WO2018016510A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2018016510A1
WO2018016510A1 PCT/JP2017/026018 JP2017026018W WO2018016510A1 WO 2018016510 A1 WO2018016510 A1 WO 2018016510A1 JP 2017026018 W JP2017026018 W JP 2017026018W WO 2018016510 A1 WO2018016510 A1 WO 2018016510A1
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hall element
current
current sensor
output signal
magnetic field
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PCT/JP2017/026018
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Inventor
隆二 野平
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旭化成エレクトロニクス株式会社
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    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices
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    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor.
  • the conventional current sensor applies the magnetic field to be measured to the first Hall element and the second Hall element with the same polarity. Therefore, the component corresponding to the current to be measured and the offset component cannot be canceled with a simple calculation.
  • a current sensor is provided that includes a secondary conductor disposed to provide the Hall element with the same polarity.
  • FIG. 1 shows an exemplary configuration of a current sensor 100 according to a first embodiment.
  • An example of a specific configuration of the current sensor 100 according to the first embodiment is shown.
  • An example of the timing chart of the current sensor 100 which concerns on Example 1 is shown.
  • An example of the structure of the current sensor 100 which concerns on Example 2 is shown.
  • An example of a specific configuration of the current sensor 100 according to the second embodiment is shown.
  • movement of the current sensor 100 which concerns on Example 2 is shown.
  • movement of the current sensor 100 which concerns on Example 2 is shown.
  • An example of the timing chart of the current sensor 100 which concerns on Example 2 is shown.
  • An example of a specific configuration of the magnetic element 10 is shown.
  • FIG. 1 shows an outline of the configuration of the current sensor 100.
  • the current sensor 100 of this example includes a magnetic element 10, an output unit 20, and a control unit 30.
  • the magnetic element 10 includes a hall element 11 and a hall element 12.
  • the magnetic element 10 detects the measured current I o by detecting a change in magnetic field.
  • the magnetic element 10 of this embodiment detects the current to be measured I o by a change in the measured magnetic field B in caused by the measured current I o flows in the vicinity of the magnetic element 10.
  • the magnetic element 10 includes a Hall element.
  • the magnetic element 10 generates an output signal S o based on a change in the measured magnetic field B in according to the measured current I o .
  • the output signal S o corresponds to a Hall electromotive force signal from the Hall element.
  • the driving method when the magnetic element 10 includes a Hall element may be constant current driving or constant voltage driving.
  • Hall element 11 and hall element 12 are connected in parallel to each other. Hall element 11 and the Hall element 12 of this embodiment, and outputs the differential signal corresponding to the measured magnetic field B in.
  • the Hall element 11 and the Hall element 12 output output signals S h1 and S h2 as differential signals, respectively. That is, the output signal S o of the magnetic element 10 includes the output signals S h1 and S h2 .
  • the output unit 20 generates the output signal S out of the current sensor 100 based on the output signal S o of the magnetic element 10.
  • the output unit 20 outputs an output signal Sout as a signal corresponding to the measured current Io .
  • the output unit 20 outputs the output signal S out obtained by removing the offset component from the output signal S o .
  • the control unit 30 controls the operation of the magnetic element 10 according to the output signal So of the magnetic element 10.
  • the control unit 30 controls the driving of the hall element 11 and the hall element 12 separately. More specifically, the control unit 30 controls the drive current of the Hall element 11 based on the output signal So. Further, the control unit 30 controls the drive current of the Hall element 12 based on the output signal S0 separately from the control of the drive current of the Hall element 11.
  • the control of the drive current of the Hall element 12 separately from the control of the drive current of the Hall element 11 is based on the output signal S o including both the output signals S h1 and S h2.
  • the control unit 30 of this example generates a feedback signal S fb1 for controlling the Hall element 11 based on the output signals S h1 and S h2 of the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the control unit 30 generates a feedback signal S fb2 for controlling the Hall element 12 based on the output signal S o .
  • the feedback signal S fb1 and the feedback signal S fb2 are generated by different systems, respectively, or generated by time division.
  • FIG. 2 shows an example of the configuration of the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • the control unit 30 of this example includes a feedback circuit 40, a chopper circuit 41, a feedback circuit 50, and a chopper circuit 51.
  • the current sensor 100 of this example is an example in the case of having two systems of control units 30.
  • the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50 are provided in parallel in the control unit 30.
  • An output signal S o is input to the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50, respectively. That is, the output signals S h1 and S h2 of both the hall element 11 and the hall element 12 are input to the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50.
  • the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50 of this example control the driving of the Hall element 11 and the Hall element 12 separately based on the output signal So.
  • a case where the driving of the Hall element 11 and the Hall element 12 is controlled by different systems based on the output signal S o is referred to as two systems of current sensors 100.
  • the feedback circuit 40 controls the drive current of the hall element 11 based on the output signals S h1 and S h2 from the hall element 11 and the hall element 12. In one example, the feedback circuit 40 generates a feedback signal S fb1 for controlling the driving of the Hall element 11 based on the output signal S o .
  • the feedback circuit 40 of this example inputs the generated feedback signal S fb1 to the Hall element 11.
  • the feedback signal S fb1 is a drive current for controlling the drive of the Hall element 11.
  • the feedback circuit 50 controls the drive current of the hall element 12 based on the output signals S h1 and S h2 from the hall element 11 and the hall element 12.
  • the feedback circuit 50 generates a feedback signal S fb2 for controlling the driving of the Hall element 11 based on the output signal S o .
  • the feedback circuit 50 of this example inputs the generated feedback signal S fb2 to the Hall element 12.
  • the feedback signal S fb2 is a drive current for controlling the drive of the Hall element 12.
  • the chopper circuit 41 is provided between the feedback circuit 40 and the magnetic element 10.
  • the chopper circuit 41 switches the polarity of one of the output signal S h1 and the output signal S h2 in the output signal S o .
  • the chopper circuit 41 repeats at a predetermined frequency when switching the polarity of the signal of the output signal Sh2 . That is, in this specification, the case where the polarity is switched refers to the case where the polarity is switched. On the other hand, the case where the polarity is not switched refers to the case where the polarity is not switched.
  • the chopper circuit 41 is an example of a first chopper circuit.
  • the chopper circuit 51 is provided between the feedback circuit 50 and the magnetic element 10.
  • the chopper circuit 51 switches the polarity of one of the output signal S h1 and the output signal S h2 in the output signal S o .
  • the chopper circuit 51 of this example switches the polarity of a signal different from the signal that the chopper circuit 41 switches the polarity.
  • the chopper circuit 51 switches the polarity of the output signal Sh1 when the chopper circuit 41 switches the polarity of the output signal Sh2 .
  • the chopper circuit 51 may switch the polarity of the output signal Sh2 when the chopper circuit 41 switches the polarity of the output signal Sh1 .
  • the chopper circuit 51 is an example of a second chopper circuit.
  • FIG. 3 shows an example of a specific configuration of the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • This configuration example is an example of the current sensor 100 according to the first embodiment, and the current sensor 100 may be configured by other configurations.
  • the primary conductor 13 is arranged so that the current to be measured I o flows and gives the magnetic element 10 the magnetic field to be measured B in generated by the current to be measured I o .
  • the primary conductor 13 in this example is provided so as to give to the Hall element 11 and the Hall element 12 a measured magnetic field B in corresponding to the measured current Io with different polarities.
  • giving a magnetic field with a different polarity means giving the Hall element 12 a magnetic field opposite to the direction of the magnetic field applied to the Hall element 11.
  • the magnitude of the magnetic field applied to the Hall element 11 and the Hall element 12 may be the same or different. Specific structures of the Hall elements 11 and 12 and the primary conductor 13 will be described with reference to FIG.
  • Switch circuit 16 in response to a driving signal of a spinning current frequency f s, the magnetic element 10 is spinning current operation. During the spinning current operation, the switch circuit 16 outputs the output voltages of the Hall element 11 and the Hall element 12 according to the direction of the drive current. Switch circuit 16 of the present embodiment changes the direction of the drive current of the magnetic element 10 at a spinning current frequency f s. For example, the switch circuit 16 switches the direction of the drive current input to the Hall element 11 and the Hall element 12 in each spinning current frequency f s. Thereby, the switch circuit 16 outputs the measured magnetic field B in component as an AC component.
  • the secondary conductor 14 is arranged so that a reference current I ref flows and a reference magnetic field B ref generated by the reference current I ref is given to the magnetic element 10.
  • the secondary conductor 14 of this example is arranged so that the reference magnetic field B ref is given to the Hall element 11 and the Hall element 12 with the same polarity.
  • giving the magnetic field with the same polarity means giving the Hall element 12 a magnetic field in the same direction as the direction of the magnetic field given to the Hall element 11.
  • the switch circuit 17 switches the direction of the reference current I ref flowing through the secondary conductor 14. For example, the switch circuit 17 switches the direction of the reference current I ref in spinning current frequency f s. Thereby, the direction of the reference magnetic field B ref given to the Hall element 11 and the Hall element 12 with the same polarity is switched at the spinning current frequency f s .
  • the output unit 20 includes a subtraction unit 21 (DDA), a demodulation unit 22, an amplification unit 23, a filter unit 24, a comparator 25 (CMP), a filter unit 26 (DIG_FIL1), and a DA conversion unit 27 (DAC1).
  • DDA subtraction unit 21
  • CMP comparator 25
  • DIG_FIL1 filter unit 26
  • DAC DA conversion unit 27
  • the subtraction unit 21 outputs a subtraction result between the output signal Sh1 and the output signal Sh2 .
