电流传感器制造技术

电流传感器包括：磁电转换元件(20)；以及将由测量对象电流引起的磁场施加到磁电转换元件(20)的磁场集中核心(30)。垂直于电流流动方向的磁场集中核心(30)的平面形状是具有间隙的环形形状。磁电转换元件(20)布置在间隙中。用于流动电流的导体的一部分被磁场集中核心(30)包围。磁场集中核心(30)包括两个第一磁性构件(31)和至少一个第二磁性构件(32)，第一磁性构件和第二磁性构件在电流流动方向上交替堆叠。经由一个第二磁性构件(32)彼此相邻的两个第一磁性构件(31)的部分通过空隙或绝缘体彼此相对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】电流传感器包括：磁电转换元件(20)；以及将由测量对象电流引起的磁场施加到磁电转换元件(20)的磁场集中核心(30)。垂直于电流流动方向的磁场集中核心(30)的平面形状是具有间隙的环形形状。磁电转换元件(20)布置在间隙中。用于流动电流的导体的一部分被磁场集中核心(30)包围。磁场集中核心(30)包括两个第一磁性构件(31)和至少一个第二磁性构件(32)，第一磁性构件和第二磁性构件在电流流动方向上交替堆叠。经由一个第二磁性构件(32)彼此相邻的两个第一磁性构件(31)的部分通过空隙或绝缘体彼此相对。【专利说明】电流传感器相关申请的交叉引用本申请基于2011年12月27日提交的日本专利申请N0.2011-286446和2012年12月12日提交的日本专利申请N0.2012-271568，这两个申请的公开通过引用被并入本文。
本公开涉及包括磁电转换元件和磁场集中核心的电流传感器，该磁场集中核心用于集中由测量对象电流引起的测量对象磁场，并用于将集中的测量对象磁场施加到磁电转换元件。
技术介绍
传统上，例如，如在专利文献N0.1中描述的，专利文献N0.1提出了电流传感器，其包括:用于根据测量对象电流提供第一磁通量的核心，该核心被形成为具有间隙的环形形状并围绕电流路径的一部分，其中电流(即，测量对象电流)作为测量对象而流动；以及布置在间隙中的磁性传感器。上述核心由多层形成，所述多层堆叠并由具有板形状的磁性材料制成。这里，考虑到在专利文献N0.1中描述的电流传感器中，增加由磁性材料制成的堆叠层的数量以便抑制核心的磁饱和，且核心的垂直于第一磁通量的流动方向的横截面形状被放大。当横截面形状被放大时，用于减小第一磁通量的密度的退磁场增加。因此，核心的磁饱和被抑制。然而，当测量对象电流是交变电流时，可能会产生下面的困难。当交变电流在电流路径中流动时，用于产生抵消第一磁通量的磁场的涡电流在核心中产生。鉴于宏观角度，一个大的涡电流似乎在核心的外皮处产生。核心的横截面面积越大且核心的横截面形状的外部形状的轮廓的总长度越短，宏观涡电流就越大。因此，即使核心的横截面面积被放大以便抑制核心的磁饱和，流经核心的第一磁通量的分布也可能被涡电流改变，从而降低电流的检测精度。现有技术文献专利文献专利文献IJP-A-2007-40758
技术实现思路
本公开的目的是提供电流传感器，其中抑制了电流的检测精度的降低。根据本公开的方面，电流传感器包括:用于将施加磁场转换成电信号的磁电转换元件，以及用于集中由测量对象电流引起的测量对象磁场并用于将集中的测量对象磁场施加到磁电转换元件的磁场集中核心。磁场集中核心具有垂直于测量对象电流的流动方向的平面形状，该平面形状是具有间隙的环形形状。磁电转换元件布置在间隙中。交变电流作为测量对象电流所流经的测量对象导体的一部分由磁场集中核心包围。磁场集中核心包括由第一磁性材料制成的至少两个第一磁性构件和由第二磁性材料制成的至少一个第二磁性构件，这两个磁性构件在交变电流的流动方向上交替地堆叠。经由至少一个第二磁性构件彼此相邻的至少两个第一磁性构件的部分通过空隙或绝缘体彼此相对。在上面的电流传感器中，因为宏观涡电流很小，由涡电流引起的流经核心的测量对象磁场的分布的变化被抑制。此外，施加到磁电转换元件的测量对象磁场的减小被抑制。此外，因为流经核心的测量对象磁场的分布的变化和测量对象磁场的减小被抑制，因此抑制了电流的检测精度的降低。【专利附图】【附图说明】根据参考附图进行的下面的详细描述，本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更明显。在附图中:图1是根据第一实施例的电流传感器的粗略结构的截面图；图2是沿着图1中的线I1-1I截取的磁场集中核心的截面图；图3(a)是示出在磁场集中核心处产生的涡电流的图，而图3(b)示出核心的等效电路；图4是示出磁场集中核心的变形的截面图；图5是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图6是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图7是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图8是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图9是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图10是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图11是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图12是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；图13是示出磁场集中核心的另一变形的截面图；以及图14是示出磁场集中核心的另一变形的截面图。【具体实施方式】将参考【专利附图】【附图说明】本专利技术的实施例。(第一实施例)将参考图1到图3(b)说明根据本实施例的电流传感器100。在下文中，垂直于彼此的三个方向被定义为X方向、Y方向和Z方向。Y方向对应于流动方向。在这里，图1示出沿着由X方向和Z方向定义的X-Z平面的截面图。图2示出沿着由Y方向和Z方向定义的Y-Z平面的截面图。此外，稍后描述的图4到图13是沿着Y-Z平面的截面图。图14是沿着X-Z平面的截面图。在图2中，没有示出外壳60。图4到图13的截面图对应于图2。因此，图4到图13所示的截面图是沿着图1中的线I1-1I截取的截面图。电流传感器100主要包括传感器衬底10、在传感器衬底10上形成的磁电转换元件20、和用于包围传感器衬底10和测量对象导体90中的每个的磁场集中核心30，其中测量对象电流在Y方向上流动。电流传感器100基于由测量对象电流所产生的磁场(即，测量对象磁场)而引起的磁电转换元件20的输出信号的变化，来测量该测量对象电流。根据本实施例的电流传感器100除了上述元件10到30以外还包括电路板40、支承衬底50和外壳60。在这里，测量对象电流是交变电流。传感器衬底10由半导体衬底制成。磁电转换兀件20形成在传感器衬底10的一侧10a(即，形成表面IOa)。如图1所示，传感器衬底10经由具有导电性的结构件11被支承衬底50支承。传感器衬底10电连接到电路板40，其固定到支承衬底50。根据本实施例的磁电转换元件20是具有随着施加磁场而变化的电压(即，霍尔电压)的霍尔元件。磁电转换元件20具有特性，使得磁电转换元件20的电压随着与形成表面IOa交叉的施加磁场而变化。虽然没有在附图中示出，磁电转换元件20包括用于使电流在沿着形成表面IOa的一个方向上流动的两个端子和沿着形成表面IOa布置并在垂直于该一个方向的另一方向上并排布置的两个检测端子。连接两个端子的线和连接两个检测端子的另一条线提供交叉形状。当在两个端子之间流动的电流与磁通量交叉时，霍尔电压在与磁通量施加方向和电流流动方向垂直的方向上产生。霍尔电压由上述两个检测端子检测。磁场集中核心30由具有高磁导率的材料制成。磁场集中核心30具有在X-Z平面上的平面形状，其是具有间隙的环形形状(即，平面C形)。两个端部30a布置在X方向上，从而形成间隙。传感器衬底10布置在间隙中。端部30a的端表面30b和形成表面IOa平行于Y-Z平面,且端表面30b和形成表面IOa在X方向上彼此相对。由磁场集中核心30集中的磁通量穿过磁场集中核心30环流。接着，磁通量从一端30a放出。放出的磁通量的一部分被释放到外部，而所放出的磁通量的另一部分流到另一端30a中。然后，放出的磁通量的另一部分再次穿过磁场集中核心30环流。如上所述，因为传感器衬底10布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，包括：磁电转换元件(20)，其用于将施加磁场转换成电信号；以及磁场集中核心(30)，其用于集中由测量对象电流引起的测量对象磁场并用于将集中的测量对象磁场施加到所述磁电转换元件(20)，其中所述磁场集中核心(30)具有垂直于所述测量对象电流的流动方向的平面形状，所述平面形状是具有间隙的环形形状，其中所述磁电转换元件(20)布置在所述间隙中，其中交变电流作为所述测量对象电流所流经的测量对象导体的一部分被所述磁场集中核心(30)包围，其中所述磁场集中核心(30)包括由第一磁性材料制成的至少两个第一磁性构件(31)和由第二磁性材料制成的至少一个第二磁性构件(32)，所述至少两个第一磁性构件(31)和所述至少一个第二磁性构件(32)在所述交变电流的流动方向上交替堆叠，并且其中经由所述至少一个第二磁性构件(32)彼此相邻的所述至少两个第一磁性构件(31)的部分通过空隙或绝缘体彼此相对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井亮辅，车户纪博，野村江介，笹田一郎，
申请(专利权)人：株式会社电装，国立大学法人九州大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP