected to each other. Since the influence of heat generated by the current flowing through the first conductor is about the same, and the influence of heat generated by the current flowing through the second conductor is also the same in the third magnetic sensor 132b and the fourth magnetic sensor 132a, both Thus, the difference in environmental temperature is not filled, and the accuracy of current detection is further improved.
  • the arrangement pattern of the magnetic sensors 131a and 131b and the first conductor is referred to as a first pattern.
  • the pattern of arrangement of the magnetic sensors 132a and 132b and the second conductor is referred to as a second pattern.
  • the first pattern and the second pattern have a substantially point-symmetrical positional relationship with respect to an arbitrary point between the second path 301b and the fifth path 302b facing the second path 301b.
  • specific embodiments of the current sensor 1 will be described in detail.
  • the current sensor 1 is an IC package type sensor having a hybrid structure including a magnetic sensor such as a Hall element and a signal processing IC.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the internal structure of the current sensor 1 according to the first embodiment.
  • This current sensor 1 corresponds to two current detection channels and detects current according to the current from each channel.
  • the current sensor 1 includes measured current terminals 12a and 12b corresponding to inputs of two channels, conductors 14a and 14b, magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b, and a signal processing IC 20. And signal terminals 41a and 41b.
  • the magnetic flux density of each channel is detected by a group of magnetic sensors provided in each channel, that is, a pair of magnetic sensors 131a and 131b and a pair of magnetic sensors 132a and 132b.
  • the conductors 14a and 14b will be described in the form of a lead frame used in a semiconductor package, for example.
  • Each of the measured current terminals 12a and 12b includes a current terminal serving as an inlet for the measured current of the corresponding conductor and a current terminal serving as an outlet for the measured current.
  • the number of signal terminals 41a and 41b is not limited to the example shown in FIG. 2, but can be changed. Further, the number of magnetic sensors provided in each channel may be three or more.
  • the conductor (first conductor) 14a is formed so that the measured current I from the measured current terminal 12a flows along the current path.
  • two gaps 101a and 101b are formed in the conductor 14a, and magnetic sensors 131a and 131b are disposed in the gaps 101a and 101b, respectively.
  • the magnetic sensors 131a and 131b perform current detection according to the current I to be measured flowing through the conductor 14a.
  • the arrangement pattern of the magnetic sensors 131a and 131b and the first conductor is referred to as a first pattern.
  • the conductor (second conductor) 14b is also formed so that the current to be measured I flows from the current terminal to be measured 12b.
  • Magnetic sensors 132a and 132b are disposed in the gaps 102a and 102b of the conductor 14b, respectively. Thereby, the magnetic sensors 132a and 132b perform current detection according to the measured current I flowing through the conductor 14b.
  • the above-described pattern of arrangement of the magnetic sensors 132a and 132b and the second conductor is referred to as a second pattern.
  • Examples of the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b include a Hall element, a magnetoresistive element, a Hall IC, and a magnetoresistive IC.
  • the conductors 14a and 14b, the magnetic sensors 131a, 131b, 132a and 132b, and the signal processing IC 20 are sealed with a mold resin 80 such as an epoxy resin as shown in FIG. It is formed as a semiconductor package (hereinafter simply referred to as “package”).
  • a mold resin 80 such as an epoxy resin as shown in FIG. It is formed as a semiconductor package (hereinafter simply referred to as “package”).
  • the currents to be measured I1 and I2 flow along the respective current paths in the conductors 14a and 14b. As the current of the current to be measured I1 increases, the current in the conductor 14a is increased. Heat generation increases and the ambient temperature of the magnetic sensor 131b surrounded by the conductor 14a is higher than that of the magnetic sensor 131a. Due to the temperature dependence of the magnetic sensor, the difference between the outputs of the magnetic sensor 131b and the magnetic sensor 131a is calculated. In this case, a detection error of the current I1 is likely to occur.
  • the projecting portion 14a_1 (in FIG. 2) surrounds the magnetic sensor 131a with the conductor 14a that is a heat source so that there is no great difference in the ambient temperature between the magnetic sensors 131a and 131b. (Shown by diagonal lines, corresponding to the seventh conductor portion).
  • the projecting portion 14b_1 (indicated by the slanted line in FIG. 2 is shown by a slanted line in FIG. 2) so as to surround the magnetic sensor 132a with a conductor 14b as a heat source so that there is no great difference in the ambient temperature between the magnetic sensors 132a and 132b. Equivalent).
  • each magnetic sensor 131b is disposed so as to be surrounded by the conductor 14a. Thereby, at the position of the magnetic sensor 131b, the magnetic field becomes stronger due to the influence of the current I to be measured from the conductor 14a, and as a result, the magnetic flux density increases compared to the position of the magnetic sensor 131a.
  • the magnetic sensors 132a and 132b are disposed in the gaps 102a and 102b and are disposed so as to be surrounded by the conductor 14b. Thereby, even at the position of the magnetic sensor 132b, the magnetic field from the current I to be measured becomes stronger, and the magnetic flux density increases than at the position of the magnetic sensor 132a.
  • the direction of the magnetic flux formed by the current I to be measured is different (negative or positive Z direction).
  • the direction of the magnetic flux formed by the current I to be measured is different at the positions of the magnetic sensors 132a and 132b (positive or negative Z direction).
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b detect the magnetic flux density generated by the current I to be measured, and output an electrical signal corresponding to the magnetic flux density to the signal processing IC 20.
  • the signal processing IC 20 is disposed on the lead frame 30 forming the signal terminals 41a and 41b.
  • each magnetic sensor 131a, 131b, 132a, 132b and the signal processing IC 20 are configured in a hybrid form consisting of independent chips in the same package.
  • the magnetic sensors 131a and 131b are spaced apart from the conductor 14a and are not always in contact with the conductor 14a. Thereby, the conductor 14a and the magnetic sensors 131a and 131b are not electrically connected, and a gap (clearance) for maintaining insulation is secured. Further, the magnetic sensors 132a and 132b are also arranged apart from the conductor 14b and are not in contact with the conductor 14b at all times. As a result, the conductor 14b and the magnetic sensors 132a and 132b are not electrically connected, and a gap (clearance) for maintaining insulation is secured.
  • an insulating member 141 (shown by a broken line in FIG. 2) is provided to support the magnetic sensors 13a and 13b, and an insulating member 142 (shown by a broken line in FIG. 2) is provided by the magnetic sensors 132a and 132b.
  • the insulating members 141 and 142 for example, an insulating tape made of a polyimide material having a high withstand voltage is used.
  • the insulating members 141 and 142 are not limited to polyimide tape, and for example, an insulating sheet obtained by applying an adhesive to an insulating member such as a polyimide material, a ceramic material, or a silicon base material can also be applied.
  • the magnetic sensors 131a and 131b are electrically connected to the signal processing IC 20 via wires (metal wires) 60a and 60b, and the magnetic sensors 132a and 132b are electrically connected to the signal processing IC 20 via wires 61a and 61b. Is done.
  • the signal processing IC 20 is electrically connected to the signal terminals 41a and 41b via the wires 70a and 70b, respectively.
  • the signal terminals 41a and 41b are configured to take out the output (current value) of the signal processing IC 20.
  • the signal processing IC 20 is configured by, for example, an LSI (Large Scale Integration), and in this embodiment, includes a memory, a processor, a bias circuit, a correction circuit, an amplification circuit, and the like.
  • LSI Large Scale Integration
  • the circuit configuration of the signal processing IC 20 will be described in detail later.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a side surface inside the current sensor 1.
  • the insulating member 141 is joined to a part of the back surface of the lead frame forming the conductor 14a, and is formed to support the magnetic sensors 131a and 131b (see FIGS. 2 and 3).
  • the insulating member 142 is joined to a part of the back surface of the lead frame forming the conductor 14b, and is formed to support the magnetic sensors 132a and 132b (see FIGS. 2 and 3).
  • the insulating members 141 and 142 are made of, for example, an insulating tape made of a polyimide material having excellent pressure resistance.
  • the insulating members 141 and 142 are pasted on the back surface of the lead frame forming the conductors 14a and 14b, and the magnetic sensors 131a, 131b, 132a and 132b are supported from the back side.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b may be bonded to the insulating members 141, 142 via an insulating material such as a die attach film.
  • the magnetic sensor 131a is disposed within the gap 101a formed in the conductor 14a by dropping the thickness of the lead frame forming the conductor 14a.
  • the magnetic sensors 131b, 132a, 132b shown in FIG. 2 are also dropped by the thickness of the lead frame forming the conductors 14a, 14b within the gaps 101b, 102a, 102b formed in the conductors 14a, 14b. Be placed.
  • the height position of each magnetic sensitive surface of the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b is set between the heights from the bottom surface to the top surface of the lead frame (preferably the center). Therefore, each magnetic sensitive surface of the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b can capture more magnetic flux generated by the current I to be measured, and as a result, current detection sensitivity is improved.
  • FIG. 4A and 4B are views showing an example of the package appearance of the current sensor 1, in which FIG. 4A is a package top view and FIG. 4B is a package side view.
  • the current sensor 1 is formed as being sealed with a mold resin 80.
  • the measured current terminals 12a and 12b and the signal terminals 41a and 41b are taken out from the four side surfaces of the package.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams illustrating a state where the current sensor 1 detects the current of the electric motor 202.
  • FIG. 5A illustrates a conventional application example
  • FIG. 5B illustrates an application example of the present embodiment.
  • 5A and 5B is a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) type induction motor.
  • the electric motor 204 is controlled by a vector control device 205 by detecting current values for two phases (U phase and V phase) of the electric motor 204, that is, current values for two channels.
  • the converter unit 201 converts an AC voltage from the AC power source 200 into a DC voltage
  • the inverter unit 203 converts the DC voltage into an AC voltage
  • the capacitor 202 is adapted to smooth the converted DC voltage.
  • the U-phase and V-phase current values are detected by the two current sensors 301 and 302.
  • the U-phase and V-phase current values are Detected by the current sensor 1 in the form. This means that the current value for two channels can be detected by one current sensor. Therefore, the installation space for the current sensor required when detecting the current values for two channels is smaller than that of the conventional one, and the space saving of the current sensor can be realized.
  • the arrangement between the two channels is fixed, it is possible to eliminate the influence on the performance due to the arrangement error when mounted on the printed wiring board as compared with the case where two current sensors are used.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of an example of the signal processing IC 20.
  • the signal processing IC 20 includes a bias circuit 201, a correction circuit 202, and an amplifier circuit 203.
  • the bias circuit 201 is connected to the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b, and supplies power to the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b.
  • the bias circuit 201 is a circuit for applying (inflowing) an excitation current to the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b.
  • the correction circuit 202 calculates the current value by canceling the influence of the magnetic field generated outside (cancelling in-phase noise) based on the difference between the outputs of the pair of magnetic sensors 131a and 131b. Further, the correction circuit 202 calculates the current value by canceling the influence of the magnetic field generated outside based on the difference between the outputs of the pair of magnetic sensors 132a and 132b.
  • the correction circuit 202 corrects the output values of the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b based on the temperature correction coefficient stored in advance in the memory, for example, based on the operating temperature. For this reason, current detection with low temperature dependence and high accuracy is possible.
  • the amplification circuit 203 amplifies the output value from the correction circuit 202.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the positional relationship between the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b.
  • the conductors 14a and 14b correspond to the inputs of the U-phase and V-phase channels, respectively, and the current I1 to be measured along the U-shaped current path. (U phase) and I2 (V phase) are formed to flow.
  • the magnetic sensors 131a and 131b are arranged in parallel with the magnetic sensors 132a and 132b at a predetermined interval in the Y direction.
  • the interval between the magnetic sensors 131a and 131b and the interval between the magnetic sensors 132a and 132b are both P.
  • This P is the same as the interval between conductor parts having mutually opposite current paths (conductor parts having different current I flow directions).
  • the magnetic sensors 131a and 131b are arranged so as to be shifted in the Y direction by, for example, 1 / 2P with respect to the magnetic sensors 131a and 131b, respectively.
  • the magnetic sensors 131a and 131b are arranged so as to be located at an equal distance r from the point R of the conductor 14b.
  • Point R represents the midpoint of the side of the conductor 14b formed in the Y direction.
  • the magnetic sensors 132a and 132b are arranged so as to be at an equidistance r from the point O of the conductor 14a.
  • a point O represents the midpoint of the side of the conductor 14a formed in the Y direction.
  • current detection for two channels can be performed.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b detect magnetic fluxes in opposite directions for each channel, and perform difference detection. Therefore, uniform external magnetic noise can be canceled for each channel, so that the current detection accuracy of the current sensor 1 can be improved.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b are positioned so as not to cause mutual interference between the respective channels. It is carried out. For this reason, mutual interference of magnetic flux between the respective channels can be avoided, so that even a coreless current sensor can be multi-channeled.
  • a current sensor 1A according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the hybrid form of each magnetic sensor and the signal processing IC has been described as an example.
  • a silicon monolithic form in which each magnetic sensor and the signal processing IC are integrally formed on the same silicon wafer is applied. It may be.
  • FIG. 8 shows a current sensor 1A having conductors 14a and 14b similar to FIG. 1 as an example of the current sensor 1A formed in such a monolithic form.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a side surface of the same current sensor 1A as FIG.
  • the present embodiment is almost the same as that shown in FIGS. 2 and 3.