  • the magnetic field B in component to be measured is given with a different polarity
  • the reference magnetic field B ref component is given with the same polarity. Therefore, the subtraction unit 21 removes the reference magnetic field B ref component given with the same polarity by subtracting the output signal Sh 1 and the output signal Sh 2 .
  • the reference magnetic field B ref component is removed, only the measured magnetic field B in component remains. Thereby, the subtraction unit 21 extracts only the measured magnetic field Bin component.
  • Demodulation unit 22 to demodulate the measured magnetic field B in the AC component to the DC component.
  • the measured magnetic field Bin component is demodulated to baseband.
  • the filter circuit of the noise component of the high frequency side is removed.
  • the amplifying unit 23 amplifies the demodulated measured magnetic field Bin component. For example, amplifier 23 amplifies the Hall electromotive force signal of the magnetic element 10 that is generated in accordance with the measured magnetic field B in. In the amplifying unit 23, the remaining offset component and the offset component generated in the amplifying unit 23 may be corrected.
  • the filter unit 24 includes a low pass filter (LPF).
  • LPF low pass filter
  • the comparator 25 outputs a comparison result based on the differential signal output from the demodulation unit 22 to the filter unit 26.
  • the comparator 25 binarizes and outputs the comparison result corresponding to the difference between the differential signals.
  • the filter unit 26 has an LPF and performs digital filtering on the input comparison result.
  • the DA conversion unit 27 converts the digital signal output from the filter unit 26 into an analog signal and outputs the analog signal to the subtraction unit 21. As a result, the subtraction unit 21 removes the offset component from the output signal So.
  • the feedback circuit 40 includes an adder 42 (DDA1), an amplifier 43 (G2_1), a calculator 44 (SCF1), a comparator 45 (CMP1), a filter 46 (DIG_FIL2), a DA converter 47 (DAC2), and a VI converter. Part 48 is provided. Thereby, the feedback circuit 40 corrects the sensitivity of the Hall element 11 based on the output signals S h1 and S h2 of the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the adder 42 adds the output signal Sh1 and the output signal Sh2 .
  • the chopper circuit 41 of this example is provided between the feedback circuit 40 and the Hall element 12.
  • the amplifying unit 43 amplifies the added result and outputs the result to the calculating unit 44.
  • the calculation unit 44 performs a predetermined calculation according to the input signals in the phases ⁇ 1 to ⁇ 4.
  • the calculation unit 44 outputs the calculation result to the comparison unit 45.
  • the comparison unit 45 outputs a comparison result corresponding to the calculation result output from the calculation unit 44 to the filter unit 46.
  • the comparison unit 45 may output the comparison result as a digital signal.
  • the filter unit 46 filters the input digital signal with the LPF.
  • the DA conversion unit 47 converts the digital signal output from the filter unit 46 into an analog signal.
  • the VI conversion unit 48 generates a drive current for driving the Hall element 11 according to the analog signal output from the DA conversion unit 47.
  • the feedback circuit 40 adjusts the drive current of the Hall element 11 according to the output signal Sh1 output from the Hall element 11. Therefore, the feedback circuit 40 can correct the sensitivity of the Hall element 11.
  • the feedback circuit 50 includes an adder 52 (DDA2), an amplifier 53 (G2_2), a calculator 54 (SCF2), a comparator 55 (CMP2), a filter 56 (DIG_FIL3), a DA converter 57 (DAC3), and a VI converter. Part 58 is provided. Accordingly, the feedback circuit 50 corrects the sensitivity of the Hall element 12 based on the output signals S h1 and S h2 of the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the adder 52 adds the output signal Sh1 and the output signal Sh2 .
  • the chopper circuit 51 of this example is provided between the feedback circuit 50 and the Hall element 11.
  • the addition section 52 the output signal S h2 which the output signal S h1 and polar polarity is switched not switched is input.
  • the amplifying unit 53 amplifies the added result and outputs the result to the calculating unit 54.
  • the calculation unit 54 performs a predetermined calculation according to the input signals in the phases ⁇ 1 to ⁇ 4.
  • the calculation unit 54 outputs the calculation result to the comparison unit 55.
  • the comparison unit 55 outputs a comparison result corresponding to the calculation result output from the calculation unit 54 to the filter unit 56.
  • the comparison unit 55 may output the comparison result as a digital signal.
  • the filter unit 56 filters the input digital signal with the LPF.
  • the DA conversion unit 57 converts the digital signal output from the filter unit 56 into an analog signal.
  • the VI conversion unit 58 generates a drive current for driving the Hall element 12 in accordance with the analog signal output from the DA conversion unit 57.
  • the feedback circuit 50 adjusts the drive current of the Hall element 12 according to the output signal Sh2 output from the Hall element 12. Therefore, the feedback circuit 50 can correct the sensitivity of the Hall element 12.
  • FIG. 4 illustrates an example of a timing chart of the current sensor 100 according to the first embodiment.
  • an offset removal method when only the reference current I ref is considered will be described.
  • the influence of the measured current Io is not considered.
  • the HALL chopping CLK is a signal that controls the driving state of the magnetic element 10. Driving the magnetic element 10 is switched to the 0 ° and 90 ° in spinning current frequency f s. At 0 ° and 90 °, the direction of the drive current flowing through the magnetic element 10 is switched by 90 °. More specifically, the direction of the drive current flowing through the Hall element 11 at 0 ° is different from the direction of the drive current flowing through the Hall element 11 at 90 °. The same applies to the Hall element 12. That is, the Hall element 11 and the Hall element 12 of this example are each performing a spinning current operation. The Hall element 11 and the Hall element 12 can cancel the offset by performing a spinning current operation. Note that the frequency F chop of the HALL chopping CLK in this example is 1 MEG [Hz]. The frequency F chop is an example of the spinning current frequency f s .
  • the coil chopping CLK is a signal that controls the direction of the reference current I ref flowing through the secondary conductor 14.
  • the coil chopping CLK in this example controls the direction of the reference current I ref to + I and ⁇ I.
  • the reference current I ref flows in the opposite direction at + I and ⁇ I. That is, a magnetic field having a different polarity is applied to the Hall element 11 and the Hall element 12 by + I and ⁇ I.
  • the frequency of the coil chopping CLK may be the same as the frequency of the HALL chopping CLK. Further, the coil chopping CLK may be in phase with the HALL chopping CLK. Note that the frequency Fcoil of the coil chopping CLK in this example is 1 MEG [Hz].
  • the coil enable CLK switches whether to pass the reference current I ref through the secondary conductor 14.
  • the reference magnetic field B ref corresponding to the reference current I ref is given to the magnetic element 10.
  • the coil enable CLK is high, the + I or ⁇ I reference current I ref flows according to the coil chopping CLK.
  • the frequency Fcoile of the coil enable CLK in this example is 0.5 MEG [Hz].
  • HALL1 output shows the output signal S h1 of the Hall element 11. Further, HALL2 output represents the output signal S h2 of the Hall element 12.
  • the reference current when I ref is + I or -I since the reference magnetic field B ref is the same polarity respectively Hall element 11 and the Hall element 12, the output signal S h1, S of the Hall element 11 and the Hall element 12 Both h2 are positive. That is, the components derived from the reference magnetic field B ref in the output signals of the Hall element 11 and the Hall element 12 are + S h1 and + S h2 .
  • the input to the feedback circuit 40 becomes + S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 0 °.
  • the input to the feedback circuit 40 becomes + S h1 and ⁇ S h2 when the HALL chopping CLK is 90 °.
  • whether the sign of the output signal is positive or negative may be appropriately changed depending on the arrangement of the chopper circuit 41.
  • the input to the feedback circuit 50 is + S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 0 °.
  • the input of the feedback circuit 50 becomes ⁇ S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 90 °.
  • whether the sign of the output signal is positive or negative may be appropriately changed depending on the arrangement of the chopper circuit 51.
  • the feedback circuit 40 removes the offset of the Hall element 11 by calculation using the calculation unit 44.
  • the computing unit 44 removes the offset based on the output signals in the phases ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4 for removing the offset.
  • the feedback circuit 40 provides an offset removal period for executing offset cancellation at an appropriate period with respect to the offset sampling period for sampling the output signal.
  • the offset removal period may be appropriately provided according to required detection accuracy, power consumption, and the like.
  • the offset removal period of this example is set to 0.25 MEG [Hz], but is not limited to this.
  • the offset removal period may be set randomly with respect to the offset sampling period.
  • the calculation unit 44 of this example calculates ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. Then, the calculation unit 44 calculates ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) by subtraction between ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. That is, the signal related to the output signal Sh2 of the Hall element 12 is removed by the calculation of ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4). Thereby, only the output signal Sh1 of the Hall element 11 can be extracted.
  • the calculation unit 44 inputs the calculated difference ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) to the comparison unit 45.
  • the comparison unit 45 may remove the offset of the comparison unit using a clocked comparator. Thereafter, the counter is updated according to the determination result of the comparison unit 45.
  • the feedback circuit 40 of this example extracts only a signal based on the output signal S h1 of the Hall element 11 from the output signal S o . Thereby, the feedback circuit 40 controls the sensitivity of the Hall element 11.
  • the feedback circuit 50 also removes the offset of the Hall element 12 by calculation using the calculation unit 54.
  • the calculation unit 54 of this example calculates ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. Then, the calculation unit 54 calculates ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) by subtraction between ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. That is, the signal related to the output signal Sh1 of the Hall element 11 is removed by the calculation of ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4). Thereby, only the output signal Sh2 of the Hall element 12 can be extracted.
