WO2018092336A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2018092336A1
WO2018092336A1 PCT/JP2017/021188 JP2017021188W WO2018092336A1 WO 2018092336 A1 WO2018092336 A1 WO 2018092336A1 JP 2017021188 W JP2017021188 W JP 2017021188W WO 2018092336 A1 WO2018092336 A1 WO 2018092336A1
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magnetic sensor
conductor
flow path
ambient temperature
correction coefficient
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PCT/JP2017/021188
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Inventor
清水 康弘
宣孝 岸
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations 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
    • G01R15/207Constructional details independent of the type of device used
    • GPHYSICS
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    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20Adaptations 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
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/32Compensating for temperature change
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/10Measuring sum, difference or ratio

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor that detects the magnitude of a current to be measured by detecting the strength of a magnetic field generated by the current to be measured.
  • Patent Document 1 discloses a current sensor including a magnetic detection unit that detects the strength of a magnetic field generated according to a current flowing through a bus bar.
  • the current sensor further includes a temperature detection unit that detects the ambient temperature, and a temperature compensation unit that corrects an error due to temperature dependency of the magnetic detection unit based on the temperature detected by the temperature detection unit.
  • An object of the present invention is to provide a current sensor that can further reduce an output error due to a change in ambient temperature as compared with the prior art.
  • the current sensor of the present invention is a current sensor that outputs an output signal corresponding to the magnitude of the current to be measured, and detects the conductor through which the current flows and the strength of the magnetic field generated by the current.
  • the magnetic element that outputs an electric signal according to the current sensor as the output signal of the current sensor, the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the magnetic element due to the fluctuation of the ambient temperature, and the electric signal of the magnetic element due to the deformation of the conductor by the fluctuation of the ambient temperature And a correction unit that corrects the fluctuations.
  • the present invention it is possible to further reduce the output error due to the fluctuation of the ambient temperature as compared with the conventional case.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view which shows the external appearance of the conductor in the current sensor shown in FIG.
  • FIG. It is a perspective view which shows the external appearance of the magnetic sensor unit in the current sensor shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit shown in FIG. 3.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the current sensor shown in FIG. 1 as viewed from the direction of arrows VI-VI. It is a figure which shows the temperature characteristic of the magnetoelectric conversion gain of a magnetic sensor.
  • FIG. 9B is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 9A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient. .
  • FIG. 10B is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 10A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient. .
  • FIG. 11B is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 11A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient. .
  • FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of a magnetic sensor unit in a current sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a block diagram which shows the electric constitution of the magnetic sensor unit in the current sensor which concerns on Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical configuration of a magnetic sensor unit in a current sensor according to a sixth embodiment. It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on Embodiment 7.
  • FIG. FIG. 20 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the magnetic sensor and the electronic component illustrated in FIG. 19.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the current sensor shown in FIG. 19 as viewed from the direction of the arrow arrow XXI-XXI.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to Modification 1 of Embodiment 7. It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on the modification 2 of Embodiment 7.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to Modification 3 of Embodiment 7.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to an eighth embodiment. It is a perspective view which shows the external appearance of the conductor in the current sensor shown in FIG. It is the figure which looked at the conductor shown in FIG. 26 from the width direction (X-axis direction). It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on Embodiment 9.
  • FIG. It is a perspective view which shows the external appearance of the conductor in the current sensor shown in FIG. It is the figure which looked at the conductor shown in FIG. 29 from the width direction (X-axis direction).
  • FIG. 31 It is a perspective view which shows the external appearance of the current sensor which concerns on Embodiment 10.
  • FIG. It is the figure which looked at the current sensor shown in FIG. 31 from the X-axis direction. It is a figure which shows an example of the package of the electronic component in a current sensor. It is a figure which shows an example of the package of the electronic component in a current sensor.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an appearance of a conductor in the current sensor shown in FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of the magnetic sensor unit in the current sensor shown in FIG. 1, and
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the magnetic sensor unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit shown in FIG. 1 and 2, the X-axis direction is the width direction of the conductor 110 described later, the Y-axis direction is the length direction of the conductor 110, and the Z-axis direction is the thickness direction of the conductor 110.
  • the current sensor 100 includes a conductor 110 and a magnetic sensor unit 190.
  • the conductor 110 is composed of a plate-like conductor. At both ends in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 110, fixing holes 110h for fixing and electrically connecting the current sensor 100 are formed.
  • the conductor 110 is branched into a first flow path part 110a and a second flow path part 110b in a part in the length direction (Y-axis direction).
  • the first flow path part 110a and the second flow path part 110b are arranged in the width direction (X-axis direction) of the conductor 110.
  • a slit 110s is formed between the first flow path part 110a and the second flow path part 110b.
  • the slit 110 s is located approximately at the center of the conductor 110 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 110.
  • the first flow path portion 110a protrudes to one surface side (+ Z direction side) of the conductor 110
  • the second flow path portion 110b protrudes to the other surface side ( ⁇ Z direction side) of the conductor 110. .
  • the first flow path portion 110 a includes a first protrusion portion 111 a and a second protrusion portion 112 a that protrude from the one surface so as to be orthogonal to one surface of the conductor 110, and the length of the conductor 110.
  • the first extending portion 113a extends in the vertical direction (Y-axis direction) and connects the first protruding portion 111a and the second protruding portion 112a.
  • the second flow path portion 110b includes a third protrusion portion 111b and a fourth protrusion portion 112b that protrude from the other surface so as to be orthogonal to the other surface of the conductor 110, and the length direction of the conductor 110 (Y A second extending portion 113b that extends in the axial direction and connects the third projecting portion 111b and the fourth projecting portion 112b.
  • a space is formed by the first flow path part 110a and the second flow path part 110b.
  • a magnetic sensor unit 190 is disposed in this space.
  • a metal such as copper, silver, aluminum, or iron, or an alloy containing these metals may be used. Further, the conductor 110 may be subjected to a surface treatment. For example, at least one plating layer made of a metal such as nickel, tin, silver, or copper, or an alloy containing these metals may be provided on the surface of the conductor 110.
  • the conductor 110 may be formed by casting, cutting, pressing, or the like.
  • the magnetic sensor unit 190 includes a substrate 170 in which electronic components such as a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b are mounted in a housing 180.
  • the casing 180 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and includes a lower casing 181 and an upper casing 182.
  • the upper casing 182 is provided with a wire harness outlet 182p connected to the substrate 170.
  • the housing 180 is in contact with at least a part of the other surface of the first flow path part 110a.
  • the upper housing 182 is in contact with at least a part of the other surface of the first extending portion 113a.
  • the housing 180 is in contact with at least a part of one surface of the second flow path part 110b.
  • the lower housing 181 is in contact with at least a part of one surface of the second extending portion 113b. This facilitates the setting of the position of the first magnetic sensor 120a with respect to the first flow path part 110a and the position of the second magnetic sensor 120b with respect to the second flow path part 110b.
  • the housing 180 is made of an electrically insulating material.
  • the housing 180 is made of an engineering plastic such as PPS (polyphenylene sulfide). Since PPS has high heat resistance, it is preferable as a material of the housing 180 when heat generation of the conductor 110 is taken into consideration.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the substrate 170 is fixed in the housing 180.
  • a method of fixing the substrate 170 to the housing 180 fastening with screws, heat welding with resin, bonding with an adhesive, or the like can be used.
  • the substrate 170 and the housing 180 are fastened using screws, it is preferable to use non-magnetic screws so as not to disturb the magnetic field.
  • the substrate 170 is a printed wiring board, and is composed of a base material such as glass epoxy or alumina and a wiring formed by patterning a metal foil such as copper provided on the surface of the base material.
  • the substrate 170 includes a first magnetic sensor 120a and a second magnetic sensor 120b, an amplification unit 130, a first correction unit 140a and a second correction unit 140b, a first temperature sensor 150a and a second temperature sensor 150b, a first memory 160a and Electronic components such as the second memory 160b are mounted. These electronic components may be packaged with a resin, or may be potted with a silicone resin or an epoxy resin.
  • the first magnetic sensor 120a is located on the first flow path part 110a side in the width direction (X-axis direction).
  • the second magnetic sensor 120b is located on the second flow path part 110b side in the width direction (X-axis direction).
  • the first magnetic sensor 120a detects the strength of the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path portion 110a
  • the second magnetic sensor 120b is generated by the current flowing through the second flow path portion 110b.
  • the strength of the second magnetic field to be detected is detected. That is, the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b detect the strength of the magnetic field generated by the current flowing through the conductor 110.
  • the slit 110s between the first channel portion 110a and the second channel portion 110b described above is formed between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b in the width direction (X-axis direction) of the conductor 110. Located in the middle.
  • the width of the slit 110s may be appropriately adjusted to adjust the strength of the magnetic field input to these magnetic sensors.
  • the first temperature sensor 150a is located on the first flow path 110a side in the width direction (X-axis direction).
  • the second temperature sensor 150b is located on the second flow path part 110b side in the width direction (X-axis direction). Accordingly, the first temperature sensor 150a measures the ambient temperature of the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a, and the second temperature sensor 150b is measured around the second flow path part 110b and the second magnetic sensor 120b. Measure the temperature.
  • each of the first magnetic sensor 120 a and the second magnetic sensor 120 b includes a Wheatstone bridge including a magnetoresistive element such as four AMR (Anisotropic Magneto Resistance) elements.
  • Type bridge circuit That is, in each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, a series circuit of two magnetoresistive elements MR1 and MR2 and a series circuit of two magnetoresistive elements MR3 and MR4 are connected in parallel.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is driven at a constant voltage by the power supply voltage Vdd.
  • Vdd As a driving method of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, constant current driving, pulse driving, or the like may be used.
  • Each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b may have a half bridge circuit composed of two magnetoresistive elements.
  • each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is replaced with an AMR element, GMR (Giant Magneto Resistance), TMR (Tunnel Magneto Resistance), BMR (Balistic Magneto Resistance), CMR (Colossal Magneto Resistance). It may have a magnetoresistive element.
  • a magnetic sensor having a Hall element a magnetic sensor having an MI (Magneto-Impedance) element using a magnetic impedance effect, a fluxgate type magnetic sensor, or the like can be used. .
  • the amplifying unit 130 differentially amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a and the output voltage of the second magnetic sensor 120b, and outputs the result as the output voltage of the current sensor 100.
  • the amplifying unit 130 includes a plurality of amplifiers 130a, 130b, and 130c.
  • the minus input terminal of the amplifier 130a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the first magnetic sensor 120a, and the plus input terminal of the amplifier 130a is a magnetism in the first magnetic sensor 120a. It is connected to a connection point between the resistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2.
  • the amplifier 130a amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a.
  • the amplifier 130a has a gain adjustment terminal, and changes the amplification gain under the control of the first correction unit 140a.
  • the minus input terminal of the amplifier 130b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the second magnetic sensor 120b, and the plus input terminal of the amplifier 130b is a magnetism in the second magnetic sensor 120b. It is connected to a connection point between the resistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2.
  • the amplifier 130b amplifies the output voltage of the second magnetic sensor 120b.
  • the amplifier 130b has a gain adjustment terminal, and changes the amplification gain under the control of the second correction unit 140a.
  • the negative input terminal of the amplifier 130c is connected to the output terminal of the amplifier 130a, and the positive input terminal of the amplifier 130c is connected to the output terminal of the amplifier 130b.
  • the amplifier 130c differentially amplifies the output voltage of the amplifier 130a and the output voltage of the amplifier 130b.
  • the first temperature sensor 150a measures the ambient temperature of the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a.
  • the second temperature sensor 150b measures the ambient temperature of the second flow path part 110b and the second magnetic sensor 120b.
  • Each of the first memory 160a and the second memory 160b is configured by a flash memory, for example.
  • the first memory 160a stores a reference table 161a related to a first correction coefficient described later.
  • the second memory 160b stores a reference table 161b related to a second correction coefficient described later.
  • Each of the first memory 160a and the second memory 160b stores a program for realizing various functions of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b.
  • Each of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b is constituted by a processor unit, for example.
  • Each of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b implements various functions by executing a program stored in each of the first memory 160a and the second memory 160b.
  • Each of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b may be configured by a hardware circuit (ASIC, FPGA, or the like) such as a dedicated electronic circuit or a reconfigurable electronic circuit.
  • Each of the functions of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b may be realized by cooperation of hardware and software, or may be realized only by hardware (electronic circuit).
  • Each of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b includes an ADC (Analog-to-Digital Converter) and a DAC (Digital-to-Analog Converter).
  • the first correction unit 140a refers to the first reference table 161a related to the first correction coefficient stored in the first memory 160a, and determines the first correction coefficient corresponding to the ambient temperature detected by the first temperature sensor 150a. .
  • the first correction unit 140a corrects the amplification gain of the amplifier 130a in the amplification unit 130 based on the determined first correction coefficient.
  • the first correction unit 140a converts the analog signal from the first temperature sensor 150a into a digital signal by the ADC, performs digital processing, and then converts the digital signal of the first correction coefficient into an analog signal by the DAC. .
  • the second correction unit 140b refers to the second reference table 161b related to the second correction coefficient stored in the second memory 160b, and determines a second correction coefficient corresponding to the ambient temperature detected by the second temperature sensor 150b. .
  • the second correction unit 140b corrects the amplification gain of the amplifier 130b in the amplification unit 130 based on the determined second correction coefficient.
  • the second correction unit 140b converts the analog signal from the second temperature sensor 150b into a digital signal by the ADC, performs digital processing, and then converts the digital signal of the second correction coefficient into an analog signal by the DAC. .
  • amendment part 140a, the 1st temperature sensor 150a, and the 1st memory 160a may be comprised with the programmable signal conditioner.
  • amendment part 140b, the 2nd temperature sensor 150b, and the 2nd memory 160b may be comprised with a programmable signal conditioner.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the current sensor according to the first embodiment, and is a view seen from the direction of arrows VI-VI in FIG. In FIG. 6, the housing 180 is omitted.
  • the first magnetic field H ⁇ b> 1 that circulates around the first flow path part 110 a is generated by the current flowing through the first flow path part 110 a.
  • a second magnetic field H2 that circulates around the second flow path part 110b is generated by the current flowing through the second flow path part 110b.
  • the first magnetic field H1 and the second magnetic field H2 are superimposed and distributed in the space around the conductor 110.
  • the first magnetic sensor 120a mainly detects the intensity of the first magnetic field H1 from the arrangement position near the first flow path part 110a rather than the second flow path part 110b, and a voltage corresponding to the strength of the first magnetic field H1. Is output.
  • the second magnetic sensor 120b mainly detects the strength of the second magnetic field H2 from the arrangement position near the second flow path portion 110b rather than the first flow path portion 110a, and a voltage corresponding to the strength of the second magnetic field H2. Is output.
  • the amplifying unit 130 differentially amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a and the output voltage of the second magnetic sensor 120b. Thereby, the current sensor 100 outputs a voltage corresponding to the magnitude of the current flowing through the conductor 110.
  • FIG. 7A is a diagram showing temperature characteristics of the magnetoelectric conversion gain of the magnetic sensor.
  • the magnetic sensor generally has temperature dependence of the magnetoelectric conversion gain G. Specifically, the magnetoelectric conversion gain G of the magnetic sensor decreases as the ambient temperature increases. Thereby, a current sensor provided with a magnetic sensor has an output error due to a change in ambient temperature.
  • the conventional current sensor disclosed in Patent Document 1 corrects an output error due to temperature dependence of the magnetic sensor based on the ambient temperature.
  • FIG. 7B is a diagram showing temperature characteristics of a conventional correction coefficient in a conventional current sensor.
  • FIG. 7C is a diagram illustrating a temperature characteristic of a product of the magnetoelectric conversion gain of the magnetic sensor and the conventional correction coefficient.
  • FIG. 7D is a diagram illustrating a temperature characteristic of an output voltage of a conventional current sensor.
  • the conventional current sensor stores an element correction coefficient Kd that cancels the temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the magnetic sensor as a correction coefficient, and uses the correction coefficient Kd corresponding to the ambient temperature.
  • the temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the magnetic sensor is corrected.
  • the temperature change of the product of the magnetoelectric conversion gain G and the correction coefficient Kd of the magnetic sensor can be made constant.
  • the output voltage of the current sensor The temperature change can be made constant.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a model of a current sensor for stress analysis applied to the first flow path part 110a and the second flow path part 110b of the conductor 110 in the current sensor 100.
  • FIG. 8B is a view for explaining the analysis result of the stress analysis for the current sensor shown in FIG. 8A, and is a view seen from the width direction (X-axis direction) of the conductor 110.
  • the length of the conductor 110 is 110 mm
  • the width of the conductor 110 is 15.5 mm
  • the thickness of the conductor 110 is 1. .2 mm.
  • the length (Y-axis direction) of each of the first channel portion 110a and the second channel portion 110b is 40.0 mm
  • Direction) is 5.0 mm
  • the width (X-axis direction) of the slit 110 s between the first channel portion 110 a and the second channel portion 110 b is 5.5 mm.
  • the first flow path portion 110a swells 6.2 mm in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 110
  • the second flow path portion 110b is ⁇ 6.2 mm in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 110.
  • the height in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 110 in the space formed by the first channel portion 110a and the second channel portion 110b is 10.0 mm
  • the length of the conductor 110 in this space is
  • the width (in the Y-axis direction) is 35.0 mm.
  • a fixing portion 110h ′ is adopted instead of the fixing hole 110h of the current sensor 100 of FIG. 8A and 8B, the bent portion 114a corresponds to a portion bent between the first protruding portion 111a and the first extending portion 113a in the current sensor 100 (FIG. 2), and the bent portion 115a is the second protruding portion.
  • the bent portion 114b corresponds to a portion bent between the third protruding portion 111b and the second extending portion 113b, and the bent portion 115b is between the fourth protruding portion 112b and the second extending portion 113b.
  • the bent part corresponds to the bent part.
  • the first flow path portion 110a is deformed by a maximum of 106.301 ⁇ m in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 110, and the second flow path portion 110b is As a result, a maximum deformation of 96.352 ⁇ m in the thickness direction (Z-axis direction) of the conductor 110 was obtained.
  • FIG. 8C is a diagram showing a measurement result of a change in the temperature of the conductor due to current application
  • FIG. 8D is a diagram showing a measurement result of a change in the displacement of the conductor over time related to FIG. 8C.
  • a current of 128 A was continuously supplied to the conductor 110 used in the analysis of FIGS. 8A and 8B.
  • a thermocouple attached to the conductor was used to measure the temperature of the conductor.
  • a laser displacement meter (LK-G32 manufactured by Keyence Corporation) was used to measure the displacement of the conductor.
  • transforms so that the distance between 120a may become large.
  • transforms so that the distance between the 2nd flow-path part 110b and the 2nd magnetic sensor 120b becomes large as ambient temperature rises. Therefore, the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path portion 110a in the first magnetic sensor 120a even though the strength of the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path portion 110a does not change.