  • the configuration of the current sensor 1 ⁇ / b> A according to the present embodiment will be described focusing on differences from those of FIGS. 2 and 3.
  • the signal processing IC 120 is laminated on the conductor 14a via an insulating material 106 (for example, a die attach film).
  • the signal processing IC 120 is disposed on a lead frame that forms the signal terminals 141a and 141b.
  • the four magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b are arranged in the gaps 101a, 101b, 102a, and 102b of the conductors 14a and 14b in a plan view, similarly to those shown in FIG. Is done.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b are arranged so as to be surrounded by the corresponding conductors 14a, 14b, and detect magnetic flux corresponding to the measured current I flowing through the conductors 14a, 14b. .
  • each magnetic sensor 131a, 131b, 132a, 132b and the signal processing IC 120 are in a silicon monolithic form integrally formed on a silicon wafer. Therefore, as shown in FIG. Each magnetic sensor 131a, 131b, 132a, 132b is formed inside.
  • the magnetic sensors 131a and 131b are arranged above the gaps 101a and 101b, respectively, and detect the magnetic flux generated based on the measured current I flowing through the conductor 14a.
  • the magnetic sensors 132a and 132b are disposed above the gaps 102a and 102b, respectively, and detect magnetic flux generated based on the measured current I flowing through the conductor 14b.
  • the conductors 14a, 14b, the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b, and the signal processing IC 20 are sealed with a mold resin 180 such as an epoxy resin, and formed as the same semiconductor package. Is done.
  • magnetic materials 80a and 80b are formed on the magnetic sensitive surfaces of the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b by, for example, magnetic plating.
  • a magnetic chip such as ferrite may be used.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b correspond to the direction of the measured current I that flows through the corresponding conductors 14a and 14b. Detecting reverse magnetic flux. As a result, as in the first embodiment, at the time of current detection, it is possible to cancel the influence of the disturbance magnetic field using the difference in magnetic flux between the corresponding pair of magnetic sensors 131a, 131b, 132a, 132b. Become.
  • the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b are arranged so that mutual interference of magnetic flux between the channels does not occur as in the case shown in FIG. Even a coreless current sensor can detect the current of two channels with high accuracy.
  • the lead frame 30 forming the signal terminals 141a and 141b is set to the same height as the conductors 14a and 14b, but is configured to be higher than the conductors 14a and 14b. Even if it does, the effect similar to 2nd Embodiment is acquired.
  • FIG. 10 shows the current sensor configured as described above.
  • the lead frame 30 is configured to be higher than the conductors 14a and 14b.
  • the measured current terminals 112a and 112b shown in FIG. 8 may be configured such that the conductors 14a and 14b are lower than the lead frame 30 that forms the signal terminals 141a and 141b.
  • FIG. 11 shows a current sensor configured as described above.
  • the measured current terminals 112 a and 112 b are set lower than those shown in FIG. 8, and the conductors 114 a and 114 b are lower than the lead frame 30. Even in this case, the conductors 114a and 114b are not in contact with the lead frame 30, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.
  • a current sensor 1B according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
  • an example in which the current detection function is sealed in an IC package has been described as an example.
  • a module configuration in which each component is configured using discrete components on a substrate is applied. It may be.
  • FIG. 12 is a configuration example of the current sensor 1B formed in such a module form, where (a) shows a front view and (b) shows a side view.
  • the current sensor 1 ⁇ / b> B includes a substrate 300, on which a signal connector 301, a signal processing IC 302, and conductors 303 corresponding to inputs of the two channels 1 and 2 are provided. 305 and magnetic sensors 304a, 304b, 306a, 306b.
  • the conductors 303 and 305 correspond to the conductors 14a and 14b shown in FIG. 1, respectively, and the magnetic sensors 304a, 304b, 306a, and 306b correspond to the magnetic sensors 131a, 131b, 132a, and 132b shown in FIG.
  • the signal processing IC 302 corresponds to the signal processing IC 20 shown in FIG.
  • the positional relationship of the magnetic sensors 304a, 304b, 306a, 306b is the same as that shown in FIG.
  • the magnetic sensors 304 a and 304 b are arranged so as to be located at an equal distance r from the point R of the conductor 305.
  • the magnetic sensors 306a and 306b are arranged so as to be at an equal distance r from the point O of the conductor 303.
  • the current sensor 1B of the present embodiment can detect the current for two channels as in the first embodiment.
  • the magnetic sensors 304a, 304b, 306a, 306b detect magnetic fluxes in opposite directions, and perform difference detection. Therefore, since external magnetic noise can be canceled, the current detection accuracy of the current sensor 1B can be improved.
  • the protrusions 14a_1 and 14b_1 of the first embodiment may be formed as shown in FIG. 13, for example.
  • the protrusion (eighth conductor portion) 14a_2 in FIG. 13 has a gap 101a in the second conductor portion (corresponding to the second path 301b in FIG. 1) of the conductor 14a and is disposed so as to surround the magnetic sensor 131a. It is formed so as to be connected to one conductor portion (corresponding to the first path 301a in FIG. 1).
  • the protrusion (tenth conductor portion) 14b_2 in FIG. 13 has a fifth conductor portion (corresponding to the fifth path 302b in FIG. 1) and a gap 102a, and is disposed so as to surround the magnetic sensor 132a. It is formed so as to be connected to a four conductor portion (corresponding to the fourth path 302a in FIG. 1). Even if it does in this way, the effect similar to what was shown in a 1st embodiment can be acquired.
  • the size and shape of the conductors 14a, 14b, 303, and 305 in each embodiment may be changed according to the specifications of the current sensor.
  • the conductors 14a, 14b, 303, and 305 can be U-shaped or U-shaped.
  • FIG. 14 shows a configuration example of the current sensor 500 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14A shows the internal structure of the current sensor 500, and
  • the current sensor 500 is a module type current sensor including a printed wiring board for mounting a magnetic sensor such as a Hall element and a signal processing IC, and a conductor through which a current to be measured flows (in the following embodiments) The same applies to the explanation).
  • two magnetic sensors are provided in each of three phases (U phase, V phase, W phase). That is, two magnetic sensors 505a and 505b are provided corresponding to the U phase, two magnetic sensors 506a and 506b are provided corresponding to the V phase, and two magnetic sensors 507a and 507b are provided corresponding to the W phase. Is provided.
  • the positions of the two magnetic sensors corresponding to the respective phases are different in the direction of the magnetic flux formed by the current to be measured, as in the first embodiment.
  • the above-described magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b corresponding to each phase and the signal processing IC 520 are mounted on the printed wiring board 501 and a printed wiring is formed. Is done.
  • the conductors 502, 503, and 504 for each phase are bus bars, for example, and are connected to the three-phase inverter 600 and the three-phase motor 700.
  • the bus bars 502 to 504 and the printed wiring board 501 are integrally formed.
  • this is referred to as a bus bar substrate.
  • both the front and back surfaces of the bus bar are sandwiched between the printed wiring boards 501.
  • the bus bars 502 to 504 are embedded in the printed wiring board 501, components can be mounted on both surfaces of the printed wiring board 501, and a high dielectric strength can be maintained between the mounted components and the bus bar.
  • the signal processing IC 520 is electrically connected to the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b and the connector 530, calculates a current value for three phases, and outputs the calculated current value to the outside. It is possible.
  • the signal processing IC 20 also includes a bias circuit 201, a correction circuit 202, and an amplifier circuit 203, as in the first embodiment (FIG. 6).
  • the bias circuit 201 is a circuit for applying (inflowing) an excitation current to the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b.
  • the correction circuit 202 calculates the current value by canceling the influence of the magnetic field generated externally (cancelling in-phase noise) based on the difference between the outputs of the pair of magnetic sensors corresponding to each phase.
  • the correction circuit 202 calculates the current value by canceling the influence of the magnetic field generated outside based on the difference between the outputs of the pair of magnetic sensors. Further, the correction circuit 202 corrects the output values of the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b based on the temperature correction coefficient stored in advance in the memory based on the operating temperature, for example. . For this reason, current detection with low temperature dependence and high accuracy is possible.
  • the amplifier circuit 203 amplifies the output value from the correction circuit 202 in the same manner as shown in FIG.
  • Magnetic sensors 505a and 505b are arranged corresponding to the first current path of U-phase bus bar 502.
  • the bus bar 502 includes a first path 502a, a second path 502b bent from the first path 502a, and a third path bent further from the second path 502b.
  • the magnetic sensors 505a and 505b are arranged with the third path 502c interposed therebetween.
  • the arrangement pattern of the magnetic sensors 505a and 505b is referred to as a first pattern.
  • the paths 502 a to 502 c described above are formed along the shape of the notch 521, the magnetic sensor 505 a is disposed outside the notch 521, and the magnetic sensor 505 b is disposed inside the notch 521.
  • Magnetic sensors 507a and 507b are arranged corresponding to the third current path of the W-phase bus bar 504.
  • the bus bar 504 includes a fourth path 504a, a fifth path 504b bent from the fourth path 504a, and a sixth path bent further from the fifth path 504b.
  • the magnetic sensors 507a and 507b are arranged with the fourth path 504a interposed therebetween.
  • the arrangement pattern of the magnetic sensors 507a and 507b is referred to as a second pattern.
  • the above-mentioned paths 504a to 504c are formed along the shape of the notch 541, the magnetic sensor 507a is disposed outside the notch 541, and the magnetic sensor 507b is disposed inside the notch 541.
  • the first pattern (first current path) and the second pattern (second current path) are formed in the same manner as shown in FIG. 1 in order to eliminate interference of magnetic flux between channels. That is, the first current path and the second current path are substantially point-symmetric with respect to an arbitrary point between the second path 502b and the fifth path 504b.
  • the magnetic sensor 507a is arranged on a virtual straight line perpendicular to the line segment at an arbitrary position on the line segment connecting the magnetic sensor 505a and the magnetic sensor 505b in the plan view of FIG. 14A.
  • the magnetic sensor 505b is also arranged on an imaginary straight line that is orthogonal at an arbitrary position on a line segment connecting the magnetic sensor 507a and the magnetic sensor 507b in the plan view of FIG. 14A.
  • the magnetic sensors 506a and 506b are arranged corresponding to the third current path of the V-phase bus bar 503.
  • the bus bar 503 has a seventh path 503a, an eighth path 503b bent from the seventh path 503a, and a ninth path 503c further bent from the eighth path 503b.
  • 506a and 506b are arranged across the seventh path 503a.
  • the arrangement pattern of the magnetic sensors 506a and 506b is referred to as a third pattern.
  • the above-described paths 503 a to 503 c are formed along the shape of the notches 531, 532, the magnetic sensor 506 a is disposed inside the notch 531, and the magnetic sensor 506 b is disposed inside the notch 532.
  • the current sensor 500 is arranged so that the mutual interference of magnetic flux between the channels can be reduced. Therefore, the current sensor 500 can detect the current for three channels with high accuracy.
  • the current paths of the bus bars 502 and 504 for two phases are the first current with respect to the distance d between the pair of magnetic sensors in each phase (U phase and W phase).
  • the third current path of the bus bar 503 for the remaining one phase is arranged such that the path and the second current path are shifted by d / 2 in the Y direction (the extending direction of the conductor of each phase). They are arranged so as to be shifted in the Y direction so that they are arranged at a distance of at least twice the distance d between the pair of magnetic sensors.
  • the notch of the bus bar in the adjacent phase is formed at a distance of at least twice as long as d along the Y direction.
  • the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b are disposed in the through slit of the bus bar substrate 501, with the magnetic sensitive portions thereof being dropped inside the mounting surface of the bus bar substrate.
  • the magnetic sensitive part of each magnetic sensor is disposed near the thickness center of the bus bar.
  • the above-described through slit penetrates the bus bars 502 to 504 and the substrate prepreg, and the inner wall of the through slit is formed so that the bus bars 502 to 504 are not exposed by the substrate prepreg. Accordingly, high edge performance can be maintained between the components mounted in the bus bar substrate and the bus bars 502 to 504.
  • the magnetic sensing part of the magnetic sensor is placed inside the mounting surface of the bus bar substrate.
  • the magnetic sensor may be disposed on the mounting surface of the bus bar substrate. When the magnetic sensor is mounted on the mounting surface of the bus bar substrate, the processing of the bus bar substrate is not necessary.
  • the front and back surfaces of the bus bars 502 to 504 are sandwiched between the printed wiring boards 501 in the bus bar board.
  • the bus bars 502 to 504 are embedded in the bus bar substrate 501, and components can be mounted on both surfaces of the bus bar substrate.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a current sensor 500A including the bus bars 502 to 504.
  • the configuration of this current sensor 500A is substantially the same as that shown in FIGS. 14A and 14B.
  • the symbols used in the description of the fourth embodiment are used as they are unless otherwise specified.
  • the current direction of the bus bar 502 changes with the notch 521a (for example, positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction).
  • the current direction changes along the notches 506a and 506b (for example, positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction), and the bus bar 504 changes the current direction along the notches 541a.
  • the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b are arranged so as not to cause mutual interference of magnetic flux between the channels as in the fourth embodiment.
  • the current sensor 500A can detect the current for three channels with high accuracy.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration example of a current sensor 500B including the bus bars 502 to 504.
  • the configuration of current sensor 500B is different from that shown in FIGS. 14A and 14B only in that the shapes of bus bars 502 to 504 are changed.
  • the symbols used in the description of the fourth embodiment are used as they are unless otherwise specified.