  • the calculation unit 54 inputs the calculated difference ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) to the comparison unit 55. Thereafter, the counter is updated according to the determination result of the comparison unit 55.
  • Feedback circuit 50 extracts only the signal based on the output signal S h2 of the Hall element 12 from the output signal S o. Thereby, the feedback circuit 50 corrects the sensitivity of the Hall element 12.
  • the current sensor 100 includes the Hall element based on the feedback circuits of the different systems of the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50 based on the output signal S o including both the output signals S h1 and S h2. 11 and the drive current of the Hall element 12 are controlled separately. Therefore, the current sensor 100 of this example can self-correct the sensitivity of the magnetic element 10 with high accuracy even when there is a sensitivity difference between the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • FIG. 5 illustrates an example of a configuration of the current sensor 100 according to the second embodiment.
  • the control unit 30 of this example includes a feedback circuit 60. That is, the current sensor 100 of this example is an example in the case of having one system control unit 30. In this case, the control unit 30 operates in a time division manner.
  • the feedback circuit 60 controls the driving of the hall element 11 and the hall element 12 in a time-sharing manner based on the output signal So. More specifically, the feedback circuit 60 includes a first feedback operation for controlling the drive current of the Hall element 11 based on the output signals S h1 and S h2 of the Hall element 11 and the Hall element 12, Based on the output signals S h1 and S h2 of the Hall element 12, the second feedback operation for controlling the drive current of the Hall element 12 is operated in a time-sharing manner.
  • the feedback circuit 60 generates a feedback signal S fb1 and the feedback signal S fb2 for controlling the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the feedback circuit 60 of this example generates the feedback signal S fb1 and the feedback signal S fb2 by time division and outputs them to the Hall element 11 and the Hall element 12, respectively.
  • the current sensor 100 of this example has one control unit 30 and can correct the sensitivity of the Hall element 11 and the Hall element 12, respectively. That is, the current sensor 100 of this example can simplify the circuit configuration as compared with the case where the current sensor 100 according to the first embodiment includes the two systems of the control unit 30.
  • FIG. 6A illustrates an example of a specific configuration of the current sensor 100 according to the second embodiment.
  • the current sensor 100 of the present example is a current according to the first embodiment in that the first feedback operation for correcting the sensitivity of the Hall element 11 and the second feedback operation for correcting the sensitivity of the Hall element 12 are repeated in a time division manner. Different from the sensor 100.
  • This configuration example is an example of the current sensor 100 according to the second embodiment, and the current sensor 100 may be configured by other configurations.
  • the feedback circuit 60 includes an addition unit 62, an amplification unit 63, calculation units 64a and 64b, comparison units 65a and 65b, filter units 66a and 66b, DA conversion units 67a and 67b, and VI conversion units 68a and 68b. These circuit configurations basically function in the same manner as each circuit configuration included in the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50. However, the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50 operate in two systems, whereas the feedback circuit 60 operates in one system in time division. In this example, differences from the feedback circuit 40 and the feedback circuit 50 will be mainly described.
  • the chopper circuit 61 switches the polarity of the output signal So.
  • the chopper circuit 61 is provided between the magnetic element 10 and the adding unit 62.
  • the chopper circuit 61 of this example includes a chopper circuit 61a and a chopper circuit 61b.
  • Chopper circuit 61a switches the polarity of the output signal S h2 of the Hall element 12.
  • the chopper circuit 61 a is provided between the feedback circuit 60 and the Hall element 12.
  • the chopper circuit 61a outputs the output signal Sh2 whose polarity has been switched to the feedback circuit 60.
  • the chopper circuit 61a is an example of a third chopper circuit.
  • the Chopper circuit 61b switches the polarity of the output signal S h1 of the Hall element 11.
  • the chopper circuit 61 b is provided between the feedback circuit 60 and the Hall element 11.
  • the chopper circuit 61b outputs the output signal Sh1 whose polarity has been switched to the feedback circuit 60.
  • the chopper circuit 61b is an example of a fourth chopper circuit.
  • FIG. 6B illustrates an example of a configuration during the first feedback operation of the current sensor 100 according to the second embodiment. In the figure, only the configuration that operates during the first feedback operation is shown.
  • the chopper circuit 61a, the addition unit 62, the amplification unit 63, the calculation unit 64a, the comparison unit 65a, the filter unit 66a, the DA conversion unit 67a, and the VI conversion unit 68a are operated by switching the switches. .
  • the feedback circuit 60 controls the driving of the Hall element 11.
  • the control path used during the first feedback operation is referred to as a control path 1.
  • FIG. 6C illustrates an example of a configuration during the second feedback operation of the current sensor 100 according to the second embodiment. In the figure, only the configuration that operates during the second feedback operation is shown.
  • the chopper circuit 61b, the addition unit 62, the amplification unit 63, the calculation unit 64b, the comparison unit 65b, the filter unit 66b, the DA conversion unit 67b, and the VI conversion unit 68b are operated by switching the switches. .
  • the feedback circuit 60 controls the driving of the Hall element 12.
  • the control path used during the second feedback operation is referred to as a control path 2.
  • the current sensor 100 of this example switches the first feedback operation and the second feedback operation in a time-sharing manner by switching the circuit configuration with the switch. Thereby, the current sensor 100 separately controls the drive currents of the Hall element 11 and the Hall element 12 in a time division manner.
  • FIG. 7 illustrates an example of a timing chart of the current sensor 100 according to the second embodiment.
  • an offset removal method when only the reference current I ref is considered will be described.
  • the influence of the measured current Io is not considered.
  • different points from the timing chart of the current sensor 100 in the case of the first embodiment shown in FIG. 4 will be particularly described.
  • Control path time division CLK switches the timing of the time division operation of the current sensor 100.
  • the control path time division CLK of this example switches between the control path 1 that executes the first feedback operation and the control path 2 that executes the second feedback operation in a time division manner.
  • the control path time division CLK operates at a frequency of 0.125 MEG [Hz].
  • the input to the feedback circuit 60 is + S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 0 °.
  • the input to the feedback circuit 60 becomes + S h1 and -S h2 when the HALL chopping CLK is 90 °.
  • whether the sign of the output signal is positive or negative may be appropriately changed depending on the arrangement of the chopper circuit 61a.
  • the input to the feedback circuit 60 becomes + S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 0 °.
  • the input of the feedback circuit 60 becomes ⁇ S h1 and + S h2 when the HALL chopping CLK is 90 °.
  • whether the sign of the output signal is positive or negative may be appropriately changed depending on the arrangement of the chopper circuit 61b.
  • the feedback circuit 60 removes the offset of the Hall element 11 by calculation using the calculation unit 64a.
  • the computing unit 64a removes the offset based on the output signals in the phases ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the calculation unit 64a of this example calculates ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4.
  • the arithmetic unit 64a calculates ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) by subtraction between ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. That is, the signal related to the output signal Sh2 of the Hall element 12 is removed by the calculation of ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4). Thereby, only the output signal Sh1 of the Hall element 11 can be extracted.
  • the calculation unit 64a inputs the calculated difference ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) to the comparison unit 65a. Thereafter, the counter is updated according to the determination result of the comparison unit 65a.
  • First feedback during operation of the feedback circuit 60 extracts only a signal based on the output signal S h1 of the Hall element 11 from the output signal S o. Thereby, the feedback circuit 60 controls the sensitivity of the Hall element 11.
  • the offset of the Hall element 12 is removed by calculation using the calculation unit 64b.
  • the arithmetic unit 64 removes the offset based on the output signals in the phases ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the calculation unit 64b of this example calculates ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4.
  • the arithmetic unit 64b calculates ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) by subtraction between ⁇ 1 + ⁇ 2 and ⁇ 3 + ⁇ 4. That is, the signal related to the output signal Sh1 of the Hall element 11 is removed by the calculation of ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4). Thereby, only the output signal Sh2 of the Hall element 12 can be extracted.
  • the calculation unit 64b inputs the calculated difference ( ⁇ 1 + ⁇ 2) ⁇ ( ⁇ 3 + ⁇ 4) to the comparison unit 65b. Thereafter, the counter is updated according to the determination result of the comparison unit 65b.
  • Second feedback operation during the feedback circuit 60 extracts only a signal based on the output signal S h2 of the Hall element 12 from the output signal S o. Thereby, the feedback circuit 60 controls the sensitivity of the Hall element 12.
  • the current sensor 100 of the present example is configured so that the Hall element 11 and the Hall element 12 are controlled by the feedback circuit 60 that performs time-division operation based on the output signal S o including both the output signals S h1 and S h2 .
  • the drive current is controlled separately. Therefore, the current sensor 100 of this example can self-correct the sensitivity of the magnetic element 10 with high accuracy even when there is a sensitivity difference between the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the current sensor 100 of this example operates in one system using the feedback circuit 60, it is not necessary to consider variations between systems. Therefore, the current sensor 100 of this example has a higher effect of correcting the sensitivity of the magnetic element 10.
  • FIG. 8 shows an example of a specific configuration of the magnetic element 10. This figure is a particularly enlarged view around the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the Hall element 11 and the Hall element 12 in this example are connected in parallel to each other.
  • the magnetic element 10 of the present example has a Hall element formed of a compound semiconductor, but is not limited thereto.
  • the secondary conductor 14 of this example is formed on the same substrate as the magnetic element 10.
  • the secondary conductor 14 and the magnetic element 10 are covered with the same mold resin.
  • both the Hall element 11 and the Hall element 12 are covered with the same mold resin.