  • the output voltage of the first magnetic sensor 120a is reduced. Further, the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path 110b in the second magnetic sensor 120b even though the strength of the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path 110b does not change. And the output voltage of the second magnetic sensor 120b decreases. As a result, the output voltage of the current sensor 100 becomes small.
  • the inventor of the present application deforms each of the first flow path part 110a and the second flow path part 110b in the conductor 110, and as a result, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor. It has been discovered that the strength of the magnetic field in each of 120b varies and the output voltage of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b changes. As a result, an output error of the current sensor 100 occurs.
  • the first flow path portion 110a is caused by temperature fluctuation (fluctuation in ambient temperature and heat generation due to energization).
  • transforming is also correct
  • FIG. 9A is a diagram illustrating qualitative temperature characteristics of the first correction coefficient and the second correction coefficient in the current sensor according to the first embodiment.
  • 9B shows qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 9A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient.
  • FIG. 9C shows a qualitative expression of the product of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor and the first correction coefficient of the first embodiment, and the product of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor and the second correction coefficient of the first embodiment. It is a figure which shows an appropriate temperature characteristic.
  • FIG. 9D is a diagram illustrating qualitative temperature characteristics of the output voltage of the current sensor according to the first embodiment.
  • the first memory 160a stores a plurality of first correction coefficients K as the first reference table 161a in association with each ambient temperature (FIG. 9A).
  • the first correction coefficient K depends on the first element correction coefficient Kd (FIG. 9B) for correcting the fluctuation (FIG. 7A) of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a due to the fluctuation of the ambient temperature, and the fluctuation of the ambient temperature. It is obtained by multiplying by the first conductor correction coefficient Km (FIG. 9B) for correcting the fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a.
  • the first flow path part 110a is deformed so that the distance between the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a increases, and the output voltage of the first magnetic sensor 120a decreases.
  • the first conductor correction coefficient Km is set to increase as the temperature increases, as shown in FIG. 9B. Accordingly, as shown in FIG. 9A, the first correction coefficient K has an increase amount larger than the increase amount of the first element correction coefficient Kd (broken line) with respect to the temperature rise.
  • the second memory 160b stores a plurality of second correction coefficients K in association with each ambient temperature as the second reference table 161b (FIG. 9A).
  • the second correction coefficient K depends on the second element correction coefficient Kd (FIG. 9B) for correcting the fluctuation (FIG. 7A) of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b due to the fluctuation of the ambient temperature, and the fluctuation of the ambient temperature. It is obtained by multiplying the second conductor correction coefficient Km (FIG. 9B) for correcting the fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 110b.
  • the second flow path part 110b is deformed so that the distance between the second flow path part 110b and the second magnetic sensor 120b increases, and the output voltage of the second magnetic sensor 120b decreases.
  • the second conductor correction coefficient Km is set to increase as the temperature increases, as shown in FIG. 9B. Accordingly, as shown in FIG. 9A, the second correction coefficient K has an increase amount larger than the increase amount of the second element correction coefficient Kd (broken line) with respect to the temperature rise.
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a and the first correction coefficient K (Kd ⁇ Km) is set to increase as the temperature increases (FIG. 9C).
  • the product (broken line) of the magnetoelectric conversion gain G and the first element correction coefficient Kd of the first magnetic sensor 120a is constant with respect to the temperature rise.
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G and the second correction coefficient K (Kd ⁇ Km) of the second magnetic sensor 120b is set so as to increase as the temperature increases (FIG. 9C).
  • the product (broken line) of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b and the second element correction coefficient Kd is constant with respect to the temperature rise.
  • the temperature change of the output voltage of the current sensor 100 when the current to be measured flows through the conductor 110 can be made constant (FIG. 9D).
  • a magnetic field is applied to the first magnetic sensor 120a by a magnetic field generator such as a Helmholtz coil while changing the ambient temperature using a thermostatic bath, and the input / output characteristics of the first magnetic sensor 120a are measured to determine the temperature of the magnetoelectric conversion gain G. The characteristics are measured (FIG. 7A).
  • a first element correction coefficient Kd for canceling the temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a is obtained (FIG. 9B).
  • the first element correction coefficient Kd may be obtained so that the temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a is constant, the temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a is set to a predetermined value.
  • the first element correction coefficient Kd that is reduced to fall within the range may be obtained.
  • the temperature characteristic of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b may be measured, and the second element correction coefficient Kd for canceling the measured temperature fluctuation of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b may be obtained. That is, the temperature variation of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a and the temperature variation of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b are separately measured, and the first element correction coefficient Kd and the second element correction coefficient Kd are measured. May be set separately. Thus, by individually measuring and grasping the characteristics of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, individual variations of the magnetic sensor can be reflected in the correction coefficient, and a current sensor with higher accuracy can be reflected. Can be realized.
  • the temperature variation of the magnetoelectric conversion gain G of only one of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is measured, and the same element correction is performed as the first element correction coefficient Kd and the second element correction coefficient Kd.
  • a coefficient may be set. For example, when the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are manufactured in the same lot and the variation in temperature characteristics of these magnetoelectric conversion gains G is small, based on the temperature characteristic of one of the magnetoelectric conversion gains.
  • the obtained element correction coefficient Kd may be applied to both the first element correction coefficient Kd and the second element correction coefficient Kd.
  • the temperature to be measured may be two or more points.
  • the number of measurement temperatures is appropriately determined according to the tendency of the temperature characteristics of the magnetic sensor. For example, if the change in temperature characteristics is linear, the magnetoelectric conversion gain at other temperatures may be approximately determined from the temperatures at two points. On the other hand, when the change in temperature characteristics is non-linear, the accuracy of correction can be increased by increasing the number of measured temperatures.
  • the mounting state of the magnetic sensor at the time of measurement is not limited.
  • the measurement may be performed with a single magnetic sensor.
  • you may measure in the state mounted in the printed circuit board, and may be measured in the state mounted as a current sensor. In this way, by measuring and grasping the characteristics of the magnetic sensor in the mounted state, the characteristic change at the time of mounting the magnetic sensor can be considered in the correction coefficient, and a more accurate current sensor can be realized. it can.
  • a current is passed through the conductor 110, and a change in ambient temperature due to heat generation of the first flow path portion 110a in the conductor 110 and a deformation amount of the first flow path portion 110a are measured (FIGS. 8C and 8D).
  • the amount of change in the strength of the first magnetic field at the position of the first magnetic sensor 120a at the current value to be measured is calculated from the amount of deformation of the first flow path part 110a, and the output voltage of the first magnetic sensor 120a is estimated.
  • a first conductor correction coefficient Km for canceling the temperature fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a is obtained (FIG. 9B).
  • the first conductor correction coefficient Km may be obtained so that the temperature fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a is constant, but the temperature fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a is within a predetermined range.
  • the first conductor correction coefficient Km may be obtained to such an extent that the first conductor correction coefficient Km is reduced.
  • a current is passed through the conductor 110, and the first magnetic sensor 120a due to a change in ambient temperature due to heat generation of the first flow path portion 110a in the conductor 110 and a deformation of the first flow path portion 110a in the conductor 110. And the change in the output voltage may be measured.
  • the second conductor correction coefficient Km for canceling the temperature fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b may be obtained. That is, the temperature fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a and the temperature fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 110b are separately measured. Thus, the first conductor correction coefficient Km and the second conductor correction coefficient Km may be set separately.
  • the temperature variation of only one output voltage may be measured, and the same conductor correction coefficient may be set as the first conductor correction coefficient Km and the second conductor correction coefficient Km.
  • the conductor correction coefficient Km obtained based on the temperature characteristic of the output voltage of any one of the magnetic sensors is used as the first element. You may apply to both the correction coefficient Kd and the 2nd element correction coefficient Kd.
  • the first correction coefficient K is obtained by multiplying the first element correction coefficient Kd and the first conductor correction coefficient Km for each obtained temperature (FIG. 9A). Further, the second correction coefficient K is obtained by multiplying the second element correction coefficient Kd and the second conductor correction coefficient Km for each obtained temperature (FIG. 9A).
  • the obtained first correction coefficients K are stored in the first memory 160a as the first reference table 161a in association with each corresponding ambient temperature. Further, the obtained plurality of second correction coefficients K are stored in the second memory 160b as the second reference table 161b in association with each corresponding ambient temperature.
  • the first correction coefficient and the second correction coefficient are the deformation method of the first flow path part 110a and the second flow path part 110b, and the first magnetic sensor 120a and Various modifications are possible depending on the fluctuation characteristics of the magnetoelectric conversion gain of each of the second magnetic sensors 120b.
  • the first flow path part 110a is deformed so that the distance between the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a is reduced, and the second flow path part 110b
  • the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path 110a in the first magnetic sensor 120a is not affected by the change in the strength of the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path 110a.
  • the strength of the magnetic field increases and the output voltage of the first magnetic sensor 120a increases.
  • the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path 110b in the second magnetic sensor 120b even though the strength of the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path 110b does not change. And the output voltage of the second magnetic sensor 120b increases. As a result, the output voltage of the current sensor 100 increases.
  • FIG. 10A is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first correction coefficient and the second correction coefficient of Modification 1.
  • 10B shows the qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 10A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient.
  • FIG. 10C is a qualitative representation of the product of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor and the first correction coefficient of the first modification, and the product of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor and the second correction coefficient of the first modification. It is a figure which shows an appropriate temperature characteristic.
  • FIG. 10D is a diagram illustrating a qualitative temperature characteristic of the output voltage of the current sensor according to the first modification.
  • the first memory 160a stores a plurality of first correction coefficients K in association with each ambient temperature as the first reference table 161a (FIG. 10A).
  • the first correction coefficient K of Modification 1 is obtained by multiplying the same first element correction coefficient Kd (FIG. 10B) as in Embodiment 1 and the first conductor correction coefficient Km (FIG. 10B) of Modification 1. It is done.
  • the temperature rises when the first flow path part 110a is deformed so that the distance between the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a becomes smaller, the output voltage of the first magnetic sensor 120a becomes growing. In order to correct this, as shown in FIG.
  • the first conductor correction coefficient Km of Modification 1 is set so as to decrease as the temperature increases.
  • the first correction coefficient K of the first modification has an increase amount smaller than the increase amount of the first element correction coefficient Kd (broken line) with respect to the temperature rise.
  • the second memory 160b stores a plurality of second correction coefficients K as the second reference table 161b in association with each ambient temperature (FIG. 10A).
  • the second correction coefficient K of Modification 1 is obtained by multiplying the second element correction coefficient Kd (FIG. 10B) similar to that of Embodiment 1 and the second conductor correction coefficient Km (FIG. 10B) of Modification 1. It is done.
  • the second conductor correction coefficient Km of the first modification is set so as to decrease as the temperature increases, as shown in FIG. 10B.
  • the second correction coefficient K of the first modification has an increase amount smaller than the increase amount of the second element correction coefficient Kd (broken line) with respect to the temperature rise.
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G and the first correction coefficient K (Kd ⁇ Km) of the first magnetic sensor 120a is set so as to decrease as the temperature increases (FIG. 10C).
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G and the second correction coefficient K (Kd ⁇ Km) of the second magnetic sensor 120b is set so as to decrease as the temperature increases (FIG. 10C).
  • the change in the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a due to temperature fluctuation is linear, and the second flow path part 110b due to temperature fluctuation is deformed.
  • the case where the change in the output voltage of the second magnetic sensor 120b is linear has been described.
  • the change in the output voltage of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b may not be linear.
  • the change in the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a due to temperature fluctuation is nonlinear, and the second due to the deformation of the second flow path part 110b due to temperature fluctuation.
  • the case where the change in the output voltage of the magnetic sensor 120b is nonlinear will be described.
  • FIG. 11A is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first correction coefficient and the second correction coefficient of Modification 2.
  • 11B shows qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 11A, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient.
  • FIG. 11C is a qualitative representation of the product of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor and the first correction coefficient of the second modification, and the product of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor and the second correction coefficient of the second modification. It is a figure which shows an appropriate temperature characteristic.
  • FIG. 11D is a diagram illustrating qualitative temperature characteristics of the output voltage of the current sensor according to the second modification.
  • the first memory 160a stores a plurality of first correction coefficients K as the first reference table 161a in association with each ambient temperature (FIG. 11A).
  • the first correction coefficient K of Modification 2 is obtained by multiplying the same first element correction coefficient Kd (FIG. 11B) as in Embodiment 1 and the first conductor correction coefficient Km (FIG. 11B) of Modification 2. It is done.
  • the first conductor correction coefficient Km of the second modification increases as shown in FIG. 11B. Is set so as to increase nonlinearly.
  • the first correction coefficient K of Modification 2 increases nonlinearly as the temperature increases.
  • the second memory 160b stores a plurality of second correction coefficients K as the second reference table 161b in association with each ambient temperature (FIG. 11A).
  • the second correction coefficient K of the second modification is obtained by multiplying the second element correction coefficient Kd (FIG. 11B) similar to that of the first embodiment and the second conductor correction coefficient Km (FIG. 11B) of the second modification. It is done.
  • the second conductor correction coefficient Km of the second modification increases as shown in FIG. 11B. Is set so as to increase nonlinearly.
  • the second correction coefficient K of Modification 2 increases nonlinearly as the temperature increases.
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a and the first correction coefficient K (Kd ⁇ Km) is set so as to increase nonlinearly as the temperature increases (FIG. 11C).
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G and the second correction coefficient K (Kd ⁇ Km) of the second magnetic sensor 120b is set to increase nonlinearly as the temperature increases (FIG. 11C).
  • the output voltage of the current sensor 100 is set to increase nonlinearly as the temperature increases.
  • the temperature change of the output voltage of the current sensor 100 when the current to be measured flows through the conductor 110 can be made constant (FIG. 11D).
  • the correction accuracy for temperature can be made non-linear so that the accuracy of correction can be further increased.
  • FIG. 12A is a diagram showing qualitative temperature characteristics of magnetoelectric conversion gains of the first magnetic sensor and the second magnetic sensor of Modification 3.
  • FIG. 12B is a diagram showing qualitative temperature characteristics of the first correction coefficient and the second correction coefficient of Modification 3.
  • 12C shows qualitative temperature characteristics of the first element correction coefficient and the first conductor correction coefficient in the first correction coefficient shown in FIG. 12B, and the second element correction coefficient and the second conductor correction coefficient in the second correction coefficient.
  • FIG. FIG. 12D is a qualitative representation of the product of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor and the first correction coefficient of the third modification, and the product of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor and the second correction coefficient of the third modification. It is a figure which shows an appropriate temperature characteristic.
  • FIG. 12E is a diagram illustrating a qualitative temperature characteristic of the output voltage of the current sensor according to the third modification.
  • the first memory 160a stores a plurality of first correction coefficients K as the first reference table 161a in association with each ambient temperature (FIG. 12B).
  • the first correction coefficient K of the third modification is obtained by multiplying the first element correction coefficient Kd (FIG. 12C) of the third modification and the first conductor correction coefficient Km (FIG. 12C) similar to that of the first embodiment. It is done.
  • the first element correction coefficient Kd of Modification 3 is shown in FIG. 12C.
  • the temperature is set to increase nonlinearly as the temperature rises.
  • the first correction coefficient K of Modification 3 increases nonlinearly as the temperature increases.
  • the second memory 160b stores a plurality of second correction coefficients K in association with each ambient temperature as a second reference table 161b (FIG. 12B).
  • the second correction coefficient K of the modification 3 is obtained by multiplying the second element correction coefficient Kd (FIG. 12C) of the modification 3 and the second conductor correction coefficient Km (FIG. 12C) similar to that of the first embodiment. It is done.
  • the second element correction coefficient Kd of Modification 3 is shown in FIG. 12C.
  • the temperature is set to increase nonlinearly as the temperature rises.
  • the second correction coefficient K of Modification 3 increases nonlinearly as the temperature increases.
  • the product of the magnetoelectric conversion gain G of the first magnetic sensor 120a and the first correction coefficient K (Kd ⁇ Km) is set to increase as the temperature increases (FIG. 12D). Further, the product of the magnetoelectric conversion gain G of the second magnetic sensor 120b and the second correction coefficient K (Kd ⁇ Km) is set so as to increase as the temperature increases (FIG. 12D). Thus, when no current flows through the conductor 110, the output voltage of the current sensor 100 is set to increase as the temperature increases.
  • the temperature change of the output voltage of the current sensor 100 when the current to be measured flows through the conductor 110 can be made constant (FIG. 12E).
  • the correction accuracy for temperature can be made non-linear so that the accuracy of correction can be further increased.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the first correction coefficient setting operation by the first correction unit 140a. The flowchart of FIG. 13 is executed in a state where the first reference table 160a indicating the correspondence between the ambient temperature and the first correction coefficient K (see FIG. 9A) is stored in the first memory 160a.
  • the first correction unit 140a inputs the ambient temperature detected by the first temperature sensor 150a (S1).
  • the first correction unit 140a refers to the first reference table 161a of the first memory 160a, and in the correspondence relationship (FIG. 9A) indicated by the first reference table 161a, the first correction coefficient corresponding to the input ambient temperature.
  • K is acquired (S2).
  • the first correction unit 140a sets the amplification gain of the amplifier 130a based on the acquired first correction coefficient K (S3).
  • the first correction coefficient setting operation by the first correction unit 140a is not limited to the above example.
  • the first correction unit 140a may acquire (determine) the first correction coefficient corresponding to the input ambient temperature continuously at all times and set the amplification gain of the amplifier 130a.
  • the first correction unit 140a may determine the correction coefficient in a stepwise manner and set the amplification gain of the amplifier. For example, the first correction unit 140a may update the first correction coefficient and reset the amplification gain of the amplifier 130a when the input ambient temperature deviates by a predetermined value or more from the previously set temperature. .
  • the current sensor 100 of the present embodiment includes the first flow path part 110a and the second flow path part 110b branched in the conductor 110 through which the current to be measured flows.
  • the first flow path part 110a through which a part of the current flows
  • the second flow path part 110b through which a current other than a part of the current to be measured flows
  • the first magnetic field generated by the current flowing through the first flow path part 110a The first magnetic sensor 120a for detecting the strength and the second magnetic sensor 120b for detecting the strength of the second magnetic field generated by the current flowing through the second flow path part 110b are provided.
  • the current sensor 100 of the present embodiment uses one magnetic sensor without branching the conductor by differentially amplifying the output voltage of the first magnetic sensor 120a and the output voltage of the second magnetic sensor 120b. Compared to the case, a double output voltage can be obtained, and the detection sensitivity can be doubled. Further, according to the current sensor 100 of the present embodiment, by adopting differential amplification, it is possible to reduce common mode noise due to a disturbance magnetic field such as a magnetic field generated by a current flowing in an adjacent conductor. . Thus, the current sensor 100 of the present embodiment can reduce the influence of the external magnetic field while increasing the sensitivity to the current to be measured flowing through the conductor 110.
