一種能夠以高靈敏度且高精度檢測被檢測電流，且能夠實現結構的簡化及小型化的電流測定裝置。在電流測定裝置(1)中，包括：具有磁化方向被固定的固定磁性層(18)和通過外部磁場使磁化方向變化的自由磁性層(20)的多個GMR元件(12-1～12-N)；根據多個GMR元件(12-1～12-N)的輸出求出被檢測電流大小的運算部(21)，在該電流測定裝置(1)中，將多個GMR元件(12-1～12-N)在被檢測電流所流動的導體(13)的周圍以環狀配置，并且以利用多個GMR元件(12-1～12-N)構成串聯的可變電阻的方式進行電連接。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及測定在導體中流動的被檢測電流大小的電流測定裝置，尤其涉及通過磁阻的變化來檢測被檢測電流大小的電流測定裝置。
技術介紹
近年來，在電動機動車和太陽能電池等領域中，伴隨電動機動車和太陽能電池裝置的大輸出化、高性能化，使用的電流值變大，以非接觸方式測定直流大電流的電流傳感器得到廣泛應用。作為這種電流傳感器提出了具有通過在導體周圍產生的磁場檢測流入導體的電流大小的霍爾元件的結構(例如，參照專利文獻I)。該電流傳感器具備具有開口部的半導體基板；配置在半導體基板上且因磁場的變化而輸出霍爾電壓信號的多個霍爾元件。被檢測電流所流動的電流線以貫通半導體基板的開口部的方式相對于基板正交配置。各霍爾元件配置成以電流線為中心的圓狀。在專利 文獻I記載的電流傳感器中，使用因在電流線流過被檢測電流時產生的電流線周圍的磁場變化而從各霍爾元件輸出的霍爾電壓信號檢測被檢測電流的大小。在先技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2007-107972號公報專利技術概要專利技術要解決的技術課題然而，在專利文獻I記載的電流傳感器中，由于使用霍爾元件，因此，存在檢測方向受到限制的問題。另外，除需要在各霍爾元件構成檢測電路外，還需要設置對各個檢測電路的輸出信號進行加法運算的加法運算電路，因此存在電流傳感器的小型化受到限制的問題。另外，當電流線和電流傳感器的位置(距離)不均時，存在其測定值反映出不均的問題。
技術實現思路
本專利技術是鑒于該點而完成的，其目的在于，提供一種能夠以高靈敏度且高精度檢測被檢測電流，且能夠實現結構簡化及小型化的電流測定裝置。用于解決課題的手段本專利技術的電流測定裝置具備多個磁阻效應元件和運算機構，所述磁阻效應元件具有磁化方向被固定的固定磁性層和通過外部磁場而使磁化方向變化的自由磁性層，所述運算機構根據所述多個磁阻效應元件的輸出求出被檢測電流的大小，所述電流測定裝置的特征在于，所述多個磁阻效應元件在供被檢測電流流動的導體周圍以環狀配置，并且以利用所述多個磁阻效應元件構成串聯的可變電阻的方式進行電連接。根據該結構，通過利用多個磁阻效應元件構成串聯的可變電阻，將多個磁阻效應元件作為可變電阻使用，從而能夠不設置加法運算電路地檢測各磁阻效應元件的磁阻變化，能夠使裝置結構簡化及小型化。另外，通過各磁阻效應元件在導體的周圍呈環狀地配置，從而能夠將在導體流過被檢測電流之際產生的磁場作為與固定磁性層的磁化方向和自由磁性層的磁化方向之間的磁化角度對應的磁阻變化而實施檢測。在上述電流測定裝置中，優選所述多個磁阻效應元件的所述固定磁性層的磁化方向被固定成在所述多個元件的各自位置從導體所延伸的方向觀察時相同的方向。在上述電流測定裝置中，所述多個磁阻效應元件的所述固定磁性層的磁化方向可以固定為所述各磁阻效應元件成為以環狀相連的方向的環狀方向。或者，在上述電流測定裝置中，所述多個磁阻效應元件中的所述固定磁性層的磁化方向可以被固定成朝向所述導體中央部。另外，在上述電流測定裝置中，所述多個磁阻效應元件的所述固定磁性層的磁化方向可以被固定成從所述導體中央部朝向放射方向。通過上述結構，由于通過在導體周圍產生的磁場使自由磁性層的磁化方向變化為 相對于固定磁性層的磁化方向大致相同方向，因此，能夠降低各磁阻效應元件間的靈敏度差，從而能夠提高電流測定裝置的檢測精度。另外，在上述電流測定裝置中，所述多個磁阻效應元件可以設置在共用的導電體上。另外，在上述電流測定裝置中，所述多個磁阻效應元件可以形成在彈性體上，并且以包圍所述導體周圍的方式配置成使所述彈性體變形。另外，本專利技術以上述電流測定裝置為基礎，其特征在于，所述多個磁阻效應元件具備經由絕緣層而設置在所述自由磁性層上的導電層，使在所述多個磁阻效應元件中流動的電流從所述導電層反向回流。根據該結構，通過使流過磁阻效應元件的電流在導電層反向流動，從而能夠產生與在磁阻效應元件中流動電流之際所產生的磁場反向的磁場。因此，能夠降低在磁阻效應元件中流過電流時產生的磁場引起的自由磁性層的磁化方向的變化，從而能夠提高電流測定裝置的檢測靈敏度及檢測精度。專利技術效果根據本專利技術，能夠提供一種能夠以高靈敏度且高精度檢測被檢測電流，且能夠實現結構簡化及小型化的電流測定裝置。附圖說明圖I是表示本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的俯視圖。圖2是表示本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的層疊結構的圖。圖3是本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的運算部的電路結構圖。圖4是表示本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置中，在對GMR元件上作用外部磁場的情況下的固定磁性層與自由磁性層之間的磁化角度的變化的示意圖。圖5是表示本專利技術第一實施方式涉及的磁化角度與磁阻的相關關系的圖。圖6是表示本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的磁化角度的變化的示意圖。圖7是表示本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的配置例的圖。圖8是本專利技術第一實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的制造方法的說明圖。圖9是表示本專利技術的第二實施方式涉及的電流測定裝置的俯視圖。圖10是表示本專利技術的第二實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的層疊結構的圖。圖Il(A)是表示本專利技術的第二實施方式涉及的電流測定裝置的成膜工序的磁場施加的一例的示意圖，圖Il(B)是㈧的A-A線箭頭指向剖視圖。圖12是表示本專利技術的實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的其他配置例的圖。圖13是表示本專利技術的實施方式涉及的電流測定裝置的其他結構例的圖。 圖14是表示本專利技術的實施方式涉及的電流測定裝置的其他結構例的圖。圖15是表示本專利技術的實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的其他層疊結構的圖。圖16是本專利技術的實施方式涉及的電流測定裝置的GMR元件的制造方法的說明圖。具體實施例方式以下，參照附圖對本專利技術的實施方式詳細地進行說明。(第一實施方式)圖I是本專利技術的第一實施方式涉及的電流測定裝置的俯視圖。如圖I所示，電流測定裝置I具備具有大致圓形的中央部開口 Ila的基板11 ;在基板11的中央部開口 Ila的外緣呈環狀配置的多個GMR元件(Giant Magneto Resistance :巨磁阻)12-1 12-N ;根據GMR元件12-1 12-N的輸出求出被檢測電流大小的運算部(未圖示)。導體13由剖視下大致圓形狀的線狀體形成，且以貫通基板11的中央部開口 Ila的方式設置。在導體13中流動有被檢測電流。GMR元件12-1 12_N通過在相互相鄰的元件之間分別夾設導電體14而連續配置，多個GMR元件12-1 12-N作為整體構成電串聯連接的GMR元件列12。另外，GMR元件12-1 12-N具備磁化方向固定的固定磁性層；因被檢測電流流過導體13時產生的磁場而導致磁化方向變化的自由磁性層，磁阻根據固定磁性層的磁化方向與自由磁性層的磁化方向之間的磁化角度而變化。即，在本實施方式中，以包圍導體13的周圍的方式呈環狀配置多個GMR元件12-1 12-N，能夠通過GMR元件12_1 12-N根據自由磁性層的磁化方向的變化來檢測被檢測電流流過導體13時產生的磁場變化。在本實施方式中，GMR元件12-1 12_N的固定磁性層的磁化方向被固定為朝向呈環狀配設的GMR元件12-1 12-N相連的環狀方向(參照圖I的箭頭本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林信宏，小暮龍矢，高橋彰，
申請(專利權)人：阿爾卑斯綠色器件株式會社，
類型：發明
國別省市：
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