  • the primary conductor 13 is partially covered with the same molding resin that covers the secondary conductor 14 and the magnetic element 10, and a part thereof is exposed. That is, the primary conductor 13 has a portion covered with the same molding resin that covers the secondary conductor 14 and the magnetic element 10 and a portion that is not covered.
  • the portion of the primary conductor 13 that applies a magnetic field to the magnetic element 10 is covered with the mold resin, and the portion of the primary conductor 13 that inputs and outputs current is not covered with the mold resin.
  • Primary conductor 13 the current to be measured I o flows, the measured magnetic field B in generated by the current to be measured I o, given by different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the primary conductor 13 in this example is provided between the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the primary conductor 13 of this example is provided between the Hall element 11 and the Hall element 12 on the same plane, but the Hall element 11 and the Hall element 12 are provided on the front surface side and the back surface side of the plane where the primary conductor 13 is provided. May be. Since the primary conductor 13 in this example gives the measured magnetic field B in with different polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12, the disturbance magnetic field can be canceled by simple subtraction.
  • the disturbance magnetic field is an offset magnetic field having the same polarity that is input to the Hall element 11 and the Hall element 12. Thereby, the accuracy of the output signal Sout from the output unit 20 which is the main path of the current sensor 100 is easily obtained.
  • the measured magnetic field B in with the same polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12, the measured current I o can be detected by addition, but complicated calculation is required to cancel the disturbance magnetic field.
  • the primary conductors 13 of this example are provided at equal intervals between the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the relationship of the distance between the primary conductor 13 and the Hall element 11 and the Hall element 12 is not limited to this example.
  • the secondary conductor 14 includes a coil portion 15 a corresponding to the Hall element 11 and a coil portion 15 b corresponding to the Hall element 12.
  • the reference magnetic field B ref is generated in the Hall element 11.
  • the reference magnetic field B ref is generated in the Hall element 12.
  • the coil portion 15a and the coil portion 15b of this example give the reference magnetic field B ref having the same polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12 by being wound in the same direction. Moreover, the coil part 15a and the coil part 15b may be wound in a different direction. In this case, a reference magnetic field B ref having the same polarity is applied to the Hall element 11 and the Hall element 12 by causing the same current to flow in the opposite direction to the coil part 15a and the coil part 15b.
  • the number of turns of the coil part 15a is the same as the number of turns of the coil part 15b. By configuring the coil portion 15a and the coil portion 15b with the same number of turns, a common reference current I ref can be passed.
  • the two coil portions 15a and 15b are provided for the Hall element 11 and the Hall element 12, respectively, but one coil portion surrounding both the Hall element 11 and the Hall element 12 may be provided. Even in this case, the reference magnetic field B ref having the same polarity can be applied to the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the secondary conductor 14 a reference current I ref flows, the reference magnetic field B ref generated by the reference current I ref, gives the same polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12.
  • the secondary conductor 14 in this example applies a magnetic field having the same polarity to the Hall element 11 and the Hall element 12 by a common current.
  • the common current means that the coil portion 15a that generates the reference magnetic field B ref for the Hall element 11 and the coil portion 15b that generates the reference magnetic field B ref for the Hall element 12 are electrically connected. Thus, the current flowing in one coil portion also flows in the other coil portion.
  • the magnetic element 10 of this example applies the measured magnetic field B in to the Hall element 11 and the Hall element 12 with different polarities, and applies the reference magnetic field B ref to the Hall element 11 and the Hall element 12 with the same polarity. It is configured. Therefore, by the simple subtraction in the output section 20, to cancel the measured magnetic field B in a disturbance magnetic field can be detected the measured current I o. Therefore, the current sensor 100 using the magnetic element 10 of this example can detect the measured current Io with high accuracy.
  • DA conversion unit 8 ... VI converter, 60 ... feedback circuit, 61 ... chopper circuit, 62 ... adder, 63 ... amplifier, 64 ... arithmetic unit, 65 ... comparator, 66... Filter section, 67... DA conversion section, 68... VI conversion section, 100.

Abstract

