电流传感器制造技术

本发明专利技术提供一种在电流测量时也能够恰当地管理磁场检测灵敏度的电流传感器。本发明专利技术的电流传感器，具有：磁传感器（11），检测来自在电流线（2）上流通的被测量电流（Ｉ）的感应磁场（Ｈi）的磁阻效应元件（11a～11d）；磁场施加部（12），对磁阻效应元件（11a～11d）施加与其灵敏度方向（Sa～Sd）正交的朝向的磁场（Ｈc）；以及运算部，根据磁传感器（11）的输出，计算其修正值。运算部构成为，根据由磁场施加部（12）施加的磁场不同的至少两个状态下得到的磁传感器（11）的输出，能够计算修正值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够非接触地测量被测量电流的电流传感器。
技术介绍
在电动汽车和太阳电池等领域中，使用作为磁检测元件的磁阻效应元件检测由测 量对象电流产生的感应磁场的方式的电流传感器是周知的(例如，参照US2006/071655A1)。 在专利文献I的电流传感器中，通过基于多个磁阻效应元件的输出的差分检测测量对象电 流，实现了高灵敏度化。在这样的电流传感器中，由于磁阻效应元件的磁场检测灵敏度直接影响到电流 测量精度，因此为了维持电流传感器的高的电流测量精度而恰当地管理磁阻效应元件 的磁场检测灵敏度变得重要。关于这一点，提出了为了修正由磁检测元件随时间的电 阻值变化，基于特定环境中的磁检测元件的电阻值修正传感器输出的方法(例如，参照 US2010/315928A1)。但是，磁阻效应元件具有规定的温度特性，起因于温度变化，其电阻值变动。因此， 在使用环境的温度随着电流传感器的继续使用而发生变化时，有时电流传感器的灵敏度变 动从而电流测量精度降低。为了维持此电流传感器的高的电流测量精度，电流测量时的磁 场检测灵敏度的恰当的管理是必要的。但是，到目前为止，并未提出能够在电流测量时进行 磁场检测灵敏度的管理的电流传感器。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而做出的，目的在于提供一种在电流测量时也能够恰当地 管理磁场检测灵敏度的电流传感器。本专利技术的电流传感器，具有磁传感器，具有检测来自在电流线中流通的被测量电 流的感应磁场的磁阻效应元件；磁场施加部，对上述磁阻效应元件施加与其灵敏度方向(感 度方向)正交的朝向的磁场；以及运算部，根据上述磁传感器的输出，计算其修正值。其特 征在于，上述运算部构成为根据在由上述磁场施加部施加的磁场不同的至少两个状态下得 到的上述磁传感器的输出，能够计算上述修正值。通过此结构，由于通过施加与磁阻效应元件的灵敏度方向正交的朝向的磁场来计 算磁传感器的修正值，所以在电流测量时也能够计算修正值。由此，实现了在电流测量时也 能够恰当地管理磁场检测灵敏度的电流传感器。较为理想的是，在本专利技术的电流传感器中，上述两个状态是未由上述磁场施加部 施加磁场的状态以及由上述磁场施加部施加规定的磁场的状态。通过此结构，可以使用在 未施加与灵敏度方向正交的朝向的磁场的状态下的磁传感器输出和在施加与灵敏度方向 正交的朝向的磁场的状态下的磁传感器输出计算修正值。较为理想的是，在本专利技术的电流传感器中，上述两个状态是由上述磁场施加部施 加第一磁场的状态以及由上述磁场施加部施加第二磁场的状态。通过此结构，可以使用在施加与灵敏度方向正交的第一磁场的状态下的磁传感器输出和在施加与灵敏度方向正交的第二磁场的状态下的磁传感器输出计算修正值。较为理想的是，在本专利技术的电流传感器中，上述运算部构成为，设上述两个状态间的上述磁传感器的灵敏度变化率为α、设在上述两个状态下得到的上述磁传感器的输出分别为(V O2，可以根据下述公式(3)计算用作上述修正值的偏移β。通过此结构，可以计算用作修正值的磁传感器输出的偏移β。(3)β = ( ct O1 — O2)/ (ct — I)较为理想的是，在本专利技术的电流传感器中，构成为能够从上述磁传感器的输出减去上述修正值来计算电流传感器的输出。通过此结构，通过从磁传感器输出减去修正值，可以提高电流传感器的电流测量精度。通过本专利技术，能够提供一种在电流测量时也能够恰当地管理磁场检测灵敏度的电流传感器。附图说明图1是在施加与灵敏度方向正交的朝向的磁场时和未施加与灵敏度方向正交的朝向的磁场时的磁传感器的输出特性图。图2是表示实施方式I涉及的电流传感器以及其外部结构的配置例的立体图。图3是表示实施方式I涉及的电流传感器以及其外部结构的配置例的俯视图。图4是表示用作磁阻效应元件的GMR元件的结构例的俯视模式图。图5是表示用作磁阻效应元件的GMR元件的结构例的剖视模式图。图6是表示实施方式I涉及的电流传感器的电路结构的框图。图7是实施方式I涉及的电流传感器的处理流程图。图8是在通过线圈施加弱感应磁场时和施加强感应磁场时的磁传感器的输出特性图。图9是实施方式2涉及的电流传感器的处理流程图。符号说明I电流传感器2电流线11磁传感器Ila Ild磁阻效应元件12线圈(磁场施 加部)13差动放大器14存储部15运算部16修正部17控制部具体实施方式本专利技术者在对磁阻效应元件施加与其灵敏度方向正交的朝向的磁场时，发现磁阻 效应元件的磁场检测灵敏度发生变化。另外，在用此方法使磁阻效应元件的磁场检测灵敏 度发生变化时，发现虽然包含磁阻效应元件的磁传感器的输出特性的倾斜度发生变化，但 偏移几乎不变化。图1是在施加与灵敏度方向正交的朝向的磁场(以下，称为正交磁场)时和未施加 正交磁场时的磁传感器的输出特性图。在图1中，横轴表不在灵敏度方向上施加的磁场强 度，纵轴表不磁传感器的输出。另外，用Al表不未施加正交磁场时的输出特性,用A2表不 施加正交磁场时的输出特性。这时，在向磁传感器施加正交磁场时，即使在灵敏度方向上施 加的磁场强度(横轴)相同，磁传感器的输出(纵轴)也增加(Al — A2)。另一方面,未在灵敏 度方向上施加磁场时的磁传感器的输出(偏移)不依赖于正交磁场的有无。即,在Al与A2 上，偏移的值变为大致相等。本专利技术者从上述见识发现，如果灵敏度方向的磁场一定，则能够在正交磁场不同 的条件下取得至少两个输出特性(例如，Al以及A2)来计算偏移。而且，考虑通过设置能够 在多个状态下施加正交磁场的结构可以在任意的时刻修正偏移而完成本专利技术。即，本专利技术 的技术思想是，做出正交磁场不同的至少两个状态，根据该两个状态下的磁传感器的输出 计算偏移。为了实现上述技术思想，做出正交磁场不同的两个状态是必要的。因此，本专利技术的 电流传感器具有对磁阻效应元件施加正交磁场的结构。而且，通过该结构，能够实现施加正 交磁场的状态以及未施加正交磁场的状态这两个状态。或者，通过该结构，能够实现施加规 定的朝向以及强度的正交磁场的状态以及施加朝向或者强度不同的正交磁场的状态这两 个状态。通过此电流传感器，能够适时修正磁传感器输出的偏移。下面，参照附图说明本发 明的电流传感器。(实施方式I)图2以及图3是表示本实施方式涉及的电流传感器的结构例的模式图。图2以及 图3所示的电流传感器I是磁比例式电流传感器，设置于被测量电流I在延伸方向(y方向) 上流通的电流线2的附近。图2以及图3所示的电流传感器I构成为，包含检测由在电流线2中流通的被测 量电流I引起的感应磁场H i的磁传感器11和能够对磁传感器11施加规定方向的感应磁 场H c的线圈(磁场施加部)12。在图3中为了简单省略了线圈12。如图3所示，磁传感器11由包含4个磁阻效应元件Ila Ild的电桥电路构成。 各磁阻效应元件Ila Ild的灵敏度方向(灵敏度轴方向)Sa Sd为相对于电流线2的延 伸方向(y轴方向)大致垂直的方向(X轴方向)。因此，磁传感器11的灵敏度方向S也和磁 阻效应元件Ila Ild的灵敏度方向Sa Sd —样,为x轴方向。由此，磁传感器11能够 检测由被测量电流I产生的X轴方向的感应磁场H i。如图3所示，磁阻效应元件IlaUlc的一端连接到电源端子V，供给电源电压 (Vdd)0磁阻效应元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流传感器，其特征在于，具有：磁传感器，具有检测来自在电流线中流通的被测量电流的感应磁场的磁阻效应元件；磁场施加部，对上述磁阻效应元件施加与其灵敏度方向正交的朝向的磁场；以及运算部，根据上述磁传感器的输出，计算其修正值，上述运算部构成为，根据由上述磁场施加部施加的磁场不同的至少两个状态下得到的上述磁传感器的输出，能够计算上述修正值。

【技术特征摘要】
2011.09.29 JP 214371/20111.一种电流传感器，其特征在于，具有磁传感器，具有检测来自在电流线中流通的被测量电流的感应磁场的磁阻效应元件；磁场施加部，对上述磁阻效应元件施加与其灵敏度方向正交的朝向的磁场；以及运算部，根据上述磁传感器的输出，计算其修正值，上述运算部构成为，根据由上述磁场施加部施加的磁场不同的至少两个状态下得到的上述磁传感器的输出，能够计算上述修正值。2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，由上述磁场施加部施加的磁场不同的至少两个状态，是未由上述磁场施加部施加磁场的状态以及由上述磁场施加部施...

【专利技术属性】
技术研发人员：福井洋文，
申请(专利权)人：阿尔卑斯绿色器件株式会社，
类型：发明
国别省市：