專利名稱：電流傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量例如混合動力車或電動車的電池電流或電動機(jī)驅(qū)動電流的電流傳感器，特別涉及一種使用霍爾元件等的磁敏元件來測量流到母線的電流的電流傳感器。
背景技術(shù)：
作為使用霍爾元件(Hall element)等的磁敏元件而在非接觸狀態(tài)下檢測流到母線的電流(被測量電流)的電流傳感器，一直以來已知有具備具有空隙的環(huán)狀的磁芯以及配置于空隙的磁敏元件(magneto sensitive element)的磁比例式的電流傳感器。另外，近年來的混合動力車或電動車的電動機(jī)由相位分別錯開120度的三相交流電流進(jìn)行驅(qū)動。因此，在與外部的電連接中，使用三 相交流電流(U相、V相、W相)用的3根母線。為了裝置的小型化的要求，要求母線間的間距(pitch)進(jìn)一步變窄，與此相伴電流傳感器也需要小型化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-127896號公報在如專利文獻(xiàn)I那樣的無芯(coreless)電流傳感器中，受到來自于外部的磁場的影響而容易使電流檢測精度惡化，因而以包圍磁敏元件和母線的方式設(shè)置用于磁屏蔽的磁性體。圖15是該種無芯電流傳感器的現(xiàn)有例(相當(dāng)于專利文獻(xiàn)I所公開的構(gòu)造)，具有被測量電流所流經(jīng)的導(dǎo)體即母線1、以使由母線I的電流產(chǎn)生的磁場施加于磁敏面的方式相對于母線I固定配置的磁敏元件2、以及磁屏蔽磁敏元件2的截面口字狀磁性體3。在這種情況下，截面〕字狀磁性體3包圍磁敏元件2和安裝有該元件的母線部分的底面和兩側(cè)面。上述無芯電流傳感器具備磁屏蔽用的磁性體，由于該磁性體具有不小的磁滯特性，因此磁敏元件所檢測出的磁場也檢測出了磁性體的磁滯特性所引起的剩余磁場。即，被測量電流流到母線后，即使母線的電流變?yōu)镺安培，也殘留有磁性體所產(chǎn)生的剩余磁場，從而存在母線非通電時(O安培時)的測量精度降低這樣的問題。另外，在現(xiàn)有例中，并沒有提至IJ有關(guān)磁屏蔽用的磁性體的磁滯所引起的剩余磁場的影響的對策。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是認(rèn)識到這樣的狀況而完成的發(fā)明，其目的在于提供一種減少母線非通電時(O安培時)的測量誤差的發(fā)生并能夠謀求測量精度的提高的電流傳感器。解決問題的技術(shù)手段本發(fā)明的一個方式是電流傳感器。該電流傳感器具備彼此相對的磁屏蔽用的第I和第2磁性體、以及配置在所述第I和第2磁性體之間的母線和磁敏元件。當(dāng)電流流到所述母線時，相對的所述第I和第2磁性體以彼此相反的方向磁化，在由通過所述第I磁性體被磁化而產(chǎn)生的磁場以及通過所述第2磁性體被磁化而產(chǎn)生的磁場而使施加于所述磁敏元件的磁場變?nèi)醯奈恢?，配置所述磁敏元件。在所述方式中，所述第I和第2磁性體的矯頑力可以彼此相等或近似。在所述方式中，所述第I和第2磁性體的截面可以是相同形狀或類似的形狀。在所述方式中，所述第I和第2磁性體的截面可以是非對稱的形狀。在所述方式，所述第I和第2磁性體的兩端緣可以分別經(jīng)由空隙而相對，且所述第I和第2磁性體作為整體而將所述母線和所述磁敏元件包圍于內(nèi)側(cè)，所述磁敏元件可以是位于連結(jié)所述第I磁性體的兩端緣的第I直線與連結(jié)所述第2磁性體的兩端緣的第2直線之間，或者位于所述第I或第2直線上的結(jié)構(gòu)。在所述方式中，所述磁敏元件的磁敏面可以位于所述第I直線與所述第2直線之間。在所述方式中，所述磁敏元件的磁敏面可以位于連結(jié)所述第I和第2磁性體的兩端緣的空隙長度的中點的直線上或其附近。在所述方式中，所述母線可以是具有寬幅主面的平板形狀，所述寬幅主面相對于所述直線平行，所述磁敏元件可以固定配置在所述寬幅主面上。在所述方式中，包含與通過所述第I和第2磁性體的兩端緣的空隙的平面大致垂直地通過所述磁敏元件的直線、與所述第I和第2磁性體的交點的開口孔可以分別設(shè)置于所述第I和第2磁性體。在所述方式中，可以在經(jīng)由所述空隙而相對的所述第I和第2磁性體的兩端緣的中間部分別設(shè)置有切口部。在所述方式中，所述第I和第2磁性體的兩端緣分別相對，且所述第I和第2磁性體作為整體而將所述母線和所述磁敏元件包圍于內(nèi)側(cè)，所述磁敏元件可以是位于連結(jié)所述第I磁性體的兩端緣與所述第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，所述磁敏元件的磁敏面可以位于連結(jié)所述第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上或其附近。另外，所述母線可以是具有寬幅主面的平板形狀，所述寬幅主面相對于所述直線平行，所述磁敏元件可以固定配置在所述寬幅主面上。另外，包含與通過所述第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的平面大致垂直地通過所述磁敏元件的直線、與所述第I和第2磁性體的交點的開口孔可以分別設(shè)置于所述第I和第2磁性體。此外，在所述相對的所述第I和第2磁性體的兩端緣的中間部分別設(shè)置有切口部。在所述方式中，各磁性體的形狀可以是半角筒狀、半長圓筒狀、半圓筒狀或半橢圓筒狀。在所述方式中，可以設(shè)置有產(chǎn)生抵消由所述母線的電流所產(chǎn)生的產(chǎn)生磁場的磁場的反饋線圈。再有，以上的構(gòu)成要素的任意組合、在方法或系統(tǒng)等之間變換本發(fā)明的表現(xiàn)的方式，作為本發(fā)明的方式也是有效的。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明所涉及的電流傳感器，可以降低磁敏元件的磁屏蔽所使用的磁性體的磁滯特性所引起的電流測量誤差，能夠謀求母線非通電時或者在O安培附近的測量精度的提高。另外，由于與磁性材料特有的矯頑力無關(guān)，能夠減少由磁滯引起的剩余磁場，因此，可以用廉價的磁性材料實現(xiàn)優(yōu)異的電流檢測特性，還可以降低成本。


圖1是本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第I實施方式，(A)是表示作為磁敏元件的霍爾IC的磁敏面位于連結(jié)磁屏蔽用的第I和第2磁性體的兩端緣的空隙長度的中點的直線上的情況的正截面圖，(B)是表示霍爾IC位于連結(jié)第I磁性體的兩端緣的第I直線上時的上限位置、或者位于連結(jié)第2磁性體的兩端緣的第2直線上時的下限位置的正截面圖，(C)是第I實施方式的立體圖。圖2說明母線通電時的磁屏蔽用的磁性體所產(chǎn)生的磁化和剩余磁場，(A)是表示第I實施方式中母線通電時的磁化的說明圖，(B)是表示第I實施方式中母線通電停止時的剩余磁場的說明圖，(C)是表示現(xiàn)有例的情況下的剩余磁場的說明圖。圖3是說明為了得到圖4的圖表，在磁屏蔽用的第I和第2磁性體內(nèi)，使母線和霍爾IC從下方移動至上方的情況的說明圖。圖4是表示從連結(jié)上述第I和第2磁性體的兩端緣的空隙長度的中點的直線到霍爾IC的磁敏面的偏移(距離)(mm)與磁滯所引起的剩余磁場(mT)的關(guān)系的圖表。圖5是表示本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第2實施方式的平面圖。圖6是表示本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第3實施方式的平面圖。圖7是表不在各實施方式中第I和第2磁性體間的位置偏移的有無的圖，(A)是表示無位置偏移的情況的正截面圖，(B)是第I磁性體向上方位置偏移的情況的正截面圖，(C)是表示第I磁性體向右方位置偏移的情況的正截面圖，(D)是表示第I磁性體向左方位置偏移的情況的正截面圖。圖8是表示在各實施方式中作為磁敏元件的霍爾IC的磁敏面位置的產(chǎn)生磁場(HiT)根據(jù)有無位置偏移而變化的圖，(A)是第I實施方式的情況的說明圖(表)，(B)是第2實施方式的情況的說明圖(表)，(O是第3實施方式的情況的說明圖(表)。