第１のホール素子および第２のホール素子を備える電流センサを提供する。第１のホール素子と、第１のホール素子と並列に接続された第２のホール素子と、被測定電流が流れ、被測定電流により生じた被測定磁場を、第１のホール素子および第２のホール素子に異極性で与えるように配置された一次導体と、基準電流が流れ、基準電流により生じた基準磁場を、第１のホール素子および第２のホール素子に同極性で与えるように配置された二次導体とを備える電流センサを提供する。

Description

電流センサ
　本発明は、電流センサに関する。
　従来、第１のホール素子および第２のホール素子を有する電流センサにおいて、一次導体に被測定電流が流れることにより、第１のホール素子および第２のホール素子に被測定磁場が与えられることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１　特表２０１４－５１７９１９号公報
解決しようとする課題
　しかしながら、従来の電流センサは、第１のホール素子および第２のホール素子に被測定磁場を同極性で与える。そのため、被測定電流に応じた成分とオフセット成分とを簡単な演算でキャンセルすることができない。
一般的開示
　本発明の第１の態様においては、第１のホール素子と、第１のホール素子と並列に接続された第２のホール素子と、被測定電流が流れ、被測定電流により生じた被測定磁場を、第１のホール素子および第２のホール素子に異極性で与えるように配置された一次導体と、基準電流が流れ、基準電流により生じた基準磁場を、第１のホール素子および第２のホール素子に同極性で与えるように配置された二次導体とを備える電流センサを提供する。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
電流センサ１００の構成の概要を示す。 実施例１に係る電流センサ１００の構成の一例を示す。 実施例１に係る電流センサ１００の具体的な構成の一例を示す。 実施例１に係る電流センサ１００のタイミングチャートの一例を示す。 実施例２に係る電流センサ１００の構成の一例を示す。 実施例２に係る電流センサ１００の具体的な構成の一例を示す。 実施例２に係る電流センサ１００の第１フィードバック動作時の構成の一例を示す。 実施例２に係る電流センサ１００の第２フィードバック動作時の構成の一例を示す。 実施例２に係る電流センサ１００のタイミングチャートの一例を示す。 磁気素子１０の具体的な構成の一例を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、電流センサ１００の構成の概要を示す。本例の電流センサ１００は、磁気素子１０、出力部２０および制御部３０を備える。磁気素子１０は、ホール素子１１およびホール素子１２を備える。
　磁気素子１０は、磁場の変化を検出することにより被測定電流Ｉｏを検出する。本例の磁気素子１０は、被測定電流Ｉｏが磁気素子１０の近傍を流れることにより生じた被測定磁場Ｂｉｎの変化により被測定電流Ｉｏを検出する。一例において、磁気素子１０は、ホール素子を備える。磁気素子１０は、被測定電流Ｉｏに応じた被測定磁場Ｂｉｎの変化に基づいて出力信号Ｓｏを生成する。例えば、出力信号Ｓｏはホール素子からのホール起電力信号に対応する。磁気素子１０がホール素子を有する場合の駆動方法は、定電流駆動であっても、定電圧駆動であってもよい。
　ホール素子１１およびホール素子１２は、互いに並列に接続される。本例のホール素子１１およびホール素子１２は、被測定磁場Ｂｉｎに応じた差動信号をそれぞれ出力する。例えば、ホール素子１１およびホール素子１２は、差動信号として出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２をそれぞれ出力する。即ち、磁気素子１０の出力信号Ｓｏには、出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２が含まれている。
　出力部２０は、磁気素子１０の出力信号Ｓｏに基づいて、電流センサ１００の出力信号Ｓｏｕｔを生成する。出力部２０は、被測定電流Ｉｏに応じた信号として出力信号Ｓｏｕｔを出力する。例えば、出力部２０は、出力信号Ｓｏからオフセット成分が除去された出力信号Ｓｏｕｔを出力する。
　制御部３０は、磁気素子１０の出力信号Ｓｏに応じて、磁気素子１０の動作を制御する。また、制御部３０は、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動を別々に制御する。より具体的には、制御部３０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１の駆動電流を制御する。また、制御部３０は、ホール素子１１の駆動電流の制御と別に、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１２の駆動電流を制御する。
　本明細書において、ホール素子１１の駆動電流の制御と別に、ホール素子１２の駆動電流を制御するとは、出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２の両方の信号を含む出力信号Ｓｏに基づいて、異なる系統のフィードバック回路又は時分割動作により、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動電流を別々に制御することを指す。例えば、本例の制御部３０は、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１１を制御するためのフィードバック信号Ｓｆｂ１を生成する。また、制御部３０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１２を制御するためのフィードバック信号Ｓｆｂ２を生成する。フィードバック信号Ｓｆｂ１およびフィードバック信号Ｓｆｂ２は、異なる系統によりそれぞれ生成され、又は時分割で生成される。
　［実施例１］
　図２は、実施例１に係る電流センサ１００の構成の一例を示す。本例の制御部３０は、フィードバック回路４０、チョッパ回路４１、フィードバック回路５０およびチョッパ回路５１を備える。本例の電流センサ１００は、２系統の制御部３０を有する場合の一例である。
　フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０は、制御部３０において並列に設けられている。フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０には、出力信号Ｓｏがそれぞれ入力される。つまり、フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０は、ホール素子１１およびホール素子１２の両方の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２が入力される。本例のフィードバック回路４０およびフィードバック回路５０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動をそれぞれ別々に制御する。本明細書において、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動を別々の系統で制御する場合を２系統の電流センサ１００と称する。
　フィードバック回路４０は、ホール素子１１およびホール素子１２からの出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１１の駆動電流を制御する。一例において、フィードバック回路４０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１の駆動を制御するためのフィードバック信号Ｓｆｂ１を生成する。本例のフィードバック回路４０は、生成したフィードバック信号Ｓｆｂ１をホール素子１１に入力する。例えば、フィードバック信号Ｓｆｂ１は、ホール素子１１の駆動を制御するための駆動電流である。
　フィードバック回路５０は、ホール素子１１およびホール素子１２からの出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１２の駆動電流を制御する。一例において、フィードバック回路５０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１の駆動を制御するためのフィードバック信号Ｓｆｂ２を生成する。本例のフィードバック回路５０は、生成したフィードバック信号Ｓｆｂ２をホール素子１２に入力する。例えば、フィードバック信号Ｓｆｂ２は、ホール素子１２の駆動を制御するための駆動電流である。
　チョッパ回路４１は、フィードバック回路４０と磁気素子１０との間に設けられる。チョッパ回路４１は、出力信号Ｓｏの内、出力信号Ｓｈ１および出力信号Ｓｈ２のいずれか一方の極性を切り替える。例えば、チョッパ回路４１は、出力信号Ｓｈ２の信号の極性を切替える場合は、予め定められた周波数で繰り返す。即ち、本明細書において、極性を切り替える場合とは、極性をスイッチングさせる場合を指す。一方、極性を切り替えない場合とは、極性が入れ替えられない場合を指す。なお、チョッパ回路４１は、第１のチョッパ回路の一例である。
　チョッパ回路５１は、フィードバック回路５０と磁気素子１０との間に設けられる。チョッパ回路５１は、出力信号Ｓｏの内、出力信号Ｓｈ１および出力信号Ｓｈ２のいずれか一方の極性を切り替える。本例のチョッパ回路５１は、チョッパ回路４１が極性を切り替える信号と異なる信号の極性を切り替える。例えば、チョッパ回路５１は、チョッパ回路４１が出力信号Ｓｈ２の極性を切り替える場合に、出力信号Ｓｈ１の極性を切り替える。また、チョッパ回路５１は、チョッパ回路４１が出力信号Ｓｈ１の極性を切り替える場合に、出力信号Ｓｈ２の極性を切り替えてよい。なお、チョッパ回路５１は、第２のチョッパ回路の一例である。
　図３は、実施例１に係る電流センサ１００の具体的な構成の一例を示す。本構成例は、実施例１に係る電流センサ１００の一例であり、他の構成によって電流センサ１００が構成されてもよい。
　一次導体１３は、被測定電流Ｉｏが流れ、被測定電流Ｉｏにより生じた被測定磁場Ｂｉｎを磁気素子１０に与えるように配置される。本例の一次導体１３は、ホール素子１１およびホール素子１２に、被測定電流Ｉｏに応じた被測定磁場Ｂｉｎを異極性で与えるように設けられている。本明細書において、磁場を異極性で与えるとは、ホール素子１１に与える磁場の向きと逆向きの磁場をホール素子１２に与えることを指す。なお、ホール素子１１およびホール素子１２に与える磁場の大きさは同一であっても、異なっていてもよい。ホール素子１１，１２および一次導体１３の具体的な構造は、図８を用いて説明する。
　スイッチ回路１６は、スピニングカレント周波数ｆｓの駆動信号に応じて、磁気素子１０をスピニングカレント動作させる。スピニングカレント動作時において、スイッチ回路１６は、ホール素子１１およびホール素子１２の出力電圧を駆動電流の向きに応じて出力する。本例のスイッチ回路１６は、スピニングカレント周波数ｆｓで磁気素子１０の駆動電流の向きを変化させる。例えば、スイッチ回路１６は、ホール素子１１およびホール素子１２に入力される駆動電流の向きをそれぞれスピニングカレント周波数ｆｓで切り替える。これにより、スイッチ回路１６は、被測定磁場Ｂｉｎ成分をＡＣ成分として出力する。
　二次導体１４は、基準電流Ｉｒｅｆが流れ、基準電流Ｉｒｅｆにより生じた基準磁場Ｂｒｅｆを磁気素子１０に与えるように配置される。本例の二次導体１４は、ホール素子１１およびホール素子１２に、基準磁場Ｂｒｅｆを同極性で与えるように配置されている。本明細書において、磁場を同極性で与えるとは、ホール素子１１に与える磁場の向きと同一の向きの磁場をホール素子１２に与えることを指す。
　スイッチ回路１７は、二次導体１４に流れる基準電流Ｉｒｅｆの方向を切り替える。例えば、スイッチ回路１７は、スピニングカレント周波数ｆｓで基準電流Ｉｒｅｆの方向を切り替える。これにより、ホール素子１１およびホール素子１２に同極性で与えられる基準磁場Ｂｒｅｆの向きがスピニングカレント周波数ｆｓで切り替えられる。
