磁传感器以及包括该磁传感器的电流传感器制造技术

本发明专利技术提供适合用于大电流测定用的电流传感器的磁传感器。本发明专利技术的磁传感器包括：接收在z方向上流通的磁通(φ)的可饱和磁性体(20)、以及卷绕在可饱和磁性体(20)上并且以x方向作为线圈轴的检测线圈(Lp)。由此，如果使检测线圈(Lp)的线圈轴正交于磁通(φ)，则磁通(φ)对于可饱和磁性体(20)的线圈轴方向的磁影响变小。因此，可饱和磁性体(20)难以在线圈轴方向上磁饱和，因而能够测定强磁场。

Magnetic sensor and current sensor including the magnetic sensor

The invention provides a magnetic sensor suitable for a current sensor used for high current measurement. The magnetic sensor of the present invention includes a saturable magnet (20) which receives magnetic flux (_) flowing in the Z direction, and a detection coil (Lp) winding on the saturable magnet (20) and using the X direction as the coil axis. Thus, if the coil axis of the detection coil (Lp) is perpendicular to the magnetic flux (_), the magnetic effect of the magnetic flux (_) on the coil axis direction of the saturable magnet (20) becomes smaller. Therefore, the saturable magnet (20) is difficult to saturate in the axis direction of the coil, so it can measure the strong magnetic field.

【技术实现步骤摘要】
磁传感器以及包括该磁传感器的电流传感器
本专利技术涉及磁传感器以及包括其的电流传感器，特别涉及适合用于能够测定大电流的电流传感器的磁传感器以及包括该磁传感器的电流传感器。
技术介绍
作为使用磁传感器的电流传感器，专利文献1和2中记载的电流传感器是已知的。专利文献1和2记载的电流传感器包括：母线，作为测定对象的电流流过该母线；以及磁传感器，其接收由流过母线的电流产生的磁通；磁传感器由可饱和磁性体和卷绕在可饱和磁性体周围的线圈构成。并且，在专利文献1和2中记载的电流传感器中，由于流过母线的电流产生的磁通的方向与线圈的轴方向一致，因此能够高灵敏度地检测出由流过母线的电流产生的磁通。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-258275号公报专利文献2：日本特开2010-276422号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而，如专利文献1和2中那样，当流过母线的电流产生的磁通的方向与线圈的轴方向一致时，虽然可以获得高检测灵敏度，但是可饱和磁性体容易磁饱和。因此，专利文献1和2的电流传感器难以测定大电流。因此本专利技术的目的在于提供一种能够测定大电流的电流传感器以及用于该电流传感器的磁传感器。用于解决技术问题的手段本专利技术的磁传感器是用于检测在第一轴方向上流通的磁通的磁传感器，其特征在于，包括：接收磁通的可饱和磁性体，以及卷绕在可饱和磁性体上并且以不同于第一轴方向的规定方向作为线圈轴的检测线圈。根据本专利技术，由于检测线圈的线圈轴朝向与磁通不同的方向，因此磁通对于可饱和磁性体的线圈轴方向的磁影响减小。因此，可饱和磁性体难以在线圈轴方向上磁饱和，因而可以测定强磁场。在本专利技术中，规定方向可以与正交于第一轴方向的第二轴方向基本一致。据此，磁通对于可饱和磁性体的线圈轴方向的磁影响变得非常小，因而使得可饱和磁性体变得更难以磁饱和。在本专利技术中，可以为：可饱和磁性体是平板状，其以规定方向作为长度方向，以与长度方向正交的方向作为宽度方向，以与长度方向和宽度方向正交的方向作为厚度方向；可饱和磁性体在宽度方向上的尺寸小于长度方向上的尺寸，并且厚度方向上的尺寸小于宽度方向上的尺寸。据此，板状的可饱和磁性体变得难以磁饱和。在本专利技术中，可以为：宽度方向与第一轴方向所成的角度大于宽度方向与正交于第一轴方向和第二轴方向的第三轴方向形成的角度。据此，可饱和磁性体变得更难以磁饱和。在本专利技术中，可以为：厚度方向与第一轴方向基本一致，并且宽度方向与第三轴方向基本一致。由于这样的结构是可饱和磁性体最难以磁饱和的结构，因此可以测定更强的磁场。在本专利技术中，可饱和磁性体可以具有在厚度方向上层叠的结构。据此，由于可饱和磁性体的横截面积增加，因此磁饱和变得更难。本专利技术的磁传感器还可包括线轴，该线轴将可饱和磁性体的长度方向与规定方向形成的角度固定。据此，可以将可饱和磁性体与检测线圈之间的位置关系固定在规定角度。在本专利技术中，可饱和磁性体可以包括：第一区间，其中长度方向与第一轴方向之间的角度是第一角度；以及第二区间，其中长度方向与第一轴方向之间的角度是不同于第一角度的第二角度。据此，可以微调节可饱和磁性体的饱和容易度。本专利技术的磁传感器还可以包括用于消除磁通的补偿线圈。据此，可以构成所谓的闭环型磁传感器。本专利技术的电流传感器的特征在于，包括：上述磁传感器，以及通过作为测量对象的电流产生磁通的母线。根据本专利技术，由于使用了难以磁饱和的磁传感器，因此可以测定大电流。本专利技术的电流传感器还可以包括覆盖磁传感器和母线的磁屏障。据此可以阻隔作为噪声的环境磁场。专利技术效果如上所述，根据本专利技术，可以提供能够测定大电流的电流传感器和用于该电流传感器的磁传感器。附图说明图1是用于说明本专利技术优选实施方式的电流传感器100的主要部分的结构的大致外观图。图2(a)是从z方向观察电流传感器100的主要部分的大致平面图，图2(b)是从y方向观察电流传感器100的主要部分的大致侧视图。图3是用于说明磁传感器M的结构的大致外观图。图4是具有层叠结构的可饱和磁性体20的大致斜视图。图5是示出电流传感器100的电路结构的框图。图6是自激振荡电路30的电路图。图7是振荡信号Q的波形图。图8是用于说明可饱和磁性体20的磁特性的图，并且示出了外部磁场Hext为零的情况。图9是用于说明可饱和磁性体20的磁特性的图，示出了存在外部磁场Hext的情况。图10是示出施加到电阻R3的电压Vc的变化的波形图。图11是表示振荡信号Q和反相振荡信号/Q的变化的波形图。图12是用于说明通过可饱和磁性体20的磁通φ的流通的示意图，并且示出了可饱和磁性体20的朝向是图3所示的状态的情况。图13是用于说明可饱和磁性体20的另一配置例的大致外观图。图14是用于说明通过可饱和磁性体20的磁通φ的流通的示意图，并且示出了可饱和磁性体20的朝向是图13的状态的情况。图15是示出可饱和磁性体20以x轴为中心旋转的状态的示意图。图16是示出可饱和磁性体20以y轴为中心旋转的状态的示意图。图17是表示将可饱和磁性体20收纳在线轴60中的例子的大致剖视图。图18是示出可饱和磁性体20的若干变形例的示意性剖视图。符号说明2磁屏障4空间部6基板10母线11～13电流路径20可饱和磁性体21～26区间30自激振荡电路31比较器32触发器电路40负反馈电流输出电路50信号输出电路60线轴60a收纳部61内壁100电流传感器A区域Lc补偿线圈Lp检测线圈M磁传感器R1～R4电阻SW1～SW4开关φ磁通具体实施方式下面参照附图对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。图1是用于说明本专利技术的优选实施方式的电流传感器100的主要部分的结构的大致外观图。图2(a)是从z方向观察的电流传感器100的主要部分的大致平面图，图2(b)是从y方向观察的电流传感器100的主要部分的大致侧视图。如图1、图2(a)和图2(b)所示，本实施方式的电流传感器100包括：母线10，接收由流过母线10的电流产生的磁通的磁传感器M，以及覆盖磁传感器M和母线10的磁屏障2。磁屏障2是具有在y方向上延伸的空间部4的环状磁性体，并且母线10的一部分和磁传感器M配置在空间部4中。作为磁屏障2的材料，可以使用铁氧体、定向硅钢板、坡莫合金等高磁导率材料。磁屏障2阻断作为噪声的环境磁场，并且作为流过母线10的电流产生的磁通的磁路发挥功能。母线10是作为测定对象的电流流过的部件，包括在y方向上延伸的电流路径11,12以及在x方向上延伸的电流路径13。电流路径11,12的端部经由电流路径13连接。由此，电流按电流路径11、13和12的顺序或按电流路径12、13和11的顺序流过母线10，因此如图2B所示，电流路径11～13所围绕的区域A中产生z方向上的磁通φ。在电流路径11～13所围的区域A中，配置有基板6，该基板6上安装有磁传感器M。由此，在z方向上流通的磁通φ被施加到磁传感器M。磁通φ的强度和方向由流过母线10的电流量和电流方向确定。图3是用于说明磁传感器M的结构的大致外观图。如图3所示，磁传感器M包括：可饱和磁性体20，以及卷绕在可饱和磁性体20上的检测线圈Lp。当可饱和磁性体20为平板状，长度方向的尺寸为a，宽度方向的尺寸为b，厚度方向的尺寸为c时，满足a>b>c。在图3所示的示例中，检测线圈Lp本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁传感器，其特征在于，是用于检测在第一轴方向上流通的磁通的磁传感器，所述磁传感器包括：接收所述磁通的可饱和磁性体，以及检测线圈，其卷绕在所述可饱和磁性体上，并且以不同于所述第一轴方向的规定方向作为线圈轴。