  • the current sensor 500B also includes a signal processing IC and a connector.
  • the current direction of the bus bar 502 changes along with the notches 521b, 522b, and 523b (for example, positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction).
  • the bus bar 503 changes its current direction in accordance with the notches 531b and 532b (for example, positive Y direction ⁇ negative X direction, positive Y direction ⁇ positive X direction, etc.), and the bus bar 504 has the notches 541b,
  • the current direction changes along with 542b and 543b (for example, positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction).
  • the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b are arranged so as not to cause mutual interference of magnetic flux between the channels as in the fourth embodiment.
  • the current sensor 500B can detect the current for three channels with high accuracy.
  • the shapes of the bus bars 502, 503, and 504 are changed as shown in FIG. Further, the current sensor 500C includes three signal processing ICs 508, 509, and 520.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of a current sensor 500C including the bus bars 502 to 504 and the signal processing ICs 508, 509, and 520.
  • the configuration of this current sensor 500C is substantially the same as that shown in FIGS. 14A and 14B.
  • the symbols used in the description of the fourth embodiment are used as they are unless otherwise specified.
  • the current direction of the bus bar 502 changes in accordance with the notches 521c and 522c (for example, positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction).
  • the bus bar 503 changes its current direction in accordance with the notches 531c and 532c (for example, positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction), and the bus bar 504 is cut off.
  • the current direction changes with the notches 541c and 542c (for example, positive Y direction ⁇ positive X direction ⁇ positive Y direction ⁇ negative X direction ⁇ positive Y direction).
  • the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b are arranged so as not to cause mutual interference of magnetic flux between the channels as in the fourth embodiment.
  • the current sensor 500C can detect the current for three channels with high accuracy.
  • signal processing ICs 508, 509, and 520 are configured to detect current values of the U phase, the V phase, and the W phase, respectively. That is, the signal processing IC 508 detects the U-phase current value based on the difference between the outputs of the magnetic sensors 505a and 505b, and the signal processing IC 509 detects the V-phase current value based on the difference between the outputs of the magnetic sensors 506a and 506b. The signal processing IC 520 detects the W-phase current value based on the difference between the outputs of the magnetic sensors 507a and 507b.
  • the signal processing ICs 508, 509, and 520 are electrically connected to the connector 530, and the outputs of the signal processing ICs 508, 509, and 520 are sent to the connector 530. Even if it does in this way, the effect similar to 4th Embodiment can be acquired.
  • the current sensor according to the eighth embodiment is characterized by including a magnetic material arranged on the surface opposite to the mounting surface of the magnetic sensor so as to bridge the two magnetic sensors.
  • FIG. 18 shows a configuration example of a current sensor 500D including such magnetic materials 514, 524, and 534.
  • the configuration of the current sensor 500D other than the magnetic materials 514, 524, and 534 is the same as that shown in FIG.
  • the magnetic material 514, 524, 534 shown in FIG. As a result, when a current flows through the bus bars 502 to 504, the magnetic flux generated by the current tends to converge on the magnetic sensing portions of the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b. Moreover, the external magnetic noise received from the back surface of the bus bar substrate can be blocked. Therefore, the current detection sensitivity of the current sensor 500D is improved.
  • magnetic materials 514, 524, and 534 are magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, and 507a from the back surface of the printed wiring board through the grooves of the bus bar board formed by drilling or notching.
  • 507b for example, is processed into an E-shape.
  • the magnetic flux generated by the current flowing through the bus bars 502 to 504 can be converged on the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b, and the current detection sensitivity of the current sensor 500D is improved.
  • the size and shape of the bus bars (conductors) 502 to 504 in each embodiment may be changed according to the specifications of the current sensor as long as the current direction can be changed. For example, it may be U-shaped.
  • the shape of the notch and the arrangement of the magnetic sensor in each embodiment can be changed as long as current detection for three channels can be performed with high accuracy.
  • the magnetic materials 514, 524, and 534 are provided on the back surface of the magnetic sensor.
  • the upper surface of the package of the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b may be arranged so as to bridge two magnetic sensors of each phase. Thereby, the external magnetic noise received from the upper surface of the package of magnetic sensor 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, 507b can be intercepted.
  • the magnetic sensors 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, and 507b in each embodiment may be provided with a magnetic plating or a magnetic chip. Even if it does in this way, the convergence force of the magnetic flux to magnetic sensor 505a, 505b, 506a, 506b, 507a, 507b improves, and the current detection sensitivity of a current sensor improves.

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Abstract

　電流センサ（１）は、第一の電流経路（３０１）と、第一の電流経路の近傍に配置される第一の磁気センサ（１３１ｂ）と、第一の電流経路を挟んで第一の磁気センサの反対側に配置される第二の磁気センサ（１３１ａ）と、第二の電流経路（３０２）と、第二の電流経路の近傍に配置される第三の磁気センサ（１３２ｂ）と、第二の電流経路を挟んで第三の磁気センサの反対側に配置される第四の磁気センサ（１３２ａ）と、第一の磁気センサの出力と第二の磁気センサの出力から第一の被測定電流の量に基づく信号を生成し、第三の磁気センサの出力と第四の磁気センサの出力から第二の被測定電流の量に基づく信号を生成する信号処理部と、を備え、第一の磁気センサと第二の磁気センサは、第二の電流経路から等しい距離に配置されており、第三の磁気センサと第四の磁気センサは、第一の電流経路から等しい距離に配置される。

Description

電流センサ
　本発明は、磁気センサを有する電流センサに関する。
　電流センサは、例えば磁気センサを有し、導体に流れる電流によって発生する磁場に比例する大きさの信号を出力することが知られている。例えば特許文献１では、基板と、基板に設けられた複数の磁場変換器、すなわち磁気センサと、電流導体とを備え、複数の磁気センサが、１チャネルの電流導体を流れる電流を検出する電流センサが開示されている。
国際公開第２００６／１３０３９３号パンフレット
　従来の電流センサでは、被測定電流が流れる経路（チャネル）が複数ある場合、それぞれの被測定電流が流れることにより発生する磁束が、相互の磁気センサに影響を及ばさないよう、磁気シールド対策や一定の間隔を置いて配置するなどの対策が必要であった。
　特に、電流センサの主要な用途の一つである三相モータのインバータ制御に使用する場合、一般的には２相分の電流を検出する必要があるため、２つの電流センサが使用される。しかし、インバータの小型化に伴い電流検出の省スペース化が要求され、大きな問題となってきている。
　その解決手段として、電流センサの小型化が実現できるコアレス電流センサが検討され始めているが、磁性体コアを伴わないため磁気シールドを施すことが困難で、外来磁場の影響をいかに低減するかが課題となっていた。また更なる小型化を実現するためには、センサの２チャネル化が有効であるが、被測定電流が流れることにより発生する磁束が他チャネルの磁気センサに影響を及ぼすため、これまでは実現が困難であった。
　本発明は、このような状況下に鑑みてなされたものであり、複数の電流経路において、それぞれの被測定電流から発生する磁束の相互の干渉を低減し、正確な電流検出を可能にすることを目的とする。
　上記の課題を解決するための電流センサは、第一の被測定電流が流れる第一の電流経路と、前記第一の電流経路の近傍に配置される第一の磁気センサと、前記第一の電流経路を挟んで前記第一の磁気センサの反対側に配置される第二の磁気センサと、第二の被測定電流が流れる第二の電流経路と、前記第二の電流経路の近傍に配置される第三の磁気センサと、前記第二の電流経路を挟んで前記第三の磁気センサの反対側に配置される第四の磁気センサと、前記第一の磁気センサの出力と前記第二の磁気センサの出力から前記第一の被測定電流の量に基づく信号を生成し、前記第三の磁気センサの出力と前記第四の磁気センサの出力から前記第二の被測定電流の量に基づく信号を生成する信号処理部と、を備え、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサは、前記第二の電流経路から等しい距離に配置されており、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサは、前記第一の電流経路から等しい距離に配置される。
　前記第一の電流経路は、第一経路と、第一経路から屈曲する第二経路と、第二経路からさらに屈曲する第三経路と、を有し、前記第二の電流経路は、第四経路と、第四経路から屈曲する第五経路と、第五経路からさらに屈曲する第六経路と、を有し、前記第二経路は、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分に平行な経路であり、前記第五経路は、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分に平行な経路であるようにしてもよい。
　前記第一の磁気センサは前記第一の電流経路に囲まれた領域に配置されており、前記第二の磁気センサは前記第一経路を挟んで前記第一の磁気センサの反対側に配置されており、前記第三の磁気センサは前記第二の電流経路に囲まれた領域に配置されており、　前記第四の磁気センサは前記第四経路を挟んで前記第三の磁気センサの反対側に配置されるようにしてもよい。
　前記第二経路は、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とする線対称な経路であり、前記第五経路は、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とする線対称な経路であるようにしてもよい。
　前記第一経路は、前記第二経路の一端に接続し、且つ、前記第二経路の一端を起点として、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、前記第三経路は、前記第二経路の他端に接続し、且つ、前記第二経路の一端を起点として、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、前記第四経路は、前記第五経路の一端に接続し、且つ、前記第五経路の一端を起点として、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、前記第六経路は、前記第五経路の他端に接続し、且つ、前記第五経路の一端を起点として、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であるようにしてもよい。
　前記第一経路と前記第二経路のなす角度、前記第二経路と前記第三経路のなす角度、前記第四経路と前記第五経路のなす角度及び前記第五経路と前記第六経路のなす角度は９０度であるようにしてもよい。
　前記信号処理部は前記第一の磁気センサの出力と前記第二の磁気センサの出力の差分から前記第一の被測定電流の量に基づく信号を生成し、前記第三の磁気センサの出力と前記第四の磁気センサの出力の差分から前記第二の被測定電流の量に基づく信号を生成するようにしてもよい。
　前記第一の電流経路及び前記第二の電流経路がＵの字型であるようにしてもよい。
　前記第一の電流経路と前記第二の電流経路は、前記第二経路と前記第五経路との間の所定の点に対して略点対称な位置関係にあるようにしてもよい。
　前記第一経路と前記第一の磁気センサと第二の磁気センサを第一のパターンとし、前記第四経路と前記第三の磁気センサと第四の磁気センサを第二のパターンとしたときに、前記第一のパターンと前記第二のパターンは、前記第二経路と、前記第二経路と対向する前記第五経路との間の所定の点に対して略点対称な位置関係にあるようにしてもよい。
　前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線が、前記第三の磁気センサの中心を通り、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線が、前記第一の磁気センサの中心を通るようにしてもよい。
　信号端子を形成するリードフレームと、前記第一から第二の電流経路及び前記第一から第四の磁気センサを封止する封止部材と、前記第一の電流経路と接続され、前記第一の被測定電流の入口となる第一の電流端子と、前記第一の電流経路と接続され、前記第一の被測定電流の出口となる第二の電流端子と、前記第二の電流経路と接続され、前記第二の被測定電流の入口となる第三の電流端子と、前記第二の電流経路と接続され、前記第二の被測定電流の出口となる第四の電流端子と、を備え、前記封止部材は平面視で矩形形状であり、前記第一から第四の電流端子及び前記信号端子を形成するリードフレームは、平面視で、前記封止部材の側面から露出するようにしてもよい。
　前記第一の電流端子と前記第二の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記信号端子を形成するリードフレームが露出する側面に対して直角方向に位置する側面から露出しており、前記第三の電流端子と前記第四の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記第一の電流端子と前記第二の電流端子が露出する側面と対向する側面から露出するようにしてもよい。
　前記第一から第四の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記信号端子を形成するリードフレームが露出する側面と対向する側面から露出するようにしてもよい。
　前記第二の磁気センサを囲むように配置され、前記第一経路と前記第二経路のどちらか一方に接続し、他方には接続しない導体と、前記第四の磁気センサを囲むように配置され、前記第四経路と前記第五経路のどちらか一方に接続し、他方には接続しない導体と、を備えるようにしてもよい。
　第三の電流経路と、前記第三の電流経路の近傍に配置される第五の磁気センサと、前記第三の電流経路を挟んで前記第五の磁気センサの反対側に配置される第六の磁気センサと、をさらに備え、前記第一の電流経路、前記第二の電流経路、および、前記第三の電流経路は、それぞれ、異なる相を流れる導体中に形成される電流経路であり、前記第三の電流経路は、第七経路と、第七経路から屈曲する第八経路と、第八経路からさらに屈曲する第九経路と、を有し、前記第五の磁気センサは、前記第三の電流経路に囲まれた領域に配置されており、前記第六の磁気センサは前記第七経路を挟んで前記第五の磁気センサの反対側に配置されており、前記一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分と、前記三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分と、前記五の磁気センサと前記第六の磁気センサを結ぶ線分は互いに平行であるようにしてもよい。
　前記第一から第三の電流経路の前記各経路は、前記電流経路に形成された切欠きにより電流方向が変わるように形成されるようにしてもよい。
　隣接する前記電流経路の前記切欠きは、それぞれ、各相の導体の延存方向に沿って、一対の磁気センサ間の間隔の２倍以上の距離を離して形成されるようにしてもよい。
　２相分の一対の磁気センサのそれぞれは、各相の導体の延存方向に沿って、互いに一対の磁気センサの間隔の１／２の距離ずれて配置され、残りの１相分の一対の磁気センサは、前記導体の延存方向に沿って、前記一対の磁気センサの間隔の２倍以上の距離ずれて配置されるようにしてもよい。
　前記各電流経路はそれぞれ、各相の導体としてのバスバー内に形成され、前記各相の前記バスバーとプリント配線基板は、バスバー基板として一体に形成されるようにしてもよい。
　前記バスバー基板において、前記バスバーの表裏両面は、前記プリント配線基板で挟まれるようにしてもよい。
　前記バスバー基板において、前記バスバーには、スリットが設けられるようにしてもよい。
　前記バスバー基板には、前記バスバーと基板プリプレグとを貫通する貫通スリットが設けられ、前記貫通スリットの内壁は、前記基板プリプレグにより、前記バスバーが露出しないように形成されるようにしてもよい。
　前記バスバー基板の前記貫通スリットにおいて、前記各磁気センサの感磁部が前記バスバー基板の実装面よりも内側に落とし込まれ、バスバーの厚み中心付近に配置されるようにしてもよい。
　前記バスバー基板において、前記各磁気センサの実装面とは反対側の面に、当該各磁気センサと対向して橋渡しするように配置された磁性材料を備えるようにしてもよい。
　前記バスバー基板において、前記磁性材料は、穴加工、または切欠き加工によって形成されたバスバー基板の溝を介して、前記磁気センサ近傍まで延びるようにしてもよい。
　前記バスバー基板において、前記磁気センサの封止上面に、前記各相の前記各磁気センサを橋渡しするように配置された磁性体材料を備えるようにしてもよい。
　前記バスバーはＵ相バスバーと、前記Ｕ相バスバーに隣接するＶ相バスバーと、前記Ｖ相バスバーに隣接するＷ相バスバーと、を含み、前記第一の電流経路は前記Ｕ相バスバー内に形成され、前記第二の電流経路は前記Ｗ相バスバー内に形成され、前記第三の電流経路は前記Ｖ相バスバー内に形成され、前記第三の電流経路に形成された前記切欠きは、前記第一の電流経路に形成された前記切欠き及び前記第二の電流経路に形成された前記切欠きに対し、前記バスバーの延存方向に沿って、一対の磁気センサ間の間隔の２倍以上の距離を離して形成されるようにしてもよい。
　前記電流経路は前記プリント配線基板内の金属層内に形成されるようにしてもよい。
　前記信号処理ＩＣ及び／または各磁気センサは前記プリント配線基板上に実装されるようにしてもよい。
　前記磁気センサの内部は、磁性体メッキまたは磁性体チップを備えるようにしてもよい。
　本発明の電流センサによれば、複数の電流経路において、それぞれの被測定電流から発生する磁束の相互の干渉を低減し、正確な電流検出を可能にする。
本実施形態における電流検出を実現するための電流センサの概略を説明するための図である。 第１実施形態に係る電流センサの内部構造の一例を示す図である。 図２の電流センサ内部の側面の一例を示す図である。 図２の電流センサのパッケージ外観の一例を示す図である。 図２の電流センサのパッケージ外観の一例を示す図である。 第１実施形態に係る電流センサが電動機の電流検出を行う場合の様子を示す図である。 第１実施形態に係る電流センサが電動機の電流検出を行う場合の様子を示す図である。 信号処理ＩＣの内部の構成例を示す機能ブロック図である。 第１実施形態の電流センサにおいて、各磁気センサの位置関係を説明するための図である。 第２実施形態に係る電流センサの内部構造の一例を示す図である。 図８の電流センサ内部の側面の一例を示す図である。 信号端子側のリードフレームが、被測定電流端子側のリードフレームよりも高くなるようにした電流センサ内部の側面の一例を示す図である。 被測定電流端子側のリードフレームが、信号端子側のリードフレームよりも低くなるようにした電流センサ内部の側面の一例を示す図である。 第３実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第１実施形態に係る電流センサにおいて、突出部の変形例を示す図である。 第４実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第４実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第５実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第６実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第７実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 第８実施形態に係る電流センサの構成例を示す図である。 本実施形態の電流センサによって実現される電流検出の概念を説明するための図である。
　以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の本実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
　まず、本実施形態の電流センサ１によって実現される電流検出の概念について、図１９を参照して説明する。
　本実施形態の電流センサ１は、磁束を検出する複数の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと、第一の被測定電流が流れる第一の電流経路３０１と、第二の被測定電流が流れる第二の電流経路３０２と、を備える。
　本実施形態において、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、磁束を検出して、又は、入力磁場に応じて、電気的出力（電流や電圧）を行う素子であればよく、ホール素子、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、磁気抵抗ＩＣ等が挙げられる。
　第一の磁気センサ１３１ｂは、第一の電流経路３０１の近傍に配置される。第二の磁気センサ１３１ａは、第一の電流経路３０１を挟んで第一の磁気センサ１３１ｂの反対側に配置される。第三の磁気センサ１３２ｂは、第二の電流経路３０２の近傍に配置される。第四の磁気センサ１３２ａは、第二の電流経路３０２を挟んで第三の磁気センサ１３２ｂの反対側に配置される。
　第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａは、第二の電流経路３０２から等しい距離に配置される。つまり、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の電流経路３０２との最短距離をＬ１、第二の磁気センサ１３１ａと第二の電流経路３０２との最短距離をＬ２とすると、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａは、Ｌ１＝Ｌ２となる位置に配置される。
　第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａは、第一の電流経路３０１から等しい距離に配置される。つまり、第三の磁気センサ１３２ｂと第一の電流経路３０１との最短距離をＬ３、第四の磁気センサ１３２ａと第一の電流経路３０１との最短距離をＬ４とすると、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａは、Ｌ３＝Ｌ４となる位置に配置される。
　電流センサ１は、第一の磁気センサ１３１ｂの出力と第二の磁気センサ１３１ａの出力とから第一の被測定電流の量に基づく信号を生成するとともに、第三の磁気センサ１３２ｂの出力と第四の磁気センサ１３２ａの出力とから第二の被測定電流の量に基づく信号を生成する後述の信号処理ＩＣ（信号処理部）を備える。信号処理ＩＣは、第一の磁気センサ１３１ｂの出力と第二の磁気センサ１３１ａの出力との差分から第一の被測定電流の量に基づく信号を生成する。また、信号処理ＩＣは、第三の磁気センサ１３２ｂの出力と第四の磁気センサ１３２ａの出力との差分から第二の被測定電流の量に基づく信号を生成する。
　第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａは、第二の電流経路３０２から等しい距離に配置される。このため、第二の電流経路３０２を流れる第二の被測定電流が第一の磁気センサ１３１ｂの位置に生じる磁場は、第二の磁気センサ１３１ａの位置に生じる磁場と等しくなる。第一の磁気センサ１３１ｂの出力と第二の磁気センサ１３１ａの出力との差分を計算することにより、第二の被測定電流の影響がキャンセルされる。
　同様に、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａは、第一の電流経路３０１から等しい距離に配置される。このため、第一の電流経路３０１を流れる第一の被測定電流が第三の磁気センサ１３２ｂの位置につくる磁場と第四の磁気センサ１３２ａの位置につくる磁場は等しくなる。第三の磁気センサ１３２ｂの出力と第四の磁気センサ１３２ａの出力との差分を計算することにより、第二の被測定電流の影響がキャンセルされる。
　次に、この電流検出を実現するための電流センサ１の概略について、図１を参照して説明する。
　本実施形態において、第一の電流経路３０１は、第一経路３０１ａと、第一経路３０１ａから屈曲する第二経路３０１ｂと、第二経路３０１ｂからさらに屈曲する第三経路３０１ｃと、を有する。第二の電流経路３０２は、第四経路３０２ａと、第四経路３０２ａから屈曲する第五経路３０２ｂと、第五経路３０２ｂからさらに内側に屈曲する第六経路３０２ｃと、を有する。
　第二経路３０１ｂは、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとを結ぶ線分に平行な経路であり、第五経路３０２ｂは、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとを結ぶ線分に平行な経路である。これにより、第二の被測定電流が第一の磁気センサ１３１ｂの位置に生じる磁場と第二の磁気センサ１３１ａの位置に生じる磁場は等しくなる。また、第一の被測定電流が第三の磁気センサ１３２ｂの位置に生じる磁場と第四の磁気センサ１３２ａの位置に生じる磁場は等しくなる。
　各経路３０１ａ～３０１ｃ，３０２ａ～３０２ｃは、直線であっても、曲線であっても、それらの組み合わせであってもよい。
　第一経路３０１ａは、第二経路３０１ｂの一端に接続し、且つ、第二経路３０１ｂの一端を起点として、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとから遠ざかる方向に延びる経路または近づく方向に延びる経路であることが好ましい。これにより、第１の経路３０１ａが、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとに与える磁場の影響が小さくなる。より好ましくは、第一経路３０１ａと第二経路３０１ｂとのなす角度は９０度である。
　同様に、第三経路３０１ｃは、第二経路３０１ｂの他端に接続し、且つ、第二経路３０１ｂの一端を起点として、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａから遠ざかる方向に延びる経路または近づく方向に延びる経路であることが好ましい。より好ましくは、第二経路３０１ｂと第三経路３０１ｃとのなす角度は９０度である。
　第四経路３０２ａは、第五経路３０２ｂの一端に接続し、且つ、第五経路３０２ｂの一端を起点として、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａから遠ざかる方向に延びる経路であることが好ましい。これにより、第四経路３０２ａが第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａに与える磁場の影響が小さくなる。より好ましくは、第四経路３０２ａと第五経路３０２ｂとのなす角度は９０度である。
　同様に、第六経路３０２ｃは、第五経路３０２ｂの他端に接続し、且つ、第五経路３０２ｂの一端を起点として、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａから遠ざかる方向に延びる経路であることが好ましい。より好ましくは、第五経路３０２ｂと第六経路３０２ｃとのなす角度は９０度である。
　また、第一の電流経路３０１は、第一経路３０１ａから第二経路３０１ｂへ左回りに屈曲する場合、さらに左回りに屈曲して第三経路３０１ｃがあり、第一経路３０１ａから第二経路３０１ｂへ右回りに屈曲する場合、さらに右回りに屈曲して第三経路３０１ｃがある。第二の電流経路３０２についても、第一の電流経路３０１と同様に形成される。第一の磁気センサ１３１ｂは第一の電流経路３０１に囲まれた領域に配置され、第三の磁気センサ１３２ｂは第二の電流経路３０２に囲まれた領域に配置される。
　本実施形態において、第一の電流経路３０１と第二の電流経路３０２は、第二経路３０１ｂと第五経路３０２ｂとの間の任意の点に対して、略点対称な位置関係にある。
　なお、第一の電流経路３０１と第二の電流経路３０２との配置の関係が略点対称であれば、各電流経路の形状や、磁気センサの配置は、図１に示した例に限られず、変更することもできる。
　第三の磁気センサ１３２ｂは、平面視において、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとを結んだ線分ＰＰ´における第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとの間の任意の位置で、線分ＰＰ´と直交する仮想直線ｃ上に配置される。第一の磁気センサ１３１ｂは、第三の磁気センサ１３２ｂと同様に、平面視において、第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとを結んだ線分における第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとの間の任意の位置で直交する仮想直線上に配置される。
　このように、第一の電流経路３０１と第二の電流経路３０２の配置の関係が略点対称であり、さらに、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとを結ぶ線の中線が、第五経路３０２ｂの中央を通るように配置にする。これにより、第二の電流経路３０２からの電流によって発生する第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとにおける各磁束（Ｂ２１、Ｂ２２）は、それぞれの大きさと向きが同一となる。
　ここでＢ２１は第二の電流経路３０２に電流が流れることにより第一の磁気センサ部に発生する磁束であり、Ｂ２２は第一の電流経路３０１に電流が流れることにより第二の磁気センサ部に発生する磁束とする。
　第一の電流経路３０１からの電流に応じて発生する第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとにおける磁束をそれぞれ（Ｂ１、Ｂ１’）とすると、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａの受ける磁束の差分Φは、Ｂ２１＝Ｂ２２であることから、下記の式で表される。
　Ｂ１＋Ｂ２１（第一の磁気センサ）－（－Ｂ１’＋Ｂ２２）（第二の磁気センサ）＝Ｂ１＋Ｂ１’　（１）
　上記式（１）から、第二の電流経路からの磁束の干渉をキャンセルすることができ、電流検出の精度が向上する。
　第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとの磁束の差分についても、上記式（１）で示したものと同様になり、第三の磁気センサ１３２ｂおよび第四の磁気センサ１３２ａでは、第五の電流経路からの磁束の干渉をキャンセルすることができ、電流検出の精度が向上する。
　また、本実施形態において、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとの中線が、第五経路３０２ｂの中央部を通ることが好ましい。第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとの線分の中線が、第二経路３０１ｂの中央部を通ることが好ましい。
　ここで、中央部は、第五経路３０２ｂ又は第二経路３０１ｂの長さを三等分した場合の中心側の１／３の領域を示す。
　より好ましくは、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとを結ぶ中点から伸びた法線が第五経路３０２ｂの中点と交わり、かつ第三の磁気センサ１３２ｂと第四の磁気センサ１３２ａとを結ぶ直線の中点から伸びた法線が第二経路３０１ｂの中点と交わる位置に配置することである。
　後述するように、本実施形態の電流センサ１は、磁束を検出する複数の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと、第一の被測定電流が流れる第一の導体と、第二の被測定電流が流れる第二の導体と、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂからの出力を処理する信号処理ＩＣと、信号端子を形成するリードフレームと、が封止された電流センサである。
　そして、本実施形態の電流センサ１では、後述する第一の導体は、第一導体部分に隙間を有し、第二の磁気センサ１３１ａを囲むように配置され、第二導体部分（第二経路３０１ｂに相当）と接続する第七導体部分（後述する突出部１４ａ_１に相当）を有するのが好ましい。
　あるいは、後述する第一の導体は、第二導体部分に隙間を有し、第二の磁気センサ１３１ａを囲むように配置され、第一導体部分（第一経路３０１ａに相当）と接続する第八導体部分（後述する突出部１４ａ_２に相当）を有するのが好ましい。
　または、後述する第一の導体は、第二の磁気センサ１３１ａを囲むように配置され、第二導体部分（第二経路３０１ｂに相当）と接続する第十一導体部分と、第一導体部分（第一経路３０１ａに相当）と接続する第十二導体部分とを有し、第十一導体部分と第十二導体部分との間に隙間を有する構成であってもよい。
　また、後述する第二の導体は、第四導体部分（第四経路３０２ａに相当）に隙間を有し、第四の磁気センサ１３２ａを囲むように配置され、第五導体部分（第五経路３０２ｂに相当）と接続する第九導体部分（後述する突出部１４ｂ_１に相当）を有するのが好ましい。
　又は、後述する第二の導体は、第五導体部分と隙間を有し、第四の磁気センサ１３２ａを囲むように配置され、第四導体部分と接続する第十導体部分（後述する突出部１４ｂ_２に相当）を有することが好ましい。
　または、後述する第二の導体は、第二の磁気センサ１３１ａを囲むように配置され、第四導体部分（第四経路３０２ａに相当）と接続する第十三導体部分と、第五導体部分（第五経路３０２ｂに相当）と接続する第十四導体部分とを有し、第十三導体部分と第十四導体部分との間に隙間を有する構成であってもよい。
　電流センサ１は、上述の第七導体部分～第十導体部分（後述の突出部１４ａ_１，１４ｂ_１，１４ａ_２，１４ｂ_２）をさらに有することで、第一の磁気センサ１３１ｂと第二の磁気センサ１３１ａとが、第一の導体を流れる電流による発熱の影響が同程度となり、第三磁気センサ１３２ｂと第四磁気センサ１３２ａにおいても、第二の導体を流れる電流による発熱の影響が同程度となるため、両者に環境温度の差が埋まれず、電流検出の精度がより向上する。
　本実施形態では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ及び第一の導体の配置のパターンを、第一のパターンと称す。磁気センサ１３２ａ，１３２ｂ及び第二の導体の配置のパターンを、第二のパターンと称す。この場合、第一のパターンと第二のパターンとは、第二経路３０１ｂと、第二経路３０１ｂと対向する第五経路３０２ｂとの間の任意の点に対して略点対称な位置関係にある。以下、電流センサ１の具体的な実施形態について詳細に説明する。
　＜第１実施形態＞
　以下、本発明の電流センサの一実施形態を図２～図７を参照して説明する。
　実施形態に係る電流センサ１は、例えばホール素子等の磁気センサと信号処理ＩＣからなるハイブリッド構造のＩＣパッケージ型センサである。
　図２は、第１実施形態に係る電流センサ１の内部構造の一例を示す図である。
　この電流センサ１は、２つの電流検出チャネルに対応し、各チャネルからの電流に応じて電流検出する。図２に示すように、電流センサ１は、２つのチャネルの入力に対応する被測定電流端子１２ａ，１２ｂと、導体１４ａ，１４ｂと、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと、信号処理ＩＣ２０と、信号端子４１ａ，４１ｂとを備える。この電流センサ１では、各チャネルの磁束密度の検出は、それぞれ、各チャネルに設けられた磁気センサ群、すなわち、一対の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂと、一対の磁気センサ１３２ａ，１３２ｂとによって行われる。
　なお、導体１４ａ，１４ｂは、例えば半導体パッケージで使用されるリードフレームの形態で説明する。また、被測定電流端子１２ａ，１２ｂはそれぞれ、対応する導体の被測定電流の入口となる電流端子と、被測定電流の出口となる電流端子とからなる。
　図２において、信号端子４１ａ，４１ｂの数は、図２に示した例に限られず、変更することもできる。また、各チャネルに設けられる磁気センサの数は、３つ以上とすることもできる。
　導体（第一導体）１４ａは、電流経路に沿って、被測定電流端子１２ａからの被測定電流Ｉが流れるように形成されている。この実施形態では、導体１４ａには、例えば２つのギャップ１０１ａ，１０１ｂが形成されており、各ギャップ１０１ａ，１０１ｂ内にそれぞれ、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂが配置される。これにより、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、導体１４ａに流れる被測定電流Ｉに応じて、電流検出を行うようになっている。上述の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ及び第一導体の配置のパターンを、第１のパターンと称す。
　また、導体（第二導体）１４ｂも、被測定電流端子１２ｂから被測定電流Ｉが流れるように形成されるように形成されている。そして、導体１４ｂの各ギャップ１０２ａ，１０２ｂ内にはそれぞれ、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂが配置される。これにより、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂは、導体１４ｂに流れる被測定電流Ｉに応じて、電流検出を行うようになっている。上述の磁気センサ１３２ａ，１３２ｂ及び第二導体の配置のパターンを、第２のパターンと称す。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂとしては、例えば、ホール素子、磁気抵抗素子、ホールＩＣ、磁気抵抗ＩＣ等がある。
　この実施形態の電流センサ１では、導体１４ａ，１４ｂ、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂおよび信号処理ＩＣ２０は、図２に示すように、エポキシ樹脂等のモールド樹脂８０で封止され、同一の半導体パッケージ（以下、単に「パッケージ」という。）として形成される。
　本実施形態の電流センサ１において、導体１４ａ，１４ｂでは、それぞれの電流経路に沿って被測定電流Ｉ１、Ｉ２が流れることになるが、この被測定電流Ｉ１の電流が大きくなるに従い導体１４ａでの発熱が大きくなり、導体１４ａで囲まれる磁気センサ１３１ｂの方が磁気センサ１３１ａに比べて周囲温度が高くなり、磁気センサが有する温度依存性により、磁気センサ１３１ｂと磁気センサ１３１ａの出力の差分を取った場合に電流Ｉ１の検出誤差が生じ易くなる。測定電流Ｉ２の電流が大きくなった場合も同様に、導体１４ｂでの発熱が大きくなり、導体１４ｂで囲まれる磁気センサ１３２ｂの方が磁気センサ１３２ａに比べて周囲温度が高くなり、磁気センサ１３２ｂと磁気センサ１３２ａの出力の差分を取った場合に電流Ｉ２の検出誤差が生じ易くなる。
　この観点から、本実施形態の電流センサ１では、磁気センサ１３１ａと１３１ｂにおける周囲温度に大きな差が出ないよう、磁気センサ１３１ａを発熱源である導体１４ａで囲むように突出部１４ａ_１（図２において斜線で示す。第七導体部分に相当）が設けられている。同様にして、磁気センサ１３２ａと１３２ｂにおける周囲温度に大きな差が出ないよう、磁気センサ１３２ａを発熱源である導体１４ｂで囲むように突出部１４ｂ_１（図２において斜線で示す。第九導体部分に相当。）が設けられている。
　電流センサ１において、導体１４ａ，１４ｂに被測定電流Ｉが流れると、導体１４ａ，１４ｂを流れる電流量および電流方向に応じた磁界が生じる。この実施形態では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ各ギャップ１０１ａ，１０１ｂ内に配置される。そして、図２（平面視）の例では、各磁気センサ１３１ｂは、導体１４ａに囲まれるように配置される。これにより、磁気センサ１３１ｂの位置では、導体１４ａからの被測定電流Ｉの影響を受けて磁界が強くなり、その結果、磁気センサ１３１ａの位置よりも磁束密度が増加する。
　また、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂは、各ギャップ１０２ａ，１０２ｂ内に配置され、導体１４ｂに囲まれるように設置される。これにより、磁気センサ１３２ｂの位置でも、被測定電流Ｉからの磁界が強くなり、磁気センサ１３２ａの位置よりも磁束密度が増加する。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂの位置では、被測定電流Ｉによって形成される磁束の向きが異なるようになっている（負または正側のＺ方向）。また、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂの位置でも、被測定電流Ｉによって形成される磁束の向きが異なるようになっている（正または負側のＺ方向）。これにより、各チャネルの電流検出では、磁気センサ１３１ａ、１３１ｂの出力の差分、磁気センサ１３２ａ、１３２ｂの出力の差分を行うことで、高い出力が得られると共に均一な外来磁気ノイズをキャンセルすることが可能となっている。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、被測定電流Ｉによって発生する磁束密度を検出し、磁束密度に応じた電気信号を信号処理ＩＣ２０に出力することになる。
　図２において、信号処理ＩＣ２０は、信号端子４１ａ，４１ｂを形成するリードフレーム３０の上に配置される。この電流センサ１では、各磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂおよび信号処理ＩＣ２０は、同一のパッケージ内で、それぞれ独立のチップからなるハイブリッド形態で構成される。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、導体１４ａと離間して配置されており、常に導体１４ａと接触しない状態となっている。これにより、導体１４ａと磁気センサ１３１ａ，１３１ｂとの間は電気的に導通せず、絶縁を維持するための隙間（クリアランス）が確保される。また、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂについても、導体１４ｂと離間して配置されており、常に導体１４ｂと接触しない状態となっている。これにより、導体１４ｂと磁気センサ１３２ａ，１３２ｂとの間でも電気的に導通しない状態となり、絶縁を維持するための隙間（クリアランス）が確保される。
　図２において、絶縁部材１４１（図２において破線で示す。）は、磁気センサ１３ａ，１３ｂを支持するために設けられ、絶縁部材１４２（図２において破線で示す。）は、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂを支持するために設けられる。絶縁部材１４１，１４２としては、例えば絶縁耐圧の高いポリイミド材からなる絶縁テープが用いられる。なお、この絶縁部材１４１，１４２として、ポリイミドテープに限らず、例えば、ポリイミド材やセラミック材、シリコン基材などの絶縁部材に接着剤を塗布した絶縁シートを適用することもできる。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、ワイヤ（金属線）６０ａ，６０ｂを介して信号処理ＩＣ２０と電気的に接続され、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂは、ワイヤ６１ａ，６１ｂを介して信号処理ＩＣ２０と電気的に接続される。