圖9是表示本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第4實施方式的正截面圖，(A)是表示作為磁敏元件的霍爾IC的磁敏面位于連結(jié)磁屏蔽用的第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上的情況的正截面圖，(B)是表示霍爾IC位于連結(jié)第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上時的上限位置的正截面圖，(C)是表示下限位置的正截面圖，(D)是表示剩余磁場降低了的優(yōu)選的霍爾IC20的配置范圍W的正截面圖。圖10是本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第5實施方式，且表示磁平衡式的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖11是表示第5實施方式中的帶有反饋線圈的MR元件橋的內(nèi)部構(gòu)造的概略平面圖。圖12是圖11的a-a’截面圖。圖13是第5實施方式的電路圖。圖14是磁屏蔽用的磁性體和母線的變形例，(A)是各磁性體為半長圓筒狀的情況的說明圖(正截面圖)，(B)是各磁性體為半圓筒狀的情況的說明圖(正截面圖)，(C)是各磁性體為半橢圓筒狀的情況的說明圖(正截面圖)，(D)是各磁性體的截面不同的情況的說明圖(正截面圖)，(E)是母線為大致半圓柱狀的情況的說明圖(正截面圖)。圖15是現(xiàn)有例的正截面圖。
具體實施例方式以下，一邊參照附圖一邊詳細(xì)敘述本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式。再有，各附圖中所示的同一或同等的構(gòu)成要素、部件、處理等用相同的符號表示，適當(dāng)省略重復(fù)的說明。另外，實施方式并不是限定發(fā)明，而是例示，實施方式所描述的所有特征或其組合不必限于發(fā)明的本質(zhì)內(nèi)容。圖1是本發(fā)明所涉及的電流傳感器的第I實施方式，具有被測量電流所流經(jīng)的導(dǎo)體即母線10、經(jīng)由絕緣基板40而相對于母線(電流導(dǎo)通部)10固定配置的作為磁敏元件的霍爾IC20、以及磁屏蔽霍爾IC20的成對的第I和第2截面-字狀磁性體30A，30B。成對的第I和第2截面-字狀磁性體30A，30B的兩端緣隔著空隙G而相對。再有，在圖1中，高度方向與寬度方向由箭頭定義。母線10是平板形狀(例如銅板)，霍爾IC20以由流到母線10的電流產(chǎn)生的磁場(繞著母線的磁場)施加于磁敏面P (內(nèi)置于霍爾IC20的霍爾元件的磁敏面)的方式，在母線10的寬幅主面上經(jīng)由絕緣基板40而被固定配置?；魻朓C20搭載、固定于絕緣基板40上?；魻朓C20位于母線10的寬度方向的中間，其磁敏面P優(yōu)選位于母線寬度方向的大致中央且與寬度方向大致垂直(磁敏方向是母線10的寬度方向)。在這種情況下，由母線電流產(chǎn)生的磁場與霍爾IC20的磁敏面大致垂直。磁屏蔽用的截面-字狀磁性體30A，30B成為在四角筒的2個側(cè)面形成長邊方向的空隙G而分割為2個的形狀，即各個磁性體30A，30B成為半角筒形狀。磁性體30A，30B通過將高透磁率磁性材料(例如硅鋼板)彎折加工成截面〕字狀而成，以相同外形和規(guī)定的空隙長度(空隙G的高度方向的長度)相對。再者，一對截面-字狀磁性體30A，30B作為整體而將霍爾IC20與配置有其的母線部分包圍于內(nèi)側(cè)，從而與外部磁場磁屏蔽。母線10通電時，產(chǎn)生繞著母線10的磁通量，其一部分也流到磁屏蔽用的磁性體30A，30B，在圖2 (A)的箭頭的方向被磁化。即使母線10成為非通電狀態(tài)，由于磁滯特性而在磁性體30A，30B殘留有剩余磁化，由此，在由磁性體30A，30B包圍的空間內(nèi)如圖2 (B)所示產(chǎn)生剩余磁場。圖2(B)中表示磁性體30A的剩余磁化所引起的磁通量的方向(磁力線)、以及磁性體30B的剩余磁化所引起的磁通量的方向(磁力線)。