　出力部２０は、減算部２１（ＤＤＡ）、復調部２２、増幅部２３、フィルタ部２４、コンパレータ２５（ＣＭＰ）、フィルタ部２６（ＤＩＧ＿ＦＩＬ１）およびＤＡ変換部２７（ＤＡＣ１）を備える。
　減算部２１は、出力信号Ｓｈ１と出力信号Ｓｈ２との減算結果を出力する。ここで、本例では、被測定磁場Ｂｉｎ成分が異極性で与えられ、基準磁場Ｂｒｅｆ成分が同極性で与えられている。そのため、減算部２１は、出力信号Ｓｈ１と出力信号Ｓｈ２との減算により、同極性で与えられた基準磁場Ｂｒｅｆ成分を除去する。基準磁場Ｂｒｅｆ成分が除去されると、被測定磁場Ｂｉｎ成分のみが残される。これにより、減算部２１は、被測定磁場Ｂｉｎ成分のみを抽出する。
　復調部２２は、ＡＣ成分の被測定磁場ＢｉｎをＤＣ成分に復調させる。例えば、被測定磁場Ｂｉｎ成分がベースバンドに復調される。被測定磁場Ｂｉｎ成分が復調されることにより、後のフィルタ回路で高周波側のノイズ成分が除去される。
　増幅部２３は、復調された被測定磁場Ｂｉｎ成分を増幅する。例えば、増幅部２３は、被測定磁場Ｂｉｎに応じて発生した磁気素子１０のホール起電力信号を増幅する。なお、増幅部２３において、残留したオフセット成分および増幅部２３で生じたオフセット成分が補正されてもよい。
　フィルタ部２４は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を有する。フィルタ部２４は、高周波領域の信号を除去する。これにより、フィルタ部２４は、ベースバンド成分を選択し、センサ出力信号Ｓｏｕｔとして出力する。
　コンパレータ２５は、復調部２２の出力した差動信号に基づく比較結果をフィルタ部２６に出力する。一例において、コンパレータ２５は、差動信号の差分に応じた比較結果を二値化して出力する。フィルタ部２６は、ＬＰＦを有し、入力された比較結果をデジタルフィルタリング処理する。また、ＤＡ変換部２７は、フィルタ部２６が出力したデジタル信号をアナログ信号に変換して減算部２１に出力する。これにより、減算部２１は、出力信号Ｓｏからオフセット成分を除去する。
　フィードバック回路４０は、加算部４２（ＤＤＡ１）、増幅部４３（Ｇ２＿１）、演算部４４（ＳＣＦ１）、比較部４５（ＣＭＰ１）、フィルタ部４６（ＤＩＧ＿ＦＩＬ２）、ＤＡ変換部４７（ＤＡＣ２）およびＶＩ変換部４８を備える。これにより、フィードバック回路４０は、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１１の感度を補正する。
　加算部４２は、出力信号Ｓｈ１と出力信号Ｓｈ２とを加算する。本例のチョッパ回路４１は、フィードバック回路４０とホール素子１２との間に設けられている。これにより、加算部４２には、極性が切り替えられた出力信号Ｓｈ２および極性が切り替えられていない出力信号Ｓｈ１が入力される。増幅部４３は、加算した結果を増幅して演算部４４に出力する。
　演算部４４は、位相φ１～φ４においてそれぞれ入力された信号に応じて予め定められた演算を行う。演算部４４は、演算結果を比較部４５に出力する。比較部４５は、演算部４４が出力した演算結果に応じた比較結果をフィルタ部４６に出力する。比較部４５は、比較結果をデジタル信号として出力してよい。
　フィルタ部４６は、入力されたデジタル信号をＬＰＦでフィルタリング処理する。ＤＡ変換部４７は、フィルタ部４６が出力したデジタル信号をアナログ信号に変換する。ＶＩ変換部４８は、ＤＡ変換部４７が出力したアナログ信号に応じてホール素子１１を駆動するための駆動電流を生成する。これにより、フィードバック回路４０は、ホール素子１１が出力した出力信号Ｓｈ１に応じて、ホール素子１１の駆動電流を調整する。したがって、フィードバック回路４０は、ホール素子１１の感度を補正できる。
　フィードバック回路５０は、加算部５２（ＤＤＡ２）、増幅部５３（Ｇ２＿２）、演算部５４（ＳＣＦ２）、比較部５５（ＣＭＰ２）、フィルタ部５６（ＤＩＧ＿ＦＩＬ３）、ＤＡ変換部５７（ＤＡＣ３）およびＶＩ変換部５８を備える。これにより、フィードバック回路５０は、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１２の感度を補正する。
　加算部５２は、出力信号Ｓｈ１と出力信号Ｓｈ２とを加算する。本例のチョッパ回路５１は、フィードバック回路５０とホール素子１１との間に設けられている。これにより、加算部５２には、極性が切り替えられた出力信号Ｓｈ１および極性が切り替えられていない出力信号Ｓｈ２が入力される。増幅部５３は、加算した結果を増幅して演算部５４に出力する。
　演算部５４は、位相φ１～φ４においてそれぞれ入力された信号に応じて予め定められた演算を行う。演算部５４は、演算結果を比較部５５に出力する。比較部５５は、演算部５４が出力した演算結果に応じた比較結果をフィルタ部５６に出力する。比較部５５は、比較結果をデジタル信号として出力してよい。
　フィルタ部５６は、入力されたデジタル信号をＬＰＦでフィルタリング処理する。ＤＡ変換部５７は、フィルタ部５６が出力したデジタル信号をアナログ信号に変換する。ＶＩ変換部５８は、ＤＡ変換部５７が出力したアナログ信号に応じてホール素子１２を駆動するための駆動電流を生成する。これにより、フィードバック回路５０は、ホール素子１２が出力した出力信号Ｓｈ２に応じて、ホール素子１２の駆動電流を調整する。したがって、フィードバック回路５０は、ホール素子１２の感度を補正できる。
　図４は、実施例１に係る電流センサ１００のタイミングチャートの一例を示す。本例では、基準電流Ｉｒｅｆのみを考慮した場合におけるオフセットの除去方法について説明する。即ち、本例では、被測定電流Ｉｏが与える影響について考慮していない。
　ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫは、磁気素子１０の駆動状態を制御する信号である。磁気素子１０の駆動は、スピニングカレント周波数ｆｓで０°と９０°に切り替えられる。０°と９０°では、磁気素子１０に流れる駆動電流の方向が９０°異なるように切り替えられている。より具体的には、０°の場合にホール素子１１に流れる駆動電流の方向と９０°の場合にホール素子１１に流れる駆動電流の方向とが９０°異なる。ホール素子１２の場合も同様である。即ち、本例のホール素子１１およびホール素子１２は、それぞれスピニングカレント動作している。ホール素子１１およびホール素子１２は、スピニングカレント動作することによりオフセットをキャンセルできる。なお、本例のＨＡＬＬチョッピングＣＬＫの周波数Ｆｃｈｏｐは１ＭＥＧ［Ｈｚ］である。周波数Ｆｃｈｏｐは、スピニングカレント周波数ｆｓの一例である。
　コイルチョッピングＣＬＫは、二次導体１４に流れる基準電流Ｉｒｅｆの方向を制御する信号である。本例のコイルチョッピングＣＬＫは、基準電流Ｉｒｅｆの方向を＋Ｉと－Ｉに制御する。＋Ｉと－Ｉとでそれぞれ反対方向に基準電流Ｉｒｅｆが流れる。即ち、＋Ｉと－Ｉとでホール素子１１およびホール素子１２に異極性の磁場が与えられる。ここで、コイルチョッピングＣＬＫの周波数は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫの周波数と同一であってよい。また、コイルチョッピングＣＬＫは、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫと同位相となってよい。なお、本例のコイルチョッピングＣＬＫの周波数Ｆｃｏｉｌは、１ＭＥＧ［Ｈｚ］である。
　コイルイネーブルＣＬＫは、二次導体１４に基準電流Ｉｒｅｆを流すか否かを切り替える。コイルイネーブルＣＬＫがハイとなっている場合、基準電流Ｉｒｅｆに応じた基準磁場Ｂｒｅｆが磁気素子１０に与えられる。例えば、コイルイネーブルＣＬＫがハイとなっている場合、コイルチョッピングＣＬＫに応じて、+Ｉ又は－Ｉの基準電流Ｉｒｅｆが流れる。一方、コイルイネーブルＣＬＫがローとなっている場合、基準電流Ｉｒｅｆに応じた基準磁場Ｂｒｅｆが磁気素子１０に与えられない。即ち、コイルイネーブルＣＬＫがローの場合Ｉ＝０となる。本例のコイルイネーブルＣＬＫの周波数Ｆｃｏｉｌｅｎは、０．５ＭＥＧ［Ｈｚ］である。
　ＨＡＬＬ１出力は、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１を示す。また、ＨＡＬＬ２出力は、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２を示す。
　基準電流Ｉｒｅｆが０の場合、ホール素子１１の出力がなくなり、出力信号Ｓｈ１＝０となる。同様に、基準電流Ｉｒｅｆが０の場合、ホール素子１２の出力における基準磁場Ｂｒｅｆに由来する成分がなくなり、出力信号Ｓｈ２＝０となる。
　一方、基準電流Ｉｒｅｆが＋Ｉ又は－Ｉの場合、基準磁場Ｂｒｅｆがホール素子１１およびホール素子１２に対してそれぞれ同極性となるので、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２がいずれも正となる。即ち、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号における基準磁場Ｂｒｅｆに由来する成分が＋Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。
　ここで、フィードバック回路４０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが０°の場合に＋Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。一方、フィードバック回路４０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが９０°の場合に＋Ｓｈ１および－Ｓｈ２となる。但し、出力信号の符号が正となるか負となるかについては、チョッパ回路４１の配置によって適宜変更されてよい。
　また、フィードバック回路５０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが０°の場合に＋Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。一方、フィードバック回路５０の入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが９０°の場合に、－Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。但し、出力信号の符号が正となるか負となるかについては、チョッパ回路５１の配置によって適宜変更されてよい。
　ここで、フィードバック回路４０は、演算部４４を用いた演算により、ホール素子１１のオフセットを除去する。演算部４４は、オフセットを除去するための位相φ１，φ２，φ３，φ４における出力信号に基づいて、オフセットを除去する。フィードバック回路４０は、出力信号をサンプリングするためのオフセットサンプリング期間に対して、適当な周期でオフセットキャンセルを実行するオフセット除去期間を設ける。オフセット除去期間は、要求される検出精度や消費電力等に応じて適宜設けられてよい。本例のオフセット除去期間は、０．２５ＭＥＧ［Ｈｚ］に設定されるが、これに限定されない。オフセット除去期間は、オフセットサンプリング期間に対してランダムに設定されてもよい。位相φ１，φ２，φ３，φ４では、出力信号がそれぞれＳｈ１＝０，Ｓｈ２＝０，Ｓｈ１＋Ｓｈ２，Ｓｈ１－Ｓｈ２となる。本例の演算部４４は、φ１+φ２およびφ３＋φ４を算出する。そして、演算部４４は、φ１+φ２とφ３＋φ４との減算により（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を算出する。即ち、（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）の演算により、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２に関する信号が除去される。これにより、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１のみを抽出できる。
　演算部４４は、算出した差分（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を比較部４５に入力する。比較部４５は、クロックドコンパレータを用いて、比較部のオフセットを除去しても良い。その後、比較部４５の判定結果に応じて、カウンタを更新する。一例において、カウンタは、Ｋ＝３である。この場合、カウンタがＫ＝０，１，２と加算されて、Ｋ＝３（即ち、Ｋ＝０）となるタイミングでＤＡ変換部４７の設定値が更新される。
　本例のフィードバック回路４０は、出力信号Ｓｏからホール素子１１の出力信号Ｓｈ１に基づく信号のみを抽出する。これにより、フィードバック回路４０は、ホール素子１１の感度を制御する。
　また、フィードバック回路５０も同様に、演算部５４を用いた演算により、ホール素子１２のオフセットを除去する。演算部５４は、位相φ１，φ２，φ３，φ４における出力信号に基づいて、オフセットを除去する。位相φ１，φ２，φ３，φ４では、出力信号がそれぞれＳｈ１＝０，Ｓｈ２＝０，Ｓｈ１＋Ｓｈ２，－Ｓｈ１＋Ｓｈ２となる。本例の演算部５４は、φ１+φ２およびφ３＋φ４を算出する。そして、演算部５４は、φ１+φ２とφ３＋φ４との減算により（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を算出する。即ち、（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）の演算により、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１に関する信号が除去される。これにより、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２のみを抽出できる。
　演算部５４は、算出した差分（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を比較部５５に入力する。その後、比較部５５の判定結果に応じて、カウンタを更新する。一例において、カウンタは、Ｋ＝３である。この場合、カウンタがＫ＝０，１，２と加算されて、Ｋ＝３（即ち、Ｋ＝０）となるタイミングでＤＡ変換部５７の設定値が更新される。
　フィードバック回路５０は、出力信号Ｓｏからホール素子１２の出力信号Ｓｈ２に基づく信号のみを抽出する。これにより、フィードバック回路５０は、ホール素子１２の感度を補正する。
　以上の通り、本例の電流センサ１００は、出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２の両方の信号を含む出力信号Ｓｏに基づいて、フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０の異なる系統のフィードバック回路により、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動電流を別々に制御する。よって、本例の電流センサ１００は、ホール素子１１とホール素子１２との間に感度差が生じた場合であっても、磁気素子１０の感度を高精度に自己補正できる。
　［実施例２］
　図５は、実施例２に係る電流センサ１００の構成の一例を示す。本例の制御部３０は、フィードバック回路６０を備える。即ち、本例の電流センサ１００は、１系統の制御部３０を有する場合の一例である。この場合、制御部３０は時分割で動作する。
　フィードバック回路６０は、出力信号Ｓｏに基づいて、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動を時分割で制御する。より具体的には、フィードバック回路６０は、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１１の駆動電流を制御する第１のフィードバック動作と、ホール素子１１およびホール素子１２の出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２に基づいて、ホール素子１２の駆動電流を制御する第２のフィードバック動作とを時分割で動作する。
　例えば、フィードバック回路６０は、ホール素子１１およびホール素子１２を制御するためのフィードバック信号Ｓｆｂ１およびフィードバック信号Ｓｆｂ２を生成する。本例のフィードバック回路６０は、フィードバック信号Ｓｆｂ１およびフィードバック信号Ｓｆｂ２を時分割で生成し、ホール素子１１およびホール素子１２にそれぞれ出力する。
　本例の電流センサ１００は、１系統の制御部３０を有し、ホール素子１１およびホール素子１２の感度をそれぞれ補正できる。即ち、本例の電流センサ１００は、実施例１に係る電流センサ１００のように２系統の制御部３０を有する場合よりも、回路構成を簡素化できる。
　図６Ａは、実施例２に係る電流センサ１００の具体的な構成の一例を示す。本例の電流センサ１００は、ホール素子１１の感度を補正する第１のフィードバック動作と、ホール素子１２の感度を補正する第２のフィードバック動作とを時分割で繰り返す点で実施例１に係る電流センサ１００と異なる。本構成例は、実施例２に係る電流センサ１００の一例であり、他の構成によって電流センサ１００が構成されてもよい。
　フィードバック回路６０は、加算部６２、増幅部６３、演算部６４ａ，６４ｂ、比較部６５ａ，６５ｂ、フィルタ部６６ａ，６６ｂ、ＤＡ変換部６７ａ，６７ｂおよびＶＩ変換部６８ａ，６８ｂを備える。これらの回路構成は、基本的にフィードバック回路４０およびフィードバック回路５０が有する各回路構成と同様に機能する。但し、フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０が２系統で動作するのに対して、フィードバック回路６０が１系統の時分割で動作する点で異なる。本例では、フィードバック回路４０およびフィードバック回路５０と異なる点について主に説明する。
　チョッパ回路６１は、出力信号Ｓｏの極性を切り替える。チョッパ回路６１は、磁気素子１０と加算部６２との間に設けられる。本例のチョッパ回路６１は、チョッパ回路６１ａおよびチョッパ回路６１ｂを備える。
　チョッパ回路６１ａは、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２の極性を切り替える。チョッパ回路６１ａは、フィードバック回路６０とホール素子１２との間に設けられる。チョッパ回路６１ａは、極性が切り替えられた出力信号Ｓｈ２を、フィードバック回路６０に出力する。チョッパ回路６１ａは、第３のチョッパ回路の一例である。
　チョッパ回路６１ｂは、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１の極性を切り替える。チョッパ回路６１ｂは、フィードバック回路６０とホール素子１１との間に設けられる。チョッパ回路６１ｂは、極性が切り替えられた出力信号Ｓｈ１を、フィードバック回路６０に出力する。チョッパ回路６１ｂは、第４のチョッパ回路の一例である。
　図６Ｂは、実施例２に係る電流センサ１００の第１フィードバック動作時の構成の一例を示す。同図では、第１フィードバック動作時に動作する構成のみが示されている。
　第１フィードバック動作時では、スイッチの切替により、チョッパ回路６１ａ、加算部６２、増幅部６３、演算部６４ａ、比較部６５ａ、フィルタ部６６ａ、ＤＡ変換部６７ａおよびＶＩ変換部６８ａを用いて動作する。これにより、フィードバック回路６０は、ホール素子１１の駆動を制御する。なお、本明細書において、第１フィードバック動作時に用いられる制御パスを制御パス１と称する。
　図６Ｃは、実施例２に係る電流センサ１００の第２フィードバック動作時の構成の一例を示す。同図では、第２フィードバック動作時に動作する構成のみが示されている。
　第２フィードバック動作時では、スイッチの切替により、チョッパ回路６１ｂ、加算部６２、増幅部６３、演算部６４ｂ、比較部６５ｂ、フィルタ部６６ｂ、ＤＡ変換部６７ｂおよびＶＩ変換部６８ｂを用いて動作する。これにより、フィードバック回路６０は、ホール素子１２の駆動を制御する。なお、本明細書において、第２フィードバック動作時に用いられる制御パスを制御パス２と称する。
　このように、本例の電流センサ１００は、回路構成をスイッチで切り替えることにより、第１のフィードバック動作と第２のフィードバック動作とを時分割で切り替える。これにより、電流センサ１００は、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動電流を時分割で別々に制御する。
　図７は、実施例２に係る電流センサ１００のタイミングチャートの一例を示す。本例では、基準電流Ｉｒｅｆのみを考慮した場合におけるオフセットの除去方法について説明する。即ち、本例では、被測定電流Ｉｏが与える影響について考慮していない。また、同図では、図４で示した実施例１に係る場合の電流センサ１００のタイミングチャートと異なる点について特に説明する。
　制御パス時分割ＣＬＫは、電流センサ１００の時分割動作のタイミングを切り替える。本例の制御パス時分割ＣＬＫは、第１のフィードバック動作を実行する制御パス１と、第２のフィードバック動作を実行する制御パス２とを時分割で切り替える。制御パス時分割ＣＬＫは、周波数０．１２５ＭＥＧ［Ｈｚ］で動作する。
　制御パス１において、フィードバック回路６０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが０°の場合に＋Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。一方、制御パス１において、フィードバック回路６０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが９０°の場合に＋Ｓｈ１および－Ｓｈ２となる。但し、出力信号の符号が正となるか負となるかについては、チョッパ回路６１ａの配置によって適宜変更されてよい。
　また、制御パス２において、フィードバック回路６０への入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが０°の場合に、＋Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。一方、制御パス２において、フィードバック回路６０の入力は、ＨＡＬＬチョッピングＣＬＫが９０°の場合に、－Ｓｈ１および＋Ｓｈ２となる。但し、出力信号の符号が正となるか負となるかについては、チョッパ回路６１ｂの配置によって適宜変更されてよい。
　ここで、制御パス１において、フィードバック回路６０は、演算部６４ａを用いた演算により、ホール素子１１のオフセットを除去する。演算部６４ａは、位相φ１，φ２，φ３，φ４における出力信号に基づいて、オフセットを除去する。位相φ１，φ２，φ３，φ４では、出力信号がそれぞれＳｈ１＝０，Ｓｈ２＝０，Ｓｈ１＋Ｓｈ２，Ｓｈ１－Ｓｈ２となる。本例の演算部６４ａは、φ１+φ２およびφ３＋φ４を算出する。そして、演算部６４ａは、φ１+φ２とφ３＋φ４との減算により（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を算出する。即ち、（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）の演算により、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２に関する信号が除去される。これにより、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１のみを抽出できる。
　演算部６４ａは、算出した差分（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を比較部６５ａに入力する。その後、比較部６５ａの判定結果に応じて、カウンタを更新する。一例において、カウンタは、Ｋ＝３である。この場合、カウンタがＫ＝０，１，２と加算されて、Ｋ＝３（即ち、Ｋ＝０）となるタイミングでＤＡ変換部６７ａの設定値が更新される。
　第１のフィードバック動作時のフィードバック回路６０は、出力信号Ｓｏからホール素子１１の出力信号Ｓｈ１に基づく信号のみを抽出する。これにより、フィードバック回路６０は、ホール素子１１の感度を制御する。