  • the current sensor 100 of the present embodiment it is not necessary to use a magnetic core that collects a magnetic field in order to increase the detection sensitivity, and the size can be reduced.
  • the current sensor 100 has the first magnetic field due to the deformation of the first flow path portion 110a due to the variation in the ambient temperature in addition to the variation in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the variation in the ambient temperature.
  • the second flow path part 110b is caused by fluctuations in ambient temperature in addition to the first correction part 140a that also corrects fluctuations in the output voltage of the sensor 120a.
  • a second correction unit 140b that also corrects fluctuations in the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to deformation.
  • the current sensor 100 of the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor.
  • the temperature fluctuations of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are corrected by correcting the amplification gains of the amplifier 130a and the amplifier 130b connected to the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, respectively. Differentially amplifies the output voltage. Thereby, the common mode noise by a disturbance magnetic field can be reduced more, and the tolerance with respect to an external magnetic field can be improved more.
  • the dimensions (length, width, thickness, cross-sectional area) of the first flow path portion 110a and the dimensions (length, width, thickness, cross-sectional area) of the second flow path portion 110b are substantially the same. It may be the same. Thereby, the magnitudes of the currents divided into the first flow path part 110a and the second flow path part 110b become the same, and the magnetic field applied to the first magnetic sensor 120a disposed in the vicinity of the first flow path part 110a The magnetic field applied to the second magnetic sensor 120b disposed in the vicinity of the second flow path portion 110b can be made substantially the same.
  • the distance between the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a and the distance between the second flow path part 110b and the second magnetic sensor 120b may be substantially equal. .
  • the amount of change in the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a is made substantially equal to the amount of change in the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 110b. be able to.
  • the error between the dimension of the first channel part 110a and the dimension of the second channel part 110b, the distance between the first channel part 110a and the first magnetic sensor 120a, the second channel part 110b, An offset voltage may occur in the output voltage of the current sensor 100 due to an error from the distance to the second magnetic sensor 120b or the like.
  • the first correction unit 140a and the second correction unit 140b may have an offset voltage adjustment function.
  • the first temperature sensor 150a and the first magnetic sensor 120a may be enclosed in the same resin package, and the second temperature sensor 150b and the second magnetic sensor 120b are included in the same resin package. It may be enclosed. Thereby, the ambient temperature of each of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b can be accurately measured. As a result, it is possible to improve the correction accuracy of the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the fluctuation of the ambient temperature and the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to the fluctuation of the ambient temperature.
  • the first temperature sensor 150a may be disposed in the vicinity of the first flow path portion 110a
  • the second temperature sensor 150b may be disposed in the vicinity of the second flow path portion 110b.
  • each ambient temperature of the 1st channel part 110a and the 2nd channel part 110b can be measured with sufficient accuracy.
  • a change in the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 110a due to a change in the ambient temperature and a second due to the deformation of the second flow path part 110b due to a change in the ambient temperature.
  • the correction accuracy of fluctuations in the output voltage of the magnetic sensor 120b can be improved.
  • the correction of the temperature fluctuation of the output voltage of the magnetic sensor of the present invention is suitable for the current sensor 100 that branches the conductor 110 and differentially amplifies the output voltages of the two magnetic sensors 120a and 120b as in this embodiment. Applied.
  • the first correction unit 140a causes the first magnetic sensor 120a to be deformed by deformation of the first flow path part 110a.
  • the fluctuation of the output voltage can be corrected, and the fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 110b can be corrected by the second correction part 140b.
  • a small current sensor can be realized.
  • the amplification gains of the two amplifiers 130a and 130b are corrected by the two correction units 140a and 140b.
  • a configuration for correcting the amplification gain of one amplifier by one correction unit will be described. That is, in the second embodiment, fluctuations in the output voltage of the first magnetic sensor 120a and fluctuations in the output voltage of the second magnetic sensor 120b are collectively corrected by the amplification gain of one amplifier.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit 190b in the current sensor according to the second embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190b in the current sensor 100 according to the second embodiment includes a correction unit 140c instead of the first correction unit 140a and the second correction unit 140b in the magnetic sensor unit 190 of the first embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190b of this embodiment includes a temperature sensor 150c instead of the first temperature sensor 150a and the second temperature sensor 150b of Embodiment 1, and the first memory 160a and the second memory 160b of Embodiment 1 are provided. Instead, a memory 160c is provided.
  • the amplifier 130 c has a gain adjustment terminal, and changes the amplification gain under the control of the correction unit 140.
  • the temperature sensor 150c is positioned between the first flow path part 110a and the second flow path part 110b in the width direction (X-axis direction), and the first flow path part 110a, the first magnetic sensor 120a, and the first flow sensor part 110b.
  • the ambient temperature of the two flow paths 110b and the second magnetic sensor 120b is measured.
  • the memory 160c stores a plurality of correction coefficients K in association with each ambient temperature as a reference table 161c.
  • the correction coefficient K corrects the element correction coefficient Kd for correcting the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the fluctuation of the ambient temperature and the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to the fluctuation of the ambient temperature.
  • the element correction coefficient Kd for performing the conductor correction coefficient Km for correcting the output voltage fluctuation of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path portion 110a due to the fluctuation of the ambient temperature, and the fluctuation of the ambient temperature Is obtained by multiplying by the conductor correction coefficient Km for correcting the fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 110b.
  • the correction unit 140c refers to the reference table 161c related to the correction coefficient K stored in the memory 160c, and determines the correction coefficient K corresponding to the ambient temperature detected by the temperature sensor 150c.
  • the correction unit 140c corrects the amplification gain of the amplifier 130c in the amplification unit 130 based on the determined correction coefficient K.
  • the correction unit 140c causes the first change due to the change in the ambient temperature in addition to the change in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b due to the change in the ambient temperature. Variations in output voltages of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b due to deformation of the first flow path part 110a and the second flow path part 110b are also corrected. As a result, the current sensor 100 of the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor, as compared with the conventional case.
  • the amplification gains of the amplifiers 130a and 130b in the amplification unit 130 at the output stage of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are corrected.
  • the magnetoelectric conversion gains of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are corrected.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit 190c in the current sensor according to the third embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190c in the current sensor 100 of the third embodiment is different from that of the first embodiment in that the magnetic sensor unit 190 of the first embodiment further includes a first changing unit 145a and a second changing unit 145b. Different.
  • the first changing unit 145a is connected between the first magnetic sensor 120a and the power supply terminal Vdd.
  • the first changing unit 145a receives a power supply voltage from the power supply terminal Vdd, and changes the drive voltage (drive current) input to the first magnetic sensor 120a under the control of the first correction unit 140a.
  • the first changing unit 145a includes a transistor 146a and an amplifier 147a.
  • the transistor 146a is, for example, an FET.
  • the drain terminal of the transistor 146a is connected to the power supply terminal Vdd, and the source terminal of the transistor 146a is connected to the first magnetic sensor 120a.
  • the gate terminal of the transistor 146a is connected to the output terminal of the amplifier 147a.
  • One input terminal of the amplifier 147a is connected to the first correction unit 140a, and the other input terminal of the amplifier 147a is connected to the source terminal of the transistor 146a.
  • the second changing unit 145b is connected between the second magnetic sensor 120b and the power supply terminal Vdd.
  • the second changing unit 145b receives a power supply voltage from the power supply terminal Vdd, and changes the driving voltage (driving current) input to the second magnetic sensor 120b under the control of the second correcting unit 140b.
  • the second changing unit 145b includes a transistor 146b and an amplifier 147b.
  • the transistor 146b is, for example, an FET.
  • the drain terminal of the transistor 146b is connected to the power supply terminal Vdd, and the source terminal of the transistor 146b is connected to the second magnetic sensor 120b.
  • the gate terminal of the transistor 146b is connected to the output terminal of the amplifier 147b.
  • One input terminal of the amplifier 147b is connected to the second correction unit 140b, and the other input terminal of the amplifier 147b is connected to the source terminal of the transistor 146b.
  • FETs are exemplified as the transistors 146a and 146b.
  • the transistors 146a and 146b are not limited to this, and may be bipolar transistors or the like.
  • a variable resistance element may be used instead of the transistors 146a and 146b.
  • the first temperature sensor 150a measures the ambient temperature of the first flow path part 110a and the first magnetic sensor 120a.
  • the second temperature sensor 150b measures the ambient temperature of the second flow path part 110b and the second magnetic sensor 120b.
  • the first memory 160a stores a plurality of correction coefficients K in association with each ambient temperature as a reference table 161a.
  • the correction coefficient K is an element correction coefficient Kd for correcting the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the fluctuation of the ambient temperature, and the first due to the deformation of the first flow path part 110a due to the fluctuation of the ambient temperature. It is obtained by multiplying by the conductor correction coefficient Km for correcting the fluctuation of the output voltage of the magnetic sensor 120a.
  • the second memory 160b stores a plurality of correction coefficients K as a reference table 161b in association with each ambient temperature.
  • the correction coefficient K is the element correction coefficient Kd for correcting the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to the fluctuation of the ambient temperature, and the second due to the deformation of the second flow path part 110b due to the fluctuation of the ambient temperature. It is obtained by multiplying by the conductor correction coefficient Km for correcting the fluctuation of the output voltage of the magnetic sensor 120b.
  • the first correction unit 140a refers to the reference table 161a related to the correction coefficient K stored in the first memory 160a, and determines the correction coefficient K corresponding to the ambient temperature detected by the first temperature sensor 150a.
  • the first correction unit 140a controls the first change unit 145a based on the determined correction coefficient K, and controls the drive voltage (drive current) of the first magnetic sensor 120a.
  • the first correction unit 140a corrects the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a.
  • the second correction unit 140b refers to the reference table 161b related to the correction coefficient K stored in the second memory 160b, and determines the correction coefficient K corresponding to the ambient temperature detected by the second temperature sensor 150b.
  • the second correction unit 140b controls the second change unit 145b based on the determined correction coefficient K, and controls the drive voltage (drive current) of the second magnetic sensor 120b. Accordingly, the second correction unit 140b corrects the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b.
  • the first correction unit 140a causes the first current corresponding to the variation in the ambient temperature in addition to the variation in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the variation in the ambient temperature.
  • the fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the path portion 110a is also corrected.
  • the second correction unit 140b causes fluctuations in the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to deformation of the second flow path part 110b in addition to fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to fluctuations in the ambient temperature. Also correct.
  • the current sensor 100 of the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor, as compared with the conventional case.
  • correction is performed by digital processing using the correction units 140a and 140b, the temperature sensors 150a and 150b, and the memories 160a and 160b.
  • correction is performed by analog processing using a circuit element having temperature variation characteristics.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit 190d in the current sensor according to the fourth embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190 d in the current sensor 100 according to the fourth embodiment includes an amplification unit 230 instead of the amplification unit 130 in the magnetic sensor unit 190 of the first embodiment.
  • the amplifying unit 230 includes a first amplifying circuit 230a, a second amplifying circuit 230b, and an amplifier 231c.
  • the first amplifier circuit 230a includes an amplifier 231a and resistance elements Ra, Rb, and Rc.
  • the second amplifier circuit 230b includes an amplifier 231b and resistance elements Ra, Rb, and Rc.
  • the first amplifier circuit 230a amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a.
  • the second amplifier circuit 230b amplifies the output voltage of the second magnetic sensor 120b.
  • the amplifier 231c differentially amplifies the output voltage of the amplifier 230a and the output voltage of the amplifier 230b.
  • the resistance element Ra is connected between the negative input terminal of the amplifier 231a and a connection point between the magnetoresistance element MR3 and the magnetoresistance element MR4 in the first magnetic sensor 120a.
  • the resistance element Rb is connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifier 231a.
  • the resistance element Rc is connected between the output terminal of the amplifier 231a and the negative input terminal of the amplifier 231c.
  • the positive input terminal of the amplifier 231a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the first magnetic sensor 120a.
  • the resistance elements Ra, Rb, and Rc of the first amplifier circuit 230a function as elements that set the amplification gain of the first amplifier circuit 230a.
  • the resistor elements Ra, Rb, and Rc correct the temperature fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a. It also functions as one correction unit 240a.
  • the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc vary depending on the ambient temperature. In the present embodiment, fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to fluctuations in the ambient temperature, and fluctuations in the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to deformation of the first flow path portion 110a due to fluctuations in the ambient temperature. So that the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc are determined.
  • the resistance element Ra is connected between the negative input terminal of the amplifier 231b and a connection point between the magnetoresistance element MR3 and the magnetoresistance element MR4 in the second magnetic sensor 120b.
  • the resistance element Rb is connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifier 231b.
  • the resistance element Rc is connected between the output terminal of the amplifier 231b and the plus input terminal of the amplifier 231c.
  • the positive input terminal of the amplifier 231b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the second magnetic sensor 120b.
  • the resistance elements Ra, Rb, and Rc of the second amplifier circuit 230b function as elements that set the amplification gain of the second amplifier circuit 230b.
  • the resistor elements Ra, Rb, and Rc correct the temperature variation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b. 2 also functions as the correction unit 240b.
  • the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to the fluctuation of the ambient temperature and the fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path portion 110b due to the fluctuation of the ambient temperature. So that the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc are determined.
  • amendment part 240b illustrated the form provided with resistance element Ra, Rb, Rc.
  • the first correction unit 240a and the second correction unit 240b are not limited to this, and may include a thermistor, a diode, a Pt (platinum resistor) sensor, or the like instead of the resistance element.
  • the first correction unit 240a and the second correction unit 240b include resistance elements Ra, Rb, and Rc that have a variation characteristic that varies due to a variation in ambient temperature.
  • the first correction unit 240a performs the first magnetic sensor due to the deformation of the first flow path unit 110a according to the variation in the ambient temperature in addition to the variation in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the variation in the ambient temperature.
  • the fluctuation of the output voltage of 120a is also corrected.
  • the second correction unit 240b performs fluctuations in the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to deformation of the second flow path part 110b in addition to fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to fluctuations in the ambient temperature. Also correct. Therefore, the current sensor 100 according to the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor.
  • correction is performed by digital processing using the correction unit 140c, the temperature sensor 150c, and the memory 160c.
  • correction is performed by analog processing using a circuit element having temperature variation characteristics.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the magnetic sensor unit 190e in the current sensor according to the fifth embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190e in the current sensor 100 according to the fifth embodiment includes an amplification unit 230 instead of the amplification unit 130 in the magnetic sensor unit 190b according to the second embodiment.
  • the amplification unit 230 includes an amplifier 231a, an amplifier 231b, and an amplification circuit 230c.
  • the amplifier circuit 230c includes an amplifier 231c and resistance elements Ra, Rb, and Rc.
  • the negative input terminal of the amplifier 231a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the first magnetic sensor 120a.
  • the positive input terminal of the amplifier 231a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the first magnetic sensor 120a.
  • the amplifier 231a amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a.
  • the negative input terminal of the amplifier 231b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the second magnetic sensor 120b.
  • the positive input terminal of the amplifier 231b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the second magnetic sensor 120b.
  • the amplifier 231b amplifies the output voltage of the second magnetic sensor 120b.
  • the resistance element Ra is connected between the negative input terminal of the amplifier 231c and the output terminal of the amplifier 231a.
  • the resistance element Rb is connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifier 231c.
  • the resistance element Rc is connected between the output terminal of the amplifier 231c and the circuit element at the subsequent stage.
  • the positive input terminal of the amplifier 231c is connected to the output terminal of the amplifier 231b.
  • the amplifier 230c differentially amplifies the output voltage of the amplifier 231a and the output voltage of the amplifier 231b.
  • the resistance elements Ra, Rb, and Rc of the amplifier circuit 230c function as elements that set the amplification gain of the amplifier circuit 230c.
  • the resistor elements Ra, Rb, and Rc can also be used as the correction unit 240c that corrects the temperature variation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a. Function.
  • the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc vary depending on the ambient temperature.
  • the first flow path part 110a is caused by fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to fluctuations in the ambient temperature, fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to fluctuations in the ambient temperature, and fluctuations in ambient temperature.
  • Each resistor so as to cancel the fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first magnetic sensor and the fluctuation of the output voltage of the current sensor 100 due to the deformation of the second flow path portion 110b due to the fluctuation of the ambient temperature.
  • Resistance values of the elements Ra, Rb, and Rc are determined.
  • the correction unit 240c includes the resistance elements Ra, Rb, and Rc that have a variation characteristic that varies due to variations in the ambient temperature. Accordingly, the correction unit 240c includes the first flow path unit 110a and the second flow channel unit according to the change in the ambient temperature in addition to the change in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b due to the change in the ambient temperature. The fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the flow path part 110b is also corrected. Therefore, the current sensor 100 according to the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor.
  • correction is performed by digital processing using the correction units 140a and 140b, the temperature sensors 150a and 150b, the memories 160a and 160b, and the change units 145a and 145b.
  • correction is performed by analog processing using a circuit element having temperature variation characteristics.
  • FIG. 18 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor unit 190f in the current sensor according to the sixth embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190f in the current sensor 100 of the sixth embodiment includes an amplifying unit 230 instead of the amplifying unit 130 in the magnetic sensor unit 190c of the third embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190f includes a first correction unit 340a instead of the first correction unit 140a, the first temperature sensor 150a, the first memory 160a, and the first change unit 145a of the third embodiment.
  • the magnetic sensor unit 190f includes a second correction unit 340c instead of the second correction unit 140b, the second temperature sensor 150b, the second memory 160b, and the second change unit 145b of the third embodiment.
  • the amplification unit 230 includes an amplifier 231a, an amplifier 231b, and an amplifier 231c.
  • the negative input terminal of the amplifier 231a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the first magnetic sensor 120a.
  • the positive input terminal of the amplifier 231a is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the first magnetic sensor 120a.
  • the amplifier 231a amplifies the output voltage of the first magnetic sensor 120a.
  • the negative input terminal of the amplifier 231b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR3 and the magnetoresistive element MR4 in the second magnetic sensor 120b.
  • the positive input terminal of the amplifier 231b is connected to a connection point between the magnetoresistive element MR1 and the magnetoresistive element MR2 in the second magnetic sensor 120b.
  • the amplifier 231b amplifies the output voltage of the second magnetic sensor 120b.
  • the minus input terminal of the amplifier 231c is connected to the output terminal of the amplifier 231a, and the plus input terminal of the amplifier 231c is connected to the output terminal of the amplifier 231b.
  • the amplifier 231c differentially amplifies the output voltage of the amplifier 231a and the output voltage of the amplifier 231b.
  • the first correction unit 340a is connected between the first magnetic sensor 120a and the power supply terminal Vdd.
  • the first correction unit 340a includes a resistance element Rd.