【技术特征摘要】
2017.10.12 JP 2017-1987021.一种磁传感器，其特征在于，是用于检测在第一轴方向上流通的磁通的磁传感器，所述磁传感器包括：接收所述磁通的可饱和磁性体，以及检测线圈，其卷绕在所述可饱和磁性体上，并且以不同于所述第一轴方向的规定方向作为线圈轴。2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述规定方向与正交于所述第一轴方向的第二轴方向基本一致。3.根据权利要求2所述的磁传感器，其特征在于，所述可饱和磁性体是平板状，其以所述规定方向作为长度方向，以与所述长度方向正交的方向作为宽度方向，以与所述长度方向和所述宽度方向正交的方向作为厚度方向；所述可饱和磁性体在所述宽度方向上的尺寸小于在所述长度方向上的尺寸，并且所述厚度方向上的尺寸小于所述宽度方向上的尺寸。4.根据权利要求3所述的磁传感器，其特征在于，所述宽度方向与所述第一轴方向形成的角度大于所述宽度方向与正交于所述第一轴方向和所述第二轴方向的第三轴方向形成的角度。5.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，所述厚度方向与所述第一轴方向基本一致，所述宽度方向与所述第三轴方向基本一致。6.根据权利要求3所述的磁传感器，其特征在于，所述可饱和磁性体具有在所述厚度方向上层叠的结构。7.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述可饱和磁性体还包括线轴，所述线轴使所述可饱和磁性体的长度方向和所述规定方向形成的角度固定。8.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述可饱和磁性体包括：第一区间，其中长度方向和所述第一轴方...

【专利技术属性】
技术研发人员：长田贵，滨村尚宏，笠岛多闻，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP