平衡式电流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种磁平衡式电流传感器，其具备：磁检测元件，其特性随着来自被测定电流的感应磁场而变化；以及多个线圈，其各自具有线圈布线部，该线圈布线部设置于远离以磁检测元件的灵敏度轴方向作为面内方向的基准面的面上，多个线圈分别具有：引出布线部，其一个端部与线圈布线部的一个端部连接；以及两个电极部，其分别位于线圈的两端并与线圈布线部以及引出布线部电连接，将两个电极部作为施加部，当流过反馈电流时，能够产生消除磁场，并且，引出布线部以及线圈布线部具有以经由绝缘部在线圈布线部的卷绕的轴向即第一方向上重叠的方式层叠的交叉部，从第一方向观察时，两个电极部位于比线圈布线部的包络线靠外侧的位置，能够有效地应对与测定范围等相关的各种要求。

Balanced Current Sensor

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平衡式电流传感器
本专利技术涉及一种具有磁传感器和反馈线圈的平衡式电流传感器。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种电流传感器，其包括：磁检测元件，其特性随着来自被测定电流的感应磁场而变化；多个线圈，其配置在所述磁检测元件的附近相互串联连接，并且通过流过反馈电流而产生抵消所述感应磁场的消除磁场；开关电路，从所述多个线圈中选择与所述反馈电流的输入端子和/或输出端子电连接的线圈，并控制流过所述反馈电流的线圈。根据该电流传感器，将磁平衡线圈(反馈线圈)分割成两个以上的多个而设置，根据被测定电流值而组合使用，由此能够控制线圈电流与产生磁场的关系比率，能够在大的测定范围内实现高精度的测定和低消耗电力，而且能够实现省空间化(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/011306号
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在如上述专利文献1所述的磁平衡式电流传感器的情况下，通过切换开关电路能够使来自反馈线圈的磁场强度具有两种模式，但需要开关电路，从磁检测元件小型化的观点出发存在问题。另外，如上所述的磁检测元件是通过在晶片上电镀或溅射等薄膜形成工艺形成的，但上述专利文献1中，没有提出不增加晶片的掩模图案而可以应对各种的测定范围的要求、能够实现线圈的小型化的反馈线圈的布线等的结构。本专利技术的目的在于，提供一种具有专利文献1所述的多个反馈线圈并能够有效地应对与测定范围等相关的多种要求的磁平衡式电流传感器。解决问题的技术手段为了解决上述问题而提出了本专利技术，本专利技术的一个实施方式是一种磁平衡式电流传感器，其具备：磁检测元件，其特性随着来自被测定电流的感应磁场而变化；以及多个线圈，其分别具有线圈布线部，该线圈布线部设置于远离以所述磁检测元件的灵敏度轴方向作为面内方向的基准面的面上，其特征在于，所述多个线圈分别具有：引出布线部，其一个端部与所述线圈布线部的一个端部连接；以及两个电极部，其分别位于所述线圈的两端并与所述线圈布线部以及所述引出布线部电连接，当将所述两个电极部作为施加部而流过反馈电流时，能够产生抵消所述感应磁场的消除磁场，所述引出布线部以及所述线圈布线部具有以经由绝缘部在所述线圈布线部的卷绕的轴向即第一方向上重叠的方式层叠而成的交叉部，从所述第一方向观察时，所述两个电极部位于比所述线圈布线部的包络线靠外侧的位置。在具有该结构的磁平衡式电流传感器中，通过适当组合多个线圈的一个或多个线圈的两个以上，能够得到可以选择消除磁场的范围不同的多种类的反馈线圈的磁平衡式电流传感器。具体而言，通过变更多个线圈的各自的电极部以及用于流过反馈电流的布线的端子的接线关系，能够设定各种反馈线圈。接着，在上述磁平衡式电流传感器中，对于多个线圈的各个线圈，电极部位于线圈布线部的外侧。在电极部位于线圈布线部的内侧的内侧电极部的情况下，为了将用于流过反馈电流的布线的端子和内侧电极部连接，进行引线接合。在该内侧电极部进行引线接合时，若接合线与线圈布线部接触则会发生短路，需要将内侧电极部的面积增大到一定程度，以防止这样的不良情况。这样会导致内侧电极部的面积增大的结果，会使线圈布线部整体的面积变大，成为阻碍磁平衡式电流传感器的小型化的主要原因。与此相对，如上述磁平衡式电流传感器那样，在电极部位于线圈布线部的外侧的情况下，不需要为防止上述的不良情况而增大电极部的面积，能够减小线圈布线部的面积。因此，在第一方向观察时，能够使线圈小型化。因此，上述磁平衡式电流传感器是一种能够有效地应对各种测定范围，且能够应对小型化的磁平衡式电流传感器。在上述磁平衡式电流传感器中，当将从所述多个线圈中选择的两个线圈串联连接而流过所述反馈电流时，可以是一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度不同于另一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度。这样，关于不同的两个线圈，通过使由各自的线圈布线部产生的消除磁场对磁检测元件产生影响的强度不同，从而容易得到基本结构相同而具有多种测定范围的电流传感器。在上述磁平衡式电流传感器中，优选的是，所述多个线圈中的至少一个线圈即第一线圈所具有的第一线圈布线部设置于距所述基准面为第一距离的第一面上，所述多个线圈中的至少另一个线圈即第二线圈所具有的第二线圈布线部位于距所述基准面的距离为不同于所述第一距离的第二距离的第二面上，当将所述第一线圈的一个线圈与所述第二线圈的一个线圈串联连接而流过所述反馈电流时，所述第一线圈的一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度不同于所述第二线圈的一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度。通过像这样在不同的面上设置线圈布线部，使线圈布线部的设计规则相同，能够在不增加晶片的掩模图案的情况下，使由各个线圈布线部产生的消除磁场对磁检测元件产生影响的强度不同。因此，具备上述结构的电流传感器是简单的构造，并且能够设定多种测定范围。在上述磁平衡式电流传感器中，从所述磁检测元件观察时，所述第一线圈以及所述第二线圈均位于同一面侧。在具备该结构的情况下，即使磁平衡式电流传感器具有多个磁检测元件，也容易形成为难以偏离基准面的结构。因此，能够得到检测感度优异的高品质的电流传感器。在上述磁平衡式电流传感器中，优选的是，所述第一线圈由对所述磁检测元件的磁影响程度相等的两个以上的线圈构成，所述第二线圈由对所述磁检测元件的磁影响程度相等的两个以上的线圈构成。这样，在第一线圈以及第二线圈分别由磁影响程度相等的两个以上的线圈构成的情况下，能够形成既不将其串联连接也不将其并联连接使用的、将磁影响程度相等的一个线圈作为另一个的预备线圈的多种使用方法，提供一种能够应对多样的需求的磁平衡式电流传感器。在上述磁平衡式电流传感器中，所述第一线圈的两个以上的线圈以及所述第二线圈的两个以上的线圈的电阻值均相等，这是从电流传感器的品质管理的观点出发的优选方案。在上述磁平衡式电流传感器中，所述多个线圈中的至少一个线圈的所述线圈布线部可以具有螺旋形状的部分，该螺旋形状的部分具有沿所述第一方向的方向的卷绕轴。通过使线圈布线部具有这样的螺旋形状的部分，在线圈中流过抵消电流时，能够容易确保产生的消除磁场相等的区域较广。在具有上述螺旋形状的部分的磁平衡式电流传感器中，所述多个线圈的每一个从所述第一方向观察时，所述线圈布线部可以是各自端部位于卷绕的线圈布线的内侧的8字卷，并且，所述线圈布线部的各自的端部与所述引出布线部的一个端部连接，所述引出布线部的另一个端部与所述两个电极部的任一个连接，所述多个线圈所具备的多个所述两个电极部，从所述第一方向观察时，多个电极部并排设置从而构成电极阵列部。这样，将从并排设置于电极阵列部的多个电极部选出两个电极部与用于流过反馈电流的布线电连接，根据需要使剩余的多个电极部之间短路，由此能够得到具有各种测定范围的磁平衡式电流传感器。因此，通过具有该结构，能够容易得到具有各种测定范围的磁平衡式电流传感器。专利技术效果根据本专利技术，提供一种能够有效地应对与测定范围等相关的多种需求的磁平衡式电流传感器。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方式的磁平衡式电流传感器的结构的电路图。图2是示意性地表示本专利技术的一个实施方式的磁平衡式电流传感器的结构的俯视图。图3(a)是图2的V1-V1线的剖视图，(b)是图2的V2-V2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁平衡式电流传感器，其具备：磁检测元件，特性随着来自被测定电流的感应磁场而变化；以及多个线圈，分别具有线圈布线部，该线圈布线部设置于远离以所述磁检测元件的灵敏度轴方向作为面内方向的基准面的面上，所述磁平衡式电流传感器的特征在于，所述多个线圈分别具有：引出布线部，一个端部与所述线圈布线部的一个端部连接；以及两个电极部，分别位于所述线圈的两端并与所述线圈布线部以及所述引出布线部电连接，当将所述两个电极部作为施加部而流过反馈电流时，能够产生抵消所述感应磁场的消除磁场，并且，所述引出布线部以及所述线圈布线部具有以经由绝缘部在所述线圈布线部的卷绕的轴向上即第一方向上重叠的方式层叠而成的交叉部，从所述第一方向观察时，所述两个电极部位于比所述线圈布线部的包络线靠外侧的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.02 JP 2017-0172801.一种磁平衡式电流传感器，其具备：磁检测元件，特性随着来自被测定电流的感应磁场而变化；以及多个线圈，分别具有线圈布线部，该线圈布线部设置于远离以所述磁检测元件的灵敏度轴方向作为面内方向的基准面的面上，所述磁平衡式电流传感器的特征在于，所述多个线圈分别具有：引出布线部，一个端部与所述线圈布线部的一个端部连接；以及两个电极部，分别位于所述线圈的两端并与所述线圈布线部以及所述引出布线部电连接，当将所述两个电极部作为施加部而流过反馈电流时，能够产生抵消所述感应磁场的消除磁场，并且，所述引出布线部以及所述线圈布线部具有以经由绝缘部在所述线圈布线部的卷绕的轴向上即第一方向上重叠的方式层叠而成的交叉部，从所述第一方向观察时，所述两个电极部位于比所述线圈布线部的包络线靠外侧的位置。2.如权利要求1所述的磁平衡式电流传感器，其中，当将从所述多个线圈中选择的两个线圈串联连接而流过所述反馈电流时，一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度不同于另一个线圈对所述磁检测元件产生影响的所述消除磁场的强度。3.如权利要求2所述的磁平衡式电流传感器，其中，所述多个线圈中的至少一个线圈即第一线圈所具有的第一线圈布线部设置于，距所述基准面为第一距离的第一面上，所述多个线圈中的至少另一个线圈即第二线圈所具有的第二线圈布线部设置于，距所述基准面的距离为不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：一户健司，川崎英明，高桥彰，坂诘直树，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP