電流傳感器制造技術

本發明專利技術提供一種在電流測量時也能夠恰當地管理磁場檢測靈敏度的電流傳感器。本發明專利技術的電流傳感器，具有：磁傳感器（11），檢測來自在電流線（2）上流通的被測量電流（Ｉ）的感應磁場（Ｈi）的磁阻效應元件（11a～11d）；磁場施加部（12），對磁阻效應元件（11a～11d）施加與其靈敏度方向（Sa～Sd）正交的朝向的磁場（Ｈc）；以及運算部，根據磁傳感器（11）的輸出，計算其修正值。運算部構成為，根據由磁場施加部（12）施加的磁場不同的至少兩個狀態下得到的磁傳感器（11）的輸出，能夠計算修正值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及能夠非接觸地測量被測量電流的電流傳感器。
技術介紹
在電動汽車和太陽電池等領域中，使用作為磁檢測元件的磁阻效應元件檢測由測 量對象電流產生的感應磁場的方式的電流傳感器是周知的(例如，參照US2006/071655A1)。 在專利文獻I的電流傳感器中，通過基于多個磁阻效應元件的輸出的差分檢測測量對象電 流，實現了高靈敏度化。在這樣的電流傳感器中，由于磁阻效應元件的磁場檢測靈敏度直接影響到電流 測量精度，因此為了維持電流傳感器的高的電流測量精度而恰當地管理磁阻效應元件 的磁場檢測靈敏度變得重要。關于這一點，提出了為了修正由磁檢測元件隨時間的電 阻值變化，基于特定環境中的磁檢測元件的電阻值修正傳感器輸出的方法(例如，參照 US2010/315928A1)。但是，磁阻效應元件具有規定的溫度特性，起因于溫度變化，其電阻值變動。因此， 在使用環境的溫度隨著電流傳感器的繼續使用而發生變化時，有時電流傳感器的靈敏度變 動從而電流測量精度降低。為了維持此電流傳感器的高的電流測量精度，電流測量時的磁 場檢測靈敏度的恰當的管理是必要的。但是，到目前為止，并未提出能夠在電流測量時進行 磁場檢測靈敏度的管理的電流傳感器。
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述問題而做出的，目的在于提供一種在電流測量時也能夠恰當地 管理磁場檢測靈敏度的電流傳感器。本專利技術的電流傳感器，具有磁傳感器，具有檢測來自在電流線中流通的被測量電 流的感應磁場的磁阻效應元件；磁場施加部，對上述磁阻效應元件施加與其靈敏度方向(感 度方向)正交的朝向的磁場；以及運算部，根據上述磁傳感器的輸出，計算其修正值。其特 征在于，上述運算部構成為根據在由上述磁場施加部施加的磁場不同的至少兩個狀態下得 到的上述磁傳感器的輸出，能夠計算上述修正值。通過此結構，由于通過施加與磁阻效應元件的靈敏度方向正交的朝向的磁場來計 算磁傳感器的修正值，所以在電流測量時也能夠計算修正值。由此，實現了在電流測量時也 能夠恰當地管理磁場檢測靈敏度的電流傳感器。較為理想的是，在本專利技術的電流傳感器中，上述兩個狀態是未由上述磁場施加部 施加磁場的狀態以及由上述磁場施加部施加規定的磁場的狀態。通過此結構，可以使用在 未施加與靈敏度方向正交的朝向的磁場的狀態下的磁傳感器輸出和在施加與靈敏度方向 正交的朝向的磁場的狀態下的磁傳感器輸出計算修正值。較為理想的是，在本專利技術的電流傳感器中，上述兩個狀態是由上述磁場施加部施 加第一磁場的狀態以及由上述磁場施加部施加第二磁場的狀態。通過此結構，可以使用在施加與靈敏度方向正交的第一磁場的狀態下的磁傳感器輸出和在施加與靈敏度方向正交的第二磁場的狀態下的磁傳感器輸出計算修正值。較為理想的是，在本專利技術的電流傳感器中，上述運算部構成為，設上述兩個狀態間的上述磁傳感器的靈敏度變化率為α、設在上述兩個狀態下得到的上述磁傳感器的輸出分別為(V O2，可以根據下述公式(3)計算用作上述修正值的偏移β。通過此結構，可以計算用作修正值的磁傳感器輸出的偏移β。(3)β = ( ct O1 — O2)/ (ct — I)較為理想的是，在本專利技術的電流傳感器中，構成為能夠從上述磁傳感器的輸出減去上述修正值來計算電流傳感器的輸出。通過此結構，通過從磁傳感器輸出減去修正值，可以提高電流傳感器的電流測量精度。通過本專利技術，能夠提供一種在電流測量時也能夠恰當地管理磁場檢測靈敏度的電流傳感器。附圖說明圖1是在施加與靈敏度方向正交的朝向的磁場時和未施加與靈敏度方向正交的朝向的磁場時的磁傳感器的輸出特性圖。圖2是表示實施方式I涉及的電流傳感器以及其外部結構的配置例的立體圖。圖3是表示實施方式I涉及的電流傳感器以及其外部結構的配置例的俯視圖。圖4是表示用作磁阻效應元件的GMR元件的結構例的俯視模式圖。圖5是表示用作磁阻效應元件的GMR元件的結構例的剖視模式圖。圖6是表示實施方式I涉及的電流傳感器的電路結構的框圖。圖7是實施方式I涉及的電流傳感器的處理流程圖。圖8是在通過線圈施加弱感應磁場時和施加強感應磁場時的磁傳感器的輸出特性圖。圖9是實施方式2涉及的電流傳感器的處理流程圖。符號說明I電流傳感器2電流線11磁傳感器Ila Ild磁阻效應元件12線圈(磁場施 加部)13差動放大器14存儲部15運算部16修正部17控制部具體實施方式本專利技術者在對磁阻效應元件施加與其靈敏度方向正交的朝向的磁場時，發現磁阻 效應元件的磁場檢測靈敏度發生變化。另外，在用此方法使磁阻效應元件的磁場檢測靈敏 度發生變化時，發現雖然包含磁阻效應元件的磁傳感器的輸出特性的傾斜度發生變化，但 偏移幾乎不變化。圖1是在施加與靈敏度方向正交的朝向的磁場(以下，稱為正交磁場)時和未施加 正交磁場時的磁傳感器的輸出特性圖。在圖1中，橫軸表不在靈敏度方向上施加的磁場強 度，縱軸表不磁傳感器的輸出。另外，用Al表不未施加正交磁場時的輸出特性,用A2表不 施加正交磁場時的輸出特性。這時，在向磁傳感器施加正交磁場時，即使在靈敏度方向上施 加的磁場強度(橫軸)相同，磁傳感器的輸出(縱軸)也增加(Al — A2)。另一方面,未在靈敏 度方向上施加磁場時的磁傳感器的輸出(偏移)不依賴于正交磁場的有無。即,在Al與A2 上，偏移的值變為大致相等。本專利技術者從上述見識發現，如果靈敏度方向的磁場一定，則能夠在正交磁場不同 的條件下取得至少兩個輸出特性(例如，Al以及A2)來計算偏移。而且，考慮通過設置能夠 在多個狀態下施加正交磁場的結構可以在任意的時刻修正偏移而完成本專利技術。即，本專利技術 的技術思想是，做出正交磁場不同的至少兩個狀態，根據該兩個狀態下的磁傳感器的輸出 計算偏移。為了實現上述技術思想，做出正交磁場不同的兩個狀態是必要的。因此，本專利技術的 電流傳感器具有對磁阻效應元件施加正交磁場的結構。而且，通過該結構，能夠實現施加正 交磁場的狀態以及未施加正交磁場的狀態這兩個狀態。或者，通過該結構，能夠實現施加規 定的朝向以及強度的正交磁場的狀態以及施加朝向或者強度不同的正交磁場的狀態這兩 個狀態。通過此電流傳感器，能夠適時修正磁傳感器輸出的偏移。下面，參照附圖說明本發 明的電流傳感器。(實施方式I)圖2以及圖3是表示本實施方式涉及的電流傳感器的結構例的模式圖。圖2以及 圖3所示的電流傳感器I是磁比例式電流傳感器，設置于被測量電流I在延伸方向(y方向) 上流通的電流線2的附近。圖2以及圖3所示的電流傳感器I構成為，包含檢測由在電流線2中流通的被測 量電流I引起的感應磁場H i的磁傳感器11和能夠對磁傳感器11施加規定方向的感應磁 場H c的線圈(磁場施加部)12。在圖3中為了簡單省略了線圈12。如圖3所示，磁傳感器11由包含4個磁阻效應元件Ila Ild的電橋電路構成。 各磁阻效應元件Ila Ild的靈敏度方向(靈敏度軸方向)Sa Sd為相對于電流線2的延 伸方向(y軸方向)大致垂直的方向(X軸方向)。因此，磁傳感器11的靈敏度方向S也和磁 阻效應元件Ila Ild的靈敏度方向Sa Sd —樣,為x軸方向。由此，磁傳感器11能夠 檢測由被測量電流I產生的X軸方向的感應磁場H i。如圖3所示，磁阻效應元件IlaUlc的一端連接到電源端子V，供給電源電壓 (Vdd)0磁阻效應元件本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電流傳感器，其特征在于，具有：磁傳感器，具有檢測來自在電流線中流通的被測量電流的感應磁場的磁阻效應元件；磁場施加部，對上述磁阻效應元件施加與其靈敏度方向正交的朝向的磁場；以及運算部，根據上述磁傳感器的輸出，計算其修正值，上述運算部構成為，根據由上述磁場施加部施加的磁場不同的至少兩個狀態下得到的上述磁傳感器的輸出，能夠計算上述修正值。

【技術特征摘要】
2011.09.29 JP 214371/20111.一種電流傳感器，其特征在于，具有磁傳感器，具有檢測來自在電流線中流通的被測量電流的感應磁場的磁阻效應元件；磁場施加部，對上述磁阻效應元件施加與其靈敏度方向正交的朝向的磁場；以及運算部，根據上述磁傳感器的輸出，計算其修正值，上述運算部構成為，根據由上述磁場施加部施加的磁場不同的至少兩個狀態下得到的上述磁傳感器的輸出，能夠計算上述修正值。2.如權利要求1所述的電流傳感器，其特征在于，由上述磁場施加部施加的磁場不同的至少兩個狀態，是未由上述磁場施加部施加磁場的狀態以及由上述磁場施加部施...

【專利技術屬性】
技術研發人員：福井洋文，
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：