  • the resistance value of the resistance element Rd varies depending on the ambient temperature.
  • fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to fluctuations in the ambient temperature, and fluctuations in the output voltage of the current sensor 100 due to deformation of the first flow path portion 110a due to fluctuations in the ambient temperature are cancelled.
  • the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc are determined.
  • amendment part 240a controls the drive voltage (drive current) of the 1st magnetic sensor 120a, and correct
  • the second correction unit 340b is connected between the second magnetic sensor 120b and the power supply terminal Vdd.
  • the second correction unit 340b includes a resistance element Rd.
  • the resistance value of the resistance element Rd varies depending on the ambient temperature.
  • fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to fluctuations in the ambient temperature, and fluctuations in the output voltage of the current sensor 100 due to deformation of the second flow path portion 110b due to fluctuations in the ambient temperature are cancelled.
  • the resistance values of the resistance elements Ra, Rb, and Rc are determined.
  • the 2nd correction part 240b controls the drive voltage (drive current) of the 2nd magnetic sensor 120b, and amends the magnetoelectric conversion gain of the 2nd magnetic sensor 120b.
  • the first correction unit 240a and the second correction unit 240b include the resistance element Rd having a variation characteristic that varies depending on the variation of the ambient temperature.
  • the first correction unit 240a performs the first magnetic sensor due to the deformation of the first flow path unit 110a according to the variation in the ambient temperature in addition to the variation in the magnetoelectric conversion gain of the first magnetic sensor 120a due to the variation in the ambient temperature.
  • the fluctuation of the output voltage of 120a is also corrected.
  • the second correction unit 240b performs fluctuations in the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to deformation of the second flow path part 110b in addition to fluctuations in the magnetoelectric conversion gain of the second magnetic sensor 120b due to fluctuations in the ambient temperature. Also correct. Therefore, the current sensor 100 according to the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor.
  • the conductor 110 is branched into two flow passage portions 110a and 110b, and a temperature correction is performed in a current sensor that detects and differentially amplifies a magnetic field that circulates each of the flow passage portions 110a and 110b. explained.
  • a mode in which temperature correction is performed in a current sensor that does not branch a conductor will be described.
  • FIG. 19 is a perspective view showing an appearance of the current sensor according to the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an electrical configuration of the magnetic sensor and the electronic component shown in FIG.
  • the current sensor 200 includes a conductor 210, a magnetic core 125, a magnetic sensor 120, and an electronic component 240.
  • the conductor 210 is different from the conductor 110 in a configuration in which the conductor 110 of the first embodiment is not branched into the first flow path portion 110a and the second flow path portion 110b.
  • the magnetic core 125 has a substantially annular shape and is arranged so as to go around the conductor 210.
  • the magnetic core 125 collects a magnetic field that circulates around the conductor 110.
  • the magnetic core 125 has a gap in a part of the annular shape.
  • a magnetic material such as silicon steel or permalloy is used.
  • the magnetic core 125 is, for example, a laminated core or a cut core.
  • the magnetic sensor 120 is disposed in the gap in the magnetic core 125.
  • the magnetic sensor 120 detects the strength of the magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductor 110.
  • the electronic component 240 includes an amplification unit 130, a correction unit 140, a temperature sensor 150, and a memory 160.
  • the magnetic sensor 120 is the same magnetic sensor as the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b described above.
  • the amplifying unit 130 amplifies the output voltage from the magnetic sensor 120.
  • the amplification unit 130 has a gain adjustment terminal, and changes the amplification gain under the control of the correction unit 140.
  • the temperature sensor 150 measures the ambient temperature of the conductor 210 and the magnetic sensor 120.
  • the memory 160 stores a plurality of correction coefficients as a reference table 161 in association with each ambient temperature.
  • the correction coefficient corrects the element correction coefficient for correcting the fluctuation of the magnetoelectric conversion gain of the magnetic sensor 120 due to the fluctuation of the ambient temperature and the fluctuation of the output voltage of the magnetic sensor 120 due to the deformation of the conductor 110 due to the fluctuation of the ambient temperature. It is obtained by multiplying by a conductor correction coefficient for the purpose.
  • the memory 160 stores a program for realizing various functions of the correction unit 140.
  • the correction unit 140 refers to the reference table 161 related to the correction coefficient stored in the memory 160 and determines a correction coefficient corresponding to the ambient temperature detected by the temperature sensor 150.
  • the correction unit 140 corrects the amplification gain of the amplification unit 130 based on the determined correction coefficient.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the current sensor according to the seventh embodiment, as viewed from the direction of the arrow XXI-XXI in FIG.
  • a magnetic field H that circulates around the conductor 210 is generated.
  • the magnetic field H is collected by the magnetic core 125 and applied to the magnetic sensor 120.
  • the magnetic sensor 120 detects the strength of the magnetic field H and outputs a voltage corresponding to the strength of the magnetic field H.
  • the detection sensitivity can be increased.
  • the amplifying unit 130 amplifies the output voltage of the magnetic sensor 120.
  • the correction unit 140 refers to the reference table 161 related to the correction coefficient stored in the memory 160 and determines a correction coefficient corresponding to the ambient temperature detected by the temperature sensor 150.
  • the correction unit 140 corrects the amplification gain of the amplification unit 130 based on the determined correction coefficient.
  • the correction unit 140 causes the magnetic sensor due to the conductor 110 to be deformed due to the change in the ambient temperature in addition to the change in the magnetoelectric conversion gain of the magnetic sensor 120 due to the change in the ambient temperature.
  • the variation in the output voltage of 120 is also corrected.
  • the current sensor 200 of the present embodiment can further reduce the output error of the current sensor 200 due to fluctuations in the ambient temperature, and can realize a highly accurate current sensor.
  • the current sensor 200 includes a conductor 110 that extends linearly.
  • the current sensor 200 is a partially bent conductor.
  • FIG. 22 is a perspective view showing an appearance of a current sensor according to the first modification of the seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to the second modification of the seventh embodiment.
  • FIG. 24 is a perspective view illustrating an appearance of a current sensor according to the third modification of the seventh embodiment.
  • the current sensor 200 according to the first modification differs from the seventh embodiment in that the current sensor 200 according to the seventh embodiment includes a conductor 210 ⁇ / b> A instead of the conductor 210.
  • the conductor 210A includes bent portions 214A and 215A that bend in the width direction (X-axis direction).
  • the current sensor 200 of Modification 2 is different from that of Embodiment 7 in that the current sensor 200 of Embodiment 7 includes a conductor 210B instead of the conductor 210.
  • the conductor 210B includes a bent portion 214B that bends in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the current sensor 200 of Modification 3 is different from that of Embodiment 7 in that the current sensor 200 of Embodiment 7 includes a conductor 210C instead of the conductor 210.
  • the conductor 210C includes bent portions 214C, 215C, 216C, and 217C that are bent in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the magnetic sensor 120 and the electronic component 240 are mounted on the substrate 170.
  • the present invention is preferably applied to the current sensors 200 of the first to third modifications of the seventh embodiment.
  • the current sensor 300 according to the eighth embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment in the shapes of the first flow path portion and the second flow path portion.
  • FIG. 25 is a perspective view showing an appearance of the current sensor according to the eighth embodiment.
  • FIG. 26 is a perspective view showing an appearance of a conductor in the current sensor shown in FIG. 27 is a view of the conductor shown in FIG. 26 as seen from the width direction (X-axis direction).
  • the current sensor 300 includes a plate-like conductor 310 through which a current to be measured flows.
  • the conductor 310 is branched into a first flow path part 310a and a second flow path part 310b in a part in the length direction (Y-axis direction).
  • the first flow path portion 310a and the second flow path portion 310b are arranged in the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • a slit 310s is formed between the first flow path part 310a and the second flow path part 310b.
  • the slit 310 s is located substantially at the center of the conductor 310 in the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • the first flow path portion 310a protrudes on one surface side (+ Z direction side) of the conductor 310
  • the second flow path portion 310b protrudes on the other surface side ( ⁇ Z direction side) of the conductor 310. .
  • Each of the first flow path part 310a and the second flow path part 310b has a semi-oval shape when viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 310.
  • the first flow path portion 310a extends in the length direction (Y-axis direction) of the conductor 310, the first protrusion portion 311a and the second protrusion portion 312a protruding in an arc shape from one surface of the conductor 310, and It has the 1st extension part 313a which connects the 1 protrusion part 311a and the 2nd protrusion part 312a.
  • the second flow path portion 310b extends in the length direction (Y axis direction) of the conductor 310, the third protrusion portion 311b and the fourth protrusion portion 312b protruding in an arc shape from one surface of the conductor 310, A third extending portion 313b connecting the third protruding portion 311b and the fourth protruding portion 312b. Thereby, a space is formed by the first flow path portion 310a and the second flow path portion 310b. A magnetic sensor unit 390 is arranged in this space.
  • each of the first flow path portion 310a and the second flow path portion 310b is not limited to this, and for example, a C-shaped or semicircular shape when viewed from the width direction (X-axis direction) of the conductor 310. You may have.
  • the first flow path part 110a and the second flow path part 110b have a point-symmetric shape.
  • the magnetic sensor unit 390 differs from the magnetic sensor unit 190 only in the shape of the housing, and the internal configuration is the same as that of the magnetic sensor unit 190.
  • the same advantages as those of the first embodiment can be obtained. That is, according to the current sensor 300 of the present embodiment, the output error of the current sensor 300 due to a change in ambient temperature can be further reduced as compared with the conventional case, and a highly accurate current sensor can be realized.
  • the first flow path portion 310a due to fluctuations in the ambient temperature is obtained by making the bent portions of the first flow path portion 310a and the second flow path portion 310b curved.
  • transformation of the 2nd flow-path part 310b can be reduced. Therefore, the fluctuation of the output voltage of the first magnetic sensor 120a due to the deformation of the first flow path part 310a and the fluctuation of the output voltage of the second magnetic sensor 120b due to the deformation of the second flow path part 310b can be reduced.
  • the output error of the current sensor 300 due to fluctuations can be further reduced.
  • the current sensor 400 according to the ninth embodiment is different from the current sensor 100 according to the first embodiment in the shapes of the first flow path portion and the second flow path portion.
  • FIG. 28 is a perspective view showing an appearance of the current sensor according to the ninth embodiment.
  • FIG. 29 is a perspective view showing an appearance of a conductor in the current sensor shown in FIG. 30 is a view of the conductor shown in FIG. 29 as viewed from the width direction (X-axis direction).
  • the current sensor 500 includes a plate-like conductor 410 through which a current to be measured flows.
  • the conductor 410 is branched into a first flow path part 410a and a second flow path part 410b in a part in the length direction (Y-axis direction).
  • the first flow path portion 410a and the second flow path portion 410b are arranged in the width direction (X-axis direction) of the conductor 410.
  • a slit 410s is formed between the first flow path portion 410a and the second flow path portion 410b.
  • the slit 410s is located at the approximate center of the conductor 410 in the width direction of the conductor 410 (X-axis direction).
  • the first flow path portion 410a has a substantially L-shaped step, and the first flow path portion 410a. Has a substantially inverted L-shaped step.
  • the first flow path portion 410a has one end 411a and the other end 412a in the length direction (Y-axis direction).
  • the second flow path portion 410b has one end 411b and the other end 412b in the length direction (Y-axis direction).
  • One end 411a of the first flow path portion 410a and one end 411b of the second flow path portion 410b are aligned in the width direction (X-axis direction) via the slit 410s.
  • the other end 412b of the first flow path portion 410a and the other end 412b of the second flow path portion 410b are arranged in the width direction (X-axis direction) via the slit 410s.
  • the first flow path portion 410a has an extending portion 414a extending in the length direction (Y-axis direction) from one end 411a, and a thickness direction (from the end portion in the length direction (Y-axis direction) of the extending portion 414a ( And a bent portion 413a extending linearly in the Z-axis direction and toward the other end 412a. That is, the first flow path portion 410a is formed in a step shape.
  • the second flow path portion 410b includes a bent portion 413b extending linearly from the one end 411b in the thickness direction (Z-axis direction), and a length direction from the end portion of the bent portion 413b in the thickness direction (Z-axis direction).
  • the second flow path portion 410b is formed in a step shape. Thereby, a space is formed by the first flow path portion 410a and the second flow path portion 410b. A magnetic sensor unit 490 is arranged in this space.
  • the magnetic sensor unit 490 differs from the magnetic sensor unit 190 only in the shape of the housing, and the internal configuration is the same as that of the magnetic sensor unit 190.
  • the same advantages as those of the first embodiment can be obtained. That is, according to the current sensor 400 of the present embodiment, the output error of the current sensor 400 due to fluctuations in the ambient temperature can be further reduced compared to the conventional case, and a highly accurate current sensor can be realized.
  • Embodiment 10 The above-described current sensors of Embodiments 1 to 9 are suitably applied to an application for measuring a three-phase alternating current such as an in-vehicle inverter.
  • an example will be described in which the current sensor 100 of the first embodiment is applied to an application for measuring a three-phase alternating current.
  • FIG. 31 is a perspective view showing an appearance of the current sensor according to the tenth embodiment.
  • FIG. 32 is a view of the current sensor shown in FIG. 31 as viewed from the X-axis direction.
  • a current sensor 500 according to the tenth embodiment shown in FIGS. 31 and 32 includes a plurality of current sensors 100 adjacent to each other while being fixed by a resin member 501.
  • the output error of the current sensor 100 due to fluctuations in the ambient temperature can be further reduced as compared with the conventional case, and a highly accurate current sensor can be realized. Therefore, when the current sensor 500 including the plurality of current sensors 100 is applied for current control for driving the motor by the inverter, it is possible to prevent the inverter from running away due to fluctuations in the ambient temperature.
  • the first correction unit 140a and the second correction unit 140b are arranged in the control device of the inverter. It may be mounted on another substrate. That is, the first correction unit 140a and the second correction unit 140b may not be mounted on the substrate 170 on which the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are mounted in the magnetic sensor unit 190.
  • the location where the correction unit is mounted is not limited to the location shown in the tenth embodiment.
  • each of the electronic components such as the magnetic sensor, the amplification unit, the correction unit, the temperature sensor, and the memory may be mounted in a separate package in an integrated state.
  • these electronic components may be mounted in one or a plurality of packages in a state of being integrated on one or a plurality of IC chips.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, the amplification unit 130, the first correction unit 140a and the second correction unit 140b, the first temperature sensor 150a and the second temperature sensor 150b, and the first memory For example, in the first embodiment, the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b, the amplification unit 130, the first correction unit 140a and the second correction unit 140b, the first temperature sensor 150a and the second temperature sensor 150b, and the first memory.
  • electronic components such as 160a and the second memory 160b are mounted in separate packages is illustrated. However, these electronic components may be integrated on the same IC chip or mounted in the same package.
  • FIG. 33 is a diagram showing an example of an electronic component package in the current sensor.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are integrated on the same IC chip, and the first temperature sensor 150a and the second temperature sensor 150b are integrated on the same IC chip.
  • the amplifying unit 130, the first correcting unit 140a and the second correcting unit 140b, the first memory 160a, and the second memory 160b are integrated on the same IC chip. These IC chips are mounted in one package covered with a resin 175.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are formed on the same IC chip, so that the characteristics of each other can be made closer to each other.
  • FIG. 34 is a diagram showing another example of the electronic component package in the current sensor.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b may be integrated in separate IC chips and mounted in one package covered with a resin 175.
  • the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b are electrically connected to the substrate 170 via leads 176 in the package.
  • the package is arranged so that the center between the first magnetic sensor 120a and the second magnetic sensor 120b is located at the center between the first flow path part 110a and the second flow path part 110b.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and modifications, replacements, additions, omissions, and the like may be made as appropriate in each embodiment. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by said embodiment into a new embodiment.