　信号処理ＩＣ２０は、ワイヤ７０ａ，７０ｂを介してそれぞれ、信号端子４１ａ，４１ｂと電気的に接続される。信号端子４１ａ，４１ｂは、信号処理ＩＣ２０の出力（電流値）を取り出すように構成される。
　信号処理ＩＣ２０は、例えばＬＳＩ(Large Scale Integration)で構成され、この実施形態では、例えば、メモリ、プロセッサ、バイアス回路、補正回路および増幅回路などを備える。この信号処理ＩＣ２０の回路構成については、後述で詳細に説明する。
　図３は、電流センサ１内部の側面の一例を示す図である。
　絶縁部材１４１は、導体１４ａを形成するリードフレーム裏面の一部と接合されて、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ（図２、図３参照）を支持するように形成される。また、絶縁部材１４２は、導体１４ｂを形成するリードフレーム裏面の一部と接合されて、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂ（図２、図３参照）を支持するように形成される。
　絶縁部材１４１，１４２は、例えば耐圧性の優れたポリイミド材の絶縁テープからなり、図３に示すような状態で、導体１４ａ，１４ｂを形成するリードフレーム裏面に貼られ、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂを裏面から支持する。磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、例えばダイアタッチフィルム等の絶縁材を介して、絶縁部材１４１，１４２と接着するようにしてもよい。
　図３において、磁気センサ１３１ａは、導体１４ａに形成されたギャップ１０１ａ内で、導体１４ａを形成するリードフレームの厚み分落とし込んで配置される。同様に、図２に示した磁気センサ１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂについても、導体１４ａ，１４ｂに形成された各ギャップ１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ内で、導体１４ａ，１４ｂを形成するリードフレームの厚み分落とし込んで配置される。これにより、電流センサ１では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの各感磁面の高さ位置が、リードフレームの底面から上面までの高さの間（好ましくは、中央）に設定されるため、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの各感磁面では、被測定電流Ｉによって発生する磁束をより多く捉えることが可能となり、その結果、電流検出感度が向上する。
　図４は、電流センサ１のパッケージ外観の一例を示す図であって、図４Ａはパッケージ上面図、図４Ｂはパッケージ側面図を示す。
　図４Ａおよび図４Ｂに示すように、電流センサ１は、モールド樹脂８０で封止されたものとして形成される。
　被測定電流端子１２ａ，１２ｂおよび信号端子４１ａ，４１ｂは、パッケージの４つの側面から取り出される。
　次に、電流センサ１を電動機に接続して電動機のベクトル制御を行う場合の概略について、図５を参照して説明する。図５は、電流センサ１が電動機２０２の電流検出を行う場合の様子を示す図であって、図５Ａは従来の適用例と、図５Ｂは本実施形態の適用例とを示す。
　図５Ａおよび図５Ｂに示す電動機２０４は、三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）式の誘導電動機である。この電動機２０４は、ベクトル制御装置２０５によって、電動機２０４の二相（Ｕ相およびＶ相）分の電流値、すなわち２チャネル分の電流値を検出してベクトル制御が行われるようになっている。
　コンバータ部２０１は、交流電源２００からの交流電圧を直流電圧に変換し、インバータ部２０３は、その直流電圧を交流電圧に変換する。コンデンサ２０２は、変換された直流電圧を平滑するようになっている。
　図５Ａの例では、Ｕ相およびＶ相の電流値は、２つ電流センサ３０１，３０２によって検出されることになるが、図５Ｂの例では、Ｕ相およびＶ相の電流値は、本実施形態の電流センサ１によって検出される。これは、１つの電流センサで２チャネル分の電流値を検出できることを意味する。したがって、２チャネル分の電流値を検出する際に必要な電流センサの設置スペースが従来よりも小さくなり、電流センサの省スペース化が実現できる。また２チャネル間の配置が固定されるため、２つの電流センサを使用する場合に比べプリント配線基板に実装した場合の配置誤差による性能への影響を排除することが可能となる。
　図６は、信号処理ＩＣ２０の一例の機能ブロック図である。この信号処理ＩＣ２０は、バイアス回路２０１、補正回路２０２および増幅回路２０３を備える。バイアス回路２０１は、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと接続され、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂに電源を供給するようになっている。換言すれば、バイアス回路２０１は、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂに励起電流を印加（流入）するための回路である。
　補正回路２０２は、一対の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂの出力の差分に基づいて、外部で生じる磁界の影響をキャンセル（同相のノイズを相殺）して電流値を算出するようになっている。また、補正回路２０２は、一対の磁気センサ１３２ａ，１３２ｂの出力の差分に基づいて、外部で生じる磁界の影響をキャンセルして電流値を算出するようになっている。
　また、補正回路２０２は、例えば、動作温度に基づいて、予めメモリに記憶されている温度補正係数に従い磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの出力値を補正するようになっている。このため、温度依存性が少なく高精度な電流検出が可能となる。
　増幅回路２０３は、補正回路２０２からの出力値を増幅するようになっている。
　次に、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの位置関係について、図７を参照して説明する。
　図７は、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの位置関係を説明するための図である。
　図７に示すように、この電流センサ１において、導体１４ａ，１４ｂは、それぞれ、Ｕ相，Ｖ相のチャネルの入力に対応しており、コの字状の電流経路に沿って被測定電流Ｉ１（Ｕ相）、Ｉ２（Ｖ相）が流れるように形成されている。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂと所定の間隔を隔ててＹ方向に並行に配置されている。
　図７では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ間の間隔、および、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂ間の間隔はともに、Ｐとする。このＰは、互いに対向する電流経路を有する導体部（電流Ｉの流れ方向が互いに異なる導体部）間の間隔と同じである。
　図７に示すように、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、各磁気センサ１３１ａ，１３１ｂに対して、例えば１／２ＰだけＹ方向にずれて配置されている。
　磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、導体１４ｂの点Ｒから等距離ｒの位置になるように配置される。点Ｒは、Ｙ方向に形成された導体１４ｂの辺の中点を表している。この場合、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂの各位置において、導体１４ｂを流れる電流Ｉ２からの磁束の大きさが同一になるため、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂの差分を取ることで、導体１４ｂからの影響を完全にキャンセルすることができる。すなわち、各チャネル間の相互干渉を回避することができる。
　また、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂは、導体１４ａの点Ｏから等距離ｒの位置になるように配置される。点Ｏは、Ｙ方向に形成された導体１４ａの辺の中点を表している。この場合、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂの各位置でも、導体１４ａを流れる電流Ｉ１からの磁束が同一の値になるため、磁気センサ１３２ａ，１３２ｂの差分を取ることで、導体１４ｂからの影響を完全にキャンセルすることができる。すなわち、この場合でも、各チャネル間の磁束の相互干渉を回避することができる。
　以上説明したように、本実施形態の電流センサ１によれば、２チャネル分の電流検出を行うことができる。
　また、電流センサ１では、各チャネルごとに、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂが相互に逆向きの磁束を検出し、差分検出を行うようにしている。したがって、各チャネルごとに、均一の外来磁気ノイズをキャンセルすることができるため、電流センサ１の電流検出精度を向上させることができる。
　さらに、電流センサ１では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと各チャネルとの位置関係に基づいて、各チャネル間の相互干渉が生じないように、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの位置決めを行っている。そのため、各チャネル間の磁束の相互干渉を回避することができるため、コアレス電流センサにおいても多チャネル化が可能となる。
　＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態の電流センサ１Ａについて、図８～図９を参照して説明する。
　前述の電流センサ１では、各磁気センサおよび信号処理ＩＣのハイブリッド形態を例にとって説明したが、各磁気センサと信号処理ＩＣが、同一のシリコンウェハー上に一体成型されたシリコンモノシリック形態を適用するようにしてもよい。
　図８は、かかるモノシリック形態で形成された電流センサ１Ａの一例として、図１と同様の導体１４ａ，１４ｂを有する電流センサ１Ａを示している。図９は、図８と同一の電流センサ１Ａの側面の一例を示す図である。
　図８および図９において、モノシリック形態以外は、本実施形態において、図２および図３に示したものとほぼ同様である。以下では、本実施形態の電流センサ１Ａの構成について、図２および図３のものとの差異を中心に説明する。
　図８および図９の構成例では、導体１４ａの上に、絶縁材１０６（例えばダイアタッチフィルム）を介して、信号処理ＩＣ１２０が積層される。この信号処理ＩＣ１２０は、信号端子１４１ａ，１４１ｂを形成するリードフレームの上に配置される。
　図８に示すように、４つの磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、図２に示したものと同様に、平面視において導体１４ａ，１４ｂの各ギャップ１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ内に配置される。そして、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、対応する各導体１４ａ，１４ｂに囲まれるように配置され、導体１４ａ，１４ｂを流れる被測定電流Ｉに応じた磁束を検出するようになっている。
　しかしながら、この実施形態では、各磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂと信号処理ＩＣ１２０が、シリコンウェハー上に一体成型されたシリコンモノシリック形態となっているため、図９に示すように、信号処理ＩＣ１２０内には、各磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂが形成されている。
　この場合、各磁気センサ１３１ａ，１３１ｂは、それぞれ、各ギャップ１０１ａ，１０１ｂ上方に配置され、導体１４ａを流れる被測定電流Ｉに基づいて発生する磁束を検出する。また、各磁気センサ１３２ａ，１３２ｂは、それぞれ、各ギャップ１０２ａ，１０２ｂ上方に配置され、導体１４ｂを流れる被測定電流Ｉに基づいて発生する磁束を検出する。
　図８および図９において、電流センサ１Ａでは、導体１４ａ，１４ｂ、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂおよび信号処理ＩＣ２０は、エポキシ樹脂等のモールド樹脂１８０で封止され、同一の半導体パッケージとして形成される。
　この実施形態では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの感磁面の上に、例えば磁性体メッキによって磁性材料８０ａ，８０ｂが形成されている。なお、磁性材料８０ａ，８０ｂの構成例として、フェライトなどの磁性体チップであってもよい。これにより、導体１４ａ，１４ｂに被測定電流Ｉが流れると、被測定電流Ｉによって生じる磁束が磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの感磁部に収束されやすくなる。したがって、電流センサ１Ａの電流検出感度が向上する。
　また、この電流センサ１Ａにおいても、導体１４ａ，１４ｂに被測定電流Ｉが流れると、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、対応する導体１４ａ，１４ｂを流れる被測定電流Ｉの向きに応じて、逆向きの磁束を検出する。これにより、第１実施形態のものと同様に、電流検出時には、対応する一対の磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの磁束の差分を利用して、外乱磁界の影響をキャンセルすることが可能となる。
　また、本実施形態の電流センサ１Ａでも、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂは、図７に示したものと同様に、各チャネル間の磁束の相互干渉が生じないように配置されているので、コアレス電流センサであっても２チャネルの電流を高精度に検出することが可能となる。
　次に、第２実施形態の変形例について説明する。
　［変形例１］
　図８に示した電流センサ１Ａにおいて、信号端子１４１ａ，１４１ｂを形成するリードフレーム３０は、導体１４ａ，１４ｂと同じ高さに設定されているが、導体１４ａ，１４ｂよりも高くなるように構成するようにしても、第２実施形態と同様の効果が得られる。このように構成した電流センサを図１０に示す。
　図１０に示した電流センサにおいて、リードフレーム３０は、導体１４ａ，１４ｂよりも高くなるように構成されている。
　［変形例２］
　図８に示した被測定電流端子１１２ａ，１１２ｂは、導体１４ａ，１４ｂが、信号端子１４１ａ，１４１ｂを形成するリードフレーム３０よりも低くなるように構成するようにしてもよい。このように構成した電流センサを図１１に示す。
　図１１に示した電流センサにおいて、被測定電流端子１１２ａ，１１２ｂは、図８に示したものよりも低く設定され、導体１１４ａ，１１４ｂは、リードフレーム３０よりも低くなっている。このようにしても、導体１１４ａ，１１４ｂは、リードフレーム３０と接触しない状態となり、第２実施形態と同様の効果が得られる。
　＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態の電流センサ１Ｂについて、図１２を参照して説明する。
　前述の電流センサ１，１Ａでは、電流検出機能がＩＣパッケージ内に封止された形態を例にとって説明したが、各構成要素が基板上にディスクリート部品を使って構成されるモジュール形態を適用するようにしてもよい。
　図１２は、かかるモジュール形態で形成された電流センサ１Ｂの構成例であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図を示す。
　図１２に示すように、電流センサ１Ｂは、基板３００を備えており、この基板３００上に、信号用コネクタ３０１と、信号処理ＩＣ３０２と、２つのチャネル１，２の入力に対応する導体３０３，３０５と、磁気センサ３０４ａ，３０４ｂ，３０６ａ，３０６ｂとを備える。導体３０３，３０５はそれぞれ図１に示した導体１４ａ，１４ｂに相当し、磁気センサ３０４ａ，３０４ｂ，３０６ａ，３０６ｂはそれぞれ図２に示した磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂに相当する。信号処理ＩＣ３０２は図２に示した信号処理ＩＣ２０に相当する。
　磁気センサ３０４ａ，３０４ｂ，３０６ａ，３０６ｂの位置関係は、本実施形態においても図７に示したものと同一である。この場合、磁気センサ３０４ａ，３０４ｂは、導体３０５の点Ｒから等距離ｒの位置になるように配置される。また、磁気センサ３０６ａ，３０６ｂは、導体３０３の点Ｏから等距離ｒの位置になるように配置される。これにより、チャネル１，２間の磁束の相互干渉を回避することができる。
　また、本実施形態の電流センサ１Ｂでも、第１実施形態のものと同様に、２チャネル分の電流検出を行うことができる。
　さらに、電流センサ１Ｂにおいても、各チャネルごとに、磁気センサ３０４ａ，３０４ｂ，３０６ａ，３０６ｂが相互に逆向きの磁束を検出し、差分検出を行うようにしている。したがって、外来磁気ノイズをキャンセルすることができるため、電流センサ１Ｂの電流検出精度を向上させることができる。
　[変形例]
　上述した各実施形態に係る電流センサ１～１Ｂは例示に過ぎず、以下に示すような変更を行うことが可能である。
　第１実施形態の突出部１４ａ_１，１４ｂ_１は、例えば図１３に示すように形成するようにしてもよい。図１３の突出部（第八導体部分）１４ａ_２は、導体１４ａの第二導体部分（図１の第二経路３０１ｂに相当）に隙間１０１ａを有し、磁気センサ１３１ａを囲むように配置され、第一導体部分（図１の第一経路３０１ａに相当）と接続するように形成される。図１３の突出部（第十導体部分）１４ｂ_２は、導体１４ｂの第五導体部分（図１の第五経路３０２ｂに相当）と隙間１０２ａを有し、磁気センサ１３２ａを囲むように配置され、第四導体部分（図１の第四経路３０２ａに相当）と接続するように形成される。このようにしても、第１実施形態に示したものと同様の効果を得ることができる。
　各実施形態の導体１４ａ，１４ｂ，３０３，３０５の大きさや形状は、電流センサの仕様に応じて変更するようにしてもよい。導体１４ａ，１４ｂ，３０３，３０５は、コの字型、又は、Ｕの字型とすることができる。
　＜第４実施形態＞
　以上では、三相交流系の各相に２つの磁気センサを設けて、３相分の電流値を検出する場合について言及しなかったが、この実施形態では、３相分の電流値を検出するように電流センサを構成するようにしてもよい。図１４は、第４実施形態の電流センサ５００の構成例であって、図１４Ａは電流センサ５００の内部構造、図１４Ｂは電流センサ５００の側面を示している。この電流センサ５００は、例えばホール素子等の磁気センサと信号処理ＩＣとを実装するためのプリント配線基板、および、被測定電流が流れる導体を含むモジュール型の電流センサである（以下の実施形態の説明でも同様である）。
　図１４Ａに示す例では、３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の各相に、２つの磁気センサが設けられている。すなわち、２つの磁気センサ５０５ａ，５０５ｂがＵ相に対応して設けられ、２つの磁気センサ５０６ａ，５０６ｂがＶ相に対応して設けられ、２つの磁気センサ５０７ａ，５０７ｂがＷ相に対応して設けられている。
　図１４において、各相に対応した２つの磁気センサの位置は、第１実施形態のものと同様に、被測定電流によって形成される磁束の向きが異なるようになっている。
　図１４Ａおよび図１４Ｂにおいて、プリント配線基板５０１には、各相に対応した上述の磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂと、信号処理ＩＣ５２０とが実装されるとともに、プリント配線が形成される。
　各相の導体５０２，５０３，５０４は、例えばバスバーであり、３相インバータ６００と３相モータ７００とに接続される。例えば、図１４に示した例で説明すると、バスバー５０２～５０４とプリント配線基板５０１とは一体に形成される。以下ではこれをバスバー基板と称す。
　この実施形態のバスバー基板は、バスバーの表裏両面は、プリント配線基板５０１で挟まれている。この場合、バスバー５０２～５０４がプリント配線基板５０１内に埋め込まれるため、プリント配線基板５０１の両面に部品を実装できると共に、実装部品とバスバーとの間で高い絶縁耐圧が維持できる。
　信号処理ＩＣ５２０は、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂと、コネクタ５３０と電気的に接続されており、３相分の電流値を算出し、算出した電流値を外部に出力することが可能になっている。この場合、この信号処理ＩＣ２０でも、第１実施形態（図６）のものと同様に、バイアス回路２０１、補正回路２０２および増幅回路２０３を備える。例えば、図１４の例では、バイアス回路２０１は、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂに励起電流を印加（流入）するための回路である。
　補正回路２０２は、各相に対応した一対の磁気センサの出力の差分に基づいて、外部で生じる磁界の影響をキャンセル（同相のノイズを相殺）して電流値を算出するようになっている。また、補正回路２０２は、一対の各磁気センサの出力の差分に基づいて、外部で生じる磁界の影響をキャンセルして電流値を算出するようになっている。また、補正回路２０２は、例えば、動作温度に基づいて、予めメモリに記憶されている温度補正係数に従い磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂの出力値を補正するようになっている。このため、温度依存性が少なく高精度な電流検出が可能となる。増幅回路２０３は、図６で示したものと同様に、補正回路２０２からの出力値を増幅するようになっている。
　［磁気センサの配置］
　次に、電流センサ５００によって実現される磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂの配置について、図１および図１４を参照して説明する。
　磁気センサ５０５ａ，５０５ｂは、Ｕ相のバスバー５０２の第一の電流経路に対応して配置される。図１に示したものと同様に、図１４の例では、バスバー５０２は、第一経路５０２ａと、第一経路５０２ａから屈曲する第二経路５０２ｂと、第二経路５０２ｂからさらに屈曲する第三経路５０２ｃとを有しており、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂは、第三経路５０２ｃを挟んで配置される。この磁気センサ５０５ａ，５０５ｂの配置パターンを、第１のパターンと称す。
　上述の経路５０２ａ～５０２ｃは、切欠き５２１の形状に沿って形成されており、磁気センサ５０５ａは切欠き５２１の外側に配置され、磁気センサ５０５ｂは切欠き５２１の内側に配置される。
　磁気センサ５０７ａ，５０７ｂは、Ｗ相のバスバー５０４の第三の電流経路に対応して配置される。図１に示したものと同様に、図１４の例では、バスバー５０４は、第四経路５０４ａと、第四経路５０４ａから屈曲する第五経路５０４ｂと、第五経路５０４ｂからさらに屈曲する第六経路５０４ｃとを有しており、磁気センサ５０７ａ，５０７ｂは、第四経路５０４ａを挟んで配置される。この実施形態では、この磁気センサ５０７ａ，５０７ｂの配置パターンを、第２のパターンと称す。
　上述の経路５０４ａ～５０４ｃは、切欠き５４１の形状に沿って形成されており、磁気センサ５０７ａは切欠き５４１の外側に配置され、磁気センサ５０７ｂは切欠き５４１の内側に配置される。
　第１のパターン（第一の電流経路）と第２のパターン（第二の電流経路）とは、チャネル間の磁束の干渉をなくすために、図１で示したものと同様に形成される。すなわち、第一の電流経路と第二の電流経路とは、第二経路５０２ｂと第五経路５０４ｂとの間の任意の点に対して、略点対称な位置関係にある。さらに、磁気センサ５０７ａは、図１４Ａの平面視において、磁気センサ５０５ａと磁気センサ５０５ｂとを結んだ線分上の任意の位置で、この線分と直交する仮想直線上に配置される。磁気センサ５０５ｂも、図１４Ａの平面視において、磁気センサ５０７ａと磁気センサ５０７ｂとを結んだ線分上の任意の位置で直交する仮想直線上に配置される。
　図１４において、磁気センサ５０６ａ，５０６ｂは、Ｖ相のバスバー５０３の第三の電流経路に対応して配置される。図１４の例では、バスバー５０３は、第七経路５０３ａと、第七経路５０３ａから屈曲する第八経路５０３ｂと、第八経路５０３ｂからさらに屈曲する第九経路５０３ｃとを有しており、磁気センサ５０６ａ，５０６ｂは、第七経路５０３ａを挟んで配置される。この実施形態では、この磁気センサ５０６ａ，５０６ｂの配置パターンを、第３のパターンと称す。
　上述の経路５０３ａ～５０３ｃは、切欠き５３１，５３２の形状に沿って形成されており、磁気センサ５０６ａは切欠き５３１の内側に配置され、磁気センサ５０６ｂは切欠き５３２の内側に配置される。
　図１４Ａに示した磁気センサ５０６ａ，５０６ｂは、Ｕ相およびＷ相の各相の一対の磁気センサ（５０５ａ，５０５ｂ），（５０７ａ，５０７ｂ）と平行になるように、配置される。この配置を、第３のパターンと称す。
　このとき、Ｕ相の磁気センサ５０５ａとＶ相の磁気センサ５０６ａとの間の距離が、Ｕ相の２つの磁気センサ５０５ａ，５０５ｂの間の距離ｄに比べて十分に長くなれば、Ｖ相のバスバー５０３からの電流によって発生する磁束が磁気センサ５０５ａ，５０５ｂの電流検出に与える影響を無視できるようになる。同様に、Ｗ相の磁気センサ５０７ａとＶ相の磁気センサ５０６ａとの間の距離が、Ｗ相の２つの磁気センサ５０７ａ，５０７ｂの間の距離ｄに比べて十分に長くなれば、Ｖ相のバスバー５０３からの電流によって発生する磁束が磁気センサ５０７ａ，５０７ｂの電流検出に与える影響を無視できるようになる。つまり、電流センサ５００では、各チャネル間の磁束の相互干渉が低減できるように配置されている。したがって、電流センサ５００は、３チャネル分の電流を高精度に検出することができる。
　図１４Ａにおいて、例えば、２相分（Ｕ相，Ｗ相）のバスバー５０２，５０４の電流経路は、各相（Ｕ相，Ｗ相）の一対の磁気センサの間隔ｄに対し、第一の電流経路と第二の電流経路とがｄ／２だけＹ方向（各相の導体の延存方向）にずれて配置され、残りの１相分（Ｖ相）のバスバー５０３の第三の電流経路は、一対の磁気センサの間隔ｄの２倍以上の距離隔てて配置されるように、Ｙ方向ずれて配置される。これにより、Ｕ相とＷ相との間では、図１に示したものと同様に、２つの磁気センサの出力の差分を計算することで相互に干渉する磁場の影響をキャンセルすることができる。さらに、Ｕ相とＶ相との間（Ｗ相とＶ相との間も同様）でも、一対の磁気センサの位置において、直線形状の第七経路５０３ａを流れる電流によって生じる磁束の影響が小さくなる。
　図１４Ａにおいて、各相の一対の磁気センサ間の間隔をｄとすると、隣接する相のバスバーの切欠きは、Ｙ方向に沿って、ｄの２倍以上の距離を離して形成される。これにより、各相の磁気センサでは、他相に流れる電流の影響を小さくすることが可能になる。
　図１４Ｂにおいて、バスバー基板５０１の貫通スリット内において、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂは、その感磁部がバスバー基板の実装面よりも内側に落とし込まれて配置される。結果として、各磁気センサの感磁部はバスバーの厚み中心付近に配置される。これにより、電流センサ５００では、磁気センサ１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂの各感磁面では、被測定電流Ｉによって発生する磁束をより多く捉えることが可能となり、その結果、電流検出感度が向上する。
　なお、上述した貫通スリットは、バスバー５０２～５０４と基板プリプレグとを貫通し、貫通スリットの内壁は、上記基板プリプレグにより、バスバー５０２～５０４が露出しないように形成されている。これにより、バスバー基板内に実装される部品と、バスバー５０２～５０４との間で高い縁性能を維持することができる。
　なお、上記では磁気センサの感磁部をバスバー基板の実装面の内側に落とし込んで配置する例を説明したが、磁気センサをバスバー基板の実装面上に配置してもよい。磁気センサをバスバー基板の実装面上に実装する場合は、バスバー基板の加工が不要となる。
　図１４Ｂにおいて、バスバー基板において、バスバー５０２～５０４の表裏両面は、プリント配線基板５０１で挟まれている。これにより、バスバー５０２～５０４がバスバー基板５０１内に埋め込まれることになり、バスバー基板の両面に部品を実装することができる。
　＜第５実施形態＞
　第５実施形態の電流センサ５００Ａにおいて、バスバー５０２，５０３，５０４の形状は変更するようにしてもよい。
　図１５は、かかるバスバー５０２～５０４を含む電流センサ５００Ａの構成例を示す図である。なお、この電流センサ５００Ａの構成は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したものとほぼ同様である。本実施形態の以下の説明では、特に記述しない限り、第４実施形態の説明で用いた符号等をそのまま用いる。
　図１５の例では、バスバー５０２は切欠き５２１ａに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向など）、バスバー５０３は切欠き５０６ａ，５０６ｂに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向など）、バスバー５０４は切欠き５４１ａに伴って電流方向が変わるようになっている（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向など）。
　このバスバー５０２～５０３でも、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂは、第４実施形態のものと同様に、各チャネル間の磁束の相互干渉が生じないように配置されているため、電流センサ５００Ａは、３チャネル分の電流を高精度に検出することができる。
　＜第６実施形態＞
　第６実施形態の電流センサ５００Ｂでは、図１６に示すようにバスバー５０２，５０３，５０４の形状を変更している。
　図１６は、かかるバスバー５０２～５０４を含む電流センサ５００Ｂの構成例を示す図である。なお、この電流センサ５００Ｂの構成は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したものと、バスバー５０２～５０４の形状を変更した点のみが異なる。本実施形態の以下の説明では、特に記述しない限り、第４実施形態の説明で用いた符号等をそのまま用いる。
　図１６において、図示されていないが、電流センサ５００Ｂは信号処理ＩＣおよびコネクタも備えるものとする。
　図１６の例では、バスバー５０２は切欠き５２１ｂ，５２２ｂ，５２３ｂに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向など）、バスバー５０３は切欠き５３１ｂ，５３２ｂに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向、正のＹ方向→正のＸ方向など）、バスバー５０４は切欠き５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂに伴って電流方向が変わるようになっている（例えば、正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向など）。
　このバスバー５０２～５０３でも、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂは、第４実施形態のものと同様に、各チャネル間の磁束の相互干渉が生じないように配置されているため、電流センサ５００Ｂは、３チャネル分の電流を高精度に検出することができる。
　＜第７実施形態＞
　第７実施形態の電流センサ５００Ｃでは、図１７に示すようにバスバー５０２，５０３，５０４の形状を変更している。さらに、この電流センサ５００Ｃでは、３つの信号処理ＩＣ５０８，５０９，５２０を備える。
　図１７は、かかるバスバー５０２～５０４および信号処理ＩＣ５０８，５０９，５２０を含む電流センサ５００Ｃの構成例を示す図である。なお、この電流センサ５００Ｃの構成は、図１４Ａおよび図１４Ｂに示したものとほぼ同様である。本実施形態の以下の説明では、特に記述しない限り、第４実施形態の説明で用いた符号等をそのまま用いる。
　図１７の例では、バスバー５０２は切欠き５２１ｃ，５２２ｃに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向など）、バスバー５０３は切欠き５３１ｃ，５３２ｃに伴って電流方向が変わり（例えば、正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向など）、バスバー５０４は切欠き５４１ｃ，５４２ｃに伴って電流方向が変わるようになっている（例えば、正のＹ方向→正のＸ方向→正のＹ方向→負のＸ方向→正のＹ方向など）。
　このバスバー５０２～５０３でも、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂは、第４実施形態のものと同様に、各チャネル間の磁束の相互干渉が生じないように配置されているため、電流センサ５００Ｃは、３チャネル分の電流を高精度に検出することができる。