在本實施方式中，為了排除或降低該磁性體30A，30B所引起的剩余磁場的影響，如圖1 (A)那樣，霍爾IC20的磁敏面P的位置以存在于連結(jié)磁性體30A，30B的兩端緣的空隙長度的中點的直線L上的方式設(shè)定。再有，與磁性體30A，30B的寬度方向相關(guān)的母線10和霍爾IC20的磁敏面P的位置以它們位于磁性體30A，30B的寬度方向中心或其附近的方式設(shè)定。從圖2 (B)可知，圖1 (A)的配置成為通過磁性體30A被磁化而產(chǎn)生的磁場與通過磁性體30B被磁化而產(chǎn)生的磁場相互抵消的位置，雖然在圖3和圖4中還會在后面敘述，但可知最難以受到剩余磁場的影響。另外，顯而易見，在圖1 (A)的配置的附近也能夠充分減少剩余磁場的影響。再有，在如圖1 (C)那樣定義高度方向、縱深方向、寬度方向的情況下，當(dāng)磁性體30A和磁性體30B的縱深尺寸相等，磁性體30A和磁性體30B的厚度尺寸也相等時，可以進(jìn)一步減少剩余磁場的影響。再有，霍爾IC20的磁敏面P的位置，即使在難以從霍爾IC20的外形進(jìn)行正確的推定的情況下，如果推定為大致處于霍爾IC20的厚度尺寸的1/2的高度位置并配置的話，則能夠得到同樣的效果?；魻朓C20的磁敏面的大小與空隙G的高度方向長度相比較足夠小，因而可以無視磁敏面的大小而作為I點P來考察。圖1 (B)是根據(jù)圖1 (A)的實施方式的配置，表示可以充分抑制剩余磁場的影響的母線10和霍爾IC20的配置范圍。在這種情況下，霍爾IC20 (外形)位于連結(jié)磁性體30A的兩端緣的第I直線LI與連結(jié)磁性體30B的兩端緣的第2直線L2之間，或者位于第I或第2直線LI，L2上(也包含如外形線J，K那樣在直線LI，L2上有霍爾IC20的外形線的情況)。即使在圖1 (B)所示的霍爾IC20的配置范圍，由于從圖2 (B)可知，成為通過磁性體30A被磁化而產(chǎn)生的磁場、與通過磁性體30B被磁化而產(chǎn)生的磁場相互抵消的方向，因此在減少剩余磁場的范圍內(nèi)配置霍爾IC20。另外，霍爾IC20的磁敏面P的位置如果位于第I直線LI與第2直線L2之間，則更加優(yōu)選。另外，在現(xiàn)有例的情況下，如圖2 (C)那樣磁敏元件2檢測磁性體3所引起的一個方向的剩余磁場。圖3說明為了得到表示第I實施方式中的剩余磁場的圖4的圖表的數(shù)值而在磁屏蔽用的第I和第2磁性體30A，30B內(nèi)，使母線10和霍爾IC20從下方移動到上方的情況。再有，與磁性體30A，30B的寬度方向相關(guān)的母線10和霍爾IC20的磁敏面P的位置成為它們位于磁性體30A，30B的寬度方向中心上的位置。在圖3中，以通過空隙長度(空隙G的高度方向的長度)的中點彼此的直線L為基準(zhǔn)，在使霍爾IC20的磁敏面P的位置(這里為霍爾IC20的外形高度的1/2的高度位置)在-lOmnT+lOmm移動的情況下，各偏移量中對母線10進(jìn)行300安培通電后，測量了使母線為非通電狀態(tài)時的剩余磁場的結(jié)果為圖4的圖表。從圖4的圖表中，剩余磁場最低的是如圖1 (A)的配置那樣磁敏面P位于通過空隙長度的中點彼此的直線L上時，即使是圖1 (B)的配置范圍(磁敏面P的位置相對于直線L在±1.5mm以內(nèi))，與不關(guān)心剩余磁場的配置相比較，也能得到50%以上的減少效果。根據(jù)本實施方式，能夠起到如下效果。(I)可以排除或減少母線10的通電時磁屏蔽用的第I和第2磁性體30A，30B被磁化而引起的剩余磁場的影響，可以使電流傳感器的檢測輸出的磁滯原則上為零(或者零附近)。即，能夠謀求電流傳感器的零安培測量精度的提高。(2)與磁屏蔽用的第I和第2磁性體30A, 30B所使用的磁性材料特有的矯頑力觀滯特性)無關(guān)，可以降低電流傳感器的檢測輸出的磁滯，因而能夠用廉價的磁性材料實現(xiàn)優(yōu)異的電流傳感器的檢測輸出特性，可以降低成本。(3)由于是使第I和第2磁性體30A，30B相對的構(gòu)造，與現(xiàn)有例那樣使用I個磁屏蔽用的磁性體的構(gòu)造相比，流入磁敏元件的磁通量，即施加于磁敏元件的磁場變少，因此，可以進(jìn)行更寬范圍的電流測量。(4)在現(xiàn)有例那樣的使用I個磁屏蔽用的磁性體的構(gòu)造中，由于為了測量寬范圍的電流而減少流入磁敏元件的磁通量，因此不得不加大磁屏蔽用的磁性體的寬度方向尺寸，但在本實施方式中，通過使第I和第2磁性體30A，30B相對，可以抑制流入磁敏元件的磁通量，因此，即使在測量大電流時，磁屏蔽用的各磁性體的寬度方向尺寸較小也過得去，并可以使電流傳感器小型化。圖5表示本發(fā)明的第2實施方式。在這種情況下，母線10、作為磁敏元件的霍爾IC20、與第I和第2截面-字狀磁性體30A，30B的位置關(guān)系與第I實施方式相同，但包含與通過第I和第2磁性體30A，30B的兩端緣的空隙的平面大致垂直地通過霍爾IC20的磁敏面P的直線、與第I和第2磁性體30A，30B的交點的開口孔31，分別以相同的形狀設(shè)置于第I和第2磁性體30A, 30B的頂面(第I磁性體30A的頂棚面和第2磁性體30B的底面)。在圖5的第2實施方式的情況下，從上下夾著霍爾IC20的磁性體部分作為開口孔31而被除去，因而降低了由從上下夾著霍爾IC20的磁性體部分受到的磁場所引起的影響，其結(jié)果，抑制了第I和第2磁性體30A，30B相互的上下方向的位置偏移所引起的在霍爾IC20的磁敏面位置的產(chǎn)生磁場的變動。用以下的圖7和圖8對此進(jìn)行說明。圖7是表不在各實施方式中第I和第2磁性體30A, 30B間的位置偏移的有無的圖，(A)是表不在兩者無位置偏移的情況的正截面圖，(B)是第I磁性體30A向上方位置偏移的情況的正截面圖，(C)是第I磁性體30A向右方位置偏移的情況的正截面圖，(D)是第I磁性體30A向左方位置偏移的情況的正截面圖。圖8是表示在各實施方式中作為磁敏元件的霍爾IC的磁敏面位置的母線通電時的產(chǎn)生磁場(mT)根據(jù)有無位置偏移而變化的圖，(A)是第I實施方式的情況的說明圖(表)，(B)是第2實施方式的情況的說明圖(表)，(C)是第3實施方式的情況的說明圖(表)。在圖5的第2實施方式中，如圖7 (B)那樣引起上偏移的情況下，可知如圖8 (B)那樣無偏移與上偏移時之差A(yù)mT為0.690，比在無開口孔31的第I實施方式中的圖8 (A)的無偏移與上偏移時之差A(yù)mT0.860減少。另外，通過設(shè)置開口孔31，能夠謀求輕量化。再有，在圖5的第2實施方式中，圖示了開口孔31是方形的情況，但開口孔31的形狀也可以是圓形、長圓、橢圓等的任意形狀。但是，是不到達(dá)磁性體30A，30B的邊緣的形狀。圖6表示本發(fā)明的第3實施方式。在這種情況下，母線10、作為磁敏元件的霍爾IC20、與第I和第2截面口字狀磁性體30A，30B的位置關(guān)系與第I實施方式相同，但在經(jīng)由空隙G而相對的第I和第2磁性體30A，30B的兩端緣(側(cè)面上的相互相對的邊緣)的中間部分別以對稱形狀形成有切口部32。在圖6的第3實施方式的情況下,從寬度方向夾著霍爾IC20的磁性體部分作為切口部32而被除去，因而降低了由從寬度方向夾著霍爾IC20的磁性體部分受到的磁場所引起的影響，其結(jié)果，抑制了第I和第2磁性體30A，30B相互的左右方向(橫向)的位置偏移所引起的在霍爾IC20的磁敏面位置的產(chǎn)生磁場的變動。用以下的圖7和圖8對此進(jìn)行說明。在圖6的第3實施方式中，如圖7 (C)、(D)那樣在右或左方向上引起橫偏移的情況下，可知如圖8 (C)那樣無偏移與右偏移(或左偏移)時之差A(yù)mT為-0.014，比在無切口部32的第I實施方式中的圖8 (A)的無偏移與右偏移(或左偏移)時之差A(yù)mT-0.039減少。另外，通過形成切口部32，能夠謀求輕量化。再有，在圖6的第3實施方式中，圖示了切口部32是切成方形的情況，但切口部32的形狀也可以是半圓形、半長圓、半橢圓等的任意形狀。但是，是不到達(dá)磁性體30A，30B的左右端的形狀。圖9是表示本發(fā)明的第4實施方式的圖。圖9 (A)是表示作為磁敏元件的霍爾IC20的磁敏面P位于連結(jié)磁屏蔽用的第I和第2磁性體30A, 30B的兩端緣的相對面的直線上的情況的正截面圖，圖9 (B)是表示霍爾IC20位于連結(jié)第I和第2磁性體30A，30B的兩端緣的相對面的直線上時的上限位置的正截面圖，圖9 (C)是表示下限位置的正截面圖。本實施方式的電流傳感器與圖1所示的第I實施方式的相比較，不同點在于在成對的第I和第2磁性體30A，30B的前端面(兩端緣)彼此之間無空隙G (兩端緣彼此接觸)，其他方面一致。在本實施方式中，也能夠起到與第I實施方式大致相同的效果。即使無空隙G，如果第I和第2磁性體30A，30B是不同個體(如果不為一體)，則也有兩者的邊界的磁阻變大，電流傳感器的檢測輸出的磁滯降低的效果。即，與空隙G的有無沒有關(guān)系，重要的是在由通過第I磁性體30A被磁化而產(chǎn)生的磁場以及通過第2磁性體30B被磁化而產(chǎn)生的磁場而使施加于磁敏元件的磁場變?nèi)醯奈恢?，配置磁敏元件。圖9 (B)、(C)是根據(jù)圖9 (A)的實施方式的配置，表示可以充分抑制剩余磁場的影響的母線10和霍爾IC20的配置。在這種情況下，霍爾IC20 (外形)的下表面位于連結(jié)第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上(圖9 (B))，或者霍爾IC20 (外形)的上表面位于連結(jié)第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上(圖9 (C .即使是圖9 (B)、(C)所示的霍爾IC20的配置，由于成為通過磁性體30A被磁化而產(chǎn)生的磁場與通過磁性體30B被磁化而產(chǎn)生的磁場相互抵消的方向，因此可以充分抑制剩余磁場的影響。圖9 (D)是表示霍爾IC20的優(yōu)選的配置范圍W的圖。圖10是本發(fā)明的第5實施方式，且是構(gòu)成了磁平衡式電流傳感器的情況的整體圖，替代經(jīng)由絕緣基板40而相對于母線10固定配置的霍爾IC20，使用了圖11所示的帶有反饋線圈的MR元件橋 50 (以下，稱為“MR組件50”)。母線10、絕緣基板40和MR組件50相對于磁性體30A，30B的位置關(guān)系與第I實施方式相同。圖11表示MR組件50的內(nèi)部構(gòu)造，具備平行配置的4個自旋閥型MR元件51A, 51B, 51C, 51D、以及反饋線圈52。MR元件51A, 51B, 51C, 51D的自由(Free)和固定(Pined)的矢量方向如圖示那樣。反饋線圈52配置成與平行配置的4個自旋閥型MR元件51A, 51B, 51C, 51D重疊。即，沿著各MR元件51A, 51B, 51C, 51D的自由(Free)方向配置反饋線圈52，如圖12所示由反饋線圈52所產(chǎn)生的產(chǎn)生磁場為MR元件51A，51B，51C，51D的固定(Pined)方向(與自由方向正交)，對于MR元件51A，51B而言正向施加，對于MR元件51C，51D而言反向施加。圖13表示用于利用磁平衡式的原理得到傳感檢測輸出的電路結(jié)構(gòu)。如該圖所示，在電源61的高電壓側(cè)與低電壓側(cè)之間全橋連接有4個MR元件51A 51D。MR元件51A，51C的相互連接點與MR元件51D，51B的相互連接點分別連接于負(fù)反饋用差動放大器62的輸入端子。在負(fù)反饋用差動放大器2的輸出端子串聯(lián)連接反饋線圈52與檢測電阻66。對運(yùn)算放大器67和電源電壓進(jìn)行分壓的分壓電阻68，69，構(gòu)成用于使對電源電壓進(jìn)行分壓的中間電壓穩(wěn)定化的緩沖器，運(yùn)算放大器67的輸出端的中間電壓施加于輸出用差動放大器64的一個輸入端子。檢測電阻66的兩個端子分別連接于輸出用差動放大器64的兩個輸入端子。反饋線圈52如圖11和12所示在1 元件5認(rèn)，5川，51(:，510的附近作為例如元件基板上的導(dǎo)體圖案而被形成。母線10通電時，對1 元件5認(rèn)，5川，51(:，510施加磁場。由于負(fù)反饋用差動放大器62的作用，在反饋線圈52流動有反饋電流，使得MR元件51A，51C的相互連接點與MR元件51D，51B的相互連接點的電位差為零，即使得由反饋線圈52所產(chǎn)生的產(chǎn)生磁場抵消母線10所引起的產(chǎn)生磁場而使施加于MR元件51A，51B, 51C, 51D的磁場為零。由于反饋電流與被測量電流成比例，因此，從由檢測電阻66將反饋電流變換成電壓并由輸出用差大放大器64放大的傳感器輸出電壓中，能夠特定被測量電流的大小。以上，以實施方式為例說明了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解對于實施方式的各構(gòu)成要素或各處理工序而言，在權(quán)利要求所記載的范圍中可以進(jìn)行各種變形。以下，涉及變形例。在上述各實施方式中彼此相對的2個磁性體30A，30B由具有相同的矯頑力的相同材質(zhì)構(gòu)成，但如果矯頑力相互近似，則能夠得到同樣的效果。另外，對上述第I和第2的磁性體的截面是相同形狀的情況進(jìn)行了說明，但即使是相互類似的形狀，也能得到同樣的效果。在上述各實施方式中使彼此相對的2個磁性體30A，30B的形狀分別為半角筒狀，但在變形例中如圖14 (ΑΓ (C)那樣也可以使彼此相對的2個磁性體30A，30B的形狀分別為半長圓筒狀、半圓筒狀或半橢圓筒狀。在圖14 (ΛΓ (C)中圖示了霍爾IC20的磁敏面P的位置存在于連結(jié)磁性體30A，30B的兩端緣的空隙長度的中點的直線L上的情況，但磁敏面P的位置與空隙G的關(guān)系也可以與圖1 (B)相同。另外，只要是使在霍爾IC20的磁敏面P的剩余磁場變?nèi)醯呐渲?彼此相對的2個磁性體30A, 30B的形狀也可以不是對稱形狀，如圖14 (D)那樣彼此相對的2個磁性體30A，30B的截面也可以不同(也可以是非對稱形狀)。

在各實施方式中使母線10的形狀為平板狀，但在變形例中截面也可以采用正方形、圓形或橢圓形等。在圓形或橢圓形的情況下，可以如圖14 (E)那樣將絕緣基板40或霍爾IC20的配置部分加工成平坦面。在各實施方式中，作為磁敏元件例示了霍爾1C，但也可以適用霍爾元件、MR元件、GMR元件等。符號的說明I, 10 母線2磁敏元件3, 3A, 3B, 30A, 30B 磁性體4，40絕緣基板5 空隙20 霍爾 IC31 開口孔32 切口部50帶有反饋線圈的MR元件橋51A 51D自旋閥型MR元件G 空隙
權(quán)利要求
1.一種電流傳感器，其特征在于， 具備: 彼此相對的磁屏蔽用的第I和第2磁性體；以及 母線和磁敏元件，配置在所述第I和第2磁性體之間， 當(dāng)電流流到所述母線時，相對的所述第I和第2磁性體以彼此相反的方向磁化， 在由通過所述第I磁性體被磁化而產(chǎn)生的磁場以及通過所述第2磁性體被磁化而產(chǎn)生的磁場而使施加于所述磁敏元件的磁場變?nèi)醯奈恢茫渲盟龃琶粼?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流傳感器，其特征在于， 所述第I和第2磁性體的矯頑力彼此相等或近似。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電流傳感器，其特征在于， 所述第I和第2磁性體的截面是相同形狀或類似的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電流傳感器，其特征在于， 所述第I和第2磁性體的截面是非對稱的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求廣4中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 所述第I和第2磁性體的兩端緣分別經(jīng)由空隙而相對，且所述第I和第2磁性體作為整體而將所述母線和所述磁敏元件包圍于內(nèi)側(cè)， 所述磁敏元件位于連 結(jié)所述第I磁性體的兩端緣的第I直線與連結(jié)所述第2磁性體的兩端緣的第2直線之間，或者位于所述第I或第2直線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流傳感器，其特征在于， 所述磁敏元件的磁敏面位于所述第I直線與所述第2直線之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流傳感器，其特征在于， 所述磁敏元件的磁敏面位于連結(jié)所述第I和第2磁性體的兩端緣的空隙長度的中點的直線上或其附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 所述母線是具有寬幅主面的平板形狀，所述寬幅主面相對于所述直線平行，所述磁敏元件固定配置在所述寬幅主面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求51中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 在所述第I和第2磁性體分別設(shè)置有開口孔，所述開口孔包含直線與所述第I和第2磁性體的交點，該直線是與通過所述第I和第2磁性體的兩端緣的空隙的平面大致垂直地通過所述磁敏元件的直線。
10.根據(jù)權(quán)利要求51中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 在經(jīng)由所述空隙而相對的所述第I和第2磁性體的兩端緣的中間部，分別設(shè)置有切口部。
11.根據(jù)權(quán)利要求Γ4中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 所述第I和第2磁性體的兩端緣分別相對，且所述第I和第2磁性體作為整體而將所述母線和所述磁敏元件包圍于內(nèi)側(cè)， 所述磁敏元件位于連結(jié)所述第I磁性體的兩端緣與所述第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電流傳感器，其特征在于，所述磁敏元件的磁敏面位于連結(jié)所述第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的直線上或其附近。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電流傳感器，其特征在于， 所述母線是具有寬幅主面的平板形狀，所述寬幅主面相對于所述直線平行，所述磁敏元件固定配置在所述寬幅主面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1Γ13中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 在所述第I和第2磁性體分別設(shè)置有開口孔，所述開口孔包含直線與所述第I和第2磁性體的交點，該直線是與通過所述第I和第2磁性體的兩端緣的相對面的平面大致垂直地通過所述磁敏元件的直線。
15.根據(jù)權(quán)利要求1Γ13中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 在所述相對的所述第I和第2磁性體的兩端緣的中間部，分別設(shè)置有切口部。
16.根據(jù)權(quán)利要求f15中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 各磁性體的形狀是半角筒狀、半長圓筒狀、半圓筒狀或半橢圓筒狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求f16中的任一項所述的電流傳感器，其特征在于， 設(shè)置有產(chǎn)生抵 消由所述母線的電流所產(chǎn)生的產(chǎn)生磁場的磁場的反饋線圈。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少磁屏蔽用的磁性體的磁滯所引起的母線非通電時(0安培時)的測量誤差的發(fā)生并謀求測量精度的提高的電流傳感器。該電流傳感器具備彼此相對的磁屏蔽用的第1和第2磁性體(30A,30B)、以及配置在磁性體(30A,30B)間的母線(10)和霍爾IC(20)，當(dāng)電流流到母線(10)時，相對的磁性體(30A,30B)以彼此相反的方向磁化，在由通過磁性體(30A)被磁化而產(chǎn)生的磁場以及通過磁性體(30B)被磁化而產(chǎn)生的磁場而使施加于霍爾IC(20)的磁場變?nèi)醯奈恢?，配置霍爾IC(20)。
文檔編號G01R19/00GK103185828SQ20121058762
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者宮腰高明, 柏木孝夫, 平野裕幸, 福岡誠二 申請人:Tdk株式會社