Abstract

電流センサは、測定対象の電流の大きさに応じた出力電圧を出力する。電流センサは、電流が流れる導体と、電流により発生する磁界の強さを検出し、磁界の強さに応じた出力電圧を電流センサの出力電圧として出力する磁気センサ(120a,120b)と、周囲温度の変動による磁気センサ(120a,120b)の磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により導体が変形することによる磁気センサ(120a,120b)の出力電圧の変動を補正する補正部(140a,140b)とを備える。

Description

電流センサ
 本発明は、測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出することにより、測定対象の電流の大きさを検出する電流センサに関する。
 特許文献1は、バスバーに流れる電流に応じて発生する磁界の強さを検出する磁気検出部を備える電流センサを開示する。この電流センサは、さらに、周囲の温度を検出する温度検出部と、温度検出部で検出された温度を基に磁気検出部の温度依存性による誤差を補正する温度補償部とを有する。
特開2007-278938号公報
 本発明は、従来と比較して、周囲温度の変動による出力誤差をより低減できる電流センサを提供することを目的とする。
 本発明の電流センサは、測定対象の電流の大きさに応じた出力信号を出力する電流センサであって、電流が流れる導体と、電流により発生する磁界の強さを検出し、磁界の強さに応じた電気信号を電流センサの出力信号として出力する磁気素子と、周囲温度の変動による磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により導体が変形することによる磁気素子の電気信号の変動を補正する補正部とを備える。
 本発明によれば、従来と比較して、周囲温度の変動による出力誤差をより低減できる。
実施形態1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図1に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。 図1に示す電流センサにおける磁気センサユニットの外観を示す斜視図である。 図3に示す磁気センサユニットの構成を示す分解斜視図である。 図3に示す磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 図1に示す電流センサをVI-VI線矢印方向から見た断面図である。 磁気センサの磁電変換利得の温度特性を示す図である。 従来の電流センサにおける従来の補正係数の温度特性を示す図である。 磁気センサの磁電変換利得と従来の補正係数との積の温度特性を示す図である。 従来の電流センサの出力電圧の温度特性を示す図である。 電流センサにおける導体の第1流路部及び第2流路部にかかる応力解析のための電流センサのモデルを示す図である。 図8Aに示す電流センサに対する応力解析の解析結果を説明するための図である。 電流通電による導体の温度上昇分の測定結果を示す図である。 図8Cに関連した導体の変位量の経時変化の測定結果を示す図である。 実施形態1の電流センサにおける第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 図9Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 第1磁気センサの磁電変換利得と実施形態1の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と実施形態1の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。 実施形態1の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。 変形例1の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 図10Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 第1磁気センサの磁電変換利得と変形例1の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例1の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。 変形例1の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。 変形例2の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 図11Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 第1磁気センサの磁電変換利得と変形例2の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例2の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。 変形例2の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。 変形例3の第1磁気センサ及び第2磁気センサの磁電変換利得の定性的な温度特性を示す図である。 変形例3の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 図12Bに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。 第1磁気センサの磁電変換利得と変形例3の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例3の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。 変形例3の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。 第1補正部による第1補正係数の設定動作、及び、第2補正部による第2補正係数の設定動作の一例を示すフローチャートである。 実施形態2に係る電流センサにおける磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態3に係る電流センサにおける磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態4に係る電流センサにおける磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態5に係る電流センサにおける磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態6に係る電流センサにおける磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態7に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図19に示す磁気センサ及び電子部品の電気的な構成を示すブロック図である。 図19に示す電流センサをXXI-XXI線矢印方向から見た断面図である。 実施形態7の変形例1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 実施形態7の変形例2に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 実施形態7の変形例3に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 実施形態8に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図25に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。 図26に示す導体を幅方向(X軸方向)からみた図である。 実施形態9に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図28に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。 図29に示す導体を幅方向(X軸方向)からみた図である。 実施形態10に係る電流センサの外観を示す斜視図である。 図31に示す電流センサをX軸方向から見た図である。 電流センサにおける電子部品のパッケージの一例を示す図である。 電流センサにおける電子部品のパッケージの一例を示す図である。
 以下、添付の図面を参照して本発明に係る電流センサの実施形態を説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
(実施形態1)
 以下、実施形態1に係る電流センサを図1~図13を用いて説明する。
1.構成
 図1は、実施形態1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図2は、図1に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。図3は、図1に示す電流センサにおける磁気センサユニットの外観を示す斜視図であり、図4は、図3に示す磁気センサユニットの構成を示す分解斜視図である。図5は、図3に示す磁気センサユニットの電気的な構成を示すブロック図である。図1及び図2において、X軸方向は後述する導体110の幅方向であり、Y軸方向は導体110の長さ方向であり、Z軸方向は導体110の厚さ方向である。
 図1に示すように、本実施形態1に係る電流センサ100は、導体110と磁気センサユニット190とを備える。
 図1及び図2に示すように、導体110は板状の導体から構成される。導体110の長さ方向(Y軸方向)における両端部には、電流センサ100の固定及び電気的接続のための固定用孔110hが形成されている。
 導体110は、長さ方向(Y軸方向)における一部分において、第1流路部110aと第2流路部110bとに分岐される。第1流路部110aと第2流路部110bとは、導体110の幅方向(X軸方向)に並んでいる。第1流路部110aと第2流路部110bとの間には、スリット110sが形成されている。スリット110sは、導体110の幅方向(X軸方向)において導体110の略中央に位置している。第1流路部110aは、導体110の一方の面側(+Z方向側)に突出しており、第2流路部110bは、導体110の他方の面側(-Z方向側)に突出している。
 図2に示すように、第1流路部110aは、導体110の一方の面に直交するように当該一方の面から突出する第1突出部111a及び第2突出部112aと、導体110の長さ方向(Y軸方向)に延在し、第1突出部111aと第2突出部112aとを繋ぐ第1延在部113aとを有する。同様に、第2流路部110bは、導体110の他方の面に直交するように当該他方の面から突出する第3突出部111b及び第4突出部112bと、導体110の長さ方向(Y軸方向)に延在し、第3突出部111bと第4突出部112bとを繋ぐ第2延在部113bとを有する。これにより、第1流路部110aと第2流路部110bとによって空間が形成される。この空間には磁気センサユニット190が配置される。
 導体110の材料としては、銅、銀、アルミニウム若しくは鉄などの金属、又はこれらの金属を含む合金などが用いられてもよい。また、導体110には、表面処理が施されていてもよい。たとえば、ニッケル、錫、銀若しくは銅などの金属、又はこれらの金属を含む合金からなる、少なくとも1層のめっき層が、導体110の表面に設けられていてもよい。また、導体110は、鋳造、切削加工又はプレス加工などにより形成されてもよい。
 図3及び図4に示すように、磁気センサユニット190は、筐体180内に、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120b等の電子部品を搭載した基板170を備える。
 筐体180は、略直方体状の外形を有し、下部筐体181と上部筐体182とから構成されている。上部筐体182には、基板170と接続されるワイヤーハーネスの取出し口182pが設けられている。
 筐体180は、第1流路部110aの他方の面の少なくとも一部と接している。たとえば、上部筐体182が、第1延在部113aの他方の面の少なくとも一部と接している。さらに、筐体180は、第2流路部110bの一方の面の少なくとも一部と接している。たとえば、下部筐体181が、第2延在部113bの一方の面の少なくとも一部と接している。これにより、第1流路部110aに対する第1磁気センサ120aの位置、及び、第2流路部110bに対する第2磁気センサ120bの位置の設定が容易となる。
 筐体180は、電気絶縁性を有する材料からなる。例えば、筐体180は、PPS(ポリフェニレンサルファイド)などのエンジニアリングプラスチックで形成されている。PPSは、耐熱性が高いため、導体110の発熱を考慮した場合、筐体180の材料として好ましい。
 基板170は、筐体180内に固定されている。基板170を筐体180に固定する方法としては、ネジによる締結、樹脂による熱溶着、又は、接着剤による接合などを用いることができる。ネジを用いて基板170と筐体180とを締結する場合には、磁界の乱れが生じないように、非磁性のネジを用いることが好ましい。
 基板170は、プリント配線板であり、ガラスエポキシ又はアルミナなどの基材と、基材の表面上に設けられた銅などの金属箔がパターニングされて形成された配線とから構成されている。
 基板170には、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120b、増幅部130、第1補正部140a及び第2補正部140b、第1温度センサ150a及び第2温度センサ150b、第1メモリ160a及び第2メモリ160bといった電子部品が実装されている。これらの電子部品は、樹脂パッケージされていてもよく、又は、シリコーン樹脂若しくはエポキシ樹脂などでポッティングされていてもよい。
 第1磁気センサ120aは、幅方向(X軸方向)において第1流路部110a側に位置している。第2磁気センサ120bは、幅方向(X軸方向)において第2流路部110b側に位置している。これにより、第1磁気センサ120aは、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さを検出し、第2磁気センサ120bは、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さを検出する。すなわち、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bは、導体110に流れる電流により発生する磁界の強さを検出する。
 なお、上記した第1流路部110aと第2流路部110bとの間のスリット110sは、導体110の幅方向(X軸方向)において、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとの中間に位置する。スリット110sの幅は、これらの磁気センサに入力される磁界の強さを調整するために適宜調整されてもよい。
 また、第1温度センサ150aは、幅方向(X軸方向)において第1流路部110a側に位置している。第2温度センサ150bは、幅方向(X軸方向)において第2流路部110b側に位置している。これにより、第1温度センサ150aは、第1流路部110a及び第1磁気センサ120aの周囲温度を測定し、第2温度センサ150bは、第2流路部110b及び第2磁気センサ120bの周囲温度を測定する。
 次に、図5を参照して、各電子部品について説明する。
 図5に示すように、本実施形態に係る電流センサ100において、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々は、4つのAMR(Anisotropic Magneto Resistance)素子などの磁気抵抗素子からなるホイートストンブリッジ型のブリッジ回路を有する。すなわち、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々において、2つの磁気抵抗素子MR1とMR2の直列回路と、2つの磁気抵抗素子MR3とMR4の直列回路とが並列に接続されている。第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々は、電源電圧Vddで定電圧駆動される。なお、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの駆動方法としては、定電流駆動、パルス駆動などが用いられてもよい。
 第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々は、2つの磁気抵抗素子からなるハーフブリッジ回路を有していてもよい。また、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々は、AMR素子に代えて、GMR(Giant Magneto Resistance)、TMR(Tunnel Magneto Resistance)、BMR(Balistic Magneto Resistance)、CMR(Colossal Magneto Resistance)などの磁気抵抗素子を有していてもよい。また、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bとして、ホール素子を有する磁気センサ、磁気インピーダンス効果を利用するMI(Magneto Impedance)素子を有する磁気センサ又はフラックスゲート型磁気センサなどを用いることができる。
 増幅部130は、第1磁気センサ120aの出力電圧と第2磁気センサ120bの出力電圧とを差動増幅して、電流センサ100の出力電圧として出力する。増幅部130は、複数の増幅器130a、130b、130cを備える。
 増幅器130aのマイナス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されており、増幅器130aのプラス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器130aは、第1磁気センサ120aの出力電圧を増幅する。増幅器130aは利得調整端子を有し、第1補正部140aの制御により増幅利得を変更する。
 増幅器130bのマイナス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されており、増幅器130bのプラス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器130bは、第2磁気センサ120bの出力電圧を増幅する。増幅器130bは利得調整端子を有し、第2補正部140aの制御により増幅利得を変更する。
 増幅器130cのマイナス入力端子は、増幅器130aの出力端子に接続されており、増幅器130cのプラス入力端子は、増幅器130bの出力端子に接続されている。増幅器130cは、増幅器130aの出力電圧と増幅器130bの出力電圧とを差動増幅する。
 第1温度センサ150aは、上述したように、第1流路部110a及び第1磁気センサ120aの周囲温度を測定する。第2温度センサ150bは、上述したように、第2流路部110b及び第2磁気センサ120bの周囲温度を測定する。
 第1メモリ160a及び第2メモリ160bの各々は、例えばフラッシュメモリで構成される。第1メモリ160aは、後述する第1補正係数に関する参照テーブル161aを記憶する。第2メモリ160bは、後述する第2補正係数に関する参照テーブル161bを記憶する。また、第1メモリ160a及び第2メモリ160bの各々は、第1補正部140a及び第2補正部140bの各種機能を実現するためのプログラムを格納する。
 第1補正部140a及び第2補正部140bの各々は、例えばプロセッサユニットで構成される。第1補正部140a及び第2補正部140bの各々は、第1メモリ160a及び第2メモリ160bの各々に格納されたプログラムを実行することで、各種の機能を実現する。第1補正部140a及び第2補正部140bの各々は、専用に設計された電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路(ASIC,FPGA等)で構成されてもよい。第1補正部140a及び第2補正部140bの機能の各々は、ハードウェアとソフトウェアとの協働で実現されてもよいし、ハードウェア(電子回路)のみで実現されてもよい。また、第1補正部140a及び第2補正部140bの各々は、ADC(Analog to Digital Converter)、DAC(Digital to Analog Converter)を備える。
 第1補正部140aは、第1メモリ160aに記憶された第1補正係数に関する第1参照テーブル161aを参照して、第1温度センサ150aにより検出した周囲温度に対応した第1補正係数を決定する。第1補正部140aは、決定した第1補正係数に基づいて増幅部130における増幅器130aの増幅利得を補正する。このとき、第1補正部140aは、ADCによって第1温度センサ150aからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル処理を行った後に、DACによって第1補正係数のデジタル信号をアナログ信号に変換する。
 第2補正部140bは、第2メモリ160bに記憶された第2補正係数に関する第2参照テーブル161bを参照して、第2温度センサ150bにより検出した周囲温度に対応した第2補正係数を決定する。第2補正部140bは、決定した第2補正係数に基づいて増幅部130における増幅器130bの増幅利得を補正する。このとき、第2補正部140bは、ADCによって第2温度センサ150bからのアナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル処理を行った後に、DACによって第2補正係数のデジタル信号をアナログ信号に変換する。
 なお、第1補正部140a、第1温度センサ150a、及び、第1メモリ160aは、プログラマブル・シグナル・コンディショナで構成されてもよい。また、第2補正部140b、第2温度センサ150b、及び、第2メモリ160bは、プログラマブル・シグナル・コンディショナで構成されてもよい。
2.動作
 以上のように構成された電流センサ100について、その動作を以下に説明する。
2.1.動作の概要
 図6は、実施形態1に係る電流センサの断面図であり、図1のVI-VI線矢印方向から見た図である。図6では、筐体180を省略している。
 導体110において長さ方向(Y軸方向)に測定対象の電流が流れると、この電流は、第1流路部110aと第2流路部110bとの分岐部において、これらの2つの流路部に分流される。すなわち、第1流路部110aには測定対象の電流における一部の電流が流れ、第2流路部110bには測定対象の電流における残りの電流が流れる。
 図6に示すように、第1流路部110aに流れる電流により、第1流路部110aを周回する第1磁界H1が発生する。また、第2流路部110bに流れる電流により、第2流路部110bを周回する第2磁界H2が発生する。第1磁界H1と第2磁界H2とは、導体110の周囲の空間において重畳して分布する。第1磁気センサ120aは、第2流路部110bよりも第1流路部110a近傍の配置位置から主として、第1磁界H1の強さを検出し、第1磁界H1の強さに応じた電圧を出力する。第2磁気センサ120bは、第1流路部110aよりも第2流路部110b近傍の配置位置から主として、第2磁界H2の強さを検出し、第2磁界H2の強さに応じた電圧を出力する。
 次に、図5に示すように、増幅部130は、第1磁気センサ120aの出力電圧と第2磁気センサ120bの出力電圧とを差動増幅する。これにより、電流センサ100は、導体110に流れる電流の大きさに応じた電圧を出力する。
2.2.本開示の課題
 次に、図7A~図7D及び図8A~図8Dを参照して、本発明が解決しようとする課題について説明する。
 図7Aは、磁気センサの磁電変換利得の温度特性を示す図である。図7Aに示すように、磁気センサは、一般に、磁電変換利得Gの温度依存性を有する。具体的には、磁気センサの磁電変換利得Gは、周囲温度が上がるにつれて小さくなる。これにより、磁気センサを備える電流センサは、周囲温度の変動により出力誤差を有する。この点に関し、特許文献1に開示の従来の電流センサは、周囲温度を基に磁気センサの温度依存性による出力誤差を補正する。
 図7Bは、従来の電流センサにおける従来の補正係数の温度特性を示す図である。図7Cは、磁気センサの磁電変換利得と従来の補正係数との積の温度特性を示す図である。図7Dは、従来の電流センサの出力電圧の温度特性を示す図である。
 従来の電流センサは、図7Bに示すように、磁気センサの磁電変換利得Gの温度変動をキャンセルするような素子補正係数Kdを補正係数として記憶し、周囲温度に対応した補正係数Kdを用いて磁気センサの磁電変換利得Gの温度変動を補正する。これにより、従来の電流センサでは、図7Cに示すように、磁気センサの磁電変換利得Gと補正係数Kdとの積の温度変化を一定にすることができ、その結果、電流センサの出力電圧の温度変化を一定にすることができるとしている。
 しかし、本願発明者は、磁気センサの磁電変換利得Gと補正係数Kdとの積の温度変化を一定にしても、図7Dに示すように、電流センサの出力電圧の温度変化(実線)を一定(破線)にすることができず、周囲温度が上がるにつれて電流センサの出力電圧は小さくなるという知見を得た。そして、本願発明者は、その原因を、以下に示すように解析した。
 図8Aは、電流センサ100における導体110の第1流路部110a及び第2流路部110bにかかる応力解析のための電流センサのモデルを示す図である。図8Bは、図8Aに示す電流センサに対する応力解析の解析結果を説明するための図であり、導体110の幅方向(X軸方向)から見た図である。
 図8A及び図8Bにおいて、導体110の長さ(Y軸方向)は110mmであり、導体110の幅(X軸方向)は15.5mmであり、導体110の厚さ(Z軸方向)は1.2mmである。第1流路部110a及び第2流路部110bの各々の長さ(Y軸方向)は40.0mmであり、第1流路部110a及び第2流路部110bの各々の幅(X軸方向)は5.0mmであり、第1流路部110aと第2流路部110bとの間のスリット110sの幅(X軸方向)は5.5mmである。第1流路部110aは、導体110の厚さ方向(Z軸方向)に6.2mm膨出し、第2流路部110bは、導体110の厚さ方向(Z軸方向)に-6.2mm膨出している。これにより、第1流路部110aと第2流路部110bとにより形成される空間の導体110の厚さ方向(Z軸方向)の高さは10.0mmとなり、この空間の導体110の長さ(Y軸方向)の幅は35.0mmとなる。
 なお、図8Aに示す電流センサのモデルでは、図1の電流センサ100の固定用孔110hに代えて固定部110h’を採用した。図8A及び8Bにおいて、屈曲部114aは、電流センサ100(図2)において第1突出部111aと第1延在部113aとの間で屈曲した部分に対応し、屈曲部115aは、第2突出部112aと第1延在部113aとの間で屈曲した部分に対応する。また、屈曲部114bは、第3突出部111bと第2延在部113bとの間で屈曲した部分に対応し、屈曲部115bは、第4突出部112bと第2延在部113bとの間で屈曲した部分に対応する。
 この応力解析では、固定部110h’において導体110の両端部を固定したときに、導体110にかかる応力による導体110の変形を解析した。この解析では、周囲温度を25度に維持して、導体110に129Aの電流を連続通電した。導体110の放熱方法は、自然対流による放熱とした。
 一般に、屈曲部を有する導体に応力がかかると、その屈曲部で変形することが多い。図8A及び図8Bによれば、屈曲部114aと屈曲部115aとの間の第1流路部110a、及び、屈曲部114bと屈曲部115bとの間の第2流路部110bが変形している。これは、電流の連続通電による導体110の発熱により、導体110が膨張して固定部110h’間に応力が発生したことによる。図8Aに示すモデルを用いた応力解析のシミュレーションによれば、第1流路部110aは、導体110の厚さ方向(Z軸方向)に最大106.301μm変形し、第2流路部110bは、導体110の厚さ方向(Z軸方向)に最大96.352μm変形するという結果が得られた。
 また、図8Cは、電流通電による導体の温度の経時変化の測定結果を示す図であり、図8Dは、図8Cに関連した導体の変位量の経時変化の測定結果を示す図である。この測定では、図8A及び図8Bの解析で用いた導体110に128Aの電流を連続通電した。導体の温度の測定には、導体に取り付けた熱電対を用いた。導体の変位量の測定には、レーザ変位計(キーエンス社製LK-G32)を用いた。
 図8C及び図8Dから、導体110における第1流路部110a及び第2流路部110bの温度が対数的に上がるにつれて、換言すれば周囲温度が上がるにつれて、第1流路部110a及び第2流路部110bの変位量が大きくなることがわかる。
 図8A及び図8Bに反映させた応力解析結果、及び、図8C及び図8Dの測定結果より、第1流路部110aは、周囲温度が上がるにつれて、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離が大きくなるように変形する。また、第2流路部110bは、周囲温度が上がるにつれて、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離が大きくなるように変形することがわかる。そのため、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さが変わらないにも関わらず、第1磁気センサ120aにおける、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さが小さくなり、第1磁気センサ120aの出力電圧が小さくなる。また、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さが変わらないにも関わらず、第2磁気センサ120bにおける、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さが小さくなり、第2磁気センサ120bの出力電圧が小さくなる。その結果、電流センサ100の出力電圧が小さくなる。
 このように、本願発明者は、周囲温度が変動すると、導体110における第1流路部110a及び第2流路部110bの各々が変形し、その結果、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々における磁界の強さが変動し、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の出力電圧が変化することを発見した。これにより、電流センサ100の出力誤差が生じてしまう。
 そこで、本開示では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の磁電変換利得Gの温度変動に加え、温度の変動(周囲温度の変動及び通電による発熱)により第1流路部110a及び第2流路部110bの各々が変形することによる第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の出力電圧の変動をも補正する。
2.3.実施形態1の補正係数
 次に、第1メモリ160aに記憶される第1補正係数に関する第1参照テーブル161a、及び、第2メモリ160bに記憶される第2補正係数に関する第2参照テーブル161bを説明する。
 図9Aは、実施形態1の電流センサにおける第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図9Bは、図9Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図9Cは、第1磁気センサの磁電変換利得と実施形態1の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と実施形態1の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。図9Dは、実施形態1の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。
 本実施形態では、第1メモリ160aは、複数の第1補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第1参照テーブル161aとして記憶する(図9A)。第1補正係数Kは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gの変動(図7A)を補正するための第1素子補正係数Kd(図9B)と、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動を補正するための第1導体補正係数Km(図9B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離が大きくなるように第1流路部110aが変形し、第1磁気センサ120aの出力電圧は小さくなる。これを補正するため、第1導体補正係数Kmは、図9Bに示すように、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される。これより、図9Aに示すように、第1補正係数Kは、温度上昇に対して、第1素子補正係数Kd(破線)の増加量よりも大きい増加量を有する。
 同様に、第2メモリ160bは、複数の第2補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第2参照テーブル161bとして記憶する(図9A)。第2補正係数Kは、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gの変動(図7A)を補正するための第2素子補正係数Kd(図9B)と、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動を補正するための第2導体補正係数Km(図9B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離が大きくなるように第2流路部110bが変形し、第2磁気センサ120bの出力電圧は小さくなる。これを補正するために、第2導体補正係数Kmは、図9Bに示すように、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される。これより、図9Aに示すように、第2補正係数Kは、温度上昇に対して、第2素子補正係数Kd(破線)の増加量よりも大きい増加量を有する。
 本実施形態では、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gと第1補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される(図9C)。なお、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gと第1素子補正係数Kdとの積(破線)は、温度上昇に対して一定である。また、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gと第2補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される(図9C)。なお、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gと第2素子補正係数Kdとの積(破線)は、温度上昇に対して一定である。これにより、導体110に電流が流れていないとき、電流センサ100の出力電圧は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される。
 以上の構成により、導体110に測定対象である電流が流れたときの電流センサ100の出力電圧の温度変化を一定にすることができる(図9D)。
2.4.実施形態1の補正係数の生成
 本実施形態の第1補正係数K(第1素子補正係数Kd×第1導体補正係数Km)及び第2補正係数K(第2素子補正係数Kd×第2導体補正係数Km)の生成について説明する。
 例えば恒温槽により周囲温度を変化させながら、ヘルムホルツコイルなどの磁場発生装置により第1磁気センサ120aに磁界を印加し、第1磁気センサ120aの入出力特性を測定して、磁電変換利得Gの温度特性を測定する(図7A)。次に、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gの温度変動をキャンセルする第1素子補正係数Kdを求める(図9B)。なお、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gの温度変動を一定にするように第1素子補正係数Kdを求めてもよいが、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gの温度変動を所定の範囲に収めるように低減する程度の第1素子補正係数Kdを求めてもよい。
 同様に、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gの温度特性を測定し、測定した第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gの温度変動をキャンセルする第2素子補正係数Kdを求めてもよい。すなわち、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gの温度変動と第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gの温度変動とを別々に測定して、第1素子補正係数Kd及び第2素子補正係数Kdを別々に設定してもよい。このように、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の特性を個別に測定、把握することで、磁気センサの個別ばらつきを補正係数に反映することができ、より精度の高い電流センサを実現することができる。
 なお、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bのうちの何れか一方のみの磁電変換利得Gの温度変動を測定し、第1素子補正係数Kd及び第2素子補正係数Kdとして同一の素子補正係数を設定してもよい。例えば、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bが同一ロットで作製され、これらの磁電変換利得Gの温度特性のばらつきが小さい場合には、何れか一方の磁電変換利得の温度特性に基づいて求めた素子補正係数Kdを第1素子補正係数Kd及び第2素子補正係数Kdの両方に適用してもよい。
 測定する温度は2点以上であればよい。測定温度数は、磁気センサの温度特性の傾向に合わせて適宜決定される。例えば、温度特性の変化が線形である場合、2点の温度からその他の温度での磁電変換利得を近似的に決定すればよい。一方、温度特性の変化が非線形である場合、測定温度数を増やすことで補正の精度を高めることができる。
 測定時の磁気センサの実装状態は限定されない。例えば、磁気センサ単体で測定してもよい。また、磁気センサをプリント基板に実装した状態で測定してもよいし、電流センサとして実装した状態で測定してもよい。このように、実装した状態で磁気センサの特性を測定、把握することで、磁気センサの実装時の特性変化をも補正係数に考慮することができ、より精度の高い電流センサを実現することができる。
 また、常温環境において、導体110に電流を流し、導体110における第1流路部110aの発熱による周囲温度の変化と第1流路部110aの変形量とを測定する(図8C、図8D)。第1流路部110aの変形量から、測定対象の電流値での第1磁気センサ120aの位置における第1磁界の強さの変化量を算出し、第1磁気センサ120aの出力電圧を推定する。第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動をキャンセルする第1導体補正係数Kmを求める(図9B)。なお、第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動を一定にするように第1導体補正係数Kmを求めてもよいが、第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動を所定の範囲に収めるように低減する程度の第1導体補正係数Kmを求めてもよい。
 なお、常温環境において、導体110に電流を流し、導体110における第1流路部110aの発熱による周囲温度の変化と、導体110における第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変化とを測定してもよい。
 同様に、導体110に電流を流し、第2流路部110bの発熱による周囲温度の変化と第2流路部110bの変形量とを測定して、第2磁気センサ120bの出力電圧を推定し、第2磁気センサ120bの出力電圧の温度変動をキャンセルする第2導体補正係数Kmを求めてもよい。すなわち、第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動と、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の温度変動とを別々に測定して、第1導体補正係数Km及び第2導体補正係数Kmを別々に設定してもよい。
 なお、第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動と、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の温度変動とのうちの何れか一方のみの出力電圧の温度変動を測定し、第1導体補正係数Km及び第2導体補正係数Kmとして同一の導体補正係数を設定してもよい。例えば、第1流路部110aと第2流路部110bとの加工ばらつきが小さい場合には、何れか一方の磁気センサの出力電圧の温度特性に基づいて求めた導体補正係数Kmを第1素子補正係数Kd及び第2素子補正係数Kdの両方に適用してもよい。
 次に、求めた温度ごとに第1素子補正係数Kdと第1導体補正係数Kmとを乗算して、第1補正係数Kを求める(図9A)。また、求めた温度ごとに第2素子補正係数Kdと第2導体補正係数Kmとを乗算して、第2補正係数Kを求める(図9A)。
 次に、求めた複数の第1補正係数Kを、対応する周囲温度の各々と対応付けて第1参照テーブル161aとして第1メモリ160aに格納する。また、求めた複数の第2補正係数Kを、対応する周囲温度の各々と対応付けて第2参照テーブル161bとして第2メモリ160bに格納する。
2.5.実施形態1の他の補正係数
 本実施形態において、第1補正係数及び第2補正係数は、第1流路部110a及び第2流路部110bの変形の仕方、及び、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の磁電変換利得の変動特性により、種々の変形が可能である。
(1)変形例1
 上述の実施形態1では、周囲温度が上がるにつれて、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離が大きくなるように第1流路部110aが変形し、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離が大きくなるように第2流路部110bが変形するときについて説明した。しかし、第1流路部110a及び第2流路部110bは、その形状により実施形態1とは逆に変形することがある。
 変形例1では、周囲温度が上がるにつれて、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離が小さくなるように第1流路部110aが変形し、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離が小さくなるように第2流路部110bが変形するときについて説明する。このとき、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さが変わらないにも関わらず、第1磁気センサ120aにおける、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さが大きくなり、第1磁気センサ120aの出力電圧が大きくなる。また、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さが変わらないにも関わらず、第2磁気センサ120bにおける、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さが大きくなり、第2磁気センサ120bの出力電圧が大きくなる。その結果、電流センサ100の出力電圧が大きくなる。
 図10Aは、変形例1の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図10Bは、図10Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図10Cは、第1磁気センサの磁電変換利得と変形例1の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例1の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。図10Dは、変形例1の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。
 変形例1では、第1メモリ160aは、複数の第1補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第1参照テーブル161aとして記憶する(図10A)。変形例1の第1補正係数Kは、実施形態1と同様の第1素子補正係数Kd(図10B)と、変形例1の第1導体補正係数Km(図10B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離が小さくなるように第1流路部110aが変形するとき、第1磁気センサ120aの出力電圧は大きくなる。これを補正するため、変形例1の第1導体補正係数Kmは、図10Bに示すように、温度が上がるにつれて小さくなるように設定される。これより、図10Aに示すように、変形例1の第1補正係数Kは、温度上昇に対して、第1素子補正係数Kd(破線)の増加量よりも小さい増加量を有する。
 同様に、第2メモリ160bは、複数の第2補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第2参照テーブル161bとして記憶する(図10A)。変形例1の第2補正係数Kは、実施形態1と同様の第2素子補正係数Kd(図10B)と、変形例1の第2導体補正係数Km(図10B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離が小さくなるように第2流路部110bが変形するとき、第2磁気センサ120bの出力電圧は大きくなる。これを補正するため、変形例1の第2導体補正係数Kmは、図10Bに示すように、温度が上がるにつれて小さくなるように設定される。これより、図10Aに示すように、変形例1の第2補正係数Kは、温度上昇に対して、第2素子補正係数Kd(破線)の増加量よりも小さい増加量を有する。
 変形例1では、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gと第1補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて小さくなるように設定される(図10C)。また、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gと第2補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて小さくなるように設定される(図10C)。これにより、導体110に電流が流れていないとき、電流センサ100の出力電圧は、温度が上がるにつれて小さくなるように設定される。
 これにより、導体110に測定対象の電流が流れたときの電流センサ100の出力電圧の温度変化を一定にすることができる(図10D)。
(2)変形例2
 上述の実施形態1では、温度変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変化が線形であり、温度変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変化が線形であるときについて説明した。しかし、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の出力電圧の変化は線形でないことがある。
 変形例2では、温度変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変化が非線形であり、温度変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変化が非線形であるときについて説明する。
 図11Aは、変形例2の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図11Bは、図11Aに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図11Cは、第1磁気センサの磁電変換利得と変形例2の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例2の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。図11Dは、変形例2の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。
 変形例1では、第1メモリ160aは、複数の第1補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第1参照テーブル161aとして記憶する(図11A)。変形例2の第1補正係数Kは、実施形態1と同様の第1素子補正係数Kd(図11B)と、変形例2の第1導体補正係数Km(図11B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて第1磁気センサ120aの出力電圧が非線形的に小さくなることを低減するために、変形例2の第1導体補正係数Kmは、図11Bに示すように、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される。これより、図11Aに示すように、変形例2の第1補正係数Kは、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなる。
 また、第2メモリ160bは、複数の第2補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第2参照テーブル161bとして記憶する(図11A)。変形例2の第2補正係数Kは、実施形態1と同様の第2素子補正係数Kd(図11B)と、変形例2の第2導体補正係数Km(図11B)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて第2磁気センサ120bの出力電圧が非線形的に小さくなることを低減するために、変形例2の第2導体補正係数Kmは、図11Bに示すように、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される。これより、図11Aに示すように、変形例2の第2補正係数Kは、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなる。
 変形例1では、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gと第1補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される(図11C)。また、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gと第2補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される(図11C)。これにより、導体110に電流が流れていないとき、電流センサ100の出力電圧は、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される。
 これにより、導体110に測定対象の電流が流れたときの電流センサ100の出力電圧の温度変化を一定にすることができる(図11D)。このように、温度に対する補正係数を非線形とすることにより、補正の精度をより高めることができる。
(3)変形例3
 上述の実施形態1では、温度変動による第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の磁電変換利得の変化が線形であるときについて説明した。しかし、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の磁電変換利得の変化は線形でないことがある。
 変形例3では、温度変動による第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の磁電変換利得の変化が非線形であるときについて説明する。
 図12Aは、変形例3の第1磁気センサ及び第2磁気センサの磁電変換利得の定性的な温度特性を示す図である。図12Bは、変形例3の第1補正係数及び第2補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図12Cは、図12Bに示す第1補正係数における第1素子補正係数及び第1導体補正係数、並びに、第2補正係数における第2素子補正係数及び第2導体補正係数の定性的な温度特性を示す図である。図12Dは、第1磁気センサの磁電変換利得と変形例3の第1補正係数との積、及び、第2磁気センサの磁電変換利得と変形例3の第2補正係数との積の定性的な温度特性を示す図である。図12Eは、変形例3の電流センサの出力電圧の定性的な温度特性を示す図である。
 変形例3では、第1メモリ160aは、複数の第1補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第1参照テーブル161aとして記憶する(図12B)。変形例3の第1補正係数Kは、変形例3の第1素子補正係数Kd(図12C)と、実施形態1と同様の第1導体補正係数Km(図12C)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gが非線形的に小さくなることを低減するために(図12A)、変形例3の第1素子補正係数Kdは、図12Cに示すように、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される。これより、図12Bに示すように、変形例3の第1補正係数Kは、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなる。
 また、第2メモリ160bは、複数の第2補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて第2参照テーブル161bとして記憶する(図12B)。変形例3の第2補正係数Kは、変形例3の第2素子補正係数Kd(図12C)と、実施形態1と同様の第2導体補正係数Km(図12C)とを乗算することにより求められる。ここで、温度が上がるにつれて第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gが非線形的に小さくなることを低減するために(図12A)、変形例3の第2素子補正係数Kdは、図12Cに示すように、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなるように設定される。これより、図12Bに示すように、変形例3の第2補正係数Kは、温度が上がるにつれて非線形的に大きくなる。
 変形例3では、第1磁気センサ120aの磁電変換利得Gと第1補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される(図12D)。また、第2磁気センサ120bの磁電変換利得Gと第2補正係数K(Kd×Km)との積は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される(図12D)。これにより、導体110に電流が流れていないとき、電流センサ100の出力電圧は、温度が上がるにつれて大きくなるように設定される。
 これにより、導体110に測定対象の電流が流れたときの電流センサ100の出力電圧の温度変化を一定にすることができる(図12E)。
このように、温度に対する補正係数を非線形とすることにより、補正の精度をより高めることができる。
2.6.補正係数の設定動作
 図13は、第1補正部140aによる第1補正係数の設定動作の一例を示すフローチャートである。図13のフローチャートは、第1メモリ160aに、周囲温度と第1補正係数Kとの対応関係(図9A参照)を示す第1参照テーブル160aが格納された状態で実行される。
 まず、第1補正部140aは、第1温度センサ150aにより検出された周囲温度を入力する(S1)。次に、第1補正部140aは、第1メモリ160aの第1参照テーブル161aを参照し、第1参照テーブル161aが示す対応関係(図9A)において、入力した周囲温度に対応した第1補正係数Kを取得する(S2)。次に、第1補正部140aは、取得した第1補正係数Kに基づき増幅器130aの増幅利得を設定する(S3)。
 なお、第1補正部140aによる第1補正係数の設定動作は上記の一例に限定されない。例えば、第1補正部140aは、連続的に常時、入力した周囲温度に対応する第1補正係数を取得(決定)して、増幅器130aの増幅利得を設定してもよい。
 或いは、第1補正部140aは、ステップ的に補正係数を決定して、増幅器の増幅利得を設定してもよい。例えば、第1補正部140aは、入力する周囲温度が前回設定時の温度に対して所定値以上乖離したときに、第1補正係数を更新し、増幅器130aの増幅利得を設定し直してもよい。
 以上、第1補正部140aによる第1補正係数の設定動作について説明したが、第2補正部140bについても第1補正部140aと同様にして第2補正係数を設定する。
 これにより、図9Dに示すように、周囲温度に依存しないセンサ出力が得られる。
3.まとめ
 以上説明したように、本実施形態の電流センサ100は、測定対象の電流が流れる導体110において分岐された第1流路部110aと第2流路部110bであって、測定対象の電流の一部の電流が流れる第1流路部110aと、測定対象の電流の一部以外の電流が流れる第2流路部110bと、第1流路部110aに流れる電流により発生する第1磁界の強さを検出する第1磁気センサ120aと、第2流路部110bに流れる電流により発生する第2磁界の強さを検出する第2磁気センサ120bとを備える。
 これにより、本実施形態の電流センサ100は、第1磁気センサ120aの出力電圧と第2磁気センサ120bの出力電圧とを差動増幅することにより、導体を分岐せずに1つの磁気センサを用いる場合と比較して、2倍の出力電圧を得ることができ、検出感度を2倍に高めることができる。また、本実施形態の電流センサ100によれば、差動増幅を採用することにより、隣接して配置された導体に流れる電流により発生する磁界等の外乱磁界によるコモンモードノイズを低減することができる。これより、本実施形態の電流センサ100は、導体110を流れる測定対象の電流に対する感度を高めつつ、外部磁界の影響を低減することができる。
 また、本実施形態の電流センサ100によれば、検出感度を上げるために磁界を集磁する磁性体コアを使用する必要がなく、小型化を図ることができる。
 また、本実施形態の電流センサ100は、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動をも補正する第1補正部140aと、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する第2補正部140bとを備える。
 これにより、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
 また、本実施形態では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの温度変動を、それぞれに接続された増幅器130a及び増幅器130bの増幅利得を各々補正することにより補正した後に、補正した各々の出力電圧を差増増幅する。これにより、外乱磁界によるコモンモードノイズをより低減することができ、外部磁界に対する耐性をより向上させることができる。
 また、本実施形態では、第1流路部110aの寸法(長さ、幅、厚み、断面積)と、第2流路部110bの寸法(長さ、幅、厚み、断面積)とは略同じであってもよい。これにより、第1流路部110aと第2流路部110bとに分流する電流の大きさが同一となり、第1流路部110a付近に配置された第1磁気センサ120aに印加される磁界と、第2流路部110b付近に配置された第2磁気センサ120bに印加される磁界とを略同一とすることができる。
 また、本実施形態では、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離と、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離とは略等しくてもよい。これにより、第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変化量と、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変化量とを略等しくすることができる。
 なお、第1流路部110aの寸法と第2流路部110bの寸法との誤差や、第1流路部110aと第1磁気センサ120aとの間の距離と、第2流路部110bと第2磁気センサ120bとの間の距離との誤差等により、電流センサ100の出力電圧にオフセット電圧が生じることがある。この場合、第1補正部140a及び第2補正部140bが、オフセット電圧の調整機能を有していてもよい。
 また、本実施形態では、第1温度センサ150aと第1磁気センサ120aは同一の樹脂パッケージ内に封入されていてもよく、第2温度センサ150bと第2磁気センサ120bは同一の樹脂パッケージ内に封入されていてもよい。これにより、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの各々の周囲温度を精度よく測定することができる。その結果、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動の補正精度を向上することができる。
 また、本実施形態では、第1温度センサ150aは第1流路部110a近傍に配置されてもよく、また、第2温度センサ150bは第2流路部110b近傍に配置されてもよい。これにより、第1流路部110a及び第2流路部110bの各々の周囲温度を精度よく測定することができる。その結果、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動、及び、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動の補正精度を向上することができる。
 ところで、本実施形態のように導体を分岐して2つの磁気センサの出力電圧を差動増幅する構成では、従来のように導体を分離せずに1つの磁気センサを用いる構成と比較して、導体の変形による磁気センサの出力誤差が約2倍に大きくなってしまう。そのため、本発明の磁気センサの出力電圧の温度変動の補正は、本実施形態のように導体110を分岐して2つの磁気センサ120a、120bの出力電圧を差動増幅する電流センサ100に好適に適用される。
 なお、電流通電による導体の変形を抑制するためには、導体の断面積を大きくして発熱を抑制することが考えられるが、これは電流センサを大型化させてしまう。本実施形態では、第1流路部110a及び第2流路部110bの各々の断面積を大きくせずとも、第1補正部140aにより第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変動を補正でき、第2補正部140bにより第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変動を補正できる。その結果、小型の電流センサを実現することができる。
(実施形態2)
 実施形態1では、2つの補正部140a,140bにより2つの増幅器130a,130bの増幅利得を補正した。実施形態2では、1つの補正部により1つの増幅器の増幅利得を補正するための構成を説明する。すなわち、実施形態2では、第1磁気センサ120aの出力電圧の変動と第2磁気センサ120bの出力電圧の変動とを、1つの増幅器の増幅利得によって纏めて補正する。
 図14は、実施形態2に係る電流センサにおける磁気センサユニット190bの電気的な構成を示すブロック図である。図14に示すように、実施形態2の電流センサ100における磁気センサユニット190bは、実施形態1の磁気センサユニット190において第1補正部140a及び第2補正部140bに代えて補正部140cを備える。さらに、本実施形態の磁気センサユニット190bは、実施形態1の第1温度センサ150a及び第2温度センサ150bに代えて温度センサ150cを備え、実施形態1の第1メモリ160a及び第2メモリ160bに代えてメモリ160cを備える。
 増幅器130cは利得調整端子を有し、補正部140の制御により増幅利得を変更する。
 温度センサ150cは、例えば幅方向(X軸方向)において第1流路部110aと第2流路部110bとの中間に位置し、第1流路部110a及び第1磁気センサ120a、及び、第2流路部110b及び第2磁気センサ120bの周囲温度を測定する。
 メモリ160cは、複数の補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて参照テーブル161cとして記憶する。補正係数Kは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数Kdと、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数Kdと、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動を補正するための導体補正係数Kmと、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動を補正するための導体補正係数Kmとを乗算することにより求められる。
 補正部140cは、メモリ160cに記憶された補正係数Kに関する参照テーブル161cを参照して、温度センサ150cにより検出した周囲温度に対応した補正係数Kを決定する。補正部140cは、決定した補正係数Kに基づいて増幅部130における増幅器130cの増幅利得を補正する。
 本実施形態の電流センサ100でも、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ100によれば、補正部140cが、周囲温度の変動による第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動により第1流路部110a及び第2流路部110bが変形することによる第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する。これにより、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態3)
 実施形態1では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの出力段の増幅部130における増幅器130a、130bの増幅利得を補正した。実施形態3では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの磁電変換利得を補正する。
 図15は、実施形態3に係る電流センサにおける磁気センサユニット190cの電気的な構成を示すブロック図である。図15に示すように、実施形態3の電流センサ100における磁気センサユニット190cは、実施形態1の磁気センサユニット190において更に第1変更部145a及び第2変更部145bを備える点で実施形態1と異なる。
 第1変更部145aは、第1磁気センサ120aと電源端子Vddとの間に接続される。第1変更部145aは、電源端子Vddから電源電圧が印加され、第1補正部140aの制御により、第1磁気センサ120aに入力する駆動電圧(駆動電流)を変更する。第1変更部145aは、トランジスタ146aとアンプ147aとを備える。トランジスタ146aは例えばFETである。トランジスタ146aのドレイン端子は電源端子Vddに接続され、トランジスタ146aのソース端子は第1磁気センサ120aに接続されている。トランジスタ146aのゲート端子はアンプ147aの出力端子に接続されている。アンプ147aの一方の入力端子は第1補正部140aに接続され、アンプ147aの他方の入力端子はトランジスタ146aのソース端子に接続されている。
 第2変更部145bは、第2磁気センサ120bと電源端子Vddとの間に接続される。第2変更部145bは、電源端子Vddから電源電圧が印加され、第2補正部140bの制御により、第2磁気センサ120bに入力する駆動電圧(駆動電流)を変更する。第2変更部145bは、トランジスタ146bとアンプ147bとを備える。トランジスタ146bは例えばFETである。トランジスタ146bのドレイン端子は電源端子Vddに接続され、トランジスタ146bのソース端子は第2磁気センサ120bに接続されている。トランジスタ146bのゲート端子はアンプ147bの出力端子に接続されている。アンプ147bの一方の入力端子は第2補正部140bに接続され、アンプ147bの他方の入力端子はトランジスタ146bのソース端子に接続されている。
 なお、本実施形態では、トランジスタ146a,146bとしてFETを例示した。しかし、トランジスタ146a,146bはこれに限定されず、バイポーラトランジスタなどであってもよい。また、トランジスタ146a,146bに代えて可変抵抗素子が用いられてもよい。
 第1温度センサ150aは、第1流路部110a及び第1磁気センサ120aの周囲温度を測定する。第2温度センサ150bは、第2流路部110b及び第2磁気センサ120bの周囲温度を測定する。
 第1メモリ160aは、複数の補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて参照テーブル161aとして記憶する。補正係数Kは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数Kdと、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動を補正するための導体補正係数Kmとを乗算することにより求められる。
 第2メモリ160bは、複数の補正係数Kを各々の周囲温度と対応付けて参照テーブル161bとして記憶する。補正係数Kは、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数Kdと、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動を補正するための導体補正係数Kmとを乗算することにより求められる。
 第1補正部140aは、第1メモリ160aに記憶された補正係数Kに関する参照テーブル161aを参照して、第1温度センサ150aにより検出した周囲温度に対応した補正係数Kを決定する。第1補正部140aは、決定した補正係数Kに基づいて第1変更部145aを制御し、第1磁気センサ120aの駆動電圧(駆動電流)を制御する。これにより、第1補正部140aは、第1磁気センサ120aの磁電変換利得を補正する。
 第2補正部140bは、第2メモリ160bに記憶された補正係数Kに関する参照テーブル161bを参照して、第2温度センサ150bにより検出した周囲温度に対応した補正係数Kを決定する。第2補正部140bは、決定した補正係数Kに基づいて第2変更部145bを制御し、第2磁気センサ120bの駆動電圧(駆動電流)を制御する。これにより、第2補正部140bは、第2磁気センサ120bの磁電変換利得を補正する。
 本実施形態の電流センサ100によっても、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ100によれば、第1補正部140aが、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動に応じた第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変動をも補正する。同様に、第2補正部140bが、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する。これにより、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態4)
 実施形態1では、補正部140a,140b、温度センサ150a,150b、及び、メモリ160a,160bを用いたデジタル処理によって補正を行った。実施形態4では、温度変動特性を有する回路素子を用いたアナログ処理によって補正を行う。
 図16は、実施形態4に係る電流センサにおける磁気センサユニット190dの電気的な構成を示すブロック図である。図16に示すように、実施形態4の電流センサ100における磁気センサユニット190dは、実施形態1の磁気センサユニット190において増幅部130に代えて増幅部230を備える。
 この増幅部230は、第1増幅回路230aと、第2増幅回路230bと、増幅器231cとを備える。第1増幅回路230aは、増幅器231aと抵抗素子Ra、Rb、Rcとを備える。第2増幅回路230bは、増幅器231bと抵抗素子Ra、Rb、Rcとを備える。
 第1増幅回路230aは第1磁気センサ120aの出力電圧を増幅する。第2増幅回路230bは第2磁気センサ120bの出力電圧を増幅する。増幅器231cは、増幅器230aの出力電圧と増幅器230bの出力電圧とを差動増幅する。
 第1増幅回路230aにおいて、抵抗素子Raは、増幅器231aのマイナス入力端子と、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点との間に接続されている。抵抗素子Rbは、増幅器231aのマイナス入力端子と出力端子との間に接続されている。抵抗素子Rcは、増幅器231aの出力端子と増幅器231cのマイナス入力端子との間に接続されている。増幅器231aのプラス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。
 第1増幅回路230aの抵抗素子Ra,Rb,Rcは、第1増幅回路230aの増幅利得を設定する素子として機能するが、同様に、第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動を補正する第1補正部240aとしても機能する。抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値は、周囲温度の変動により変動する。本実施形態では、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動をキャンセルするように、各抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値が決められる。
 同様に、第2増幅回路230bにおいて、抵抗素子Raは、増幅器231bのマイナス入力端子と、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点との間に接続されている。抵抗素子Rbは、増幅器231bのマイナス入力端子と出力端子との間に接続されている。抵抗素子Rcは、増幅器231bの出力端子と増幅器231cのプラス入力端子との間に接続されている。増幅器231bのプラス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。
 第2増幅回路230bの抵抗素子Ra,Rb,Rcは、第2増幅回路230bの増幅利得を設定する素子として機能するが、同様に、第2磁気センサ120bの出力電圧の温度変動を補正する第2補正部240bとしても機能する。本実施形態では、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をキャンセルするように、各抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値が決められる。
 なお、本実施形態では、第1補正部240a及び第2補正部240bは抵抗素子Ra,Rb,Rcを備える形態を例示した。しかし、第1補正部240a及び第2補正部240bはこれに限定されず、抵抗素子に代えてサーミスタやダイオード、Pt(白金抵抗体)センサなどを備えてもよい。
 本実施形態の電流センサ100によっても、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ100によれば、第1補正部240a及び第2補正部240bは、周囲温度の変動により変動する変動特性を有する抵抗素子Ra,Rb,Rcを含む。これにより、第1補正部240aは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動に応じた第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変動をも補正する。同様に、第2補正部240bは、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する。そのため、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態5)
 実施形態2では、補正部140c、温度センサ150c、及び、メモリ160cを用いたデジタル処理によって補正を行った。実施形態5では、温度変動特性を有する回路素子を用いたアナログ処理によって補正を行う。
 図17は、実施形態5に係る電流センサにおける磁気センサユニット190eの電気的な構成を示すブロック図である。図17に示すように、実施形態5の電流センサ100における磁気センサユニット190eは、実施形態2の磁気センサユニット190bにおいて増幅部130に代えて増幅部230を備える。
 増幅部230は、増幅器231aと、増幅器231bと、増幅回路230cとを備える。増幅回路230cは、増幅器231cと抵抗素子Ra、Rb、Rcとを備える。
 増幅器231aのマイナス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されている。増幅器231aのプラス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器231aは第1磁気センサ120aの出力電圧を増幅する。
 増幅器231bのマイナス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されている。増幅器231bのプラス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器231bは第2磁気センサ120bの出力電圧を増幅する。
 増幅回路230cにおいて、抵抗素子Raは、増幅器231cのマイナス入力端子と増幅器231aの出力端子との間に接続されている。抵抗素子Rbは、増幅器231cのマイナス入力端子と出力端子との間に接続されている。抵抗素子Rcは、増幅器231cの出力端子と後段の回路素子との間に接続されている。増幅器231cのプラス入力端子は、増幅器231bの出力端子に接続されている。増幅器230cは、増幅器231aの出力電圧と増幅器231bの出力電圧とを差動増幅する。
 増幅回路230cの抵抗素子Ra,Rb,Rcは、増幅回路230cの増幅利得を設定する素子として機能するが、同様に、第1磁気センサ120aの出力電圧の温度変動を補正する補正部240cとしても機能する。抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値は、周囲温度の変動により変動する。本実施形態では、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる第1磁気センサ120aの出力電圧の変動、及び、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる電流センサ100の出力電圧の変動をキャンセルするように、各抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値が決められる。
 本実施形態の電流センサ100によっても、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ100によれば、補正部240cは、周囲温度の変動により変動する変動特性を有する抵抗素子Ra,Rb,Rcを含む。これにより、補正部240cは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動に応じた第1流路部110a及び第2流路部110bの変形による第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する。そのため、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態6)
 実施形態3では、補正部140a,140b、温度センサ150a,150b、メモリ160a,160b、及び、変更部145a,145bを用いたデジタル処理によって補正を行った。実施形態6では、温度変動特性を有する回路素子を用いたアナログ処理によって補正を行う。
 図18は、実施形態6に係る電流センサにおける磁気センサユニット190fの電気的な構成を示すブロック図である。図18に示すように、実施形態6の電流センサ100における磁気センサユニット190fは、実施形態3の磁気センサユニット190cにおいて増幅部130に代えて増幅部230を備える。さらに、磁気センサユニット190fは、実施形態3の第1補正部140a、第1温度センサ150a、第1メモリ160a及び第1変更部145aに代えて第1補正部340aを備える。また、磁気センサユニット190fは、実施形態3の第2補正部140b、第2温度センサ150b、第2メモリ160b及び第2変更部145bに代えて第2補正部340cを備える。
 増幅部230は、増幅器231aと、増幅器231bと、増幅器231cとを備える。
 増幅器231aのマイナス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されている。増幅器231aのプラス入力端子は、第1磁気センサ120aにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器231aは第1磁気センサ120aの出力電圧を増幅する。
 増幅器231bのマイナス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR3と磁気抵抗素子MR4との間の接続点に接続されている。増幅器231bのプラス入力端子は、第2磁気センサ120bにおける磁気抵抗素子MR1と磁気抵抗素子MR2との間の接続点に接続されている。増幅器231bは第2磁気センサ120bの出力電圧を増幅する。
 増幅器231cのマイナス入力端子は、増幅器231aの出力端子に接続されており、増幅器231cのプラス入力端子は、増幅器231bの出力端子に接続されている。増幅器231cは、増幅器231aの出力電圧と増幅器231bの出力電圧とを差動増幅する。
 第1補正部340aは、第1磁気センサ120aと電源端子Vddとの間に接続されている。第1補正部340aは、抵抗素子Rdを備える。
 抵抗素子Rdの抵抗値は、周囲温度の変動により変動する。本実施形態では、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により第1流路部110aが変形することによる電流センサ100の出力電圧の変動をキャンセルするように、各抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値が決められる。これにより、第1補正部240aは、第1磁気センサ120aの駆動電圧(駆動電流)を制御し、第1磁気センサ120aの磁電変換利得を補正する。
 第2補正部340bは、第2磁気センサ120bと電源端子Vddとの間に接続されている。第2補正部340bは、抵抗素子Rdを備える。
 抵抗素子Rdの抵抗値は、周囲温度の変動により変動する。本実施形態では、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動、及び、周囲温度の変動により第2流路部110bが変形することによる電流センサ100の出力電圧の変動をキャンセルするように、各抵抗素子Ra,Rb,Rcの抵抗値が決められる。これにより、第2補正部240bは、第2磁気センサ120bの駆動電圧(駆動電流)を制御し、第2磁気センサ120bの磁電変換利得を補正する。
 本実施形態の電流センサ100によっても、実施形態3と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ100によれば、第1補正部240a及び第2補正部240bは、周囲温度の変動により変動する変動特性を有する抵抗素子Rdを含む。これにより、第1補正部240aは、周囲温度の変動による第1磁気センサ120aの磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動に応じた第1流路部110aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変動をも補正する。同様に、第2補正部240bは、周囲温度の変動による第2磁気センサ120bの磁電変換利得の変動に加えて、第2流路部110bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変動をも補正する。そのため、本実施形態の電流センサ100は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態7)
 実施形態1では、導体110を2つの流路部110a,110bに分岐し、流路部110a,110bのそれぞれを周回する磁界を検出して差動増幅する電流センサにおいて、温度補正を行う形態を説明した。実施形態7では、導体を分岐しない電流センサにおいて、温度補正を行う形態を説明する。
 図19は、実施形態7に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図20は、図19に示す磁気センサ及び電子部品の電気的な構成を示すブロック図である。
 図19に示すように、本実施形態に係る電流センサ200は、導体210と、磁性体コア125と、磁気センサ120と、電子部品240とを備える。
 図19に示すように、導体210は、実施形態1の導体110において第1流路部110aと第2流路部110bとに分岐されない構成で導体110と異なる。