　図１７において、信号処理ＩＣ５０８，５０９，５２０は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流値を検出するように構成されている。すなわち、信号処理ＩＣ５０８は、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂの出力の差分に基づいてＵ相の電流値を検出し、信号処理ＩＣ５０９は、磁気センサ５０６ａ，５０６ｂの出力の差分に基づいてＶ相の電流値を検出し、信号処理ＩＣ５２０は、磁気センサ５０７ａ，５０７ｂの出力の差分に基づいてＷ相の電流値を検出する。そして、信号処理ＩＣ５０８，５０９，５２０は、それぞれコネクタ５３０と電気的に接続されており、信号処理ＩＣ５０８，５０９，５２０の出力はコネクタ５３０に送出されるようになっている。このようにしても、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。
　＜第８実施形態＞
　第８実施形態の電流センサは、磁気センサの実装面とは反対側の面に二つの磁気センサと対向して橋渡しするように配置した磁性材料を備えていることを特徴としている。
　図１８は、かかる磁性材料５１４，５２４，５３４を含む電流センサ５００Ｄの構成例を示している。なお、磁性材料５１４，５２４，５３４以外の電流センサ５００Ｄの構成は、図１７に示したものと同様である。
　図１８に示した磁性材料５１４，５２４，５３４は、例えば図８および図９における磁性材料に相当し、例えば磁性体メッキ、フェライトなどの磁性体チップである。これにより、バスバー５０２～５０４に電流が流れると、この電流によって生じる磁束が磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂの感磁部に収束されやすくなる。また、バスバー基板の裏面から受ける外来磁気ノイズを遮断することができる。したがって、電流センサ５００Ｄの電流検出感度が向上する。
　図１８において、磁性材料５１４，５２４，５３４は、穴加工、または切欠き加工によって形成されたバスバー基板の溝を介して、プリント配線基板の裏面から、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂ近傍まで延びるような、たとえばＥ字型の形状に加工されている。これにより、バスバー５０２～５０４に流れる電流によって発生する磁束を磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂに収束させることができ、電流センサ５００Ｄの電流検出感度が向上する。
　[変形例]
　上述した各実施形態に係る電流センサ５００～５００Ｃは例示に過ぎず、以下に示すような変更を行うことが可能である。
　各実施形態のバスバー（導体）５０２～５０４の大きさや形状は、電流方向を変えることができるのであれば、電流センサの仕様に応じて変更するようにしてもよい。例えば、Ｕ字状などにしてもよい。
　各実施形態の切欠きの形状や、磁気センサの配置は、３チャネル分の電流検出が高精度に行えるのであれば、変更することができる。
　第８実施形態では、磁性材料５１４，５２４，５３４は、磁気センサの裏面に設けられていたが、各実施形態のバスバー基板において、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂのパッケージ上面に、各相の二つの磁気センサを橋渡しするように配置されていてもよい。これにより、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂのパッケージの上面から受ける外来磁気ノイズを遮断することができる。
　各実施形態の磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂの内部は、磁性体メッキまたは磁性体チップを備えるようにしてもよい。このようにしても、磁気センサ５０５ａ，５０５ｂ，５０６ａ，５０６ｂ，５０７ａ，５０７ｂへの磁束の収束力が向上し、電流センサの電流検出感度が向上する。
　１，１Ａ，１Ｂ　電流センサ
　１４ａ，１４ｂ，３０３，３０５　導体
　１２ａ，１２ｂ　被測定電流端子
　１３１ａ，１３１ｂ，１３２ａ，１３２ｂ　磁気センサ
　２０，１２０，３０２　信号処理ＩＣ

Claims (31)

  1. 　第一の被測定電流が流れる第一の電流経路と、
    　前記第一の電流経路の近傍に配置される第一の磁気センサと、
    　前記第一の電流経路を挟んで前記第一の磁気センサの反対側に配置される第二の磁気センサと、
    　第二の被測定電流が流れる第二の電流経路と、
    　前記第二の電流経路の近傍に配置される第三の磁気センサと、
    　前記第二の電流経路を挟んで前記第三の磁気センサの反対側に配置される第四の磁気センサと、
    　前記第一の磁気センサの出力と前記第二の磁気センサの出力から前記第一の被測定電流の量に基づく信号を生成し、前記第三の磁気センサの出力と前記第四の磁気センサの出力から前記第二の被測定電流の量に基づく信号を生成する信号処理部と、
    を備え、
    　前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサは、前記第二の電流経路から等しい距離に配置されており、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサは、前記第一の電流経路から等しい距離に配置されていることを特徴とする電流センサ。
  2. 　前記第一の電流経路は、第一経路と、第一経路から屈曲する第二経路と、第二経路からさらに屈曲する第三経路と、を有し、
    　前記第二の電流経路は、第四経路と、第四経路から屈曲する第五経路と、第五経路からさらに屈曲する第六経路と、を有し、
    　前記第二経路は、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分に平行な経路であり、前記第五経路は、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分に平行な経路であることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記第一の磁気センサは前記第一の電流経路に囲まれた領域に配置されており、
    　前記第二の磁気センサは前記第一経路を挟んで前記第一の磁気センサの反対側に配置されており、
    　前記第三の磁気センサは前記第二の電流経路に囲まれた領域に配置されており、
    　前記第四の磁気センサは前記第四経路を挟んで前記第三の磁気センサの反対側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　前記第二経路は、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とする線対称な経路であり、
    　前記第五経路は、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線を対称軸とする線対称な経路である請求項２又は３に記載の電流センサ。
  5. 　前記第一経路は、前記第二経路の一端に接続し、且つ、前記第二経路の一端を起点として、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、
    　前記第三経路は、前記第二経路の他端に接続し、且つ、前記第二経路の一端を起点として、前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、
    　前記第四経路は、前記第五経路の一端に接続し、且つ、前記第五経路の一端を起点として、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であり、
    　前記第六経路は、前記第五経路の他端に接続し、且つ、前記第五経路の一端を起点として、前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサから遠ざかる方向に延びる経路又は近づく方向に延びる経路であることを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の電流センサ。
  6. 前記第一経路と前記第二経路のなす角度、前記第二経路と前記第三経路のなす角度、前記第四経路と前記第五経路のなす角度及び前記第五経路と前記第六経路のなす角度は９０度であることを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の電流センサ。
  7. 前記信号処理部は前記第一の磁気センサの出力と前記第二の磁気センサの出力の差分から前記第一の被測定電流の量に基づく信号を生成し、前記第三の磁気センサの出力と前記第四の磁気センサの出力の差分から前記第二の被測定電流の量に基づく信号を生成することを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電流センサ。
  8. 前記第一の電流経路及び前記第二の電流経路がＵの字型であることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の電流センサ。
  9. 前記第一の電流経路と前記第二の電流経路は、前記第二経路と前記第五経路との間の所定の点に対して略点対称な位置関係にあることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の電流センサ。
  10. 　前記第一経路と前記第一の磁気センサと第二の磁気センサを第一のパターンとし、
    　前記第四経路と前記第三の磁気センサと第四の磁気センサを第二のパターンとしたときに、
    　前記第一のパターンと前記第二のパターンは、前記第二経路と、前記第二経路と対向する前記第五経路との間の所定の点に対して略点対称な位置関係にあることを特徴とする請求項９に記載の電流センサ。
  11. 　前記第一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線が、前記第三の磁気センサの中心を通り、
    　前記第三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分の垂直二等分線が、前記第一の磁気センサの中心を通ることを特徴とする請求項１から１０の何れか１項に記載の電流センサ。
  12. 　信号端子を形成するリードフレームと、
    　前記第一から第二の電流経路及び前記第一から第四の磁気センサを封止する封止部材と、
    　前記第一の電流経路と接続され、前記第一の被測定電流の入口となる第一の電流端子と、
    　前記第一の電流経路と接続され、前記第一の被測定電流の出口となる第二の電流端子と、
    　前記第二の電流経路と接続され、前記第二の被測定電流の入口となる第三の電流端子と、
    　前記第二の電流経路と接続され、前記第二の被測定電流の出口となる第四の電流端子と、
    を備え、
    　前記封止部材は平面視で矩形形状であり、
    　前記第一から第四の電流端子及び前記信号端子を形成するリードフレームは、平面視で、前記封止部材の側面から露出していることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の電流センサ。
  13. 　前記第一の電流端子と前記第二の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記信号端子を形成するリードフレームが露出する側面に対して直角方向に位置する側面から露出しており、
    　前記第三の電流端子と前記第四の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記第一の電流端子と前記第二の電流端子が露出する側面と対向する側面から露出している請求項１２に記載の電流センサ。
  14. 　前記第一から第四の電流端子は、平面視で、前記封止部材の側面のうち、前記信号端子を形成するリードフレームが露出する側面と対向する側面から露出している請求項１２に記載の電流センサ。
  15. 前記第二の磁気センサを囲むように配置され、前記第一経路と前記第二経路のどちらか一方に接続し、他方には接続しない導体と、
    前記第四の磁気センサを囲むように配置され、前記第四経路と前記第五経路のどちらか一方に接続し、他方には接続しない導体と、
    を備えることを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載の電流センサ。
  16. 　第三の電流経路と、
    　前記第三の電流経路の近傍に配置される第五の磁気センサと、
    前記第三の電流経路を挟んで前記第五の磁気センサの反対側に配置される第六の磁気センサと、
    　をさらに備え、
    　前記第一の電流経路、前記第二の電流経路、および、前記第三の電流経路は、それぞれ、異なる相を流れる導体中に形成される電流経路であり、
    　前記第三の電流経路は、第七経路と、第七経路から屈曲する第八経路と、第八経路からさらに屈曲する第九経路と、を有し、
    　前記第五の磁気センサは、前記第三の電流経路に囲まれた領域に配置されており、
    　前記第六の磁気センサは前記第七経路を挟んで前記第五の磁気センサの反対側に配置されており、
    　前記一の磁気センサと前記第二の磁気センサを結ぶ線分と、　前記三の磁気センサと前記第四の磁気センサを結ぶ線分と、前記五の磁気センサと前記第六の磁気センサを結ぶ線分は互いに平行であることを特徴とする請求項１から１５の何れか１項に記載の電流センサ。
  17. 前記第一から第三の電流経路の前記各経路は、前記電流経路に形成された切欠きにより電流方向が変わるように形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電流センサ。
  18. 　隣接する前記電流経路の前記切欠きは、それぞれ、各相の導体の延存方向に沿って、一対の磁気センサ間の間隔の２倍以上の距離を離して形成されることを特徴とする請求項１７に記載の電流センサ。
  19. 　２相分の一対の磁気センサのそれぞれは、各相の導体の延存方向に沿って、互いに一対の磁気センサの間隔の１／２の距離ずれて配置され、
    　残りの１相分の一対の磁気センサは、前記導体の延存方向に沿って、前記一対の磁気センサの間隔の２倍以上の距離ずれて配置されることを特徴とする請求項１８に記載の電流センサ。
  20. 　前記各電流経路はそれぞれ、各相の導体としてのバスバー内に形成され、前記各相の前記バスバーとプリント配線基板は、バスバー基板として一体に形成されていることを特徴とする請求項１６から１９の何れか１項に記載の電流センサ。
  21. 　前記バスバー基板において、前記バスバーの表裏両面は、前記プリント配線基板で挟まれていることを特徴とする請求項２０に記載の電流センサ。
  22. 　前記バスバー基板において、前記バスバーには、スリットが設けられることを特徴とする請求項２１に記載の電流センサ。
  23. 　前記バスバー基板には、前記バスバーと基板プリプレグとを貫通する貫通スリットが設けられ、前記貫通スリットの内壁は、前記基板プリプレグにより、前記バスバーが露出しないように形成されていることを特徴とする請求項２２に記載の電流センサ。
  24. 　前記バスバー基板の前記貫通スリットにおいて、前記各磁気センサの感磁部が前記バスバー基板の実装面よりも内側に落とし込まれ、バスバーの厚み中心付近に配置されていることを特徴とする請求項２３に記載の電流センサ。
  25. 　前記バスバー基板において、前記各磁気センサの実装面とは反対側の面に、当該各磁気センサと対向して橋渡しするように配置された磁性材料を備えることを特徴とする請求項２０から請求項２４の何れか１項に記載の電流センサ。
  26. 　前記バスバー基板において、前記磁性材料は、穴加工、または切欠き加工によって形成されたバスバー基板の溝を介して、前記磁気センサ近傍まで延びていることを特徴とする請求項２５に記載の電流センサ。
  27. 　前記バスバー基板において、前記磁気センサのパッケージ上面に、前記各相の前記各磁気センサを橋渡しするように配置された磁性体材料を備えることを特徴とする請求項２０から請求項２６の何れか１項に記載の電流センサ。
  28. 　前記バスバーはＵ相バスバーと、前記Ｕ相バスバーに隣接するＶ相バスバーと、前記Ｖ相バスバーに隣接するＷ相バスバーと、を含み、
    　前記第一の電流経路は前記Ｕ相バスバー内に形成され、
    　前記第二の電流経路は前記Ｗ相バスバー内に形成され、
    　前記第三の電流経路は前記Ｖ相バスバー内に形成され、
    　前記第一の電流経路に形成された前記切欠きは、前記第二の電流経路に形成された前記切欠きに対し、前記バスバーの延存方向に沿って、一対の磁気センサ間の間隔の半分の距離を離して形成され
    前記第三の電流経路に形成された前記切欠きは、前記第一の電流経路に形成された前記切欠き及び前記第二の電流経路に形成された前記切欠きに対し、前記バスバーの延存方向に沿って、一対の磁気センサ間の間隔の２倍以上の距離を離して形成されることを特徴とする請求項２０から２７の何れか１項に記載の電流センサ。
  29. 　前記電流経路は前記プリント配線基板内の金属層内に形成されることを特徴とする請求項２０から２８の何れか１項に記載の電流センサ。
  30. 　前記信号処理ＩＣ及び／または各磁気センサは前記プリント配線基板上に実装される請求項２０から２９の何れか１項に記載の電流センサ。
  31. 　前記磁気センサの内部は、磁性体メッキまたは磁性体チップを備えることを特徴とした、請求項１から３０の何れか１項に記載の電流センサ。
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