　また、第２のフィードバック動作時も同様に、演算部６４ｂを用いた演算により、ホール素子１２のオフセットを除去する。演算部６４は、位相φ１，φ２，φ３，φ４における出力信号に基づいて、オフセットを除去する。位相φ１，φ２，φ３，φ４では、出力信号がそれぞれＳｈ１＝０，Ｓｈ２＝０，Ｓｈ１＋Ｓｈ２，－Ｓｈ１＋Ｓｈ２となる。本例の演算部６４ｂは、φ１+φ２およびφ３＋φ４を算出する。そして、演算部６４ｂは、φ１+φ２とφ３＋φ４との減算により（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を算出する。即ち、（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）の演算により、ホール素子１１の出力信号Ｓｈ１に関する信号が除去される。これにより、ホール素子１２の出力信号Ｓｈ２のみを抽出できる。
　演算部６４ｂは、算出した差分（φ１+φ２）－（φ３＋φ４）を比較部６５ｂに入力する。その後、比較部６５ｂの判定結果に応じて、カウンタを更新する。一例において、カウンタは、Ｋ＝３である。この場合、カウンタがＫ＝０，１，２と加算されて、Ｋ＝３（即ち、Ｋ＝０）となるＤＡ変換部６７ｂの設定値が更新される。
　第２のフィードバック動作時のフィードバック回路６０は、出力信号Ｓｏからホール素子１２の出力信号Ｓｈ２に基づく信号のみを抽出する。これにより、フィードバック回路６０は、ホール素子１２の感度を制御する。
　以上の通り、本例の電流センサ１００は、出力信号Ｓｈ１，Ｓｈ２の両方の信号を含む出力信号Ｓｏに基づいて、時分割動作するフィードバック回路６０により、ホール素子１１およびホール素子１２の駆動電流を別々に制御する。よって、本例の電流センサ１００は、ホール素子１１とホール素子１２との間に感度差が生じた場合であっても、磁気素子１０の感度を高精度に自己補正できる。
　また、本例の電流センサ１００は、フィードバック回路６０を用いて１系統で動作するので、系統間のばらつきを考慮する必要がない。よって、本例の電流センサ１００は、磁気素子１０の感度を補正する効果が更に高い。
　図８は、磁気素子１０の具体的な構成の一例を示す。同図は、ホール素子１１およびホール素子１２の周辺について特に拡大した図である。本例のホール素子１１およびホール素子１２は、互いに並列に接続されている。本例の磁気素子１０は、化合物半導体で形成されたホール素子を有するがこれに限られない。
　本例の二次導体１４は、磁気素子１０と同一基板上に形成されている。そして、二次導体１４と磁気素子１０は、同一のモールド樹脂に覆われている。本例では、ホール素子１１およびホール素子１２の両方が同一のモールド樹脂に覆われている。また、一次導体１３は、二次導体１４と磁気素子１０を覆う同一のモールド樹脂に一部が覆われ、一部が露出している。つまり、一次導体１３は、二次導体１４と磁気素子１０を覆う同一のモールド樹脂に覆われる部分と覆われていない部分とを有する。本例では、一次導体１３のうち磁気素子１０に磁場を与える部分がモールド樹脂に覆われており、一次導体１３のうち電流を入出力する部分がモールド樹脂に覆われていない。
　一次導体１３は、被測定電流Ｉｏが流れ、被測定電流Ｉｏにより生じた被測定磁場Ｂｉｎを、ホール素子１１およびホール素子１２に異極性で与える。本例の一次導体１３は、ホール素子１１と、ホール素子１２との間に設けられる。本例の一次導体１３は、同一平面において、ホール素子１１およびホール素子１２の間に設けられるが、一次導体１３が設けられる平面の表面側および裏面側にホール素子１１およびホール素子１２が設けられてもよい。本例の一次導体１３は、ホール素子１１およびホール素子１２に異極性で被測定磁場Ｂｉｎを与えるので、外乱磁場を単純な減算でキャンセルできる。外乱磁場とは、ホール素子１１と、ホール素子１２とに入力される同極性のオフセット磁場である。これにより、電流センサ１００のメインパスである出力部２０からの出力信号Ｓｏｕｔの精度が出やすくなる。一方、ホール素子１１およびホール素子１２に同極性で被測定磁場Ｂｉｎを与える方法では、加算により被測定電流Ｉｏを検出できるが、外乱磁場をキャンセルするためには複雑な計算が必要となる。なお、本例の一次導体１３は、ホール素子１１とホール素子１２との間において、等間隔に設けられている。但し、一次導体１３とホール素子１１およびホール素子１２との距離の関係は本例に限られない。
　二次導体１４は、ホール素子１１に対応するコイル部１５ａと、ホール素子１２に対応するコイル部１５ｂを備える。コイル部１５ａに基準電流Ｉｒｅｆが流れることにより、ホール素子１１に基準磁場Ｂｒｅｆを発生させる。コイル部１５ｂに基準電流Ｉｒｅｆが流れることにより、ホール素子１２に基準磁場Ｂｒｅｆを発生させる。
　本例のコイル部１５ａおよびコイル部１５ｂは、同一方向に巻かれることにより、ホール素子１１およびホール素子１２に同極性の基準磁場Ｂｒｅｆを与える。また、コイル部１５ａおよびコイル部１５ｂは、異なる方向に巻かれてもよい。この場合、コイル部１５ａおよびコイル部１５ｂには、同一の電流を逆方向に流すことでホール素子１１およびホール素子１２に同極性の基準磁場Ｂｒｅｆを与えられる。コイル部１５ａの巻き数は、コイル部１５ｂの巻き数と同一である。コイル部１５ａおよびコイル部１５ｂを同一の巻き数で構成することにより、共通の基準電流Ｉｒｅｆを流すことができる。なお、本例では、ホール素子１１およびホール素子１２に対して２つのコイル部１５ａ、１５ｂをそれぞれ設けたが、ホール素子１１およびホール素子１２の両方を囲む１つのコイル部を設けてもよい。この場合であっても、ホール素子１１およびホール素子１２に同極性の基準磁場Ｂｒｅｆを与えることができる。
　二次導体１４は、基準電流Ｉｒｅｆが流れ、基準電流Ｉｒｅｆにより生じた基準磁場Ｂｒｅｆを、ホール素子１１およびホール素子１２に同極性で与える。本例の二次導体１４は、共通の電流により、ホール素子１１とホール素子１２に同極性の磁場を与える。共通の電流とは、ホール素子１１に対して基準磁場Ｂｒｅｆを発生するコイル部１５ａと、ホール素子１２に対して基準磁場Ｂｒｅｆを発生するコイル部１５ｂとが電気的に接続されていることにより、一方のコイル部で流れた電流が他方のコイル部でも流れることを指す。
　以上の通り、本例の磁気素子１０は、被測定磁場Ｂｉｎを、ホール素子１１およびホール素子１２に異極性で与え、基準磁場Ｂｒｅｆをホール素子１１およびホール素子１２に同極性で与えるように構成されている。そのため、出力部２０において簡単な減算により、被測定磁場Ｂｉｎと外乱磁場とをキャンセルして、被測定電流Ｉｏを検出できる。よって、本例の磁気素子１０を用いた電流センサ１００は、高精度に被測定電流Ｉｏを検出できる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０・・・磁気素子、１１・・・ホール素子、１２・・・ホール素子、１３・・・一次導体、１４・・・二次導体、１５・・・コイル部、２０・・・出力部、２１・・・減算部、２２・・・復調部、２３・・・増幅部、２４・・・フィルタ部、２５・・・コンパレータ、２６・・・フィルタ部、２７・・・ＤＡ変換部、３０・・・制御部、４０・・・フィードバック回路、４１・・・チョッパ回路、４２・・・加算部、４３・・・増幅部、４４・・・演算部、４５・・・比較部、４６・・・フィルタ部、４７・・・ＤＡ変換部、４８・・・ＶＩ変換部、５０・・・フィードバック回路、５１・・・チョッパ回路、５２・・・加算部、５３・・・増幅部、５４・・・演算部、５５・・・比較部、５６・・・フィルタ部、５７・・・ＤＡ変換部、５８・・・ＶＩ変換部、６０・・・フィードバック回路、６１・・・チョッパ回路、６２・・・加算部、６３・・・増幅部、６４・・・演算部、６５・・・比較部、６６・・・フィルタ部、６７・・・ＤＡ変換部、６８・・・ＶＩ変換部、１００・・・電流センサ

Claims (11)

  1. 　第１のホール素子と、
    　第２のホール素子と、
    　被測定電流が流れ、前記被測定電流により生じた被測定磁場を、前記第１のホール素子および前記第２のホール素子に異極性で与えるように配置された一次導体と、
    　基準電流が流れ、前記基準電流により生じた基準磁場を、前記第１のホール素子および前記第２のホール素子に同極性で与えるように配置された二次導体と
    　を備える電流センサ。
  2. 　前記二次導体は、前記第１のホール素子および前記第２のホール素子と同一基板上に形成されており、
    　前記二次導体、前記第１のホール素子、および前記第２のホール素子は、同一のモールド樹脂に覆われており、
    　前記一次導体は、前記同一のモールド樹脂に覆われている部分と覆われていない部分とを有する
    　請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記第１のホール素子および前記第２のホール素子の出力信号に基づいて、前記被測定電流に応じた信号を出力する出力部を更に備え、
    　前記出力部は、
    　前記第１のホール素子の出力信号と、前記第２のホール素子の出力信号との減算結果を出力する減算部を
    　有する
    　請求項１又は２に記載の電流センサ。
  4. 　前記一次導体は、前記第１のホール素子と前記第２のホール素子との間に設けられる
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の電流センサ。
  5. 　前記二次導体は、
    　前記第１のホール素子に前記基準磁場を与えるように配置された第１のコイル部と、
    　前記第２のホール素子に前記基準磁場を与えるように配置された第２のコイル部と
    　を備え、
    　前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、同一方向に巻かれている
    　請求項１から４のいずれか一項に記載の電流センサ。
  6. 　前記第１のコイル部および前記第２のコイル部は、互いに電気的に接続され、共通の前記基準電流により、前記第１のホール素子および前記第２のホール素子に同極性の前記基準磁場を与える
    　請求項５に記載の電流センサ。
  7. 　前記第１のコイル部の巻き数は、前記第２のコイル部の巻き数と同一である
    　請求項５又は６に記載の電流センサ。
  8. 　前記第１のホール素子および前記第２のホール素子からの出力信号に基づいて、前記第１のホール素子の駆動を制御し、前記第１のホール素子および前記第２のホール素子からの出力信号に基づいて、前記第１のホール素子の駆動の制御とは別に前記第２のホール素子の駆動を制御する制御部を更に備える
    　請求項１から７のいずれか一項に記載の電流センサ。
  9. 　前記制御部は、
    　前記第１のホール素子および前記第２のホール素子からの出力信号に基づいて、前記第１のホール素子の駆動を制御する第１のフィードバック回路と、
    　前記第１のホール素子および前記第２のホール素子からの出力信号に基づいて、前記第２のホール素子の駆動を制御する第２のフィードバック回路と
    　を更に備える
    　請求項８に記載の電流センサ。
  10. 　前記第１のフィードバック回路と前記第２のホール素子との間に設けられた第１のチョッパ回路を更に備え、
    　前記第１のフィードバック回路は、前記第１のチョッパ回路により極性が切り替えられた前記第２のホール素子の出力信号および極性が切り替えられていない前記第１のホール素子の出力信号が入力される
    　請求項９に記載の電流センサ。
  11. 　前記第２のフィードバック回路と前記第１のホール素子との間に設けられた第２のチョッパ回路を更に備え、
    　前記第２のフィードバック回路は、前記第２のチョッパ回路により極性が切り替えられた前記第１のホール素子の出力信号および極性が切り替えられていない前記第２のホール素子の出力信号が入力される
    　請求項９又は１０に記載の電流センサ。
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