 磁性体コア125は、略環状形状をなし、導体210を周回するように配置される。磁性体コア125は、導体110を周回する磁界を集磁する。磁性体コア125は、環状形状の一部にギャップを有する。磁性体コア125の材料には、ケイ素鋼やパーマロイなどの磁性体材料が用いられる。磁性体コア125は、例えば積層コアやカットコアである。
 磁気センサ120は、磁性体コア125におけるギャップに配置される。磁気センサ120は、導体110に流れる測定対象の電流により発生する磁界の強さを検出する。
 電子部品240は、増幅部130と、補正部140と、温度センサ150と、メモリ160とを備える。
 次に、図20を参照して、磁気センサ120及び電子部品240について説明する。図20に示すように、磁気センサ120には、上述した第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bと同様の磁気センサが用いられる。
 増幅部130は、磁気センサ120からの出力電圧を増幅する。増幅部130は利得調整端子を有し、補正部140の制御により増幅利得を変更する。
 温度センサ150は、導体210及び磁気センサ120の周囲温度を測定する。
 メモリ160は、複数の補正係数を各々の周囲温度と対応付けて参照テーブル161として記憶する。補正係数は、周囲温度の変動による磁気センサ120の磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数と、周囲温度の変動により導体110が変形することによる磁気センサ120の出力電圧の変動を補正するための導体補正係数とを乗算することにより求められる。また、メモリ160は、補正部140の各種機能を実現するためのプログラムを格納する。
 補正部140は、メモリ160に記憶された補正係数に関する参照テーブル161を参照して、温度センサ150により検出した周囲温度に対応した補正係数を決定する。補正部140は、決定した補正係数に基づいて増幅部130の増幅利得を補正する。
 図21は、実施形態7に係る電流センサの断面図であり、図19のXXI-XXI線矢印方向から見た図である。
 導体210において長さ方向(Y軸方向)に測定対象の電流が流れると、導体210を周回する磁界Hが発生する。磁界Hは、磁性体コア125に集磁され、磁気センサ120に印加する。磁気センサ120は、磁界Hの強さを検出し、磁界Hの強さに応じた電圧を出力する。このように、電流センサ200は、磁性体コア125を用いて集磁するので、検出感度を高めることができる。
 図20に示すように、増幅部130は、磁気センサ120の出力電圧を増幅する。このとき、補正部140は、メモリ160に記憶された補正係数に関する参照テーブル161を参照して、温度センサ150により検出した周囲温度に対応した補正係数を決定する。補正部140は、決定した補正係数に基づいて増幅部130の増幅利得を補正する。
 本実施形態の電流センサ200でも、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ200によれば、補正部140が、周囲温度の変動による磁気センサ120の磁電変換利得の変動に加えて、周囲温度の変動により導体110が変形することによる磁気センサ120の出力電圧の変動をも補正する。これにより、本実施形態の電流センサ200は、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ200の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態7の変形例)
 実施形態7では、電流センサ200は、直線状に延びる導体110を備えた。本変形例では、電流センサ200は、一部が屈曲した導体の例を説明する。
 図22は、実施形態7の変形例1に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図23は、実施形態7の変形例2に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図24は、実施形態7の変形例3に係る電流センサの外観を示す斜視図である。
 図22に示すように、変形例1の電流センサ200は、実施形態7の電流センサ200において導体210に代えて導体210Aを備える構成で実施形態7と異なる。導体210Aは、幅方向(X軸方向)に屈曲する屈曲部214A,215Aを備える。
 図23に示すように、変形例2の電流センサ200は、実施形態7の電流センサ200において導体210に代えて導体210Bを備える構成で実施形態7と異なる。導体210Bは、厚み方向(Z軸方向)に屈曲する屈曲部214Bを備える。
 図24に示すように、変形例3の電流センサ200は、実施形態7の電流センサ200において導体210に代えて導体210Cを備える構成で実施形態7と異なる。導体210Cは、厚み方向(Z軸方向)に屈曲する屈曲部214C,215C,216C,217Cを備える。なお、変形例3の電流センサ200では、磁気センサ120及び電子部品240が基板170に搭載されている。
 このように、屈曲した導体210A,210B,210Cにおいて、周囲温度の変動による導体の変形が発生し易い。よって、屈曲した導体210A,210B,210Cを備える電流センサ200において、周囲温度の変動により導体が変形することによる電流センサの出力電圧の変動が発生し易い。そのため、本発明は、実施形態7の変形例1~3の電流センサ200に好適に適用される。
(実施形態8)
 実施形態8に係る電流センサ300は、第1流路部及び第2流路部の形状が、実施形態1に係る電流センサ100と異なる。
 図25は、実施形態8に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図26は、図25に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。図27は、図26に示す導体を幅方向(X軸方向)からみた図である。
 実施形態8に係る電流センサ300は、測定対象である電流が流れる、板状の導体310を備える。
 導体310は、長さ方向(Y軸方向)における一部分において、第1流路部310aと第2流路部310bとに分岐される。第1流路部310aと第2流路部310bとは、導体310の幅方向(X軸方向)に並んでいる。第1流路部310aと第2流路部310bとの間には、スリット310sが形成されている。スリット310sは、導体310の幅方向(X軸方向)において導体310の略中央に位置している。第1流路部310aは、導体310の一方の面側(+Z方向側)に突出しており、第2流路部310bは、導体310の他方の面側(-Z方向側)に突出している。
 第1流路部310a及び第2流路部310bの各々は、導体310の幅方向(X軸方向)から見て、半長円状の形状を有している。第1流路部310aは、導体310の一方の面から円弧状に突出する第1突出部311a及び第2突出部312aと、導体310の長さ方向(Y軸方向)に延在し、第1突出部311aと第2突出部312aとを繋ぐ第1延在部313aとを有する。第2流路部310bは、導体310の一方の面から円弧状に突出する第3突出部311b及び第4突出部312bと、導体310の長さ方向(Y軸方向)に延在し、第3突出部311bと第4突出部312bとを繋ぐ第2延在部313bとを有する。これにより、第1流路部310aと第2流路部310bとによって空間が形成される。この空間には磁気センサユニット390が配置される。
 なお、第1流路部310a及び第2流路部310bの各々の形状はこれに限られず、たとえば、導体310の幅方向(X軸方向)から見て、C字状又は半円状の形状を有していてもよい。第1流路部110aと第2流路部110bとは、互いに点対称な形状を有する。
 磁気センサユニット390は、磁気センサユニット190において筐体の形状が異なるだけであり、内部構成は磁気センサユニット190と同様である。
 本実施形態の電流センサ300でも、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ300によれば、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ300の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
 さらに、本実施形態の電流センサ300によれば、第1流路部310a及び第2流路部310bの各々における屈曲部を湾曲形状とすることにより、周囲温度の変動による第1流路部310a及び第2流路部310bの変形を低減することができる。そのため、第1流路部310aの変形による第1磁気センサ120aの出力電圧の変動、及び、第2流路部310bの変形による第2磁気センサ120bの出力電圧の変動を低減でき、周囲温度の変動による電流センサ300の出力誤差をより低減することができる。
(実施形態9)
 実施形態9に係る電流センサ400は、第1流路部及び第2流路部の形状が、実施形態1に係る電流センサ100と異なる。
 図28は、実施形態9に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図29は、図28に示す電流センサにおける導体の外観を示す斜視図である。図30は、図29に示す導体を幅方向(X軸方向)からみた図である。
 実施形態9に係る電流センサ500は、測定対象である電流が流れる、板状の導体410を備える。
 導体410は、長さ方向(Y軸方向)における一部分において、第1流路部410aと第2流路部410bとに分岐される。第1流路部410aと第2流路部410bとは、導体410の幅方向(X軸方向)に並んでいる。第1流路部410aと第2流路部410bとの間には、スリット410sが形成されている。スリット410sは、導体410の幅方向(X軸方向)において導体410の略中央に位置している。導体410の一端部と他端部とは、厚さ方向(Z軸方向)において異なる位置に位置し、第1流路部410aは略L字状の段差を有し、第1流路部410aは略逆L字状の段差を有する。
 第1流路部410aは、長さ方向(Y軸方向)における一端411aと他端412aとを有する。第2流路部410bは、長さ方向(Y軸方向)における一端411bと他端412bとを有する。第1流路部410aの一端411aと第2流路部410bの一端411bとは、スリット410sを介して幅方向(X軸方向)に並んでいる。第1流路部410aの他端412bと第2流路部410bの他端412bとは、スリット410sを介して幅方向(X軸方向)に並んでいる。
 第1流路部410aは、一端411aから長さ方向(Y軸方向)に延在する延在部414aと、延在部414aの長さ方向(Y軸方向)の端部から厚さ方向(Z軸方向)に直線状に延在して他端412aに向かう曲折部413aとを含む。すなわち、第1流路部410aは、段状に形成されている。第2流路部410bは、一端411bから厚さ方向(Z軸方向)に直線状に延在する曲折部413bと、曲折部413bの厚さ方向(Z軸方向)の端部から長さ方向(Y軸方向)に延在して他端412bに向かう延在部414bとを含む。すなわち、第2流路部410bは、段状に形成されている。これにより、第1流路部410aと第2流路部410bとによって空間が形成される。この空間には磁気センサユニット490が配置される。
 磁気センサユニット490は、磁気センサユニット190において筐体の形状が異なるだけであり、内部構成は磁気センサユニット190と同様である。
 本実施形態の電流センサ400でも、実施形態1と同様の利点を得ることができる。すなわち、本実施形態の電流センサ400によれば、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ400の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。
(実施形態10)
 上述した実施形態1~9の電流センサは、例えば車載用インバータのように3相交流電流を測定する用途に好適に適用される。本実施形態では、実施形態1の電流センサ100を、3相交流電流を測定する用途に適用する例を説明する。
 図31は、実施形態10に係る電流センサの外観を示す斜視図である。図32は、図31に示す電流センサをX軸方向から見た図である。図31及び図32に示す実施形態10に係る電流センサ500は、複数の電流センサ100を、樹脂部材501により固定しながら、隣接して備える。
 上述したように、実施形態1の電流センサ100によれば、従来と比較して、周囲温度の変動による電流センサ100の出力誤差をより低減することができ、高精度な電流センサを実現できる。そのため、複数の電流センサ100を備える電流センサ500は、インバータによりモータを駆動するための電流制御用として適用される場合に、周囲温度の変動に起因するインバータの暴走を防ぐことができる。
 このように、例えば電流センサ100が、モータの駆動電流を制御するインバータにおいて駆動電流の検出に使用される場合、第1補正部140a及び第2補正部140bは、インバータの制御装置内に配置された基板上に実装されてもよい。すなわち、第1補正部140a及び第2補正部140bは、磁気センサユニット190内における第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bが実装される基板170上に実装されていなくてもよい。このように、上述した実施形態において、補正部の実装箇所は実施形態10で示した場所に限定されない。
(他の実施形態)
 上記の実施形態において、磁気センサ、増幅部、補正部、温度センサ、メモリといった電子部品の各々は、集積された状態で別々のパッケージに実装されていてもよい。或いは、これらの電子部品は、1つ又は複数のICチップに纏めて集積された状態で、1つ又は複数のパッケージ内に実装されていてもよい。
 例えば、実施形態1では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120b、増幅部130、第1補正部140a及び第2補正部140b、第1温度センサ150a及び第2温度センサ150b、第1メモリ160a及び第2メモリ160bといった電子部品が別々のパッケージに実装された形態を例示した。しかし、これらの電子部品は、同一のICチップに集積されてもよいし、同一のパッケージ内に実装されてもよい。
 図33は、電流センサにおける電子部品のパッケージの一例を示す図である。例えば、図33に示す他の実施形態では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bが同一のICチップに集積され、第1温度センサ150a及び第2温度センサ150bが同一のICチップに集積され、増幅部130、第1補正部140a及び第2補正部140b、第1メモリ160a及び第2メモリ160bが同一のICチップに集積されている。そして、これらのICチップは、樹脂175により被覆された1つのパッケージ内に実装されている。
 この実施形態では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bが同一のICチップ上に形成されることにより、互いの特性を近づけることができる。
 また、図34は、電流センサにおける電子部品のパッケージの別の例を示す図である。図34に示すように、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bは、別々のICチップに集積され、樹脂175により被覆された1つのパッケージ内に実装されてもよい。なお、図34では、第1磁気センサ120a及び第2磁気センサ120bは、パッケージにおけるリード176を介して基板170と電気的に接続される。また、第1磁気センサ120aと第2磁気センサ120bとの間の中央が第1流路部110aと第2流路部110bとの間の中央に位置するように、パッケージが配置されている。
 本発明は上述した実施の形態に限定されず、各実施形態において適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行ってもよい。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
 上述した実施形態は例示であり、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

Claims (10)

  1.  測定対象の電流の大きさに応じた出力信号を出力する電流センサであって、
     前記電流が流れる導体と、
     前記電流により発生する磁界の強さを検出し、前記磁界の強さに応じた電気信号を前記出力信号として出力する磁気素子と、
     周囲温度の変動による前記磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、前記周囲温度の変動により前記導体が変形することによる前記磁気素子の電気信号の変動を補正する補正部と、
     を備える電流センサ。
  2.  前記周囲温度を検出する温度検出部と、
     前記周囲温度の変動による前記磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、前記周囲温度の変動により前記導体が変形することによる前記磁気素子の電気信号の変動を補正するための複数の補正係数と各々の周囲温度とが対応付けされたテーブルを記憶する記憶部と、を備え、
     前記補正部は、前記テーブルを参照して、前記温度検出部により検出した周囲温度に対応した補正係数を決定し、決定した補正係数に基づいて前記磁気素子の電気信号を補正する、
     請求項1に記載の電流センサ。
  3.  前記補正部は回路素子を含み、
     前記回路素子の素子定数は、前記周囲温度の変動による前記磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、前記周囲温度の変動により前記導体が変形することによる前記磁気素子の電気信号の変動を補正するように決められる、
     請求項1に記載の電流センサ。
  4.  前記磁気素子の電気信号を増幅して前記出力信号として出力する増幅部を備え、
     前記補正部は、前記増幅部の増幅利得を変更する、
     請求項2又は3に記載の電流センサ。
  5.  前記補正部は、前記磁気素子の磁電変換利得を補正する、
     請求項2又は3に記載の電流センサ。
  6.  前記補正部は、前記磁気素子に入力される駆動電圧又は駆動電流を変更する、
     請求項5に記載の電流センサ。
  7.  前記補正係数は、前記周囲温度の変動による前記磁気素子の磁電変換利得の変動を補正するための素子補正係数と、前記周囲温度の変動により前記導体が変形することによる前記磁気素子の電気信号の変動を補正するための導体補正係数とから算出される、
     請求項2に記載の電流センサ。
  8.  前記周囲温度が上がるにつれて、前記導体と前記磁気素子との間の距離が大きくなるように前記導体が変形するとき、前記導体補正係数は、前記周囲温度が上がるにつれて大きくなるように設定される、
     請求項7に記載の電流センサ。
  9.  前記周囲温度が上がるにつれて、前記導体と前記磁気素子との間の距離が小さくなるように前記導体が変形するとき、前記導体補正係数は、前記周囲温度が上がるにつれて小さくなるように設定される、
     請求項8に記載の電流センサ。
  10.  前記導体は、分岐されて形成された第1流路部と第2流路部であって、前記測定対象の電流の一部が流れる前記第1流路部と、前記電流の一部以外の電流が流れる前記第2流路部とを備え、
     前記磁気素子は、前記第1流路部に流れる電流により発生する第1磁界の強さを検出する第1磁気素子と、前記第2流路部に流れる電流により発生する第2磁界の強さを検出する第2磁気素子とを備え、
     前記補正部は、前記周囲温度の変動による前記第1磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、前記周囲温度の変動により前記第1流路部が変形することによる前記第1磁気素子の電気信号の変動を補正する第1補正部と、前記周囲温度の変動による前記第2磁気素子の磁電変換利得の変動、及び、前記周囲温度の変動により前記第2流路部が変形することによる前記第2磁気素子の電気信号の変動を補正する第2補正部とを備える、
     請求項1に記載の電流センサ。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005580A1 (en) * 2018-06-25 2020-01-02 Gatekeeper Systems, Inc. Dual magnetometer calibration
WO2020040590A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 홍기철 코어리스 비접촉식 전류 계측 시스템
WO2020184361A1 (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 日本電産リード株式会社 検出値補正システム、係数算出方法、及び検出値補正方法
JP2021025982A (ja) * 2019-08-09 2021-02-22 Tdk株式会社 電流センサ
WO2021084801A1 (ja) * 2019-10-28 2021-05-06 Tdk株式会社 電流センサ
WO2022030177A1 (ja) * 2020-08-06 2022-02-10 株式会社村田製作所 電流センサ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11187761B1 (en) * 2017-11-01 2021-11-30 SeeScan, Inc. Three-axis measurement modules and sensing methods
DE102020100297B4 (de) * 2020-01-09 2023-01-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stromsensor und elektrisches System mit dem Stromsensor
JP7099483B2 (ja) * 2020-02-21 2022-07-12 Tdk株式会社 電流センサ
US11971463B2 (en) 2020-03-02 2024-04-30 Allegro Microsystems, Llc Temperature compensated MTJ-based sensing circuit for measuring an external magnetic field
CN114264860A (zh) * 2021-12-21 2022-04-01 江苏多维科技有限公司 一种台阶式铜排电流检测装置
CN114217114B (zh) * 2021-12-21 2023-04-14 江苏多维科技有限公司 一种电流传感器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6362618B1 (en) * 1998-12-19 2002-03-26 Micronas Gmbh Hall sensor for stress and temperature measurements in addition to magnetic field measurement
JP2004152789A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Sanken Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2006184269A (ja) * 2004-12-02 2006-07-13 Yazaki Corp 電流センサ
WO2014002387A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 旭化成エレクトロニクス株式会社 ホール起電力補正装置及びホール起電力補正方法
US20150309078A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Infineon Technologies Ag Current sensor devices and methods

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2534586Y (zh) * 2001-12-25 2003-02-05 唐勤 磁光式电流传感器
WO2005033718A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-14 Eaton Corporation Integrated anti-differential current sensing system
JP4628987B2 (ja) 2006-04-10 2011-02-09 矢崎総業株式会社 温度検出機能付き電流センサ
CN101271130A (zh) * 2008-01-24 2008-09-24 武汉格蓝若光电互感器有限公司 点阵式霍尔电流传感器
CN101339207B (zh) * 2008-08-28 2010-08-11 华北电力大学(保定) 一种提高光学电流传感器稳定性的方法
US8461824B2 (en) * 2010-06-07 2013-06-11 Infineon Technologies Ag Current sensor
US8350563B2 (en) * 2010-10-12 2013-01-08 Allegro Microsystems, Inc. Magnetic field sensor and method used in a magnetic field sensor that adjusts a sensitivity and/or an offset over temperature
US9852837B2 (en) * 2014-01-28 2017-12-26 General Electric Company Multi-winding high sensitivity current transformer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6362618B1 (en) * 1998-12-19 2002-03-26 Micronas Gmbh Hall sensor for stress and temperature measurements in addition to magnetic field measurement
JP2004152789A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Sanken Electric Co Ltd 電流検出装置
JP2006184269A (ja) * 2004-12-02 2006-07-13 Yazaki Corp 電流センサ
WO2014002387A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 旭化成エレクトロニクス株式会社 ホール起電力補正装置及びホール起電力補正方法
US20150309078A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Infineon Technologies Ag Current sensor devices and methods

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005580A1 (en) * 2018-06-25 2020-01-02 Gatekeeper Systems, Inc. Dual magnetometer calibration
US20210141044A1 (en) * 2018-06-25 2021-05-13 Gatekeeper Systems, Inc. Dual magnetometer calibration
CN113287029A (zh) * 2018-06-25 2021-08-20 看门人系统公司 双磁强计校准
US11675040B2 (en) 2018-06-25 2023-06-13 Gatekeeper Systems, Inc. Dual magnetometer calibration
WO2020040590A1 (ko) * 2018-08-24 2020-02-27 홍기철 코어리스 비접촉식 전류 계측 시스템
WO2020184361A1 (ja) * 2019-03-13 2020-09-17 日本電産リード株式会社 検出値補正システム、係数算出方法、及び検出値補正方法
JP2021025982A (ja) * 2019-08-09 2021-02-22 Tdk株式会社 電流センサ
JP7259632B2 (ja) 2019-08-09 2023-04-18 Tdk株式会社 電流センサ
WO2021084801A1 (ja) * 2019-10-28 2021-05-06 Tdk株式会社 電流センサ
JP7306220B2 (ja) 2019-10-28 2023-07-11 Tdk株式会社 電流センサ
WO2022030177A1 (ja) * 2020-08-06 2022-02-10 株式会社村田製作所 電流センサ

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